高职测绘类专业《遥感图像处理》教学改革与实践研究

李孟迪 黎瑾慧

（河南水利与环境职业学院，河南 郑州 450008）

1 课程现状及选题意义

1.1 课程现状

随着我国高等职业教育的飞速发展，高职教育已成为高等教育的重要组成部分。深化高职教育教学改革，全面推进素质教育，使学生掌握现代技术是培养高职人才的重点。而传统教学以教师为课堂主体，学生处于被动地位，把学生视为书本知识的接受者，忽视了学生的学习体验，接受学习成为学生的主要学习方式[1]。

《遥感图像处理》作为高职院校测绘类专业的一门专业核心课程，具有原理复杂、内容抽象、应用广泛、发展速度快等特点，学生难以深入学习和理解。随着卫星遥感技术的飞速发展，图像处理的应用越来越广泛，操作流程也越来越复杂，采用传统的教学方式难以培养出满足时代需要的技能型人才，因此，《遥感图像处理》的教学改革势在必行。目前，《遥感图像处理》的教学现状如下：

1.1.1 适合高职类学生的教材相对缺乏

目前，市面上《遥感图像处理》教材大多偏重理论，注重算法推导过程的讲授，对于学生的数学基础要求较高，不适合数学基础较差的高职类学生。另外，实践内容大多注重基本功能的操作，与生产项目联系较少，缺乏实战性和连贯性。所使用的案例资料相对陈旧，与行业典型性、发展热点相关的案例资料较少，对提高学生实践应用能力、解决实际问题能力支撑不足[2]。

1.1.2 传统教学理念难以适应人才培养需求

大多院校的《遥感图像处理》课程多采用“以教师为中心”的教学模式、以教材为主的单向知识传授，学生课堂参与程度较低，教学方法陈旧，难以激发学生的学习兴趣，对于提升学生的知识掌握与运用能力、解决实际问题能力效果不佳，实际教学效果难以达到人才培养预期目标。

1.1.3 课程考核体系不完善

现行考核体系大多由三部分构成：平时成绩+实训成绩+期末成绩，以知识掌握程度考核为主，对实践性、应用性能力考核不够全面，难以形成有效的学习激励机制。

1.2 选题意义

对于《遥感图像处理》课程，多数学生表示不会学、不爱学、学不好，该课程逐渐被边缘化。故对其进行教学改革与实践探索研究，具有较强的现实意义。

1.2.1 实现教学相长，营造双向互动机制

打破传统教学的单向输入模式，坚持以学生学习需求为导向，实现教学相长，营造师生良性互动关系，促使教师不断发现和解决教学过程中遇到的各种问题，促进教与学的持续更新，实现教与学的双向互动，进一步激发教师的教学热情和学生的自主学习潜能。

1.2.2 与企业接轨，提升学生的就业率

深入企业调研，把行业发展热点纳入教学设计，与企业专家探讨，创新教学内容，使教学过程与生产过程无缝衔接，提升学生的岗位技能，提高学生的就业率。

2 教学改革举措

2.1 重构课程体系，编写合适的课程教材

由于针对的是高职类学生，讲授知识的系统性、连贯性和适合度特别重要。基于高职学生的文化课基础合理安排教学内容，进行教学设计，以校企深度合作为基础，以培养学生为核心，将课堂知识与企业工作流程进行融合，辅以案例引导，结合前沿技术，力求解决职业教育专业与职业分离、理论与实践割裂、学习与就业脱节的现实困境，不断深化校企合作。在课程内容的选取上与企业专家共同制定，使教材的教学内容更具合理性，更符合岗位对于测绘类专业人才的要求，实现教材与岗位需求的无缝衔接。

近年来，大量遥感卫星投入运行，如我国高分系列卫星，不同数据存储格式不同，但大多数的遥感图像处理教材是直接基于Landsat 数据展开讲解的，前沿及热点性知识比较匮乏[3]。为解决这一问题，在依托企业生产案例的基础上，结合近年来遥感领域的前沿和热点内容，对原有教材内容进行梳理，适当精简和压缩已经相对陈旧的内容。同时搜集国内外出版的《遥感图像处理》方面的教材，认真研讨不同教材的特点及其授课对象，针对遥感图像处理理论性强、实践性强的特点，按照系统性和前瞻性结合、理论与实践结合的要求，制订教材主体内容。教材内容分为8个部分 ：遥感图像基本知识、遥感图像校正与镶嵌、遥感图像空间域增强、遥感图像变换、遥感图像频率域增强、遥感图像融合、遥感图像分类、遥感图像地学分析应用[4]，具体内容如表1 所示。优化后的教材内容要避免与先开课程《遥感原理与技术应用》内容重复，为后续课程做适度铺垫，同时要为学有余力的学生预留足够的能力扩展材料。

表1 《遥感图像处理》教材内容安排

结合教材的教学内容，深入挖掘思政元素，将课程知识点与行业发展历史联系起来，增强学生的历史自信、文化自信；密切追踪行业专业热点，将专业知识与热点事件结合，激发学生学习的内生动力，培养学生的社会责任与家国情怀；通过合理设置实践教学内容，依托企业项目生产案例及企业师傅的工程经验，向学生讲授我国在遥感卫星、遥感软件、遥感科学装置等方面取得的突破性进展，以及在环境监测、国情普查等方面的应用，进一步增强学生的民族自豪感和自信心，培养学生系统分析问题的工程思维与严谨细致的工作作风，引导学生树立正确的人生观、价值观与世界观。教学内容密切联系企业岗位实习需求，有助于培养满足企业需要的高素质人才。思政育人目标如图1 所示。

图1 思政育人目标

2.2 基于《遥感图像处理》课程，研究“以学生为中心”的教学方法

探索“以学生为中心”的课堂教学改革，教师不再是传统课堂的传授者，而是学生学习的参与者、学生思考的启发者、互动环境的策划者、互动过程的合作者。师生关系变为双向互动，使学生的自主学习能力、合作学习能力变强，唤醒学生的主体性，激发学生在教学课堂中的能动性。

强调学生的主体地位，以问题为导向，鼓励学生运用所学知识提出解决方案，采用启发式、讨论式、探究式、互动式等授课方式，引导学生深层次、多角度地思考问题，充分调动学生的积极性和主观能动性，培养学生主动思考问题的意识和能力。课下鼓励学生建立兴趣小组，进行自主学习和探究。学习过程中，小组成员通过自主收集实验数据和资料，讨论实验的重难点及注意事项，制定实验方案，共同完成实验报告，教师只在必要时进行引导，以学生为中心，培养学生自主解决问题的能力。

此外，结合PIE、ENVI、ERDAS、ARCGIS 等国内外优秀遥感图像处理软件的使用要求，校企联合开发课程教学资源，选拔专业素质好、思想素质高的优秀教师与企业专家组成教学团队，依据企业岗位需求，共建课程教学资源，加强课程思政建设，校企协同育人。建立依托于职教云、慕课学院等平台的信息化教学资源；聘请企业专家指导学生使用遥感图像处理软件进行遥感图像增强处理、遥感图像配准、遥感图像分类等实践教学环节；引入企业丰富的项目生产案例，在丰富教学内容的同时让学生认识到课程所涉及的新技术、新方法以及测绘地理信息行业的最新进展，提高学生的学习兴趣，拓展学生的专业视野，增强学生解决专业实际问题的能力，提升学生的探索精神以及创新、创造和创业素质。在课前、课中、课后等教学环节，企业专家与专业教师协同参与，形成校企教学资源联合体，全过程育人，教学模式如图2 所示。

图2 教育教学模式

2.3 建立科学的《遥感图像处理》课程考核办法

传统的教学考核方式难以有效考核学生的学习过程，难以反映学生的个人参与程度、综合运用能力、实际问题解决能力，容易导致一部分学生平时不认真听课，期末突击学习，难以形成有效的激励机制，使得学生的学习效果不佳。

课程考核评价采用全方位、全过程教学评价，采用总结性评价和过程性评价相结合的方式，从专业知识、技术技能和思政目标等方面进行评价。将隐性的思政元素融入考试的开放性考题中，进行总结性评价；合理设计阶段性的过程性考核，通过考查学生情感和价值观的变化，检验课程思政教学的育人成效。收集教学信息反馈进行评价，通过教学反思和总结，调整并完善教学设计及教学方法，提升教师的育德能力和教学水平。

考核办法要重视过程性考核，深入学生学习的多个环节，将考试分为若干次，每次考试的成绩按相应比例计入最终成绩，充分考虑学生的探索性、创造性和应用性等多方面的综合能力，除期中和期末考试外，还将平时考勤、实验考核、实验报告等内容纳入最终成绩计算，如实验考核从实验内容中随机选取，每个实验均设置考核要点，要求学生在规定时间内完成实验操作，然后根据学生的完成情况评定成绩。对于演示性和验证性实验，如遥感图像显示、遥感图像校正等内容，采用课堂学习态度评分与课后实验报告评分相结合的方式进行考核，将学生课堂表现和课后复习及报告完成情况结合起来进行评价。对于综合类实验，如动态变化检测、植被覆盖度反演等内容，采用课堂学习态度评分、课堂任务完成情况评分和课后实验报告评分相结合的方式进行考核，增加对学生在课堂上思考问题和解决问题能力的考核，能够更有效地考查学生的动手能力[5]。

在期中及期末考核中，选择以综合性遥感应用大作业或实验答辩的形式来开展，以便能充分考查学生的实践技能，有利于发挥学生的主观能动性和创造性，培养学生的独立探索素养和团队协作精神。

3 结语

《遥感图像处理》课程具有很强的技术性，对于培养学生实践动手能力与解决遥感复杂工程问题能力具有重要意义。本文从课程教材、教学方法、考核方式等方面提出了针对性的改革建议，以更好地满足时代发展对遥感专业人才的要求。自进行教学改革以来，本门课程的教学质量稳步提升，学生熟练掌握遥感图像处理的基本技能、分析和解决问题的能力大大提高，毕业生深受用人单位欢迎。但遥感技术发展迅速，如何不断适应遥感技术的发展，培养高水平的遥感专业人才，还需进一步研究探索，不断更新课程内容。