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遥感课程在GIS专业的地位及其教学方法探讨

时间:2022-03-26 08:40:00 浏览次数:

摘要:遥感技术是GIS专业的一门核心课程,当代社会迫切需要高级的遥感专业人才,GIS专业培养应加强学生遥感技术的掌握。本文从当前遥感授课过程受到的“大四空巢”冲击、教学中长尾理论的应用、考核方式的改革、实践环节层次划分几个方面,论述遥感课程教学的方法;指出遥感课程授课计划时间应提前,教学过程要重视对遥感课程20%的长尾部分培养,考核方式应强调技能和平时表现,实践环节应分验证和实战应用多个层次。

关键词:遥感教学GIS专业教学方法

中图分类号:G64文献识别码:A 文章编号:

地理信息系统(简称GIS)是近20年来新兴的一门集地理学、计算机、遥感技术和地图学于一体的边缘学科。它的产生与发展给地学、测绘、资源、环境等传统学科的理论与技术方法带来革命性的变革,带动了地理信息新兴产业群的形成,在国家信息化和国民经济建设各方面正发挥着越来越重要的作用。我国GIS 高等教育从1998 年教育部设立GIS 本科专业开始到2009 年底,中国大陆已有150 所高校招收地理信息系统专业本科生。遥感作为采集地球数据及其变化信息的重要技术手段,广泛应用于土地管理、城市建设、林业、环境、农业等各个部门,各高校的地理信息系统本科专业都将其作为一门重要的必修课列入了教学计划。以培养遥感技术应用型人才为目标,笔者结合地理信息系统专业遥感教学实践,对遥感课程的重要性、教学方法、实验实践等进行初步探讨。

1 遥感课程对GIS专业的重要性

1.1 社会对遥感专业人才的需求

遥感是通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器,在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物,获取其反射、辐射或散射的电磁波信息(如电场、磁场、电磁波、地震波等信息),并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。作为一种先进的获取地球空间和属性信息的重要技术,遥感技术拓宽了单靠人眼观测地球的能力,成为空间科技发展的重要数据源,是空间信息基础设施建设核心工程的一部分,是构建数字地球的重要信息基础。随着1957 年苏联第一颗人造地球卫星的发射成功,遥感技术开始迅速发展并广泛应用于测绘、国土资源调查与动态监测、城市规划与管理等各个领域,为我们认识国土、开发资源、研究环境、分析全球变化找到了新的途径,这就迫切需要越来越多的遥感专业高级人才。

1.2 遥感在GIS专业中的地位

地理信息系统(简称GIS)是近20年来新兴的一门集地理学、计算机、遥感技术和地图学于一体的边缘学科,该专业主要培养具备地理信息系统与地图学、遥感技术方面的基本理论、基本知识、基本技能的高级专门人才。从地理信息系统学科定义可以看出,遥感技术是该学科的重要构成部分。从就业方向看,GIS专业毕业生主要就业单位之一就是在与城市、区域、资源、环境、交通、人口、住房、土地、基础设施和规划管理等领域的相关部门,而遥感技术现在已经成为了这些部门工作生产中不可或缺的重要技术。

2 遥感课程应对“大四空巢”现象的办法

2.1 “大四空巢”现象对遥感课程的冲击

正常情况,大四是专业课最集中的阶段,遥感技术作为一门GIS专业的重要专业课,在大部分高校里基本被安排在大四。但是,综观如今大学校园,高校大四群体中普遍存在“大四空巢”现象,这就给遥感课程正常教学造成了极大冲击。在严峻的就业形势下,众多大四学生忙于考研、考公务员、找工作、写简历、面试等,导致上课时学生缺勤人数众多,遥感教学质量难以保证。

2.2 “大四空巢”现象应对办法

将GIS专业培养方案中,根据学生的需求在课程安排上做的一些相应的调整,调整选修课与专业课的上课时间,把必修课程全部放到前三年,同时减少前三年的选修课,也就是把专业课提前一二学期。通过以上专业培养方案的调整,将遥感课程的授课时间安排在大四之前,使得学生能够在相对没干扰的环境,学习这一重要专业课程,将能极大提高遥感技术的掌握程度。

3 遥感教学中长尾理论的应用

“长尾”是网络时代兴起的一种新理论,是统计学中幂律(Power Laws)和帕累托分布(Pareto)特征的一个口语化表达,指的是常态分配两端那些数值极小而绵延的部分。长尾理论的基本原理是,只要存储和流通的渠道足够大,需求不旺或销量不佳的产品共同占据的市场份额就可以和那些数量不多的热卖品所占据的市场份额相匹敌甚至更大。

根据长尾理论,在遥感教学中,学生除了学习占80%的遥感的基本理论内容外,还应该重视对遥感课程20%的长尾部分的学习:(1)当前,遥感技术日新月异,遥感理论推陈出新,这就要求遥感课程在完成基本教学内容的基础上,必须紧盯前沿,及时让学生了解遥感技术发展的最新动态。这就要求教师在上课前要认真充分备课,要注意知识点的不断更新,插入与遥感原理基础理论知识相关的新闻趣事、知识点等。(2)同时,应经常举办遥感技术学术讲座,扩大学生的遥感专业知识视野,了解遥感技术最新发展动态。(3)引导和组织学生结合遥感应用技术,参加“挑战杯”学术科技作品竞赛、GIS 应用开发大赛、院系级的“3S技能大赛”等学科竞赛活动。

作为飞速发展、实践性强的遥感技术,其教学过程,只有加强20%的长尾部分学习,积极参与各种遥感方面的讲座、竞赛活动、科研工程项目、实验,了解遥感最新发展前沿和技术,这样达到较好的教学效果和质量,培养出社会需要遥感的高级人才。

4 遥感课程考核方式的改变

多年来对教师教的效果和学生学的效果的评价形式主要是“一张考卷定终身”,这种方式不能真正的反映出考试检验的目标。针对遥感这门实践性非常强的课程,制定合理考核内容和考核形式,是避免“高分低能”现象的重要途径。

解决这一问题,应打破“一张考卷定终身”的教学评价模式,最终以书面考试成绩占70%和学生平时课堂出勤、作业、测试等成绩占30%,来综合评定学生的遥感课程最终成绩,加强对学生动手能力的评测。平时上课,应经常点名,纠正学生迟到、早退、缺席等不良行为,在思想上加强学生的“态度决定成败”意识。教学过程中也可以通过课堂测试、单元测试或期中考试,随时检测教学重点和教学效果,如以学生发言的次数计算学生的平时成绩,对于积极发言和发言质量高的学生实行加分等。

5 遥感实践环节的层次划分

在教学过程中,应将整个遥感课程的实验分为两部分,一是验证性的实验;二是实战灵活应用型实习。从而,形成多层次实践教学要求,既保证学生基本知识的掌握,又进一步加强了遥感技术学以致用能力的培养,避免“高分低能”现象的发生。

5.1 验证性的实验

初步熟悉ERDAS、PCI、ENVI等常用遥感软件的操作和使用,了解遥感软件的基本功能,增加学生的感性认识;在此基础上,以遥感数据预处理、遥感图像处理、遥感图像分类等常规技能的验证为主,通过学生的实验,使其对遥感技术从理论到实践、从过程到效果,由感性认识上升为理性认识。

5.2 实战灵活应用型实习

在掌握遥感技术理论和验证性实验的基础上,再进行1-2周的遥感课程集中实习;实习内容为每个学生按不同研究区,进行土地利用/覆盖变化监测、水质遥感、植被遥感等专题信息提取,旨在让学生灵活应用所学遥感技术,解决现实问题。该实习,会综合应用到以下主要的遥感技能:自行寻找对应研究区免费遥感数据源,结合目视判读的方法与野外调查的资料,对遥感影像进行融合、计算机增强处理、图像解译、判读和分类,提取专题分类信息、制作遥感专题图输出。这种实习方式,既防止了学生实验报告的抄袭现象,又培养了学生利用所学遥感技术,独立分析问题、解决问题的能力和学生的科研能力以及创新能力,为日后考研究生或参加工作打下良好的基础

参考文献

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[4] 克里斯·安德森,乔江涛译.长尾理论[M].北京:中信出版社,2006:27-30.

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