《遥感原理与方法》实验教学改革探索与思考

2013-03-26胡德勇段福洲

地理空间信息 2013年1期

邓磊，胡德勇，段福洲

（1.首都师范大学资源环境与旅游学院，北京 100048）

随着测绘科学、空间科学、地球科学和计算机技术的发展，遥感科学与技术逐渐成为一门新兴的学科并展示出广阔的应用前景[1,2]。针对遥感蓬勃发展的浪潮，国内外许多知名大学，纷纷开办相关专业或研究机构。例如美国马里兰大学的遥感专业，在全球极负盛名，而在其周围有几个NASA负责遥感数据处理与分发的重要研究所，侧重于遥感的应用研究；美国波士顿大学的地理与环境系侧重遥感理论研究，主要是运用遥感技术进行水、气候、环境、生态的自然过程的研究；加州大学的圣巴巴拉分校以及乔治梅森大学的地理与地理信息学院在遥感方面，致力于将科研与教学相结合，培养实践能力强的学生。在欧洲和美国几乎所有的综合性大学，都有类似的本科专业，并且国外的遥感科学与技术专业非常注重学生实际能力的培养。

1 课程实验教学的必要性

首都师范大学资源环境与旅游学院的遥感科学与技术专业于2010年成立，处于初创期，面临较多的困难和挑战；同时，该专业属于工科专业，对学生的培养模式以及遥感课程的教学内容、方法与理科有所不同；此外，遥感技术的快速发展对遥感教学提出了更高的要求。因此，如何根据本校的教学特点，加强遥感课程实验教学，培养适应社会需求的遥感技术专业人才，是《遥感原理与方法》课程教学需要认真思考的问题。

经过几年的教学实践，笔者发现该课程的实验教学目前主要存在以下几方面的问题：

1）教材方面，我校选用的是教育部面向21世纪课程教材《遥感导论》，与之配套的实验教材为《遥感实习教程》，该实验教材的教学软件使用的是美国克拉克大学地理学研究生院所属的系统开发实验室研制的Idrisi，而未采用国内外主流的Erdas、PCI或ENVI等遥感软件。该软件可操作性不强，无法满足实践教学的需要[3,4]。此外，由于遥感学科是一门快速发展的学科，新的技术和方法不断产生，而该教材2001年出版后并未修订再版，教材中的部分内容滞后于遥感技术快速发展的现状，给学生的学习带来了一定的困难。因此，亟需结合我校自身的实验条件（硬件、软件、数据和师资等）编写适合本校实际的实验教材。

2）教学方面，虽然本课程的理论和实验课普遍使用了多媒体教学技术，但仍以教师讲授为主；实验课程的教学大多以知识验证性实验为主，缺乏研究型实验，抑制了学生参与的积极性，不利于学生的自主学习和个性化学习[5,6]；另外，考核仍以笔试为主，没有建立考察学生全面素质的考核体系。

2 课程实验教学改革的内容

2.1 教学内容

结合本校遥感科学与技术专业的培养模式，适当修改教学大纲，调整教学内容，增加课程实习环节，增强应用性教学内容的比例，以加深学生对理论的理解，提高实践能力；在强调各章节重点、难点的同时，提出有针对性的解决办法，使教学大纲有较强的可操作性。

教学自始至终贯穿讲授一门课程而非讲授某一本教材的教学思想，结合国内外多种教材的内容，精选核心内容，压缩或摒弃陈旧内容，真正使课程内容具有稳定性、先进性、适应性和科学性；调研国内外主要资料，紧扣遥感科学国际研究前沿，编写了适合我校GIS及其他相关专业高年级学生学习的《遥感原理与方法》课程课外参考书目，形成了以《遥感导论》为主线，以汤国安等编著的《遥感数字图像处理》为辅助，以科技期刊等前沿资料为扩展的教学参考资料体系，完成对知识、能力与素质全面要求的基本训练，以适应未来发展的需要。

另外，为了加强理论与实践的联系，以科技成果带动教学内容的改革。将科研项目中的案例和取得的最新成果引入课堂教学，不但提高了教师的理论业务水平，还提高了学生的学习兴趣，调动了学习积极性，提高了学习效率和教学水平。

2.2 教学方法和手段

多媒体教学方法具有信息容量大、表现形式多样、图文并茂、声像并举、动静结合、直观明了等特点，通过制作《遥感原理与方法》多媒体课件，充分利用声、色、光等特性，有机地结合遥感基本原理和方法；利用现有的CAI软件，降低学生自学的难度，提升学生学习兴趣和学习效果；增强板书与多媒体相结合的讲解方式，加深学生对过程的理解；增加软件即时操作的内容，在讲授理论之后，结合具体的软件操作加深学生对理论的理解；形成课前提问上一次授课内容的惯例，有效督促学生课后复习。建立对学生创新意识、创新能力和创新成果的激励机制：对敢于在课堂上提出问题、发表不同见解的学生给予平时成绩的奖励；在课程实习环节，设计开放性的实验，鼓励学生自主思考和探索。

另外，通过课外谈话、调查、网络（邮件、即时通信工具）辅导等方式，构建师生之间的紧密联系纽带，帮助学生完成本门课程的课外学习计划；引导有兴趣的学生参加教师的科研项目，每周参加研究生的学术交流会，培养专业兴趣，提高科学素养，带动班级的学习气氛。

2.3 实验教材

自编符合实际的实验课教材。目前国内尚未见到普适性较强的遥感上机实验课程教材，并且各大院校使用的实验教材多为自编[3,7]。笔者针对教学内容中的重点和难点，结合本课程实践性强的特点，自主编写了《遥感原理与方法》课程实习指导书，精心设计了包括遥感图像辐射校正、几何校正、空间滤波、对比度增强以及计算机解译等在内的多个实验项目，以加深学生对理论的理解和应用。