时间：2023-03-16 16:39:06
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1.遥感基础应用能力培养目前，蚌埠学院本科生毕业后从事本环境工程专业或攻读研究生的学生人数有增加的趋势，有必要进一步加强本科生应用能力的培养。“遥感原理与应用”课程的课堂实践教学使学生更好地理解和掌握遥感的基本概念、基本原理和基本方法，特别是熟悉遥感图像处理软件的基本操作，主要体现在强调学生对ENVI软件的熟练操作。为了便于学生学习操作ENVI软件，基础实验和综合实验都制作了电脑屏幕录像，方便学生参考学习。学生通过对蚌埠学院周边的野外实践，培养学生对不同地物光谱差异的正确认识。遥感课程基础应用的能力培养主要开展如下基础实验项目，
2.遥感技术对环境工程专业应用能力的培养环境工程专业的“GIS原理与应用”课程是先于“遥感原理与应用”课程开设的，在教学实践中遥感和GIS交叉应用，使学生在这个方面知识的掌握较为牢固。专业课程“环境监测”和“环境规划”与“遥感原理与应用”课程是同步开设的。“环境监测”和“环境规划”课程的课程设计可以与遥感课程的实验相结合。通过这些学科交叉的专业课程实践，培养学生综合应用遥感技术的能力，弥补课堂实习课时、综合性和应用性的不足，对巩固学生实践能力，激发他们的学习兴趣及解决具体专业问题的能力培养具有现实意义。遥感原理与应用课程对环境工程专业的应用能力培养主要通过开展如下实验项目进行知识巩固，
3.学生遥感技术应用能力分析环境工程专业的“遥感原理与应用”课程通过课程实践教学探索，课程的基础实验、专业综合应用性实验，学生参与的积极性有了一定的提高，情况如表3所示。从表3可以看出，学生选择遥感技术在专业综合方面的应用上，主要选择基础性、容易实现的实验项目，部分学生选择了具有一定复杂度的实验，还有部分同学以合作方式共同完成某一专业综合实验（评定成绩时是做主要工作的学生给予优秀成绩，参与了的同学给予良好成绩）。另外，年间毕业论文中涉及了遥感技术方面内容有了一定的提高，这主要取决于毕业论文的选题、内容和遥感技术的相关性。因此，遥感和GIS技术课程在环境工程专业学生培养中在应用能力方面还是有了一定的提高，但是很难定量评价，本文只做了定性评估。
二、结束语
关键词： 遥感； 实践教学； 改革
中图分类号： G642文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）03-0105-01
遥感（Remote Sensing，RS）是当代空间信息科学的核心技术之一，是信息获取与更新的重要技术手段，在经济建设及社会发展中的作用日趋重要[1]。同时遥感也是一门实践性很强的技术，遥感应用技术素质已成为地理信息系统、测绘、城乡规划、地质等专业工作人员的基本要求。遥感技术作为现代前沿科学技术之一，随着航空航天技术的发展不断在提高与完善，这就要求教学不断调整内容与方法，做到与时俱进。分析国内外遥感技术的发展需求及遥感课程教学，发现课程教学并未很好地适应社会对遥感应用型人才的需求，其中尤以实践教学环节薄弱的问题突出。针对当前现状，本文详细分析了遥感课程实践教学中存在的具体问题，并探讨了相应的改革措施，以期为遥感课程的教学改革，培养社会应用型、创新型人才提供参考。
一、目前遥感课程实践教学中存在的问题
1.缺乏合适的理论和实践课程教材
理论教学是实践教学的基础，选取合适的理论课教材，对确保教学内容合理，培养社会应用型人才至关重要。选取教材的原则是“理论与应用的结合；基础知识与前沿技术兼顾”[2]。近年来，国内先后出版了一些可作为大学本科遥感课程理论内容教材的书籍，但并不能满足遥感技术发展的需求。《遥感导论》、《遥感概论》和《遥感技术导论》出版时间较早，内容有些陈旧；《现代遥感导论》在应用方面涉及较少；《遥感原理与应用》在理论和应用方面都兼顾，而且在2009年出版了第二版，但此书内容相对较深，需要学生具备摄影测量、电磁场理论、模式识别等课程的基础。
目前，国内尚未见到普适性较强的遥感实践课程教材。与《遥感导论》配套的上机教材，未采用国际主流软件，无法满足实践教学的需要。《ERDAS IMAGINE遥感图像处理教程》、《ENVI遥感图像处理方法》等书，内容系统，但受学时限制，不适合作实践教学的指导书。
2.实践教学薄弱
遥感课程一门实践性较强的课程。遥感实践教学是理论教学的深化和补充，是学生通过理论与实践的相结合来感悟抽象的理论知识的学习过程[2]。课程实践教学环节包括两个大的方面，一个是课内实践，另一个是综合实习。目前，国内大多院校的课内实践学时偏少[3]，而且多以教师演示教学为主，学生实践能力得不到提高。“3S”（RS、GIS和GPS）技术集成，是空间信息科学发展的趋势，有必要加强学生的“3S”综合应用能力，然而这种多学科的综合实习普遍较少。另外，数据类型单一、内容陈旧，也使实践教学滞后，缺乏时代性和现时性。
3.考核方法不合理
课程考核，考察的不仅是学生对知识的记忆情况，更应该是学生对知识的综合应用能力。然而，目前遥感课程的考核方法，多以笔试为主，对实践能力考察的关注较少。这种考核方式不仅不能对学生进行综合考核，而且不利于调动学生学习的主动性和综合素质的培养。因此，有必要改进考核方法，建立考察学生全面素质的考核体系。
二、遥感课程实践教学改革措施
1.不断更新理论教学内容
在新技术突飞猛进的今天，具有前沿性的遥感技术发展愈加迅速，对教学内容选取提出了新的挑战。由于教材受出版周期限制，这就要求遥感知识更新途径除了选择合适的新教材外，更应充分利用网络、中、英文期刊或国际会议文献等媒介，传递最新讯息，增强课程的时代性和现时性。如在讲述不同卫星平台轨道参数时，教材受出版周期限制，其内容始终与最新的遥感卫星发展有差距，备课时需要到相关网站查阅最新的参数信息，补充到课堂教学中，让学生了解遥感卫星的最新发展动态[4]。同时，引导学生在课外通过多种途径，查阅参考资料，培养生自主学习的能动性和积极性，有利于拓宽学生的知识面，提高综合素质。
2.完善实践教学体系
（1）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践课教材，并且各大院校使用的实验教材多为自编。对实践内容进行完善和更新，从简单的验证性实验向综合性实验以至于研究设计型实验过渡，形成较为稳定的实验教学内容体系；并建立和完善遥感实验课数据库及习题库，及时更新和补充资料，包括案例、科研论文、学科前沿发展动态等，以拓宽学生的知识面，提升学生兴趣，达到优化和丰富教学过程、提高学生实践能力的目的。
（2）建立全方位的实验教学模式。通过构筑包括“验证性实验”、“综合性实验”和“研究性实验”的“三层次一体化”的实践教学模式，将实践教学由“有解实验”变为“求解实验”，由“知识积累”变为“智能开发”，为学生自主实验营造个性化的学习环境。同时针对不同专业教学内容和方式有所侧重，如对于地理信息系统专业的学生，可以适当增加遥感与地信相结合的实验课，如“3S”集成技术，培养学生综合能力[5]。
（3）创造实习机会。由于实践课程受学时、实验条件等限制，使学生的实验机会较少、而且实验内容单一。在教师的指导下，参加研究性学习，深入到实际科研工作中，成为锻炼实践能力有效途径[6]。另外，寻找相关的实习单位，直接参与到实习单位的科研、开发、生产工作中，与实习单位建立双导师制管理机制，可以更有效地提高学生的适应社会需求能力。
3.丰富课程考核方式
建立科学的考察学生综合知识、综合素质、综合能力的实践考核体系，采取灵活多样的考试方式，加大读书报告、论文考核、野外（或社会）调查、创新考核、综合实习等的比重。同时应根据不同专业特点，做相应的调整。如对于地理信息系统专业的学生，应当适当加强3S集成等综合性知识的考核；对于地质、环境科学等专业的学生，则应侧重遥感技术在该领域新的应用等方面的知识的考核。
三、结语
通过分析目前社会发展对遥感人才的需求和遥感课程教学存在的问题，本文认为遥感课程实践教学改革应从不断更新理论教学内容，完善实践教学体系及丰富课程考核方式三个方面进行。理论教学内容的不断更新，体现了遥感技术的前沿性，使教学能够做到与时俱进；完善实践教学体系，体现了培养应用型人才的宗旨，适应了社会的需求；丰富课程考核方式有利于培养学生学习的主动性，全方位锻炼学生综合素质。综上，加强遥感课程的实践教学改革有利于培养社会应用型、创新型人才，这既是现实社会发展的需要，也是学生自身发展的需要。
参考文献：
[1] 梅安新，彭望琭，秦其明，等.遥感导论[M].北京：高等教育出版社，2001.
[2] 赵银娣.课程教学改革探析[J].中国成人教育，2008（10）168-169.
[3] 黄秋燕.GIS专业遥感概论课程实验教学改革探索[J].科技信息，2008（27）：352-353.
[4] 陈星彤，童洁，刘春红.遥感原理在测绘专业教学改革探索[J].矿山测量，2008（2）：79-80.
关键词： 高等师范院校 遥感概论 实践教学 教学改革
1.引言
遥感是现代空间信息学的核心技术之一，其作为一种高效能的探测、获取、分析和处理空间信息的先进手段，广泛应用于土地管理、城市建设、林业、环境、农业等各个部门［1］。自20世纪80年代以来，随着遥感技术的发展，我国各高等院校都相继开设了遥感课程［2］。《遥感概论》课程主要介绍了遥感基本理论、方法和应用技术，是我国高等院校地学类本科生的一门专业基础课程。高等学校地理学类教学分委员会2004年工作会议把《遥感概论》和其他六门地理学基础课定为地理学类有关专业必修的核心课程［3］。遥感技术快速发展对遥感概论课程教学提出了更高要求，本文在分析信阳师范学院遥感概论课程教学情况的基础上，结合实际条件及教学目标，对遥感概论实践教学进行了一系列改革探索。
2.高师遥感课程教学现状分析
信阳师范学院城市与环境科学院于2001年开设遥感类课程，并将其列为地理信息系统专业、地理科学专业、资源环境与城乡规划管理专业的一门重要专业基础课程。我结合多年来遥感概论课程教学，发现课程的教学与用人单位对遥感技术工作的需求不能很好地衔接，主要存在以下问题。
2.1教材相对快速发展的遥感技术滞后。
我校各专业采用的《遥感导论》是教育部面向21世纪课程教材，2001年出版后至今未修订再版，除部分印刷错误影响学生学习外，对近年蓬勃发展并广泛应用的QuickBird卫星影像、高光谱遥感技术等遥感探测技术和方法涉及较少，不能满足教学需求。另外，实验教学中我们采用国际先进的ERDAS IMAGING软件，但与遥感图像处理配套的上机实验教材缺乏，需根据本校实际进行编写，同时目前实验教学中所用数据主要为Landsat和Spot影像，而缺乏社会应用较广的雷达影像、QuickBird等卫星影像。
2.2各专业教学内容不同往往顾此失彼。
我院三个专业文理兼收，学生基础不同，预备知识普遍欠缺，教师在54个学时内既要讲明理论、补充遥感技术前沿发展又要开展实验课程教学，实属不易。且遥感技术已列入高中开设的地理选修课，自然灾害与防治和城市规划与生活等课程也用到遥感技术，这对高师地理教育提出了更高的要求。目前，仅地理信息系统专业开设了为期一周的遥感综合实习，实践课程偏少，难以提高各专业学生的动手能力。
2.3教学手段相对单一。
在多媒体教学过程中，教师准备全部实践材料，详细讲解，全程示范，学生按照指导书和教师要求按部就班模仿操作，实验过程中师生互动少。以教师讲授为主的学习方式，抑制了学生主观能动性的发挥，导致学生对实验指导书过度依赖，提高实践能力无从谈起。另外，目前考核仍以笔试成绩主，教学制度不够灵活，特别是培养目标、课程结构和内容、教学模式、教学制度和评价相互脱节。
3.遥感概论实践教学内容设计
3.1研究教材，构建科学的遥感课程实践教学体系。
遥感技术是一门新的学科，新理论、新方法、新的研究领域不断出现，要求教材建设必须与时俱进，及时补充新知识，以适应学科及社会对遥感人才的需求。遥感实践教材的建设一方面教材必须针对各专业的培养目标和教学大纲的基本要求，具有较高的专业针对性。同时，要有别于其他理论教材，重点突出应用技术的特点。另一方面教材要围绕技术应用能力训练主线，注重学生的认识和学习规律，以培养学生实践能力。在《遥感概论》教学中，教师要综合国内外已有的遥感实践教材，分析比较各种教材的特色及其不足，根据专业培养目标、学生未来就业，以及遥感人才的基本要求，以新的理念构建一套内容体系和结构相对合理、能反映出学科水平和发展趋势的、适应高师院校自身特点、开放的、科学的遥感实践教学内容教学体系。
3.2适当增加课时，完善和更新教学内容。
遥感是一门理论与实践并重的课程。在遥感课时总量有限的条件下，如何协调好高师地理课堂培养学生创新精神和地理信息系统专业、资源环境与城乡规划管理专业培养动手能力和创造能力是高师院校面临的挑战。由于我院各专业文、理兼收，学生基础不同，理解遥感基本理论存在困难，在课堂上授课教师可结合Q ickbird卫星数据在第二次国土资源调查中的应用等科研案例进行教学，让学生在实践中理解遥感理论。另外，我们要充分利用现代网络技术建立课程网站，提供新型的学习环境和学习平台，挖掘教学科研资源，开展教学互动，扩展学生学习的空间。我在教学过程中发现，有很多学生反映要求增加遥感实践课时，这说明学生对新技术学习的积极性很高，若适当增加实践课时，有助于开展综合型和研究型实验的多层次综合性的实践教学，提高学生的创新精神和动手能力，以适应我国遥感科学技术的发展和高素质人才培养的需要。
3.3教学方法、教学形式多样化，实现实习单位专业化。
在教学过程中为克服遥感实践课程教学课时不足，增加学生对遥感学习的兴趣和主动性，可开展读书报告、学年论文、野外调查等课外研究性学习，让学生通过查阅文献进行简单的研究，与课堂教学形成互补，拓展更加广阔的空间。另外通过学校、院系和个人广泛联系遥感专业高等院校和应用型实习单位，如武汉大学、南京大学、北京超图软件股份有限公司、武汉中地数码科技有限公司，等等。建立双导师管理机制，让学生直接参与到实习单位的科研、开发和生产工作中，让学生主动学习知识，锻炼学生获取知识、发现问题、解决问题的能力，从而提高教学效率。
4.结语
遥感是一门技术性和实践性很强的课程，我结合多年来高师院校遥感概论课程教学，针对目前存在的主要问题进行探索，提出了适合本校实际的遥感课程教学方法和教学体系。遥感技术的快速发展对遥感概论课程教学提出了更高要求，在教学中需要结合实际不断探索与实践，进一步提高学生的独立思考能力、创新能力和实践动手能力以满足社会发展需求。
参考文献：
［1］白淑英，沈润平，王莉等.遥感科学与技术专业综合实习教学环节改革［J］.中国奥创新导刊，2009，（26）:174.
［2］梅安新，彭望禄，秦其明等.遥感导论［M］.北京：高等教育出版社，2001:
［3］张飞，丁建丽.《遥感概论》精品课程教学探索与实践［J］.理工高教研究，2009，28，（5）:116-118.
一、课程学分安排
本研究所选取的学校与地理科学专业的总学分和各模块的学分比例不完全相同，存在一定差异。在对各种不同类别的课程所占学分进行比较时，将各个学校的课程经过重新分类组合，主要有4类，即公共课程、专业课程、教育课程和实践课程，结果如表1。
[学分（比例）＼&公共课程＼&专业课程＼&教育课程＼&实践课程＼&总学分＼&北京师范大学＼&44（27%）＼&81（49%）＼&10（10%）＼&15（14%）＼&166＼&华东师范大学＼&44（28%）＼&74（47%）＼&24（15%）＼&16（10%）＼&158＼&东北师范大学＼&51（33%）＼&75（48%）＼&25（16%）＼&14（9%）＼&155＼&四川师范大学＼&55（32%）＼&73（43%）＼&30（18%）＼&12（7%）＼&170＼&湖南师范大学＼&55（33%）＼&79（48%）＼&20（12%）＼&12（7%）＼&166＼&徐州师范大学＼&54（32%）＼&78（45%）＼&18（10%）＼&22（13%）＼&172＼&长春师范学院＼&60（34%）＼&61.5（35%）＼&21.5（12%）＼&33（19%）＼&176＼&宁波大学＼&50.5（30%）＼&66.5（41%）＼&33（20%）＼&14（9%）＼&164＼&安庆师范学院＼&57.5（31%）＼&69（37%）＼&24（12%）＼&37.5（20%）＼&188＼&][表1][大学本科地理科学专业课程学分安排]
从表1可以看出，各学校的总学分存在一定的差异。大学本科地理科学专业所开设的课程中，专业课程所占比例最大，其次分别为公共课程、教育课程和实践课程。教育部重点高校――北师大、华东师大、东北师大这三所学校专业课程所占比例较大；教育课程也占有一定比例，均在10%～20%。宁波大学和东北师范大学的教育课程学分及其所占比例最大，这在一定程度上反映了这两所学校比较注重教师教育，教师教育课程开设得较多。
二、专业特色课程
在公共课程、专业课程、教育课程以及实践课程中，各学校的公共课程和实践课程基本相同，而专业课程和教育课程都有特色课程。研究所选取的各学校公共课程基本相同，大致包括政治、历史、数学、外语、体育、计算机；而实践课程则几乎完全一致，包括部门地理野外实习、综合自然地理野外实习、教育见习、教育实习、毕业论文。专业课程可以概括为“大同小异”，“大同”指这些学校都开设的专业课程，大致包括引入性课程和专业基础课程。引入性课程主要是《地理科学导论》。专业基础课程包括相关学科基础课程、部门地理课程、区域地理课程以及技术性课程。相关学科基础课程主要为物理、化学方面的课程。部门地理课程分为自然地理和人文地理两个方面，自然地理包括《地质学》、《土壤地理学》、《水文学》、《生物地理学》等，也包括环境方面的一些课程，如《环境科学导论》、《环境影响评价》等；人文地理包括《文化地理学》、《经济地理学》、《城市地理学》、《人口地理学》等；区域地理课程主要为《中国地理》、《世界地理》；技术性课程分为地图、地理信息系统、遥感方面的课程，如《测量与地图学》、《GIS概论与应用》、《遥感概论》等。专业课程中的“小异”主要是各个学校的专业拓展课程存在差异，这在一定程度上反映了学校地理科学专业的特色课程。如表2所示，北京师范大学的专业特色课程最多，主要集中在遥感方向。在乡土地理方面，北京师范大学有《乡土地理》，但湖南师范大学和徐州师范大学则有较为具体的乡土地理课程，分别为《湖南地理》和《江苏地理》。华东师范大学较为明显的专业特色课程主要是《河口与海岸》、《现代沉积学》、《环境考古》。笔者认为各所学校的专业特色课程一般与学校的优势专业方向以及该方向的教师有关。如北京师范大学地理科学专业李小文院士的研究方向为遥感；而华东师范大学有河口海岸研究所国家重点实验室以及研究该方向的陈吉余院士。另外，其余学校也有相应的专业特色课程，如湖南师范大学的《天体观测》和长春师范学院的《地球与宇宙》。
[学 校＼&特 色 课 程＼&北京师范大学＼&《政治地理学》《交通地理学》《乡土地理》《GPS原理与应用》《地表水热平衡》《流域管理》《数字地面模型》《微波遥感》《遥感影像地学分析》《海洋遥感》《3S综合实习》＼&华东师范大学＼&《河口与海岸》《现代沉积学》《环境考古》《最新地理文献阅读》《软件工程与GIS设计》＼&东北师范大学＼&《湿地科学》《地理科学进展》＼&四川师范大学＼&《灾害学原理与减灾》＼&湖南师范大学＼&《天体观测》《城市气候学》《矿产资源学》《湖南地理》＼&徐州师范大学＼&《江苏地理》《海洋学》《工业地理学》＼&长春师范学院＼&《地球与宇宙》《可持续发展研究》＼&宁波大学＼&无＼&安庆师范学院＼&《地理调查研究方法》＼&][地理科学专业特色课程][表2]
三、教师教育类课程
教师教育类课程是师范院校的特色课程，也是培养师范生职业能力以及职业意识的主要途径。从表3可以看出，所有学校均开设教育、心理和教育技术方面的教育基础课程。与地理专业相关的课程主要包括地理教学、地理教材、地理课程方面的课程，如《地理教学论》、《中学地理教学分析》、《地理新课程研究》等。各学校都有教师教育类的特色课程。如北京师范大学的《高中必修课程模块研究》、《高中选修课程模块研究》；华东师范大学的《管理学》、《国外地理教育》；东北师范大学开设的教师教育类课程较多，而且比较有特色，如《地理教育研究方法》、《地理直观教学》；长春师范学院的教育课程开设较为全面且独具特色，如《地理三板教学》、《中学地理活动设计》、《中学地理习题解答》、《中学地理教研论文写作》，笔者认为这对培养大学毕业后的地理教师有很大帮助；而安庆师范学院的《中学地理科技活动》是其它学校都没有开设的，值得借鉴。
关键词：教学模式；启发教学；问题牵引
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）02-0079-03
引言：
我国2010―2020年中长期发展规划将“高分辨率对地观测”列为16个重大专项之一，对遥感领域的创新人才具有迫切需求。“遥感图像处理与解译”课程是遥感科学领域发展较快的热门基础研究方向，具有多学科交叉的特点，是一门理论与实践、原理与应用结合紧密的课程。
随着科学技术的发展以及国家对遥感领域人才的需求发展，“遥感图像处理与解译”涉及的一些理论不断完善和扩展，应用案例需要与目前遥感发展主流方向更新；此外，自1999年以来，我国高等教育开始向“大众化”目标迈进，大众化的高等教育质量得到广泛的关注[1]。高等教学改革需求和该课程的特点，需要该课程的教学模式和教学方法不断改革和创新。教学模式和教学方法的改革是当前高校教学改革的重点方向之一[2]，而且，改革过程中必须加入新的教学理念[3]，加入与人才需求相结合的基础知识、专业知识、实践能力等的锻炼与培养环节。本文研究中开展启发式课堂教学，从教学形式、教学资源、教学管理等方面开展课程教与学协同模式创新研究与实践，提升教学质量；以问题牵引设计实践教学环节，培养学生的科学研究与科技创新能力，为理工学科如何提升教学质量、培养学生实践创新能力的教学模式提供有意义的借鉴。
一、启发式的课堂教学，提升学生课堂参与度与知识掌握度
在教学过程中进行教学设计，充分发挥学生的主观能动性和学生深度学习的潜力[4]。在课堂教学过程中，主要采用启发式教学；课程改革后学生主要通过课程中心的课程资源进行主动学习基本理论、方法，课堂上主要进行重要知识点强化以及问题凝练、解答和主题讨论。课堂教学模式主要包括：（1）充分利用网络平台与学生进行互动，并根据学生学习过程中的反馈进一步优化教学方法和教学模式；（2）充分利用多媒体和主题讨论形式，深入浅出地以主题的形式讲解主要理论知识的应用，并根据学生们主题讨论的思路和知识运用情况，进一步优化教学设计；（3）充分利用科研成果，作为应用实例进行课题教学，进一步推动教学模式的延展与深入。在以上研究与实践的基础上，提升学生主动学习、批判学习的能力，同时能够有效掌握相关理论知识和实际应用情况，提升学生的知识掌握度。如图1所示。
1.结合学校网络平台。充分利用我校的课程中心的课程网络平台，结合与传统教学的互补关系，研究课程“课堂教学-网络互动”的教与学协同模式；我校的基于网络平台的课程中心能够实现课程课内、课外资源共享，同时能够与学生互动，该平台为提升课程学生的参与度提供了有效的支撑。在教学过程中，将课题理论内容和应用内容延伸，在我校的课程网络平台以提问的形式和日常生活实例的形式启发学生进一步阅读文献，进一步深入思考，并归纳总结提交网络平台，实现基于网络平台的启发式教学，并针对学生反馈、问题凝练等在课堂上进行重点问题解答，提高学生主动思考和课堂互动的积极性，提升学生课堂理论知识和应用实例掌握度。例如，结合遥感系统误差分析，给出遥感成像系统的成像质量评价如何评价？结合遥感数据处理方法，给出如何将所学的遥感图像特征提取方法应用到植被生长状况监测？等等。
2.多媒体和“圆桌”讨论相结合。充分利用多媒体技术和“圆桌”教学讨论手段，研究课程的“理论应用-实例互动”启发激励与交互教学的教与学协同模式；在教学过程中，课堂学生的积极参与到课程中，能够提升学生对课程内容的理解和知识的掌握度，为了实现这一目标，将多媒体与以“圆桌”形式的主题讨论相结合。结合在网络平台给出的主题，学生们课下查阅文献、延伸阅读，课堂上多媒体展示、分组讨论；此外，课程的理论知识与工程实践相结合、原理与应用实例相结合以多媒体课件的形式给出，并以“圆桌”形式的课程理论要点和应用案例进行讨论、分析。通过以上两种方式提升学生在课程中的参与度和知识掌握度。例如，给出主题讨论的题目：“图像处理滤波方法有哪些？请利用一种滤波方法进行遥感数据处理，并说明实现过程以及应用效果。”学生根据主题题目进行文献与参考书的扩展阅读，然后总结并利用多媒体进行展示，从而锻炼学生文献总结、知识归纳与综合运用、语言表达等能力；然后以“圆桌”分组讨论的形式结合主题和多媒体展示进行提问与讨论，从而提升学生课堂的参与度以及对基本理论方法的深入理解与综合运用能力。
3.科研成果应用案例。充分利用专家优势资源与科研、工程研究成果，研究课程“课题教学-专题研讨”的教与学协同模式。提升知识综合应用的能力。以科研成果作为应用案例进行讲解、讨论，有助于学生能够有效地掌握理论知识以及了解如何应用基本原理、基本方法等解决实际应用问题，理论应用内容则通过与科学研究、工程任务相结合的应用实例给出，并根据该学科技术发展不断更新实例内容，将最新研究成果与学科动态融合进来，激发学生对专业与课程的兴趣，掌握理论知识的应用领域，提高学生的主动性，提升学生将基本概念、基本理论和基本原理运用到实际的、复杂的具体情境中的能力。
例如，在课程教学过程中，利用矿产资源调查应用中的遥感数据进行矿物类型分类项目的科研成果作为应用案例，该应用案例主要包括从获取的原始遥感影像进行辐射校正、几何校正、图像增强以及图像分类等处理，涉及了课程讲述的主要基本原理与技术方法，同时是利用在轨卫星数据进行处理，并综合考虑载荷特性和应用需求，是科研成果与课程教学有机结合的典型的应用案例。这个过程不仅能够有助于学生对科研过程有了解，而且有助于学生针对科研成果应用案例进行知识的综合应用，提升对知识的理解深度和应用方法。
二、问题牵引的实践教学，培养创新能力
结合课堂教学，开展实践教学工作，使学生进一步巩固理论知识，提升动手能力。目前，高校中的实践教学多是观摩或简单的动手实践，很少是从实际问题中提炼实践内容[5]，因此，本文研究过程中并课程在教学改革实践中，分三个层次由浅入深地开展实践环节，以实际科学问题为牵引设计实践教学内容，或由学生提出问题设计实践教学内容，深化学生对问题解决方式等的理解以及鼓励学生对较为复杂、深层次的问题进行挖掘和尝试解决，从而有效地培养学生的创新意识与创新能力。如图2所示，主要包括基本技能实践环节、课程设计实践环节、科研训练实践环节等不同难易程度的三个层次，使学生具备将理论知识和专业知识应用到基础研究和工程任务中的能力。
1.基本技能实践环节。打破传统教师设计实验，学生简单实现的实践教学模式，以专题实验与应用实验的形式扩充实践教学环节，充分调动学生积极性，避免了冗长、枯燥的课堂教学方式；开设大量的读图以及图像应用等课程实验环节，并在授课过程中不断更新遥感图像的类型与种类，根据学生反馈的问题和遥感相关专业的数据源更新，在满足基本技能实验目标的前提下及时更新和修正实践教学内容与方法。
课程改革和实践过程中，基本技能实践环节进行读图的环节进行了最新高分辨率的国产卫星数据，主要包括我国资源一号02C数据和高分一号数据，进行目视判读和基本的图像读取、显示、统计特征计算等实践。学生在应用最新图像的过程中了解图像特点、掌握遥感数据处理软件基本操作、目视解译基本方法等，并且能够了解我国卫星发展趋势以及我国高分辨率对地观测重大专项的前沿成果以及对遥感相关领域人才的需求。
2.课程设计实践环节。在基本技能掌握的基础上，通过软件操作、自主编程等方式开展课程设计实践。实践过程中只规定实验目标与实验内容，采用学生自主学习、自主创新的模式，学生根据实验目标自主设计实验，教师对学生完成实践环节的过程进行辅导，确保实验内容以及相关的学习内容顺利完成。
课程设计实践环节的实验目标为掌握遥感图像处理的基本原理和方法，实验内容包括数据预处理、特征增强、数据分类。课程改革和实践过程中，由原来的任课教师指定题目改革为由学生根据实验目标和实验内容进行自主设计实验，自拟题目，遥感数据处理软件二次开发或VS2010以上环境编程实现，在算法实现与编程调试过程中，学生能够自主查阅相关文献、更加主动地了解实验内容，掌握遥感图像处理算法开发过程，提升学生的遥感图像处理能力。
3.科研训练实践环节。结合科研与工程实际应用，设计包括基础实验和自主设计实验内容的综合实验，并与毕业设计相结合进行科研训练，主要包括前沿性的综合实验训练、设计与论文的综合训练等，对学生的学习能力、团队合作能力、创新能力进行全方位培养。该类的科研训练实践环节在之前的教学中是没有的，导致学生继续深造后，基本的科研方法都不掌握；直接就业工作的同学知识体系不能适应实际工作。因此，基于上述问题，通过把实践学习设置在复杂的实际工程实践问题中，通过解决实际的科学研究中的技术问题，使学生学习隐匿于其中的基础理论和科学知识，形成解决工程实际问题的技能，并培养自主学习、独立科研的能力。
课程改革和实践过程中，给出与遥感图像处理相关的科研训练实践题目，学生需要自己查阅文献，拟定需解决的关键问题以及设计技术方案，并且根据技术方案进行模型、算法开发，最后用实际的遥感图像进行验证分析，并撰写相关论文，完成多媒体展示、软硬件演示等。整个过程教师和助教以问题引导的方式进行辅导，加强学生自主设计、独立科研能力的训练，从而有效地提升学生解决科学问题和工程实践问题的能力。
三、小结
“遥感图像处理”课程之前主要以讲授为主，实践环节是传统的操作实验，学生课程参与度不高，且很难满足目前对遥感相关专业学生解决实际问题能力的人才培养的需求。针对上述问题，开展了课程教学改革与实践，在该过程中，利用网络平台、“圆桌”主题讨论与多媒体展示结合、科研成果应用案例等形式开展启发式的课堂教学，提升学生课堂参与度与知识掌握度；由学生根据实验目标和实验内容自主设计实验，分基本技能实践环节、课程设计实践环节、科研训练实践环节等三个层次由浅入深地开展实践环节，以实际科学问题、工程问题为牵引设计实践教学目标与内容，充分发挥学生的主观能动性，加强学生解决科学问题、工程问题的能力锻炼与培养。通过课堂教学与实践环节的教学改革，提升学生在课程中的主动权、主动性以及增强学生对遥感图像领域前沿发展与问题的了解，培养学生解决复杂科学问题与工程问题的能力以及创新能力，满足相关专业与领域的紧缺人才需求。
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The Teaching Reform and Practice of "Remote Sensing Image Processing and Interpretation"
LI Na，ZHAO Hui-jie，ZHANG Ying
（School of Instrumentation Science and Opto-electronics Engineering，Beihang University，Beijing 100191，China）
关键词：遥感课程 实践教学 教学方法
遥感（Remote Sensing），“遥远的感知”，广义遥感指对目标物进行无接触的远距离探测技术；狭义上指在航天或航空平台上，运用各种传感器（如可见光、红外线和微波等）对地球进行观测，接收并记录电磁波信号，根据电磁波与地表物体的作用机理及对探测目标的电磁特性进行分析，进而获取物体特征性质及其变化信息的技术[1]。遥感是20世纪60年代以来新兴的一门学科，美国宇航局、欧空局等机构和加拿大、日本、印度、中国先后建起了各自的遥感系统。随着计算机和传感器性能的不断提高，遥感影像的分辨率（空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率）有了很大提高。遥感数据中包含了大量的地表和空间信息，而目前对于遥感数据丰富的信息不能完全提取，如何充分有效的从影像中获取全部的信息是一个亟待解决的问题。许多高校开设了与遥感相关的专业和课程，这对遥感技术的谱及和发展提供了良好的基础环境。如何培养出适合社会发展需要的合格的遥感技术人才是目前高校遥感教学的重点。
一、遥感课程教学现状
遥感技术虽然是一门新兴学科，但目前已经得到广泛应用，国际遥感应用发展的实用化、精细化、产业化和业务化特征明显。在我国遥感技术起步较晚应用水平不高，根本原因是基
础性研究薄弱[2]。只有通过系统培养掌握遥感理论知识和实用操作技术的后备人才，才能够满足社会对遥感高技术人才的迫切需求，这也是高等教育面临的责任。目前在遥感课程教学方面与社会需求之间存在一定的差异，相对于遥感技术发展，课堂教学内容相对落后。从目前遥感课程教学内容的设置方面来看，存在以下现象：
（一）重理论教学，轻实践教学
大部分高校在课程大纲设置时，将理论教学部分安排了大量的课时，而对于实践环节课时安排较少[3]。实验课时少，难以培养学生的感性认识，动手能力的提高更是无从谈起[4]。遥感课程不同于其它理论课程，它需要学生具有很强的操作能力，少的实践教学课时使学生对遥感技术基本技能的训练和掌握不能满足，其结果使学生对课程理论部分内容不能较好的理解。容易造成教学内容仅限于课本知识，使教学和实践脱节，降低学生对这门课程学习的兴趣，不能激发学生的创新性能力。
（二）快速发展的遥感技术与相对滞后的实验教学内容
遥感技术是一门新兴的交叉学科，它是以航空航天、传感器和计算机等技术为基础发展起来的，涉及学科众多。随着航空、航天技术和计算机技术快速发展和传感器性能的不断提高，遥感技术得到了飞速发展，遥感数据分析和处理方法层出不穷。而伴随发展的遥感课程的教材通常相对稳定（几年或者十几年不变），不能及时更新，新的技术不能够较快为学生所接触。如果教师的知识也不及时更新，会造成学生所学的知识陈旧，与实际脱节，不能满足学科发展的需要。
（三）传统的教学方式与学生综合素质的提高
在课堂教学过程中教师应该注重学生综合素质的培养，调动学生学习的主动性，激发学生在学习过程中发现问题、主动解决问题、培养自主学习的能力。传统的教学方式偏重于理论原理方面教学，对于启发学生思考问题和自主解决问题等综合素质的提高方面涉及较少，不利于学生积极主动性的提高。
（四）课堂教学与社会需求存在一定的差异
课堂教学注重理论教学，教材和教学方法通常变化不大，对于有些课程（例如大学物理、化学）也许采用这样的教学方法是可行的。而有些发展特别快的学科，如遥感技术、计算机科学等学科，需要教师及时掌握本学科的前沿知识，及随科技发展后的社会需求情况来调整教学内容。相对于这些发展快的学科，传统的教学方法显得手段单一，并且学生参与其中的机会少。随着计算机、信息技术的发展，遥感技术得到了迅速发展。遥感课程不同于其它理论课程，尽管现在高校中大都采用多媒体教学方法，但在整个教学环节也大多数是以教师的讲授为主，学生在整个过程中只是看和听，缺乏对学生动手能力的培养。同时，课堂开设的每节实验课也只是单一实验，没有开展完整系统的实验，造成课程教学与社会需求之间的差距。社会对人才需求是全面的，多方位的，高校毕业生不仅需要具备专业知识，还需要具备一定的创新能力。
二、遥感课程教学方法的改进
课堂教学内容和方法直接影响教学质量和培养目标，在教学过程中应注重学生个体发展，将理论教学与践教学相结合，使课堂所学知识更好地为社会需求服务。要合理安排和优化授课和系统的实验的内容，使之紧密结合学科前沿研究和学术动态，使课堂知识适应社会发展需要，更好为社会进步服务。课程改革从以下几方面进行探索：
（一）理论教学
（1）专业理论教材及时更新。遥感技术的飞速发展，对理论教学工作提出新的挑战。由于教材编写和出版周期较长，就需要教师尽量利用其它方法手段获取较新的授课内容，例如可以通过网络手段或者外文资料及一些高级别的国际会议中的资料，给学生传递最新的学科动态和前沿信息，使学生所学的专业理论具有时效性；同时，引导学生通过多种方法（例如，网络资源）了解不同机构研究现状和研究动态，学生从查找资料的过程中培养了自学能力和提高他们积极动思维。
（2）充分利用现代媒体技术。媒体教学有很强的程序性、目的性、交互性和实用特性。把媒体提供的资料加以优化和整合，按照学生的认知能力、知识结构以及学生的情感状态等因素，可以尽可能的调动学生的感官，从而做到提高上课的效率和学习效率[5]。运用多媒体技术进行教学，可以把理论内容部分通过图文的形式展现出来，增加学生的认识能力，有利于学生对课堂知识的理解。遥感影像不同于传统照片，属于顶视图。遥感信息的提取是通过遥感图像解译来完成，对图像的解译首先要对图像进行判读，判读的过程中需要了解各种地物在影像上的特征，了解不同地物在不同地形或不同植被在不同季和不同生长过程中的表现特征，只有通过媒体教学才可以很好地给学生展示不同时间和空间的遥感影像，这样便于学生对地物不同条件下的特征进行区分，加强学生对图像的判读能力，为今后图像解译的准确性打下基础。
（3）授课内容增加专题部分。通过增加专题知识的讲解可以加强普及遥感知识的应用。结合不同专业学生的特点，将遥感技术应用部分制作成不同的专题，通过课堂讲解的方式传授给学生。每个专题中应包括遥感技术在本领域的工作流程、基本工作原理和应用前景。例如，对于海洋技术专业的学生，结合海上溢油、海水悬浮泥沙方面介绍遥感在海洋环境中的应用；对于水力学及河流动力学专业，结合汶川地震之后诱发的灾害情况，就遥感技术如何对河床演变及河道泥沙淤积方面研究进行讲解。
（4）将科学研究工作溶入教学中去。为了加深学生对遥感理论知识的理解，将科研成果溶入于实践教学中，不仅有利于科研成果和技术的推广，也可以增加学生学习的积极性，提高学习效率。教师在授课时可以结合自己的科研工作，给学生讲解如何选题、如何开展科研工作及本研究在学科中的地位等。利用这种学习方法可以培养学生自主创新能力，也能够培养学生的科研潜能。同学们可以根据自己的兴趣申报科研项目，模仿老师的试验方案，自主设计项目的实验步骤、制定技术路线、撰写实验报告和科技论文。这样的教学方法与纯理论教学和纯实践教学不同，有利于学生把理论学习、实践学习和科技创新三者结合起来。
（二）实践教学
构建合理科学的实践教学体系、提高学生的实践能力和综合技术应用能力，是高校遥感课程改革的重要任务之一[6]。
（1）注重遥感教学中的实践教学环节。能力的提高是基于大量实验基础上，加大实验课课时量，加强基本技能训练；增加综合型、创新性的实验，构筑全方位的实验教学模式，能够为学生的自主实验营造个性化的学习环境，有利于强化学生的综合能力的提高[7]。遥感技术是一个实践性非常强的学科。大多数的课堂教学中关于遥感原理部分讲授较多，实践操作占很少一部分，通常高校在制定遥感课程教学大纲时，把它等同于其它的一般性课程，与理论教学课时数相比实验课课时数设置较少，这样很难保证学生基本的技能训练和提高，也影响到学生对理论知识的理解。根据每一章节的理论教学部分，设置相应的实验教学内容，加大应用型教学内容，提高学生实践的能力，以加强学生对课本知识的理解，也使学生能够很好的掌握遥感的应用技术，为今后的科研工作打下良好的基础。同时，增加较多的实验课时数，加强学生对不同遥感图像处理的操作能力，做到熟练操作。
（2）将软件教学贯穿于整个理论教学中，训练学生的动手能力。在现行的教学大纲基础上适当强化图像处理和解译能力练习。在整个遥感课程的教学过程中离不开实践教学，把遥感软件的操作渗透到课堂教学活动中。遥感图像信息提取通常要借助于遥感图像处理软件完成，通过课时的调整，学生有更多的课时进行实验练习，熟练操作软件，掌握图像处理的基本技能，可以加强对理论知识的理解。在理论教学过程中即时进行遥感处理软件的操作讲解和演示，通过学生对软件的学习，提高学生的动手能力、思考问题和解决问题的能力。
（3）加强课程实验内容系统性和前沿性。遥感课程涉及到众多学科，由于教学大纲所规定的课时有限，在设计实验教学方面应结合遥感科学与技术专业的培养模式，对课堂实验内容进行优化整合。目前每一种遥感图像处理软件，都是由不同的模块组成的，每一模块下包含不同菜单，每一菜单具有不同功能。通常完成一项数据分析工作需要完成一系列的操作，用到不同的菜单或模块，而教学实验课的内容只涉及到某一模块或某几个菜单的功能，学生只能了解某一菜单如何使用，而不是就某项研究内容系统的实验。同时，实验教学也应该结合前沿研究，将一些前沿的研究方法渗透到实验教学中。在设计教学实验时应该结合理论教学内容，做到理论与应用相结合原则，基础性和前沿性原则。
三、结束语
遥感技术的不断发展对高校遥感课程教学内容提出了新的要求，只有通过不断改进教学方法才能满足学科发展的需求。本文立足于遥感课程的培养目标，从社会发展对遥感人才的需求和遥感课程教学中存在的问题方面进行分析，提出了遥感课程理论和实践教学方法改进的一些建议。遥感课程实践教学改革应是基于更新和完善理论教学的同时，加强实践教学的改革。理论教学内容随遥感技术的发展应不断更新，这将有利于学生了解前沿的科学研究和动态；理论教学内容随科技发展不断更新，做到与时俱进；加强实践教学环节可以培养学生动手能力、科研潜能和创新能力，是课程建设的需要也是学科发展的需要。
完善实践教学体系，将会体现培养实用型人才的办学宗旨，适应社会需求。高校遥感课程教学内容如何适应遥感技术不断发展的需要，仍然需要不断地探索，通过探索来寻找适合学科发展特点的教学方法和完善的教学体系，来满足社会对遥感人才的需求。
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[关键词]遥感 教学改革 教学内容 教学方式 实践教学 慕课
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）10-0108-02
遥感是20世纪70年展起来的空间对地观测技术，已在土地管理、城乡规划、农业、林业、环境监测、水文气象、地质地理等方面得到了广泛应用。[1] [2]近年来遥感技术的长足发展使得社会对遥感人才的需求量和专业素质的要求日益提升。目前国内已有170余所高校设置了遥感类本科课程[3]，其中“遥感原理与应用”已成为地学及测绘专业的核心课程之一。笔者结合地理信息科学专业“遥感原理与应用”多年的教学实践对教学内容、方法及实践环节的改革进行初步探讨。
一、现阶段教学中存在的问题
纵观目前高校的遥感基础课程教学，主要存在以下几点问题：（1）教学内容陈旧，仅注重基础性和理论性，对实际应用和学术前沿关注不够；（2）教学方法有待改进，“满堂灌”的授课方式只注重“教”而轻视了“学”，学生缺乏学习兴趣，教学效果不佳；（3）实验环节薄弱，学生得不到充分训练，基本技能和综合素质有待提高。这些问题在“遥感原理与应用”课程中也同样存在。
二、改革措施
（一）在教学内容安排上兼顾基础性和前沿性
目前，有关遥感基础知识或基本技能方面的教材很多，其中以《遥感导论》（梅安新主编）、《遥感概论》（彭望f主编）、《遥感数字图像处理教程》（韦玉春主编）和《遥感应用分析原理与方法》（赵英时主编）等教材的应用较为普遍。各种教材内容和重点不一，因此根据教学目的和学生实际，选择适合的教材和教法尤为重要。笔者选择《遥感导论》作为主教材，以《遥感数字图像处理教程》为辅助教材，从中选取部分内容进行重新组合和梳理，安排了如下的教学内容：1.遥感基础知识，包括遥感基本概念、传感器、遥感类型、电磁辐射基础； 2.遥感图像处理，包括遥感大气校正、几何校正、影像裁剪、影像增强、影像分类；3.遥感信息提取，包括常用植被指数、一阶和二阶纹理参数的提取，以及基于提取的遥感指标进行植被覆盖度、植被叶面积指数的定量估算；4.综合应用训练，包括使用常用遥感影像处理软件ENVI和ERDAS进行特定研究区土地利用类型的分类、植被结构参数的提取以及水体叶绿素含量的估算等。同时，遥感学科的发展日新月异，为了让学生及时了解遥感领域的最新发展动态，笔者在教案设计上注意引用一些国外优秀教材，如John A.Richards编写的Remote Sensing Digital Image Analysis、Canada Centre for Remote Sensing编写的Fundamentals of Remote Sensing等，并精选若干国内外学术文献，如《遥感学报》、《地理学报》、《Remote Sensing of Environment》等专业顶级期刊经典文献供学生课后阅读。实践证明，这一做法不仅能有效提升教学内容的现势性，也能激发学生进一步探索遥感领域的兴趣。
（二）教学方法上结合案例教学法，使学生变被动学习为主动学习
传统的教学方式以教授为主，往往只注重“教”而轻视了“学”。针对“遥感原理与应用”课程理论性强、内容抽象的特点，笔者尝试采用“互动式教学法”和“案例教学法”。在处理教学难点时，通过设计疑问，让学生分组讨论，笔者及时点评，改变了传统的教师“一言堂”的做法，强化师生互动。笔者根据学生的问题反馈进一步深入引导，有效化解了教学难度，并调动了学生的学习主动性。如辐射传输过程比较抽象，笔者在讲解时并非围绕教材上的公式推导，而是以日常生活中的拍相片为例，引导学生理解一张相片的质量受到哪些因素的影响。通过合理设问，或者让学生提问，可轻松解决教学难点，学生也反映很容易理解。在进行遥感软件应用教学时主要采用“案例教学法”。可选取一些具有代表性、典型性、实时性的案例进行讲解和分析，或者引导学生运用所学理论对案例进行分析和讨论，以加深和巩固理论知识并学会灵活运用，培养学生分析问题和解决问题能力。[4]例如，基于遥感影像的南方丘陵植被叶面积指数反演、林地水土保持植被三维绿量估算、南京市土地利用时空演变分析、南京市林地植被覆盖度信息提取及太湖叶绿素浓度适时监测等案例，都涉及多个理论知识点，学生从中加深对理论的认识，并自觉地在脑海中实现对知识的构建和对技术应用的了解。笔者发现，案例教学法从实际问题出发，通过一系列问题导向的推理或操作，巩固了诸多知识点，并让学生练习了相关的遥感技能。这一方法打破了教材中的知识体系分割，让学生在最终完成任务后体验到一种学习成就感，教学效果很好。
（三）优化实践教学体系以锤炼学生专业硬功夫
本科阶段“遥感原理与应用”课程中实践教学体系主要包括验证性实验、综合性实验和设计性实验三类。其中验证性实验主要是对基本原理和基本方法的验证，以帮助学生理解课程的基本知识和培养学生的基本技能。如典型地物光谱的测试、遥感影像投影转换、大气校正、几何校正、图像融合、图像的增强处理、遥感影像分类等，使学生初步掌握和熟悉常用遥感图像处理软件的运行环境、操作方法及其功能，提高学生动手能力。综合性实验则是将相关的实验内容有机结合，例如遥感反演林地叶面积指数的实验，基于区域SPOT影像，首先进行大气校正、几何校正等预处理，然后与野外实测的林地叶面积指数样方中心点的矢量图层叠加，建立基于点的感兴趣区，进而提取以实测点为中心，一定范围（如10m）缓冲区内的各波段反射率均值，计算几种植被指数，并用植被指数与实测叶面积指数建立关系模型，用该模型反演研究区林地叶面积指数。综合性实验通常可结合学生的毕业论文进行。设计性实验带有一定的研究性和探索性，一般由教师给定题目和要求，学生3-5人组成一个兴趣小组来共同完成。教师在实验方案的选取、专业文献的阅读等环节给予指导性意见，细节问题由学生把握。如要求学生利用ERDAS软件完成一幅1 / 5万的某市土地利用现状专题地图，教师布置这一任务，明确完成时间和要求，可放手让学生去做，学生有问题则及时解答。设计性实验给学生留有较大的自主空间，可培养学生的科研能力及团队合作精神，对于创新型和应用型人才培养十分必要。这三类实验由浅入深，有步骤地提升学生的遥感应用能力。笔者在实践教学初始阶段就给学生布置设计性、综合性实验任务，较之传统的“填鸭式”讲解，这样带着目标的研讨式学习更能有效激发学生的学习兴趣和潜力，能达到事半功倍的效果。
（四）迎接“慕课”时代，实现网络资源共享
“慕课（MOOCs）”发端于美国，是“大规模公开在线课程”的简称，具有规模大、无时空限制、开放性、可重复性、互动性、娱乐性等特点。[5]“慕课”是新近涌现出来的一种在线学习模式，是一种将分散的授课者和学习者通过某一个共同的话题联系起来的方法，上课的时间、地点不受限制，无论你身在何处，只需要一台电脑和网络联接即可享受到世界一流大学的一流课程。慕课尊崇创用共享协议，24小时全天开放，凡是想学习的，都可以随时随地进来，因此受众非常广泛。[6]“慕课”不同于以往的网络公开课，其视频课程被切割成数分钟甚至更小的“微课程”，不在“大而全”，而在“小而精”，为新媒体迅速而广泛的传播提供了便利。“慕课”启发了网络时代全新的教学模式――线上（课外）学习与线下（课堂内）探究相结合的“混合教学”模式。“慕课”平台有望整合全球的教学资源并共享之，教师甚至可以自行开发类似于“慕课”的小视频，主要侧重理论知识的传授。“慕课”视频可代替课堂讲授，其明显的优势就是“可重复性”，所有的课程都可以重复学习，学生可根据自己的学习进度选择回放或快进。“慕课”的核心在于“学”，强调以“学”为本的教学价值取向。[7]“慕课”正在全球引发一场“学习的革命”，也激起了专业教学领域广泛的讨论。处于教学一线的教师们应把握时机，顺应时代潮流，充分利用“慕课”平台，开发建设高质量在线课程，最大限度地分享全球优质教学资源，为“遥感原理与应用”课程教学模式的创新注入新的活力。
三、结语
遥感是一门技术更新很快的应用型学科，对人才数量和质量的需求都不断上升。高校遥感教学也应适应本专业的快速发展及社会需求，培养出创新能力强、综合素质高的应用型人才。本文结合笔者的专业教学实际从教学内容、教学方法及实践应用等环节对“遥感原理与应用”课程的改革进行了探索，提出兼顾教学内容的基础性和前沿性、采用案例教学法和互动式教学、优化实践教学体系、迎接“慕课”时代等教学改革措施，对于优化遥感课程教学模式、激发学生专业学习兴趣并全方位锻炼学生综合素养具有积极意义。
[ 注 释 ]
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一、引言
遥感是20世纪中后期发展起来的一门新兴学科，现已在社会生产生活中发挥着重要作用。遥感科学具有理论性和实践性联系紧密的特点，而其关键技术之一是遥感软件应用，它是地理学科学类、测绘科学类本科专业的一门重要实践课程，主要涉及地理学、计算机、数学、物理等多学科理论和方法，为培养遥感图像处理及利用遥感数据进行地学分析人才而服务的。
随着我国地理信息产业产值快速提升，社会对遥感应用型人才需求量迅速增加，因此，高校培养实践能力强的创新型专业人才意义重大。《中华人民共和国高等教育法》中明确提出高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才，发展科学技术文化，促进社会主义现代化建设。但在课程实践教学以及学生实习见习（如易智瑞（中国）信息技术有限公司、北京超图软件股份有限公司等GIS公司）过程中发现，现实人才培养情况与实际社会需求之间尚有差距。具体表现为学生在遥感图像处理方法与遥感软件应用技能等方面的滞后性，不能胜任工作岗位，从而导致学生就业压力大、就业困难等问题。
传统的教学模式，即掌握基本概念、到深入了解理论知识、最后再到实践和应用，要求老师必须按照课程教学大纲完成教学任务，在教学内容上不能有任何遗漏，而且还要人为划出重点和难点，过于追求全面和标准化，存在一定弊端。同时遥感与相关学科交叉领域的发展，促使新的遥感技术和方法不断涌现，这也决定遥感课程的教学内容需要不断更新。
为培养创新型高素质的实用人才，提高学生就业能力，遥感软件应用课程在教学内容、教学方法和手段等方面都亟需进行有针对性的教学改革。因此，笔者结合所在学校GIS专业的特点，立足培养学生的遥感软件实践操作能力，在遥感软件（ERDAS IMAGE）应用课程实践教学过程中进行改革和探索。
二、教学内容的改革
（一）教材内容选排
通过对现有教材（如杨昕等编著，科学出版社的《ERDAS遥感数字影像处理实验教程》；党安荣等编著，清华大学出版社的《ERDAS IMAGINE遥感数字图像方法》等）内容进行详细对比分析，选择最优章节内容，并对其进行合并和调整（表1）。
（二）前沿知识与技术扩充
遥感科学与技术发展快速，不断出现新的技术和方法，但是现有教材或参考书不能及时更新和追踪最新前沿技术，其部分知识已不能满足现代社会发展的需要，然而学生又有了解最新知识的迫切要求。因此，适时将遥感数字图像处理紧密相关的国内外前沿论文和研究案例引入到教学过程中，能够很好地激发学生探索知识的欲望。此外，将教师自身科研过程和成果融入课堂教学中，能够做到基础理论与实践应用相结合、系统性和前瞻性相结合，起到以身示范的作用，有助于调动学习的积极性，提升学生的学习兴趣，提高学生的实践动手能力，培养其进行遥感地学分析的能力。
（三）教学内容改革中需注意的问题
在授课过程中，避免按软件的功能模块来讲授，而是以解决实际遥感地学分析问题为导向。将接近或属于同一专题分析的功能模块组织成有机的整体，按遥感图像处理的流程设计教学内容，通过多个功能模块或菜单的综合系统学习，使学生能够解决具体的遥感地学分析问题。如遥感图像的导入、多波段合成、几何精校正、投影变换等功能模块，在教学过程中，可将上述操作内容组织成一个整体进行施教，用以分析学校所在城市的土地利用变化监测案例问题。
在教学实践过程中，可采用如下措施来完成教学改革尝试和经验积累，首先，将多媒体讲授与启发式讨论相结合，教师进行基本理论复习，并结合具体问题，启发学生主动思考，跃课堂气氛，提高学习积极性。其次，教师先演示软件，并强调实践过程中可能遇到的问题，后让学生自己动手操作。再次，教师随机指导并收集学生存在的问题，下课前，对学生普遍存在的问题，进行总结和强调。最后，将教师自身科研中的典型例子数据，放置实验室FTP上，便于学生利用实例数据解决实际问题，培养学生科研兴趣和创新能力。在上述实践教学过程中，更要不断总结和优化，最终对该门课程的教学内容和计划进行修订和完善。
三、教学方法和手段的改革
（一）问题为导向启发学生，调动学生学习积极性
遥感软件应用的部分图像处理算法理论较为抽象、学生难于理解，理论知识理解的不透彻致使学生在实际的软件操作中受挫。授课时，教师应以问题为导向来启发学生，引导学生从多角度思考问题，从而激发其学习兴趣，在兴趣的基础上提高其动手操作的灵活性。例如，在讲遥感影像分割时，先通过一个实例让学生明白为什么要进行影像分割，再引出遥感影像分割技术，最后介绍软件实现方法。这样做就可创造良好的教学情境，使学生以目标为导向，在对比、类比的过程中接受并消化知识。此外，把部分操作过程布置为作业，让学生课下通过查阅资料、上网等途径提出解决方案，经课堂上讨论后，再由老师作详细的阐述，再对学生讨论中的一些问题进行补充。对于课程内容中关键性、重点性的问题，教师不仅在理论知识讲解时采用经典的案例进行解释，还要在实验课上与同学一起进行实验操作。也可通过测验、考试和鼓励学生参加有关GIS比赛等形式提高学生对遥感软件的兴趣，以增强学生对于实践创新能力的培养。
（二）注重实际操作能力提升
遥感软件应用课程要求学生具有较强的实践能力，能够独立解决地学问题。因此必须通过实践操作，使学生加深对遥感数字图像基础理论的理解，如遥感影像的辐射校正、几何精校正、遥感影像增强、影像运算以及遥感影像分类等。在实践操作中，验证并理解理论知识，深化学生对遥感科学的认识，不断提升遥感地学分析的能力，并且在实践中逐步培养学生的创新思维，把学生塑造成为满足当今社会需要的专业应用型人才。
（三）加强编程能力培养
为使学生系统地掌握本学科的基本原理和典型算法，不仅要求学生掌握通用的商业软件解决实际问题，还要强调通过编写程序代码进行遥感数字图像处理。以往教学实践，常用MATLAB进行辅助教学，并取得较明显效果。此外，IDL是进行二维或多维数据可视化、分析和应用开发的理想软件工具，IDL本身是集可视化、交互数据分析、大型商业开发为一体的高级集成开发环境，通过它可以很容易的构建图像处理与分析可视化的系统。因此，教学过程中，建议结合IDL语言灵活构建图像处理算法，进而实现海量遥感数据的批处理等功能。
（四）强化应用能力训练
为了提高学生就业能力，我校针对GIS专业本科生的实际情况，在学生已掌握GIS专业基本理论知识的情况下，专门安排一学期的时间到涉及GIS的企业或公司进行实习（本校的实践教学基地）。学生实习期间在GIS有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等领域观摩见习，能够检验其所学知识的实用性、了解GIS专业领域技术最新发展进程，并将实习期间遇到的专业性问题及时反馈给老师。如此一来不仅能够增强学生的实践操作能力，使其在实习工作中找到自我存在的价值、提高进一步学习的兴趣，同时教学相长也能促进教师教学水平的不断提升。实习期结束后如果公司同意还可以直接签约履职，从而缓解学生就业压力。实现GIS专业从人才培养到实习就业的有机结合。
我国未来的产业优化与升级、农业发展、高技术产业发展、国际贸易、城市化、人口健康、资源综合利用、社会可持续发展、能源结构优化、环境改善和国家安全等都需要地理科学做出积极贡献。地理科学专业旨在培养适应国家与地方经济、社会发展需要，具备地理科学的基本理论与方法，掌握遥感、地理信息系统和信息科学与技术等基本理论与技能，了解本学科前沿并受到科学研究的基本训练，能在有关部门从事教育教学、科学研究、开发和管理工作的高级专业人才，或继续攻读硕士、博士学位的人才。西华师范大学地理科学专业自1986年创建以来，长期、高度重视人才培养质量与专业内涵建设，已于2000年被评为四川省惟一的地理科学专业省级本科人才培养基地，2008年被评为省级特色专业，2010年被评为国家级特色专业。
一、专业办学条件
该专业现有专任教师28人。其中，教授8人、副教授14人、高级实验师1人、讲师5人；博士后3人，博士和在读博士共占专任教师总数的52%。专任教师主要来自北京大学、南京大学、同济大学、中山大学、四川大学和中科院的北京地理所、成都山地所、新疆地理所等，具有良好的人脉资源与学缘结构。专任教师中享受国务院特殊津贴专家1人，四川省学术和技术带头人后备人选1人。教授与副教授每年至少为本科生讲授一门专业基础课或主干课。近年来，专任教师先后主持或承担973计划、863计划、国家自然科学基金、教育部、四川省科技厅、教育厅和国土资源厅以及地方政府委托的科研项目230余项，出版学术专著8部，发表高质量学术论文358篇，科研成果获省部级奖励5项，科研考核连续5年获全校理科第一名。同时，专任教师还主持或承担四川省高等教育教学改革工程人才培养质量和教学改革项目9项，教学成果获省部级奖励8项。建设有四川省级重点课程1门（人文地理学），省级精品课程4门（环境保护、人文地理学、旅游学、水文学），校级精品课程3门（自然地理学、地球概论、区域分析与规划），精品课程数量位居全校前列。
该专业课程教学与科学研究所需的图书资料和仪器设备等较为充足。学校图书馆藏书230余万册，有地理类藏书近10万册，有中国期刊网、重庆维普、超星数字图书馆以及ebscohost、eco psp、ccc、isi proceeding等多种中外文电子期刊数据库。学院资料室的面积约200m2，有100余种国内外专业学术期刊和近万册藏书，每年新增图书、杂志1 000余册。专业实验室面积约5 400m2，有基础实验室28个、开放实验室23个，仪器设备总价值600余万元，万元以上大型仪器28台；有arcgis、erdas、mapgis、geostar和cass等国内外专业软件实验平台。其中，地理信息系统实验室为中央与地方共建基础实验室，丘陵地区国土资源统筹利用工程实验室为四川省教育厅高校重点实验室，资源与环境信息系统实验教学中心为四川省地理科学专业惟一的省级实验教学示范中心。
该专业的专业实习和教育实习基地不断完善。1996年，经四川省国土局同意、省教育厅批准，由四川省国土勘测规划研究院和川东北地区58个市、县国土资源局联合成立“四川师范学院国土管理学院董事会”。董事会不仅为专业建设提供资金与智力支持，同时为学生的实习和见习等提供条件，这也是四川省地理科学专业校地合作办学的成功案例。此外，还有南充市污水处理厂、青居曲流国家地质公园、凌云山国家森林公园和嘉陵江中游阶地等近郊实习基地；乐山—峨眉山地区的部门地理野外实习基地，成都—西安—延安地区的区域地理野外实习基地；以南充市5所中学为核心，辐射四川盆地的广安、绵阳、广元、巴中、达州、德阳、乐山、眉山、内江、南充、遂宁和雅安等12个地市的70余所中学地理教育实习基地。
二、主要优势特色
教师教育是师范院校固有的优势和特色。作为四川省属重点师范大学，西华师范大学是四川省教育师资培养的重要基地，历来把师范专业特色建设作为提升办学实力的根基。地理科学是研究人类赖以生存的地球表层自然、人文各要素相互作用及其时空变化规律的科学，是自然科学和社会科学的交叉学科，具有区域性、综合性、实践性和应用性等特征。学科特征要求地理科学专业教育必须重视“厚基础”、“强实践”。
1.负重自强、铸魂励教，矢志不渝为基础教育服务
要想成为一名优秀的地理教师，必须具备厚实的专业基础知识和扎实的教育教学功底，必须能够结合实际、灵活自如地将专业知识应用到教学一线。课程与课堂教学是专业知识传授和人才培养的重要途径。西华师范大学地理科学专业最新的人才培养方案于2008年修订、实施。为了增强学生的专业基础知识，新方案将各部门自然地理学单独设课，并开设天文学概论、旅游地理学、文化地理学、城市地理学、灾害地理学、数字地球导论、综合自然地理学、区域经济学、环境地理学、环境影响评价、水土保持学、土地资源调查、土地利用规划、资源与环境经济学、土地法学、房地产估价、可持续发展导论等与中学地理教育和资源、环境与发展问题紧密联系的选修课程。为了夯实学生的教育教学功底，新方案除开设教育学、心理学、普通话、书法和地理学科教学论外，还增设乡土地理教学与研究、地理素描与三板艺术、地理活动与地理教学、中学地理微格教学、中学地理新课程改革、地理教学技能训练等地理教师教育课程，还组织
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编写《地理科学专业学生必读》供学生查阅拓展阅读书目、地理学人风采、专业期刊网站、报考研究生及地理教师职业发展等相关信息。
为了引导学生养成良好的学习风气，除了落实新生入学教育、教学督导制、学生信息员制、期中教学检查和严格考试纪律等常规管理外，还组织大一、大二学生固定时间、固定教室上自习。大一学生参加手工绘图技能比赛，大二学生参加自然地理野外调研报告比赛，大三学生参加课堂教学技能比赛，所有学生选择性参加数字测图技能比赛、gis软件操作与二次开发技能比赛、遥感专题应用技能比赛、城市规划软件操作技能比赛、autocad软件操作技能比赛、土地资源开发利用与设计比赛等，通过各种比赛提高学生的综合素质和专业核心竞争力。为了促进学生将专业知识应用到教学一线，除了选派中青年教师到中学挂职锻炼、评聘基础教育兼职教师外，还定期邀请基础教育一线名师如四川省教科所张白峡教研员、南充高中何从春高级教师、南部中学赵海特级教师、德阳二中饶萍教师（第五届全国优秀中学地理教育工作者）等给学生讲授示范课，还定期将学生带到南充市5所中学去参加教研活动、听公开课、评阅试卷等，还选派优秀本科生去顶岗实习或参加中学地理教师置换培训项目等，通过“请进来、走出去”真刀真枪地磨炼学生的教育教学能力。
2.校地合作、科研强化，千方百计培养学生实践创新能力
要想成为一名优秀的地理学人，必须具备丰硕的实践经验、敏锐的学术思维和强烈的创新欲望。实验实践教学是培养学生理论联系实际，学会发现问题、分析问题和解决问题，拓展知识面、提升综合素质和激发创新意识的重要途径，也是地理科学专业教育必须高度重视的关键环节。西华师范大学地理科学专业已建立起由基础到综合、由验证到设计、由设计到创新，“基础验证实验—综合设计实验—创新探究实验”逐步推进，“实验—实训—实习”互为补充，“课内—课外、校内—校外、教学—科研”互相结合，理论教学和实验教学融为一体、课程教学与科学研究融为一体、专业教育与择业教育融为一体的新型实验实践教学体系（如图1所示）。必修课非独立设课实验实践均有严谨的教学大纲及配套讲义，非独立设课实验实践占总学时9.9%；一些技术性或应用性较强的课程，如计算机地图制图、测量与地图学、地理信息系统和遥感等，特别重视综合性、设计性和探究性实验，占其实验实践学时85.0%；近郊乡土地理实习、乐山—峨眉山部门地理实习、成都—西安—延安区域地理实习、地理教研论文写作等，独立设课实验实践占总学时20.3%。
作为地处非中心城市的地方性师范大学，西华师范大学建校65年来历经两次分合、七易校名，学校建设发展深受无区位优势、队伍不稳和投入有限等问题的困扰与制约，但西华师大人一直秉承团结一致、毫不气馁、孜孜以求、积极作为的优良传统。地理科学专业教师承蒙社会厚爱及董事会成员单位支持，已在嘉陵江中游、川东北地区、川中丘陵区、四川盆周山区的土地利用与保护、城市与区域经济、自然灾害与风险管理、数字地貌与环境信息等领域主持或承担200余项服务地方经济、社会发展的应用型科研项目。教师以身作则，将专业知识应用到生产实践，激发学生更加热爱所学专业。利用教师项目较多优势，鼓励学生参与地图数字化与专题制图、空间数据库建设与维护、遥感图像解译、地理信息系统开发、区域综合调查、大比例尺数字化测图等工作，通过科研工作磨炼学生的实践能力、激活学生的学术思维、点燃学生的创新热情、增强学生的社会适应能力等。学生结合科研工作申请大学生创新科研项目、发表科研论文和撰写毕业论文等成效显著，广泛涉猎土地利用评价、旅游资源开发、地质遗迹保护、生态环境评价、区位优势分析、教育教学改革等领域。
