摘 要:遥感是一门技术性很强的专业,加强实践教学环节是非常必要的。本文在分析目前遥感课程实践教学现状的基础上,提出遥感课程实践能力培养目标,并从加强实践教学体系构建、加强实践教材建设、改进理论和实验教学方法、构建教学与科研互动模式以及构建多元化考核体系等几个方面对遥感课程实践教学内容和方法进行了探索与教改实践,为提高遥感课程教学质量、培养实践创新型人才的教学改革提供了一些借鉴。
关键词:遥感课程 教学改革 实践教学 教学模式
中图分类号:G420文献标识码:A文章编号:1674-098X(2012)03(a)-0136-02
1 引言
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手段,已广泛应用于各个领域。目前,遥感是高等教育中地理信息系统、测绘、地理、环境等专业开设的一门重要的专业基础课。近年来,围绕如何提高遥感实践教学质量做了一些有益的尝试和探索,取得了一定的进展。
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属于工科专业,对学生实践能力的要求比理科更高,其培养模式以及遥感课程的教学内容、教学方法与我校的地理信息系统理科专业有所不同;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条件特点,加强遥感课程实践教学,培养适应社会需求的遥感技术专业人才,是遥感课程实践教学需要认真思考的问题。
2 遥感课程实践教学现状
经过几年的教学实践,笔者发现该课程的实践教学目前主要存在以下几方面的问题:
(1)理论教学与实践教学比例失调。遥感课程是一门技术类课程,但我国高校中遥感课程实验课时普遍偏低,实践能力的培养长期得不到重视。由于实验课时有限,难以保证学生对基本技能的掌握,对理论内容的理解也大打折扣,结果导致教学内容无形中局限于教材,使学生的创新精神和学习兴趣逐渐丧失。
(2)遥感实践教学教材欠缺。我校选用的是教育部面向21世纪课程教材《遥感导论》,与之配套的实践教材为《遥感实习教程》,该实习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[1]。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。
(3)综合型和研究型实验比重低。知识验证型实验强调基础性和系统性,以验证知识、帮助理解遥感基本理论和实践基本技能为主;综合型实验将多个相关的实验内容结合,培养学生系统运用所学知识和技能进行综合分析、解决问题的能力;研究型实验是学生在教师的指导下分析和解决实际应用问题,培养学生解决问题的能力。目前,实践课程的教学大多以知识验证型实验为主,综合型实验为辅,缺乏研究型实验,抑制了学生积极性的发挥,不利于学生自主学习和个性化学习。
3 遥感课程实践能力培养目标
遥感是一门实践性很强的课程,通过该课程教学应使学生不仅具备深厚的理论基础,而且掌握过硬的实践技术,更重要的是具备针对不同应用,解决应用问题的能力。这种能力的培养仅靠理论教学是无法完成的,必须将实践教学纳为课程教学的重要组成部分。通过实践教学可以将理论和实际应用结合起来,使理论内容易于被学生接受,增强学生分析和解决问题的能力,提高学生的动手实践能力、专业应用能力、人际交往能力和团队合作精神,逐步建立独立的科研和工作方法,为进一步发展奠定良好的基础。
遥感课程的教学应遵循比较系统的理论教学并加强能力培养,课程建设需紧密结合教学实践,不仅需要注重对学生软件操作技能和专业技术能力的培养,更要注重对学生应用遥感解决实际问题能力的培养。学生能力的提高需要通过一系列的实验项目和课程设计分阶段的完成,以基础理论、基本方法和基本操作为基础,循序渐进地构建分层次的能力,由浅入深地不断提高。
4 遥感实践课程教学内容与方法的改进
4.1 加强实践教学体系构建
遥感课程内容多、涉及到的知识面广、学时有限,不可能做到面面俱到。因此,结合本校遥感科学与技术专业的培养模式,对课程结构和内容进行了整合与优化,在教学模块确定后,根据理论与应用结合、基础与前沿兼顾的原则,对讲授内容做了必要的取舍。通过适当调整教学大纲,精选核心教学内容,压缩或摒弃陈旧内容;通过增加课程实习环节,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;强调各章节重点、难点的同时,设计有针对性的验证型实验,使教学大纲有较强的可操作性。例如,对于描述性的、重复性的且学生自己可以看懂的内容,授课时将不讲或略加指点由学生自学;对较难理解和掌握的内容,通过设计验证型实验,让学生利用ERDAS软件加深对理论的理解,同时可以掌握ERDAS的基本操作。
4.2 加强实践教材建设
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。作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,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,效果良好。
4.3 改进理论和实验教学方法
(1)注重知识点的不断更新,调整理论课讲授内容。
课堂中插入与遥感相关的趣闻轶事、时事热点。如讲地质灾害时结合遥感在汶川、玉树地震中的应用,讲电磁波谱时引入利用光谱信息识别真假草坪,讲目视解译时介绍“从太空中是否可以看到长城”的争论等,通过这些例子,可使学生加深对基础理论知识的理解与掌握,并形成对实践项目的整体意识,提高学生的兴趣和积极性。
(2)营造互动活跃的学习气氛。
互动式教学是一种主动的学习,注重培养学生的思维能力和创新能力。那么,如何营造互动活跃的学习氛围、鼓励学生积极参与到课程教学中去呢？作者认为:首先应建立对学生的创新意识、创新能力和创新成果积极的激励机制,如: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;其次,在课堂上要善于提问题,提问要根据本节课的教学目标和学生的实际情况而定。尤其在每节课的前几分钟内,通过提问问题,作为对上节课所学内容的回顾和对本节课所学内容的衔接,并可集中学生的注意力,使学生的思绪尽快回到课堂中来。
(3)注重实践教学,把遥感软件的使用穿插入理论教学中。遥感课程的整个过程都离不开实践教学,要始终把遥感软件的使用贯穿于整个课堂教学活动中。在基础理论知识灌输的过程中,学生只能形成初步的感性认识,对理论的理解和掌握并不透彻。在讲解理论的同时,及时进行软件的演示,这样不但能使学生加深对理论知识的理解与掌握,而且还使他们学习了遥感软件的操作方法,还可提高学生动手操作软件的能力和提出问题、思考问题和解决问题的能力。
(4)保证实验课的时效性,注重综合型和研究型实验内容
实践教学环节是决定遥感课程教学质量的关键环节,在培养学生创新思维、科研能力等方面作用重大。实验课程与理论课程应紧密结合,不论是在内容上还是时间上。讲授完理论方法后,应紧接着进行相关的实验。这样既能够使学生很好地把理论与实践结合起来,给学生留下深刻的印象,又能提高学生的学习兴趣,便于扎实掌握此知识点。另外,实验课程中如果一味地由教师讲授和示范,学生很容易感觉疲劳,失去学习兴趣,最终影响教学效果。
4.4 构建教学与科研互动模式
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实践教学,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。
以培养学生创新实验能力为核心,在教师的带领下培养学生的科研能力。学生根据自己的兴趣选择实验项目,制定个性化培养计划,查阅文献资料,自主拟定实验方案,选择实验数据,制定技术路线,对实验结果进行分析讨论,撰写实验研究报告。这样有别于课堂上分门别类的理论教学,也有别于实验室验证性实验教学,有助于学生科技创新实验活动和课内教学的有机结合。
4.5 构建多元化的考核体系
考核是衡量学生对一门课程知识掌握情况的一种方法。然而,在学生中存在平时不努力、考前突击以及考试作弊等现象。我们的考核方式如何才能真正起到衡量学生对一门课程知识的掌握情况是非常值得思考的问题。为了减少学生在学习过程中出现的平时不努力,考前突击的情况,作者增大了平时成绩的比重。平时成绩由听讲、回答问题、作业、上机实习4个环节构成;设置平时成绩中上机操作的考核内容,可有效提高学生实践动手能力。
由于平时成绩比重的提高,课堂纪律及学生上课听讲的专注度有了很大提升;而上机实践环节的设置,增加了学生的成就感,培养了专业学习的热情和兴趣,同时为后续的科研立项的工作奠定了基础;实践环节的设置增进了学生对理论的理解,从近年的考试成绩来看,理论知识考试的成绩有所提升,对问题的理解更加深入。
5 结语
遥感技术的快速发展对遥感实践教学提出了更高的要求,通过实践教学可以有效提高学生实践能力、研究能力和创新能力,因此加强遥感实践教学是培养学生扎实的遥感技能的立足点。本文提出了遥感课程实践能力培养目标,结合本校实际进行了遥感课程实践教学改革方法与实验教学体系改革,这既是课程建设的需要也是专业发展的需要。以上笔者仅对遥感实践课程教学提出了一些经验和想法,如何顺应遥感技术飞速发展的需要,仍需我们不断地探索与研究适合遥感学科发展特点的教学新方法、新思路和新手段,以进一步完善教学体系,满足社会对遥感类人才的需求。
参考文献
[1]ZHANG Yun.Exploration of Remote Sensing Practice Course Teaching Content and Methods Reform[J].Science & Technology Information,2011(12):512～513.(张运.遥感实践课程教学内容与方法改革探索[J].科技信息,2011(12):512～513.)
[2]ZHENG Wenwu.Study on Practice Teaching System of Remote Sensing Course for GIS Specialty[J].China Electric Power Education,2011(7):132～133.(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.)
①作者简介:邓磊(1976-),男,山东烟台人,副教授,主要从事《遥感概论》、《ERDAS图像处理》等课程的教学工作,研究方向:遥感图像处理;遥感和地理信息系统在资源环境、自然灾害等领域的应用。
②本文由首都师范大学教改课题“遥感课程的实践式教学模式研究”和课程建设课题“遥感原理与方法”共同资助。