遥感课程论文十篇

时间:2023-03-23 20:07:23

遥感课程论文

遥感课程论文篇1

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.

遥感课程论文篇2

关键词:遥感图像处理 课程体系 模块化 教学实践

中图分类号:G421 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)05(b)-0185-02

遥感作为一种高效的探测、获取、分析和处理空间信息的先进技术手段,已广泛应用于各个领域。高等院校是我国遥感专业人才培养的主战场,它提供了一个综合性高、专业性强的平台[1]。在该平台上,可以针对社会的应用需求,塑造学生不同的个体特征,培养出适于不同岗位的研究型、应用型人才。因而,构建旨在培养学生综合素养,并突出其个体特征的课程体系具有举足轻重的作用。特色鲜明的体系可以在提升学生的综合素养的同时,也能够突出学生个体,因而可以更好地满足我国遥感专业人才培养的需求。

现阶段我国为遥感专业人才培养设置的本科专业主要有摄影测量与遥感、遥感科学与技术、地理信息科学等,在这些专业的培养方案中,《遥感导论》和《遥感图像处理》在多数高等院校中都有开设,并为专业核心课程之一,有的高等院校还开设了《数字图像处理》。《遥感导论》和《数字图像处理》两门课程可以视为《遥感图像处理》的前期基础课,因而在课程学期安排上应该提前。

《遥感图像处理》以地理学、测绘学、数理统计、计算机技术等为背景,在学习了遥感技术、图像处理技术的原理和理论基础上,着重介绍遥感信息处理的原理、过程与方法,并掌握遥感图像处理技术的发展动态与实际应用。由于《遥感图像处理》是多学科的交叉,与很多专业都有很密切的联系,而且发展速度较快,在遥感图像处理的教学中,一方面要求不同对象的学生掌握、理解或了解图像处理技术的基本原理;另一方面,还要求不同对象的学生理解或了解遥感图像的成像机理、处理技术和流程等。同时,图像处理技术和遥感技术具有技术更新快的特点,因而还需要学生掌握现阶段的状态以及最新发展情况。除了教学内容和教学方法外,实验教学也是《遥感图像处理》课程的重要的环节,传统的课程教学大都偏重于理论,一些已有的实验也主要是针对特定图像处理的一些应用,缺乏图像处理技术应用与遥感图像特征无缝结合和系统组织。

总的来说,目前的《遥感图像处理》课程体系主要存在以下几个方面的问题[2]:(1)传统的课程体系多注重经典理论,轻实验和实践[3]。除了应该重视理论教学外,有效地利用实践教学环节,有利于学生理解和掌握该课程内容,取得事半功倍的教学效果;(2)传统课程体系脱胎于数字图像处理,和遥感处理关键技术之间存在断裂面,遥感处理知识体系不够完善。

本文以我国高等师范院校开设的遥感科学与技术、地理信息科学专业为例,针对《遥感图像处理》课程的教学目标,提出了适合高等师范院校本专业领域学生的课程体系的构建方案,并就其实践教学的效果和课程体系特色进行介绍。

1 课程体系的建立

内容的模块化设计是目前课程体系建设的主要方案,在很多高等院校的专业教学中得到了较好地应用[4]。为适于高等师范院校开设的遥感科学与技术、地理信息科学专业教学需求,通过近10年左右的实践教学,我们将《遥感图像处理》的课程体系结构分为7个模块,如图1所示。

(1)图像基础模块:这一部分主要介绍遥感数字图像的基础知识,主要包括遥感数字图像、遥感数字图像的计算机存储、遥感数字图像的计算机视图与表达等内容,让学生了解遥感数字图像的基本概念和特点,并从计算机存储和显示的角度,定性了解数字遥感图像,引导学生建立遥感图像处理研究和实践的兴趣。

(2)定量遥感处理模块:遥感定量化是当前技术发展的重要方向之一,其分析和处理过程涉及到物理、大气等学科;本科生由于前期所开课程较少,感觉定量遥感处理的难度较大,因而我们主张在本科阶段掌握定量遥感的基础理论和图像处理,深层次处理设置在后续的研究生课程开设。

该模块的主要内容涵盖辐射定标、大气校正、热红外地面温度反演等,以Landsat TM图像为例,了解遥感图像的辐射校正和定量反演的技术方法:辐射定标结合Landsat TM的0级、1级产品,介绍遥感图像数字值(digital number,DN)转换为光谱辐射亮度的方法;大气校正主要讲述基于辐射传输方程的校正方法,结合6S和MOTRAN辐射传输软件包,完成遥感图像的大气校正;热红外图像地表温度反演以Landsat TM6为例,介绍单波段热红外图像的地表温度反演方法和技术流程。

(3)几何遥感处理模块:该模块针对遥感成像的纯中心投影、多中心投影、侧视雷达等不同构像方式,解释它们的几何纠正方法和技术流程;对于多项式纠正方法重点介绍,强度多项式的构建、地面控制点的选择、最小二乘法拟合等相关内容。

(4)数字图像增强模块:数字图像增强模块按照彩色增强、辐射增强、空间域增强、频率域增强、多光谱增强等顺序进行讲解。在这一部分,我们遵循系统深入的原则,基于遥感数字图像处理的实例,帮助学生系统复结并领会各种理论方法之间的逻辑顺序与本质。由于图像处理具有理论性和可视化强的特点,在这个部分教学中,我们希望加强学生对前置基础课程(如《遥感导论》和《数字图像处理》)所学基本理论和方法的深入理解,使其充分认识遥感机理理论知识在遥感图像增强应用中的指导意义,并体会理论本身的魅力。

(5)遥感图像融合模块:该模块从遥感图像融合的目的出发,介绍图像融合的主要方法和技术流程、图像融合结果的性能评估等;联系数字图像增强模块的多光谱增强子模块,以HIS变换、主成份分析、傅里叶变换和小波变换等为基础,阐述遥感图像融合的主要技术方法,并对其方法的缺点进行分析,提出改进的遥感图像融合方案。

(6)遥感图像分类模块:该模块主要包括计算机分类的基本原理、非监督分类、监督分类、计算机分类的新方法、分类结果后处理、精度评估等内容。在这一部分教学中,我们充分发挥图像处理应用性强的特点,选择最小距离法、ISODATA、最大似然分类法等,重点讲述其基础理论和技术方法,激发学生学习兴趣。

(7)变化检测模块:该模块是对前面所学模块的综合运用,向学生展示《遥感图像处理》立体而丰富的专业内容。在介绍遥感图像变化检测意义和技术流程的基础上,重点论述变化检测的分类后比较法和直接比较法;将变化向量分析法(CVA)作为典型算法进行讲述,通过土地覆被变化检测的应用实例,综合遥感图像辐射校正、几何纠正等知识,重点论述变化强度和变化方向的确定方法,并利用图像处理实践提升学生的研究性思维,初步培养学生的创新能力。

2 课程教学实践及其特色

2.1 加强实践教学环节,注重动手能力的培养

本课程主要教学目的是使学生了解和掌握遥感信息处理的基本知识、方法、基本技能和发展动态,初步掌握应用遥感信息处理技术分析和解决实际问题的能力。因而,实践教学能力培养是我们课程建设的核心部分。我们在每个模块中设置了多个实践环节,多角度、多目标的提升学生动手操作能力。

通过理论学习、实践处理等环节,增强学生对本课程的理解,并在此基础上使学生进一步掌握遥感图像成像的基本原理、基本理论和这些理论在遥感图像处理中的应用。近10年的教学实践证明,该课程的实践教学环节较好地调动了学生专业学习的积极性,取得了较好的学习效果。

2.2 内容延伸模块化,形成分层次课程体系

我们依据课程教学内容,构建了授课内容的基本框架,按照教学内容分块设置,根据学生学习阶段、课时安排、专业特色延伸等可以灵活变化,因而给授课内容带来了较大的机动性。

在每个教学模块中首先确定知识体系和拓展专题内容,将这些拓展专题分为偏应用型和偏理论型。每个专题中设置基本内容和扩展内容,形成模块化分层次的课程体系。

例如:在数字图像增强模块中,目前的大多数教材中存在直方图均衡化的内容,然而随着图像处理技术的发展和应用的拓展,人们发现在绝大多数遥感图像增强处理中不适合直方图均衡化处理,因此这部分内容可以不讲或让学生自学。图像增强部分的内容非常多,使学生清楚掌握第一节内容介绍的关键词,课程的延伸内容就会更易理解。根据学科特色和学习层次,可以有意识地引入偏应用专题或偏理论专题,更好地满足不同目标、不同层次的学生的需求。

通过遥感图像处理课程教学内容的分块划分,形成了层次化、模块化课程体系,在确保授课内容体系完整情况下,使内容选择更具条理和可操作性,便于培养不同目标导向的学生,更适于我国高等师范院校相关专业的教学设计。

2.3 多目标人才及其创新能力培养

社会对人才可以从不同的角度加以分类,从生产或工作活动的目的来分析,现代社会的人才可分为学术型(理论型)、技术型、工程型和技能型等。多目标人才就是多功能人才,其特点是多才多艺,能够在很多领域大显身手。当今社会的重大特征是学科交叉,知识融合,技术集成。因而,《遥感图像处理》多目标人才培养是培养学生在各个方面都有一定能力,同时在某一个具体的方面要能出类拔萃。

在高等师范院校地理学背景创办遥感科学与技术、地理信息科学等本科专业的情况下,不同层次、不同培养目标导向,可以让学生针对自己的发展方向选择应用型还是研究型,因而该课程体系更加具有灵活度。我们课程体系中设置的定量遥感模块,可以满足学生在应用型《遥感图像处理》课程中学习到研究型知识,丰富和完善学生的有关遥感处理的知识结构,提升学生的创新能力。实践教学证明,我们的本科生经过该模块的学习,也能够独立完成研究方案构思和具体研究路线设计,并在老师的指导下撰写科学论文。

3 结语

卫星遥感、图像处理技术的迅猛发展,其应用领域愈来愈广泛,该领域受到很多学生的垂青,激发了他们的学习热情。目前很多高等院校都开设了《遥感图像处理》这门课程。如何根据各个高等院校的学科特色、学生特点构建适合自己的课程教学体系、安排好授课内容、提高教学方法和教学手段的有效性是很多高等院校主讲教师最关注的,同时对于提高学生学习兴趣、加强实践应用能力以及培养信息技术时代的创新型人才具有重要意义。

笔者结合多年《遥感图像处理》课程的教学经验,设计了一个课程内容模块化、专题内容可延伸、分层次的课程体系,它采用专题框架,在保证授课体系完整性的前提下,授课教师可以依据人才培养目标、专业特色、学时要求引入模块化延伸内容,有机地将课程教学内容联合在一起,形成多层次、多目标的授课内容。实践证明,该课程体系设置达到了我们高等师范院校相关专业的课程教学预期效果,可以为我国其他高等师范院校的相关专业的《遥感图像处理》课程教学提供参考。

参考文献

[1] 邓磊,赵文吉,胡德勇.遥感课程实践教学模式探索与教改实践[J].科技创新导报,2012(7):136-137.

[2] 赵珊,刘静.数字图像处理课程实践教学的改革与设计[J].中国科技信息,2009(23):226-227.

遥感课程论文篇3

关键词:遥感课程;互动式教学;培养目标

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)27-0131-02

遥感是应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术[1]。遥感技术作为信息获取与信息更新最重要的技术手段,成为地球环境资源的调查和规划不可缺少的有效手段,是实现“数字地球”的重要技术支持[2]。

遥感课程是河南财经政法大学资源与环境学院设置的必修核心课程之一,学校人才培养方案规定本科学生到大三才进行专业选择,大一、大二进行基础课学习,根据这一特点,学院将遥感课程分为《遥感概论》和《遥感图像处理》两门专业课分别进行,其中《遥感图像处理》在大二上学期进行,针对全院所有该年级的学生讲授,而《遥感概论》等学生进行专业选择后,在大三讲授,因此,《遥感图像处理》课程教授质量的好坏,对学生培养GIS专业素质、建立GIS专业课学习兴趣以及根据自身特点合理进行专业选择至关重要。

因此本文针对学校要求、课程自身特点、学生对遥感没有任何基础等现状以及未来学生如何进行专业选择等问题,分析了我校当前遥感图像处理教学中的不足,结合本校教学条件、遥感课程教学大纲及国家对地理信息系统专业人才培养要求,对进行互动式遥感图像处理课程的教学方法进行探讨。

一、传统遥感教学中存在的问题

1.教师为中心的讲授方式。传统的遥感课程讲授过程中,都以教师为主导,整堂课教师一直在讲,学生只是坐着听,多采用“灌输式”或“填鸭式”方式进行,这种常用的教学模式,在当前提倡培养学生创造力的大学教育中存在明显的不足――师生之间缺乏有效互动,课堂气氛沉闷枯燥,教师和学生,尤其是学生,在课堂上的积极性无法被充分调动和激发出来,学生一直处于被动的学习状态。另外,目前多数老师以PPT作为授课辅助方式,而PPT的制作很多时候也只是直接把课本知识点简单地抄写到PPT上,使得课件知识点过大,加上为完成教学任务,讲得速度过快,往往没有留下学生独立思考问题的时间和空间,导致学习过程中存在惰性,缺乏激情和主动性,这种情况下很多学生在课程结束后,对课程内容缺乏整体把握,对知识无法系统理解,教学效果不理想。

2.理论和实践教学环节脱离遥感是一门实践性很强的专业,需要学生具有很强的动手能力,才能满足日后的工作和学习要求。实践课程是理论与应用的桥梁纽带,与理论课相比,学生对实践课兴趣更大,因为基于理论知识进行的实践课得到实验结果,极大增强了学习的成就感。而当前教师重视理论方面的教学,过多强调理论的重要性,对实践教学课重视程度不够,理论与实践教学比例不当,实践课教学模式单调,教学模式呆板,对实践教学重要性的认识不够。据统计,我国高校GIS专业遥感课程实验课时占总课时的比重均不超过30%[3],实践课时偏少,使得学生无法真正熟练掌握实践课的基本技术和方法,导致学生无法理论联系实际,纸上谈兵,最终创新能力和动手能力被弱化甚至埋没。

3.考核方式单一化。目前,学校规定该专业课程的期末考核方式是“期末闭卷考试成绩(占70%)+平时成绩(占30%)”,这种考核方式基本上还是“一张考卷定终身”,而遥感课程是实践性很强的课程,此种方式不能真正达到检验学生成绩的目的,学生只要记忆力强,肯死记硬背,完全可以得到好的分数,达到合格甚至优秀的成绩,而对于真正反映学生水平的实践能力根本无法体现,因此根据遥感图像处理课程对学生实践动手能力要求高的特点,改变以往考核方式,有针对性地制定考核内容和方式,是避免“高分低能”的有效途径。

二、互动式教学改革与实践

1.“避轻就重”式教学内容的调整。针对当前该课程在教学中的问题,结合培养目标和社会发展对GIS人才的需求,对课程的教学内容以及实践软件等方面进行了调整。在教学内容方面考虑到学生是初学,没有任何基础,重点讲授遥感的基本理论和方法,对于比较复杂的公式和概念理论让学生了解即可,该部分内容可以等学生专业选择后继续学习;同时对于新学习的基本理论和方法,匹配相关的实践操作课程,这样调整后,课程内容就会重点分明,学习起来“有的放矢”,另外,理论和实践课内容由一位教师讲解,有利于学生建立系统的知识体系,“理论联系实际”更紧密,有利于学生理解和掌握,同时易于培养学生对GIS专业遥感课的兴趣。而对于遥感软件的学习,由以往仅学习ERDAS软件,变为学习ERDAS和ENVI两个软件,这样可以让学生多掌握几种软件操作,拓宽知识面,加强技能培养。

2.“兴趣驱动和问题探究”导向下启发式教学方法的实践。兴趣是最好的老师,是学习的最大动力,因此通过培养学习兴趣提高学生学习的积极性和主动性,是有效的方法。采用“兴趣驱动和问题探究”的教学方法,可以极大地激发学生学习的积极性。课堂讲课时,结合教学内容,制作当前热点问题,比如“全球变暖”、生态环境变化等遥感图片,让学生能够从视觉和感知上认识到遥感的重要性。同时,在讲解过程中,要注重将现实生活中能体会或观察到的问题和授课内容相联系,适时提出相关问题,激发学生好奇心,然后让学生带着问题思考、听课、学习,在适当时机下,找学生回答问题,提出自己的见解和看法,在这个过程中,教师可以与学生交流讨论,循序渐进地引导学生,实现学生对知识的理解和掌握[4];另外,课程进行到一定程度,在学生对遥感课程有一定的理解基础上,教师可以提出当前与遥感相关的前沿和技术等相关问题,让学生分组学习,然后课下查阅资料,课堂上让学生上讲台进行讲解,师生共同进行讨论、交流,以培养学生自主解决问题的能力,同时较大地激发了学生积极性。

3.互动式实践教学的改革。传统的实践教学环节,一般采用教师教授完毕、学生实验的方式,很多时候,学生只是按部就班地“照猫画虎”、“按葫芦画瓢”,并不知道其中操作的理论意义。因此,采用任务驱动学习法,理论联系实际地进行互动式实践教学改革。主要过程分为:教师根据理论教学内容设置相应的学习任务,学生独立解决任务,师生互动式讨论交流,学生再次重新完成任务,学生代表讲台上演示学习结果,师生一起回顾和讨论所学实践任务[5,6]。在这个过程中,教师把数据和参考资料发给学生,让学生先自行独立思考和解决实践问题,尝试性上机解决问题,教师在一旁静静和耐心地关注学生解决问题的方法和遇到的困难,并不断鼓励学生自主解决问题,进而和学生以讨论式的方法集中讲解和分析问题。然后让一名学生,上讲台把刚才的任务在讲台上在演示一遍,共同学习,在整个教学和学习过程中,教师可以发现多数学生存在的普遍问题,针对问题进行重点讲授与解释。最终,整个学习过程结束,老师带领学生回顾实验的所有内容和整个过程,同时指出所运用的理论知识,并回答学生提出的问题。通过上述教学过程,激发学生自主学习的兴趣,培养学生独立思考和解决问题的能力,还可以加强师生之间、学生之间的团队交流合作经验。

4.采用“平时成绩(占60%)+期末开卷考试成绩(占40%)”的方式。在考核方式上,使用期末开卷成绩与平时成绩相结合的方式,其中,开卷成绩所占比例为40%,平时成绩所占比例为60%。其中,平时成绩由学生“文献总结+实验报告+小组报告+个人专题报告+平时讨论和实践表现”成绩构成[7],采用的主要方式,比如,对文献总结这部分教师先讲解如何进行,然后学生自主选题完成,写作必须严格按照河南财经政法大学本科毕业论文的格式和规范进行;对小组报告,要求每组派代表就本组专题报告进行课堂展示,接受任课教师和所有同学的提问;除此,鼓励学生就个人感兴趣的领域作专题报告。

三、结语

教与学之间的良好互动,坚持“以学生为本,培养创新精神和实践能力”,培养高素质创新人才是当前大学的根本任务。本文根据学校、学生和教师的当前现状,根据需求精心设计教学内容体系,改变传统的理论课和实践课教学方法,改革惯用的考核评价标准,激发学生的学习兴趣,培养学生独立思考和动手能力,促进学生团队协作意识培养,实现教学质量的提高。

参考文献:

[1]梅安新,彭望,秦其明,等.遥感导论[M].北京:高等教育出版社,2010.

[2]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.

[3]郑文武.GIS专业遥感课程实践教学体系研究[J].中国电力教育,2011,(7):132-133.

[4]薄翠梅,张广明,李俊.基于兴趣驱动与问题套索的自动化专业工程实践教学方法[J].中国冶金教育,2010,(4):14-16.

[5]张伟锋.任务驱动,激发兴趣,达成任务:中等职业学校计算机专业课改初探[J].职业与教育,2009,(11):58.

遥感课程论文篇4

关键词:摄影测量与遥感;教学改革;教学内容;课时分布

课题项目:本文系2014年重庆建筑工程职业学院教研教改课题-(项目编号:14C10)阶段性研究成果

近年来,社会发展对测绘行业的依赖性越来越大,对技能型人才的需求越来越旺盛,但是又出现了一种很矛盾的怪现象,即用人单位招不到需要的人才而学生找不到就业单位。摄影测量与遥感这门课程理论基础要求很高,理论性较强,同时,理论性又穿插于实践中,实践性非常强。该课程用人单位需求和学生技能状况差别较大,供求矛盾体现得特别明显。

一、高职院校摄影测量教学现状

摄影测量与遥感是重庆建筑工程职业学院开设的工程测量技术专业的一门专业课。我院对该门课的教学要求是“学习摄影测量与遥感的基本知识,了解航测和遥感的基本原理、航测内外业工作内容,掌握其在实际中的应用。”换句话说,学完本门课程,要求学生初步认识摄影测量与遥感的原理和工作方式,具备从事摄影测量内、外业生产工作的基本技能,能够胜任航空摄影测量外业调绘、控制测量和内业立体测图等岗位一线生产工作的技能人才。有调查显示,目前的教学中,教学形式依然以课堂教学为主,教学方式依然是教师讲、学生听,重知识、轻能力,呈现高耗费、低效率的特征[1]。

(一)高职院校学生特点

高职教育面对的学生有自己的特点。他们中大部分是考试分数不高,不适应传统课堂教学方式,不适应逻辑性较强的学科性知识的学习;面对分散孤立的课程知识,不知道哪些需要重点掌握哪些只需了解,以及如何应用,对理论学习的主动性和积极性都不高;他们大多希望毕业后直接参加工作,因而对动手的操作环节非常感兴趣。同时,他们思维活跃,有较强的形象思维,但注意力集中时间不够长,相对来说,适于“在做中学”。

(二)摄影测量与遥感学科特点

摄影测量与遥感是一个多学科交叉的学科,包含计算机图形学、计算机视觉、平差理论、数字图像处理、传感器技术等。这使得课堂教学信息传输量大,包含大量的抽象理论、方法以及图形图像表达。高职学生的一大特点就是理论基础非常薄弱。对他们来说,摄影测量与遥感部分教学内容既抽象又陌生,晦涩难懂,难以达到应有的教学效果。因此,单纯依靠传统的教学方法与手段已经很难达到教学目的,理论教学内容、教学方法、实践教学内容设计与实施等诸多方面都需要进行相应的改变,以满足高职高专培养适合企业需要的应用型人才的目标需求[2]。

二、摄影测量与遥感教学调整

摄影测量与遥感的教学包括理论教学和实践教学两个环节。根据高职教育的特点,理论教学,应以“必需、够用”为原则,实践教学应以能力培养为核心,依托实训教学,培养学生的职业技能[3]。在教学内容上,应当以“单位的需求为我们的目标”,理清改革思路,通过对单位进行走访、座谈、问卷调查等,明确培养目标,整合教学内容,调整知识结构,不断完善教学内容[4]。

我院工程测量技术专业人才培养方案中明确《摄影测量与遥感》这门课程为64个课时,并且没有设置实习周。在这种方案前提下,结合高职学生学习特点,对摄影测量与遥感这门课的教学分为了两部分,一部分是理论教学组织,另一部分是实践教学组织,详见表1和表2,力求在有限的教学课时范围内最大程度加深学生对摄影测量与遥感的理解,推进本门课程的教学。

三、结论

通过教学实践证明,采用本文提出的教学组织方案,通过大量的实习,学生对摄影测量方法、航空影像、遥感影像的认识更为直观,有利于保护高职学生对学习的兴趣,也有利于缩小校企差距,减小了学生从学校到生产单位适应难度,对于设有摄影测量与遥感课程但非航测专业的本门课程的教学,有一定的参考价值。

参考文献:

[1]高琼.高职摄影测量教学改革实践[J].黄河水利职业技术学院学报,2009.7

[2]石雪冬.高职高专摄影测量与遥感教学新思考[J].广东水利电力职业技术学院,2014 .12

遥感课程论文篇5

关键词:遥感课程教学;教学改革;教学方法;教学内容

中图分类号:G658.3;G642 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2017)16-0020-02

随着社会对遥感人才需求的不断增长,遥感课程在高等院校中越来越受到重视。遥感是与地理科学、自然地理与资源环境、环境科学、水文与水资源及地理信息系统等核心课程有关的专业课程。遥感技术既能为军事服务,也能为地区社会经济发展服务,在高等院校中遥感是一门综合性重点课程。目前,国内高等师范院校在遥感课程内容、教学方法及教学效果评价等方面并未完全体现出遥感技术的广泛应用性、动手操作性。很多院校基本沿袭原有的传统学科的教学模式,以教师课堂讲授为主,不仅忽视学生与教师之间的互动性,也忽略遥感技术是一门动脑与动手相结合的特色课程。本文分析地方师范院校遥感教学存在的问题,研究地方师范院校遥感教学改革的策略。

一、地方师范院校遥感教学存在的问题

(1)课时安排问题。遥感课程作为一门动手操作性较强的课程,若课时不足则很难满足教学要求。在遥感教学过程中,教师需要安装并讲解Arcgis、ENVI/IDL或ERDAS IMAGINE软件,影像数据也多种多样,如光学遥感影像、热红外影像、雷达影像,而每种数据的处理与解译方法均不相同。这些教学内容,难以在短时间内完成并演示给学生看。因为课时有限,也难以让学生在课堂上花时间进行模拟实验,不利于培养学生的实际操作能力。

(2)教学内容问题。遥感课程内容广泛,不仅涉及传感器捕捉影像的基本原理、采集影像的基本影响因素、影像的校正(大气辐射校正、几何校正、正射校正等),还涉及影像解译、数据提取及数据分析、遥感地面验证等,这些均需要学生掌握一定的软件应用能力和基本仪器操作技能。为此,单纯的理论讲授难以提高学生动手能力,必须结合大量的上机实践课。

(3)教学方法问题。遥感课程具有理论与实践相结合的特点,要求教师不仅对遥感基本理论非常熟悉,而且对相关软件如Arcgis、ENVI/IDL或ERDAS IMAGINE也非常熟悉。在基本遥感软件操作过程中,学生可能遇到很多新问题。比如校正影像与实际地理位置特征差异较大,可能是数据控制点选择问题、或是采用的基准图(地形图)问题、或是野外实际观测点记录问题、或是野外测量仪器误差问题等引起的。如何在短暂的课堂教学中解决学生实际应用时可能面临的一些基本问题,是教师必须认真研究的课题。

二、地方师范院校遥感教学改革的建议

(1)注重课时调整。要根据实际教学内容,合理安排教学计划。例如,依据教学章节与内容的差异,“绪论与基本概念”可以安排1课时~2课时,但如果“遥感影像的解译与校正”计划安排2课时的话,学生只能了解基本概念,无法理解相关软件的功能及其优缺点,也无法理解各相关命令的作用及成图效果,更无法做到熟练操作与练习。因此,根据实际教学需求进行课时调整显得十分迫切。但有时也存在一些问题:a.学生专业培养方案及计划问题。原计划32课时或48课时,且经过学科评估论证,如何再更改?b.课时得到延长,软件操作遇到连续性问题。比如,数据校正操作需要连续5课时~8课时,而一般院校排课2课时~3课时一次,因此,学生会遇到教室被占用的问题。

(2)注重教学内容的更新。随着科学技术的发展,遥感影像种类及分辨率发展较快。比如,1986年的spot1卫星重复覆盖周期为26天,分辨率60km×60km,后续发射的6颗卫星中,2014年发射的是spot7,重复覆盖周期为0.5天,与Spot6及两颗昴宿星(Pleiades 1A和1B)组成四星星座,针对特定目标区域可以提供0.5m×0.5m的分辨率影像。高分影像的不断改进,为人们利用现代技术认识自然地理规律提供可靠的保障。因此,教师要注重自身知识体系的更新以及教学内容的更新。而更新自身知识体系,存在以下两个方面的问题:一是教师的不断学习问题,教学、备课、科研与家庭时间的再分配问题和新知识的接受能力问题;二是资料来源问题,这是当前困扰师范院校教师的难点之一,高分影像价格较高,经费问题如何解决?是靠个人通过科研项目的立项获取经费,还是靠院校拨款?随着现代存储设备的发展,多校联合购买与共享,也是降低教育成本的方法之一。

(3)注重教学方法与教学思路的调整。高、精、尖技术发展速度很快,但年龄、家庭、认知体系与认知条件等因素,在一定程度上限制部分教师的遥感教学方法和教学思路的改进。例如,在利用Arcgis软件进行遥感影像校正中的野外验证教学时,由于遥感影像覆盖面积较大,覆盖地形种类、下垫面、植被覆盖率等存在差异,教师会遇到以下问题。1)验证数据采集耗时长。遥感仪器操作的学习与验证种类、面上验证点的选择与测量均耗时较多,教师如何在教学、科研、家庭方面进行协调?进行大面积验证时,学生在校外的安全问题如何保障?2)传统课堂讲授与现场操作教学方法的差异。现场操作教学不仅要求教师具备扎实的理论基础,还要求教师具备过硬的操作实践及演示能力。3)传统的单人授课模式与多人授课模式问题。以30人为一个班级为例,在进行单人仪器操作与演示教学过程中,教师会发现多数学生看不到示范过程、或出现理解能力与理解速度存在差异的问题。为此,教师可以采用多人操作演示的方法,这样一方面能更好地教导学生,另一方面也能相对集中学生的课堂注意力。

(4)关注云时代与大数据,重视多媒体教学。遥感科学是在传统地理学与现代计算机科学交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的一门新兴学科,计算机硬件与软件的快速发展,为遥感课程教学提供新的机遇与挑战。当前,教师要关注云时代与大数据,重视多媒体教学。要充分重视大数据与遥感课程教学的结合,关注大数据对不同行业的影响,从原有的单一利用遥感解决自然问题,转向利用遥感解决社会问题如物流、人口迁移、区域发展评估等问题。要重视基于大数据的个性化学习,避免传统的“一刀切”教育,要以学生的发展需求为中心,用大数据技术和思维合理地构建学生的知识体系,促进学生个性化发展。

(5)重视教学效果评价体系的完善。遥感教学评价不能局限于固化成果的终结性评价,而应当将评价内容“嵌入”并结合到遥感教学讲授与实验操作全过程,尤其是户外仪器操作、室内软件操作要成为教学评价的重要组成部分。常规课程评价注重课堂讲授方式、内容与方法,而操作性较强的遥感课程,不仅涉及室内软件操作,还涉及室外相关仪器操作和验证实习,这要求学生掌握并了解课堂讲授内容,同时必须熟悉常规软件的应用和仪器的操作。因此,遥感教学效果评价应是动态的、持续性的,能够将课堂讲授和实践教学紧密结合,能够充分调动教师改进教学方法的积极性,促进学生掌握基本理论知识和提高实际动手能力。要重视学生的认知性实习、顶岗实习、暑期实践实习、毕业综合实习等不同阶段的情况,综合评价遥感课程教学效果。

三、结束语

综上所述,遥感学科发展迅速,知识更新很快,其教学内容和教学方法应不断进行调整与改革,以提高学生的学习兴趣,使学生获得最新的专业知识和专业能力。本文分析地方师范院校遥感教学存在的问题,并从注重课时调整、注重教学内容的更新、注重教学方法与教学思路的调整、关注云时代与大数据、重视教学效果评价体系的完善等方面,研究地方师范院校遥感教学改革的策略。

参考文献:

[1]杜福光,刘晓春,高超.地方院校遥感课程教学模式改革探究[J].测绘与空间地理信息,2015(08).

[2]孔祥生,钱永刚,张安定.《遥感概论实验》课程教学改革与实践[J].测绘科学,2013(01).

[3]于冬梅.研究性学习在遥感教学中的应用[J].青岛大学师范学院学报,2003(09).

遥感课程论文篇6

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。

参考文献:

[1]邵士权.我国高等学校教学方法创新研究[D].武汉:华中科技大学,2011.

[2]王文静.中国教学模式改革的实践探索――“学为导向”综合型课堂教学模式[J].北京师范大学学报:社会科学版,2012,(1):18-24.

[3]李子建.课程、教学与学校改革:新世纪的教育发展[M].香港:香港中文大学出版社,2002.

[4]李子建.课程与教学改革的展望:加强理论与实践的对话[J].北京大学教育评论,2004,(2):75-87.

[5]冯露,亢一澜,王志勇,等.基于问题学习的探究式教学改革实践[J].高等工程教育研究,2013,(4):176-180.

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)

遥感课程论文篇7

遥感技术作为一门发展极其迅速的技术,在当今各行各业中的作用日益突显。尤其作为“数字地球”等国际重大计划中不可或缺的重要技术,其技术的更新日新月异。而作为地质学类学生必修的一门专业基础课,遥感地质学课程要求学生能够掌握基本的遥感技术特点、遥感图像解译方法、遥感工作的基本流程、遥感地质解译方法等内容,更重要的是要求学生能够利用相关的图像处理软件完成一定图像的解译,达到能真正使用遥感技术解决实际地质问题的目的[1-3]。作为大学三年级的本科生,虽然已经学习了地质学基础、构造地质学、岩浆岩、变质岩、沉积岩等地质学类的相关基础课程。但是,因为学时、教学经费、教学资源的限制,学生的地质野外实践课时非常有限,除了经过两次教学实习之外(大学一年级的地质认识实习和大学二年级的地质填图实习),对野外的实际地质现象的了解以及野外地质问题的认识还非常局限。如果对某一研究区域毫无了解和认识,或者只是通过书本知识以及查找相关资料获取了一定的内容。那么在遥感地质学的教学中,让学生自己利用遥感技术解决相应的地质问题则几乎不可能。因此,地质解译资料的选取,决定了在教学中能否让学生掌握遥感地质学的整体内容、地质解译的步骤和具体的方法。为此,本文将论述在遥感地质学课程的教学中结合野外地质填图实习内容的教学方法,加深学生对地质解译流程、解译方法等内容的强化学习,为遥感地质学的教学提供新的参考。

一、遥感地质学课程的性质和主要内容

遥感地质学,简单来讲就是遥感技术与地质学的结合,也就是利用遥感的技术手段来解决地质的问题。课程最主要的内容可以分成两大模块:其一为遥感技术的基础知识,如遥感的基本概念、遥感的应用、遥感的基本原理,同时还必须讲解遥感的仪器、平台以及信息获取的整个过程,并让学生掌握遥感图像的处理方法和步骤。这部分内容属于全新的内容,对于地质学类的学生来说较为陌生。因此,需要花费较长的时间让学生理解和掌握,才能为后续课程的学习提供基础和参考。其二为地质解译的主要内容,即地貌解译、构造解译、岩性解译、遥感找矿等。这部分内容属于重点掌握内容,但因为课时的限制,这部分内容的教学主要是让学生尽快回顾已学课程的内容,并紧密结合前期课程的基础内容才能尽快掌握。而整个遥感地质学的内容,需要将上述两部分内容紧密地结合起来,才能进行后续的实际应用。在后半部分实际问题的解决中,最为常见的遥感地?|问题有地质灾害、水体、冰川等的变化研究及监测,进而为相关灾害预警、环境变化提供帮助。这部分内容主要在方法技术手段以及地貌解译部分讲解。虽然内容繁多,但整体方法步骤清晰简单。而在基础地质学的研究中,遥感主要用来进行构造、岩性、地层等的解译,进一步完成地质规律及演化等相关内容的深入研究。虽然学生在学习遥感地质学之前,已经具备了地质学的基础知识体系,可以在野外识别地质现象、岩性、构造等。同时,学生也可以利用简单的地质现象对地质规律、地质问题进行描述和解释。然而,遥感地质学和其他很多基础地质科学不同,遥感地质学必须在学习概念、理论的基础上掌握具体的操作,并让学生会针对性地进行地质解译。因此,实践教学是其中重要的一个环节。为了更加有效地学习课程后半部分地质解译的内容,必须让学生熟悉整个解译过程(包括室内和野外的结合)。而大多数的教学中,都是根据课程的需要通过教师给学生练习的数据完成室内教学内容。但是通常给出的数据区域,学生往往比较陌生或者对研究区的地质状况所知不深,难以达到野外和室内相结合的目的。在这种情况下,学生在遥感技术的学习和地质学的学习容易脱节,根本无法很好地将二者联系起来。因此,学生往往反馈遥感在进行地质解译时困难较大,无从下手。

二、地质填图实习主要内容

地质填图实习,是大学二年级暑假之前进行的教学实习,通常选取自然条件好,便于观察和描述岩石露头以及地层的研究区进行。在地质填图实习阶段,学生已经通过前期的课程掌握了一定的地质专业基础理论。地质填图实习的目的在于通过教师的指导,让学生可以在一定程度上独立开展地质工作。其主要内容是从整体上进行地质特征、构造的认识和分析,并通过岩性的识别、鉴定以及地层的描述,最终完成地质填图[4]。主要步骤有踏勘、剖面测制、路线调查以及室内制图和报告编程。首先由带队教师带领所有学生进行踏勘,对整个区域的地质地貌及构造进行总体的把握,然后分组进行剖面测制,对填图区域进行地层以及岩性的基本了解。在此基础上,学生进行路线调查完成整个区域的地质情况调查和描述。在具体的剖面测制以及路线调查中,学生需独立进行观察并记录,对观察到的地质现象进行详细描述,并根据地形图勾勒地质地层分界线、岩性界限、典型的构造位置等。这样才能进行最后的室内制图和报告编写。以笔者所在单位为例,整个过程是三周的野外实践和一周的室内资料整理及报告编写。通过四周的实习训练,学生对整个研究区的地质概况、地貌、地层划分、岩性等内容有了整体的了解。

三、利用地质填图内容完成遥感地质学实践课程教学

以上的内容可以看出,野外地质填图所涉及到的内容,主要有岩性的识别、构造的识别、地层的识别等内容,这和遥感地质学所要掌握的重点解译内容几乎一样。因此,结合已有的野外地质调查资料进行遥感内容的学习,可以起到事半功倍的效果。学生已经在野外进行了三周的地质填图实习,并进行了一周的室内资料和报告编写,对研究区的地层、岩性和构造有了较为深入的了解。同时,通过前期的遥感技术部分的学习,掌握了遥感图像处理的基本方法和步骤。在此基础上,学习遥感地质学后面的地质解译内容时,只需要下载相关研究区的遥感数据,并在课堂上利用遥感的手段对遥感图像进行解译即可。因学生对研究区的地质情况比较熟悉,很快就可以和遥感内容相结合。学生主要进行解译流程的掌握,从遥感图像的导入到图像的辐射定标和大气校正,然后进行几何校正。同时,结合不同的处理方法,进行图像的增强、彩色变换、分类等处理即可。

遥感课程论文篇8

关键词:双语教学;遥感地学分析

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2013)23-0048-02

作者简介:张飞,副教授,研究方向为资源遥感与3S技术应用的教学。

随着全球化进程的发展,世界上各个国家交流的趋势日益增强,社会对人才所具备的素质的需求也越来越高,对国际化人才的需求增多,高等教育的国际化趋势得到了强化。这种趋势要求在培养专业人才的学科建设中进行专业化和国际化的改革,实施国际化的教学方式,通过实施专业课程的双语教学,实现培养既掌握扎实的理论基础和专业知识、又通晓国际语言、熟悉国际惯例与规则的专业化、国际化人才的目标。[1]双语教学是指为了实现学生能够运用母语和外语理解、掌握专业知识,并且能够熟练应用并实现专业技能目的,通过采用两种语言――母语及第二外语,同步对同一知识进行描述的教学方式。[2]经过多年的双语教学证明,在我国高校推行专业课程双语教学是可行的,教学效果也是显著的。鉴于双语教学是我国高校培养高素质、国际化人才的有效手段之一,[3]因此教育部在《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》中强调指出:“按照教育面向现代化、面向世界、面向未来的要求,为适应经济全球化和科技革命的挑战,各个高校要积极推进双语教学,本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学。”[4]因此,本文将选择《遥感地学分析》课程作为案例,并配合我校精品课程建设项目,探讨开展《遥感地学分析》课程双语教学建设必要性和内容。

一、遥感地学分析课程双语教学的必要性

进行《遥感地学分析》课程的双语教学是3S(GIS,GPS,RS)学科发展趋势的必然需求。该课程是地理信息系统和遥感科学与技术专业的必修课程,随着遥感技术的发展,遥感地学分析已成为地理信息系统学科的重要部分。地理信息系统学科目前呈现出应用化、国际化的发展趋势,这种趋势一方面体现在对专业人才的需求不仅局限在3S领域,其它涉及空间信息的领域,如环保、林业等部门,对于具有空间信息处理的人才需求很大;另一方面体现在随着大量外国公司进入中国(如:ESRI公司)和中国公司跨出国门(如:Supermap公司),针对空间信息处理领域既具有专业技能又有较强专业外语能力的人才需求强烈,因此推行遥感地学分析课程的势在必行;另外,进行《遥感地学分析》课程的双语教学也是3S课程教学改革的要求。课程教学改革的目标是培养专业素质硬、应用能力高和动手能力强的高素质人才,满足社会对3S专业人才的需要。由于现在高校中普遍存在的英语学习与专业理论学习脱节的情况,使得很多学生虽然通过了CET4、CET6考试,但是在专业上使用外语的能力差,不能很好理解专业文献,不能熟练运用ENVI,ArcGIS,Erdas等专业软件,更不能进行专业方面的国际交流沟通,这种状况对3S课程的教学改革目标的实现是一种危害。为了减轻这种危害,目前很多高校都开展了遥感地学分析的双语教学,这种教学方式使学生将专业知识的提高与外语的应用融合起来,以培养具有较高综合素质的人才,适应社会的需求。

二、遥感地学分析双语教学课程建设内容

1.双语教学的教材与教案建设

双语教学必须根据课程性质灵活选择使用原版外文教材或自编教材。在使用原版外文教材时,要遵守适用、适合的原则,积极进行原版教材本土化探索,自编双语辅助教材。满足教学大纲要求的优秀双语教材是双语教学成功的前提。笔者根据学校遥感地学分析课程教学大纲的要求,在参考国外多种原版遥感教材,如《Satellite Remote Sensing》、《Advances in Land Remote Sensing》、《Remote Sensing:Models and Methods for Image Processing》的基础上,并结合其它中英文教材编写《遥感地学分析》双语教学讲义。

2.双语教学的师资队伍建设

一支结构合理、外语教学水平较高、教学效果好的双语教学团队是双语教学成功的关键。虽然聘请国外专家参与双语教学工作可以在一定程度上推动双语教学,但是立足于本校,建立一支本土化的教师队伍才是双语教学成功的关键。双语教师应具备较强的英语听、说、读、写、译能力,能够流利地运用英语进行专业课程的授课。因此,为了更好地完成双语教学任务,教师应经常阅读英文版遥感书籍杂志,特别注意阅读遥感专业英语期刊论文,如:《Remote Sensing of Environment》、《ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing》、《International Journal of Remote Sensing》、《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》等遥感类权威杂志,同时也要经常浏览影响力强的遥感类国际网站,如:美国摄影测量与遥感协会网站和加拿大遥感协会网站等,这样可以及时把握遥感发展动态,拓宽视野,为讲课提供生动的案例。

3.双语教学的内容建设

在教学内容的选材方面,需要反映国际上本领域最新的科研成果,紧紧围绕素质教育和创新教育来组织,力求体现遥感地学分析的理念,注重基础知识、基本方法与基本技能的训练。《遥感地学分析》着重讲述遥感物理基础(Physical basis of remote sensing);遥感平台及特点(Remote sensing platforms and their characteristics);遥感传感器及其成像特征(Sensors and imagery characteristics);遥感数据源(Remote sensing data sources);可见光~反射红外遥感(Visible-reflection infrared remote sensing);热红外遥感(Thermal infrared remote sensing);微波遥感(Microwave remote sensing);遥感图像目视判读(Visual Interpretation of remotely sensed imagery);遥感图像计算机分类(Classification of imagery by computer);定量遥感(Quantitative remote sensing);土地遥感(Land remote sensing);植物遥感(Vegetation remote sensing)以及水体遥感(Water remote sensing)。通过对遥感地学分析课程双语教学内容的建设,使学生利用中英文对照教材进行预习,教学效果将得到大幅度的提高。

4.双语教学过程中教学方法和手段建设

在教学方法上,应循序渐进、因材施教,根据学生对知识的理解与掌握程度逐步推进。在教学中,采用“预习――授课――复习”三段式教学法,努力营造双语教学氛围,为学生创造一个良好的双语教学环境。在课堂教学中,全方位地训练学生外语思维和应用的能力,除了教学内容中的难点与重点增加中文解释外,教师与学生互动、作业等都用英语进行,培养学生用英语思考问题、解决问题的能力,锻炼实际英语应用能力。课外,鼓励学生积极研读外文文献,培养利用外文获取知识的能力,并建立双语教学网站,把它作为一个平台,将相关的中英文教案、习题、实验指南、最新动态等放在网页中,实现资料共享。

5.本科生英语学习能力的培养

学生是双语教学的主体,是教学活动的最终归宿。我国传统的英语教学方法重视语法、句法学习,忽视听说训练,忽视英语交流能力的培养。针对这种情况,首先,给学生布置提前阅读教材与讲义的任务,使他们预先熟悉课程内容,以便上课时能够跟得上。另外,布置一些听说作业并定期检查,努力培养学生使用语言进行实际交流的能力。

实施双语教学是实现高等教育国际化,培养面向现代化、面向未来的复合型人才的有效途径。当然,建立一整套规范完善的双语教学模式,从原版教材的引进、双语教师的培养,到教学方法的更新完善,还有待于教育工作者大胆探索、不断实践。

参考文献:

[1]叶勤等.关于摄影测量与遥感双语教学的实践与思考[J].测绘通报,2006,(2).

[2]施敏颖.关于在高校中实施双语教学的几点看法[J].嘉兴学院学报,2002,14,(S1).

遥感课程论文篇9

测绘科学技术涵盖地球空间信息的获取、管理、应用等各方面,从数据获取、组织到提供服务,主要包括天空地一体化的空间信息快速获取技术,海量空间数据存储与管理技术,空间信息可视化技术,空间信息分析与挖掘技术以及网络服务技术。其中,空间信息可视化技术是指运用地图学、计算机图形学和图像处理技术,将地学信息输入、处理、查询、分析以及预测的数据及结果采用图形符号、图形、图像,并结合图表、文字、表格、视频等可视化形式显示并进行交互处理的理论、方法和技术。空间信息可视化包括地图可视化(VisualizationinCartogra-phy)、地理可视化(VisualizationinGeography)、GIS可视化(VisualizationinGIS)及专业领域可视化。空间信息可视化技术培养模块是在汲取模块化思想方法的基础上,将测绘学科空间信息可视化技术相关课程进行组合,从而形成相对独立的知识模块单元或者是能力诉求单元。为实现对测绘工程专业技术人才培养的既定目标,在空间信息可视化理论与技术培养环节,课程的设置应该依据空间信息可视化学科理论与技术架构,形成相应的课题体系。空间信息可视化显示模块课程设置应充分考虑培养学生掌握空间信息可视化基本原理、技术方法及基于可视化成果的分析应用。测绘工程专业设置是高等学校测绘学科人才培养规格的重要标志,是为了使培养的人才具备扎实的基础知识、较宽的专业口径,并富有较强的工作适应性和实践能力[9]。测绘工程专业教学目标的本质为培养具有获取、存储、处理和显示空间数据专业技能。其中,空间信息可视化显示方面的教学目标是,通过相关系列的课程学习,能够掌握地图学和图形图像学基本理论,运用计算机地图制图、图形图像处理技术,将地学信息输入、处理、查询、分析以及预测的数据及结果,采用图形符号、图形、图像,并结合图表、文字、表格、视频等可视化形式在某种介质(如屏幕)上显示出来,并进行交互处理的理论、方法和技术。我国目前有近120多所高等院校开设了测绘工程专业。通过调查统计分析及参考部分高校网站上列出的专业教学计划提供的课程设置资料,将课程设置情况汇编成表,见表1。通过该表可以看出我国当前测绘工程专业人才培养在空间信息可视化显示模块所设置课程的现状(所列高校涵盖矿业、林业、地理、工程、交通等特色)。根据表1提供的信息,测绘工程人才培养空间信息可视化模块单元,主要课程设置具有以下特点:1)空间信息可视化模块课程设置得到重视,开设课程基本涵盖了空间可视化原理、算法、实现技术及分析应用等方面。2)不同院校课程设置突出了自身的特点,每所高校根据自身专业特色及其研究优势,所开设课程存在差异,但总体能够满足培养学生掌握空间信息可视化技术教学的目标要求。

2空间信息可视化模块课程教学目标与教学内容设置探讨

2.1测绘计算机辅助成图1)教学目标利用计算机绘制各种比例尺的地形图、地籍图、宗地图已成为专业测绘技术人员必须掌握的技能。本课程作为测绘工程专业基础课程之一,其教学目标是掌握测绘计算机辅助成图系统的基本操作,掌握地图符号的定制、地形图及地籍图的绘制及测绘绘图软件开发的基本方法。同时本课程设置,为进一步学习《数字测图原理》课程和进行数字地形图绘制奠定基础。2)教学内容设置本课程教学内容主要包括了软件系统操作基础、二维图形的绘制和编辑、绘图环境的设置、块、属性与外部参照的使用、测绘符号的制作和定制、地形图和地籍图的基本绘制方法以及系统二次开发。

2.2地图学1)教学目标地图学为测绘工程专业基础课程,其教学目标是通过课程学习,培养学生对客观世界地理事象空间认知、抽象、地图表达的能力,掌握在数字环境下基于主流GIS或绘图软件的普通地图、专题地图的设计与制作技术,培养学生掌握利用地图进行分析应用的专业能力,为专业后续课程(如GIS)学习打下坚实基础,也为将来从事地学专业工作,提供坚实的技术基础。2)教学内容设置本课程内容安排包括地图及地图学的基本概念、地图数学基础(地图投影、坐标系统)、地图数据源、地图语言与符号设计、地图的设计与编制、地图综合、普通地图、专题地图、数字地图理论与制图和地图的分析与应用。通过对《地图学》上述内容的学习,学生可以掌握地图的本质、构成和基本要素,地图符号设计原则及方法,掌握数字化背景下普通地图、专题地图要素的表示,以及地图分析、应用、输出等专业知识。

2.3计算机制图学1)教学目标计算机制图学是一门技术性较强的专业选修课,是应用计算机处理图形信息的一门学科。计算机制图学是研究图形生成,图形在计算机中的表示,图形信息的输入、输出和显示,图形的变换及人机交互式绘图等问题,是计算机的一个应用领域。该课程的学习能让学生掌握计算机制图的基本知识,掌握利用计算机来绘制图形图像及图形图像处理的基本流程与方法,通过对相关制图软件的学习,实现数据的获取、设计、绘制和专业相关的各种图形图像(如地图、遥感影像图等)。通过对《计算机制图学》的课程学习,学生可以了解计算机制图学发展现状,掌握计算机制图学的基本理论、基本方法以及根据具体的数据和要求,实现计算机图形生成和进行相关的分析应用。2)教学内容设置该课程教学内容主要包括计算机图形学基础、计算机制图理论基础、计算机图形处理算法、计算机制图数据模型以及计算机制图应用。本课程教学内容从计算机制图学的基本概念着手,重点讲解计算机图形生成,图形在计算机中的表达,计算机图形处理算法,人机交互式图形图像制作及计算机制图的应用等方面。

2.4电子地图1)教学目标电子地图是计算机技术引入地图后产生的一个新的产品形式,也是空间信息可视化输出的主要表现手段。通过本课程学习,使得学生掌握电子地图的定义、电子地图类别、电子地图设计理论、电子地图的生成与显示、电子地图的存储、电子地图的管理和应用。2)教学内容设置该课程教学内容主要包括电子地图概述、电子地图设计、电子地图数据模型、电子地图的逻辑结构、电子地图制作、电子地图显示技术和电子地图应用。

2.5遥感数字图像处理1)教学目标本课程为在遥感技术的基本理论、基本知识的基础上,着重介绍遥感数据处理的一般原理、过程与方法,掌握遥感数字图像处理技术的发展动态与实际应用。本课程主要教学目标是使学生了解和掌握遥感信息处理的基本知识、方法、基本技能和发展动态,初步掌握应用遥感信息处理技术分析和解决实际问题的能力。通过理论学习、上机实践等环节,进一步增强学生对本课程的理解,并在此基础上使学生进一步掌握遥感图像成像的基本原理、基本理论和这些理论在遥感图像处理中的应用,掌握遥感数字图像处理的基本方法,能够熟练使用常用的遥感数字图像处理软件(ERDAS,ENVI等)进行图像处理。2)教学内容设置该课程包括理论教学和实验教学两个环节,理论教学内容主要包括数字图像及遥感数字图像处理基本概念、遥感数字图像的获取、遥感数字图像预处理、遥感数字图像增强处理、遥感数字图像的计算机分类、遥感数字图像分析方法等内容。实验教学环节基于遥感数字图像处理软件,经过上机实践训练,使学生掌握基本遥感图像处理流程,具有遥感图像分析的基本能力。

3结束语

遥感课程论文篇10

关键词:教学改革;研讨式教学;分组讨论

作者简介:印敏(1978-),女,江苏泰兴人,理工大学气象海洋学院,讲师;孙学金(1964-),男,江苏南京人,理工大学气象海洋学院,教授。(江苏 南京 211101)

中图分类号:G642.41 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)22-0134-02

当今世界,政治局势风云变幻,部队更需要具有探索精神、创新思维和创新能力的高素质军事人才。为积极响应总部在人才培养方面的要求,理工大学正深度推进大学教育转型发展,加快创新教育教学模式,其中,创新“教法”是改革人才培养模式的五个重点之一。为此,对已开设的课程进行了内容重组和教法改革尝试,并总结了一些实践经验,希望能通过不断的理论研究、实践探索和经验交流,切实深度推进教学改革,提升人才培养质量。

一、研讨式教学方法

1.研讨式教学的内涵

现代教育理论认为,教学过程是教与学双边互动过程。教学是教与学的统一,教为学而存在,学又要靠教来引导,两者是相互依存,相互作用,不可分割的统一整体。因此能够充分挖掘教师和学生潜能的基于建构主义教学理论的研讨式教学模式成了教学研究的热点。[1]

研讨式教学模式又称习明纳(Seminar)教学模式,目标是培养学生科学的思维方法,拓宽学生的知识面,使学生了解和掌握如何调研、查阅资料、提出问题、解决问题的思想和方法,提高学生的表达和沟通能力,培养学生的创新和团队意识。[2]

在教学模式上,研讨式教学变“灌输式”为“研讨式”;在教学手段上,变“授人以鱼”为“授人以渔”;在教学形式上,变“一言堂”为“群言堂”;在教学关系上,变“主—客”关系为“主—主”的合作关系。[3]它将授予式的静态教学模式变为互动式的动态教学模式,促使学习者积极主动参与到教学活动中,提高学习者的创新能力。[4]该模式以主体精神培育为原则,以师生平等对话为基础,以学生能力培养为目标,适应了现代教学的发展,体现了现代教学的创新理念,也正符合当今信息时代对大学生学习能力的要求。[5]

因此,为有效解决现有课程教学中“讲授式”、“灌输式”带来的问题,深入学习、研究了研讨式教学的基本实施要点,结合“大气遥测技术”课程及授课对象的特点进行了改革尝试。

2.研讨式教学中的实施要点

研讨式教学模式的关键在于教师和学生角色的转变,即教师由知识传授者到学生学习引导者的转变,学生从知识接受者到学习的积极参与者的转变。除此之外,有下述两点实施要点。[5]

首先是研讨内容的确立。虽然研讨式教学的本质是要通过突出的课堂互动,全方位调动学生的参与热情,从而达到知识学习和能力锻炼的目的,但是课堂互动不能漫无目的,核心应该围绕课程标准所规定的内容要点,在研讨题目中充分体现出课程教学的目的和知识点。笔者认为这是研讨式教学成功与否的评判关键,否则一堂课热热闹闹,但是学生并不一定能够收获课程要求学习的知识。

其次是研讨的组织方式。组织方式的好坏,决定了最终的研讨效果。组织方式与授课对象的人数、知识基础等情况相关,班级人数较多,需要考虑人员的参与度;班级人数较少,需要考虑人员持续参与的热情。在整门课程的研讨式教学设计中,需要考虑研讨组织方式的节奏变化,否则,单一使用一种研讨模式,很容易造成参与人员的新鲜感降低,热情减弱。

针对上述对于研讨式教学的理论研究及前人经验总结,笔者重点针对这两点在“大气遥测技术”课程中进行了设计和改革,并在实践中进行了尝试,取得了良好的教学效果。

二、研讨式教学在“大气遥测技术”课程中的运用

1.“大气遥测技术”课程的特点及教学现状

“大气遥测技术”是气象学探测工程专业的重要课程。该门课程的教学目标是通过课程学习,使学员掌握气象遥测的基本概念,对气象传感器原理和气象信息传输原理等基础理论有较深入的理解和掌握;对目前业务中应用的气象遥测技术及其系统应有较全面的了解;对目前气象遥测技术的发展趋势有一定的了解,为从事大气探测的研究和业务工作打下良好基础。

目前该门课程的教学现状是教学内容主要依据《通信原理》教材,存在内容过窄过深的问题;教学方式以讲授为主,辅以实验课程。学生在学习时,感觉教材针对性不强,教学目的不明确,学习和复习都比较困难。课堂上,由于授课内容较深,且与探测专业的关联性不够紧密,学员的参与度也不够,只是被动听课,甚至打瞌睡。

笔者认为造成该门课程目前教学现状的最主要原因有两点:一是教学内容不当,二是教学方法不当。为此,教研组首先通过研讨,重新梳理了教学内容,编写了讲义,课程内容紧密围绕遥测系统的关键技术,包括遥测数据测量、遥测数据采集、遥测数据传输、电源及接收处理软件等内容。课程内容整合后,充分体现了该门课程的教学目标,明确了学生的学习内容。

另外,笔者分析了教学对象的特点,研究调动学生积极性的教学方法。学习该门课程的学生是大四的学生,已经学习了大气探测学、传感器原理、模拟/数字电路、单片机等基础课,具备了该门课程教学所需的知识基础。学生有初步的文献阅读能力,但是文献查找能力还比较弱。作为四年级学生,大家对于讲授式的教学普遍感到平淡,十分乐意参与新型方式的教学,体现主体精神。针对这些课程特点和授课对象的特点,在“大气遥测技术”课程中进行了如下的研讨式教法改革。

2.针对课程现状的研讨式教学探索

本轮教学改革的重点是授课内容和授课方式的改变,摆脱了以往课堂上以教师讲授为主的本科生教学模式,大胆尝试了“教师要点引导—学生讲授—随堂研讨—教师质疑答疑”的课堂活动形式,得到了学生的积极反馈,取得了较好的教学效果。

(1)研讨内容的确立。为了达到知识学习和系统设计两方面的教学目的,将研讨内容划分为两个层次,第一层次是关于基本概念和基本知识点的剖析讨论,第二层次是关于系统模块方案设计的讨论。

在第一层次的研讨中,为了使课程各章内容更加紧凑、体现出系统关联性,选取了军/民用自动气象站、常规探空仪、GPS探空仪等几类实际遥测系统作为典型案例,以这些具体系统为主线,将课程各部分的知识点穿插在典型系统的学习中,例如遥测数据测量、遥测数据采集、遥测数据传输、电源及接收处理软件等。在这一阶段,重点放在基本概念和基本理论上,要求学生深入理解教材的内容,并能读懂教员所给典型系统的相关资料,把握好理论知识与实际系统之间的运用联系。

在第二层次的研讨中,由于学生已经学习了大气遥测的基本知识,对于大气遥测系统的设计组成有初步理解,此时,研讨目的转化为要求更高的知识综合运用上来。例如,教师提出另外一种没有学习过的大气遥测系统——海面气象监测浮标,提出设计要求,学生们讨论如何划分设计方案,并自己分组,完成相应模块的初步设计,在课堂上共同讨论。在这一阶段,需要学生利用已有知识,并自主查阅其他课外资料,尝试解决问题。

(2)组织方式的选择。由于学习“大气遥测技术”课程的学员人数较少,并且学员在第七学期有十来门课程要学习,除此之外,还有各种训练和竞赛任务。为保证学员有充足的课后准备时间,我们在划分任务时,采用各人独立负责的方式,独立负责人为该内容的主讲学员,需要在下次课堂上做汇报陈述,非主讲学员参与课堂研讨。

在研讨的第一层次阶段,教师发给学员典型案例系统的资料,要求结合教材阅读,同时提示教材各部分内容的要点,要求主讲学员通过自主学习,达到三个目的:第一,掌握简单内容,进行复述、讲解;第二,提出难点内容,阐述自己的理解或者困难之处;第三,提高对主讲学员学习深度的要求,不仅要讲解,还要回答其他学员对这部分内容的提问,也可以提问其他学员,查看知识掌握情况。非主讲学员通过预习和听取主讲学员的陈述,发现陈述中的疑惑点,提出质疑。通过课堂的研讨和辨析,达到知识学习的目的。

在研讨的第二层次阶段,教师仅向学员下达设计任务,学员共同完成这一设计。要求学员首先研讨整体设计的任务划分,自主选择相应分任务模块,各自查找文献,分别在课上汇报设计方案,其他同学一起探讨方案的正确性、完整性及可行性。设计研讨结束后,教师还将给出与此相关的部分典型案例系统,组织学生对比分析自主设计方案与现成设计方案,发现差距,完善学习。通过共同的设计研讨,达到灵活运用知识的目的。

(3)教师在研讨中作用发挥。课程授课过程中,每位学员都轮流充当主讲学员,因为是独立负责制,不得不引起高度重视。但在此过程中,教师的作用也必不可少,总体来说,我们在以下三个方面着重体现教师的作用。

第一,深刻把握课程内容要点和对课程的内容进行梳理整合。以实际系统为案例,揉合课程知识点,在此基础上确立的研讨内容,既与教学目标相结合,又体现实际应用的趣味性和可研讨性。

第二,对研讨进行侧面指导。主要从学习要点、课外阅读资料和资料查找方法三方面进行指导。学习要点提示主要是帮助学员在自主预习时明确重点。提供参考资料可以帮助学员从各个侧面认识知识,达到对知识的深刻理解,另外,由于大部分学员的资料获取能力和课外时间有限,教师精选课外参考资料可以使学生的课外阅读有效价值更大。对于某些学习能力比较强的学生或者课程末期进入综合研讨阶段,教师提供的资料已不能满足需要,此时,教师要指导学生自主查询、获取资料。

第三,在每堂研讨课中,把握内容和节奏。主要通过肯定、引申、提问、讲解、讲评等方法达到研讨课堂的控制。在研讨过程中,对于讲解正确的和讨论发言的亮点,及时肯定;对于错误的概念或者重点内容,及时捕捉并引申出来重点讨论;遇到学生发言不积极,互相不提问的情况,主动抛给学生问题,启发讨论,激发热情;遇到某些学生提出的问题很有意义但在课堂上暂时又无法解答时,即临时安排该内容为下次课的研讨内容,指引寻找答案的方法,要求学生准备后再讨论;最后,在研讨课结束时,对学习内容和研讨过程进行讲评,梳理学习研讨结论,指出研讨过程中好的方面和不足的方面。

总的来说,教师以主讲学员和其他学员之间的研讨为基础,先指点,再边讨论边分析,最后做提炼和讲评,作用贯穿在研讨的整个过程。

三、思考与总结

“大气遥测技术”课程引入研讨式教学模式后,从实施效果和学生反馈来看,本轮改革是具有示范意义的。学生在学习过程中既感受到了压力,又找到了学习乐趣,学习积极性明显提高,主要表现在:第一,课堂教学的学生参与度显著提高。学生为了上好课在课下花了很多功夫学习和研究所要讲授的内容,并补充和修改课件,从学生的角度举了许多新颖的例子来吸引听课学生的关注和思考。第二,学生自己授课,打破了权威意识,课堂气氛十分活跃。学生一改过去听课不敢提问和质疑的状况,台上台下互动频繁,在这种轻松的氛围中,由于学生的质疑,促进了对很多问题的深入理解。

在2009级探测专业实施“大气遥测技术”课程的研讨式教学后,针对教学模式的改变,对全专业15名学生进行了回访调查,100%人员认为这是能提高学习兴趣和动力的教学方式,通过这种方式学到了很多东西。同时,每位学员也都结合个人体会,提出了其中存在的问题,有的还提出了帮助教员改进的建议。最主要的问题就是研讨方式的问题。由1名学员作为主讲学员,其他学员参与讨论,难免造成学生只关心自己所讲的内容,对其他内容不关心的情况,这就会影响学生对知识掌握的全面性。另外,由于主讲学员的知识水平有限和准备不够充分,讲授没有说服力,其他学生难以接受。

总体来讲,“大气遥测技术”课程的研讨式教学改革坚定了我们创新教学模式的想法,这是一种能充分调动学生积极性,全程参与学习的现代教学方法。未来,将在研讨内容的确立原则、大班/小班的研讨组织方式、研讨课的考核等方面做进一步改革尝试。

参考文献:

[1]冯阿芳.基于建构主义学习理论的《编译原理》课程教学改革[J].继续教育研究,2009,(8):149-150.

[2]叶国荣,陈达强,吴碧艳.高校本科生教育中研究型教学模式探讨[J].中国高教研究,2009,(3):90-91.

[3]张宪,李志勇,刘卜源,等.研讨式教学模式与研究生综合能力的提高[J].军事交通学院学报,2011,13(6):38-40.