测绘工程专业遥感课程教学方法的探讨

徐志刚，高 鹏

（龙岩学院 资源工程学院，福建 龙岩 364012）

测绘工程专业遥感课程教学方法的探讨

徐志刚，高 鹏

（龙岩学院 资源工程学院，福建 龙岩 364012）

结合测绘工程类专业遥感课程的目标与任务，总结出了”循序渐进、目标驱动”的教学法.笔者结合”遥感导论”课程特点，阐述了”循序渐进、目标驱动”的教学法在课程教学中的内涵、具体实施的方法及教学效果.

测绘工程；遥感；教学方法

1 遥感课程的特点

遥感，作为采集地球数据及其变化信息的重要技术手段，在世界范围内以及我国的许多政府部门、科研单位和公司得到广泛的应用.遥感课程是测绘工程类专业的主干课程.该课程的教学目标与任务是了解遥感技术与应用、电磁波谱与地物的波谱特性、遥感卫星与遥感平台及其轨道特征；理解遥感传感器及其成像基本原理、遥感图像校正原理与方法；掌握遥感图像处理与分析基本方法、以及遥感图像处理软件的使用.它是一门综合应用了地理、计算机科学、光学原理、系统论等其他学科知识，具有较强理论与实践性的课程.[1]因此，学生要学好它，教师在教学的过程中必须讲究一定的方法.在近年的教学中，作为该课程的主讲老师，针对其特点，查阅了相关教学的大量资料，并结合学生对该门课教学提出的宝贵意见，总结出”循序渐进、目标驱动”这种教学法.此教学法在教学中得到了成功的应用，教学效果明显，学生反应良好.

2 “循序渐进、目标驱动”教学法内涵

一门学科的知识结构，一般是指该学科知识的逻辑演绎体系.”循序渐进、目标驱动”教学法的真正内涵就是教师在教学过程中，理论部分教学采取”循序渐进”法，即应努力使学生通过已知的知识或具体一些实例学习未知的知识，使学生理所当然的接受新知识，并把新旧知识进行整合形成新的知识体系；实践部分教学采取”目标驱动”法，即以学生为主体，教师为主导，在进行实验课前告诉学生下次实验课的目标及需要解决的问题，布置相关思考题，让学生通过查找相关文献资料，独立思考，引导学生寻求解决问题的答案.

3 该教学法的具体实施

在进行遥感课程讲授时，“循序渐进、目标驱动”教学法主要按以下三个步骤实施[3]：

（1）讲究课堂教学的连贯性，其中重要一点是尽量使新知识与先导知识或学生已有的基础知识、经验建立顺畅的、实质的联系.如讲”遥感应用”中的”地质遥感”时，可以先讲讲地质中的不同岩石的色调、形状、成分等，从而与不同岩石的反射光谱特征联系起来.

（2）尽量使章节与章节、学科与学科知识结构之间建立科学的过渡.如在讲”遥感应用”时，一定要先讲遥感的成像原理、图像特征及解译原理.

（3）复习巩固、螺旋提高，形成知识系统结构.如在讲完“遥感图像的目视解译”和“遥感图像的计算机解译”后，可以对这两章进行阶段性复习，把它们进行对比、联系、组合，从而形成新的知识系统.

（4）理论部分讲解完，紧接着安排相关实验，通过实践教学巩固、提高所学知识，形成知识系统结构，让学生做到学与用结合，提高学生的学习能力及对知识的应用能力.如在讲完”遥感图像处理”后，及时安排”遥感图像增强”实验.

前三点主要强调对理论知识讲授的要求，后一点突出及时安排实践教学及实践教学方法的重要性.因此，我们可以将该教学法的具体实施方法，归分为理论与实践的教学方法两部分来论述.

3.1 理论知识的教学

“循序渐进”教学法具体应用到遥感课程的教学中就是教师在理论教学的过程中，当课程中要应用到其他学科的知识或涉及到一些与感性认识的东西时，教师在教学之前就要准备好其他学科的知识及其感性认识的素材.如在讲“电磁辐射与地物光谱特征”的课时，可以先给同学们讲解一些电磁学相关的知识，然后自然过渡到本课程要讲的知识；又如在讲“遥感图像的目视解译”时，先准备好一些遥感图像，上课的时候结合图像进行讲解.当学生接受了新知识后，教师再把原来的知识与新知识重新整合，让学生形成新的知识系统结构.这样使学生在学习过程中，由未知到已知，由感性认识到理性认识，循序渐进、形成每个人特有的知识系统结构，提高学生的学习效率，增强他们的学习兴趣.

理论知识的教学，一般包括准备教学材料、学习新知识、归纳、总结新知识和应用新知识四个部分.在教授新知识时，每个部分都有其相应的作用与要求.[4]

3.1.1 准备教学材料

学习理论知识必须以与课程内容相关的先导知识、理论基础或学生已有的知识、经验为基础.让学生通过已知快速地掌握未知.因此，根据学生实际提出一些实际问题，不仅是为了创设“问题情境”，而且是为了形成学习新知识的必需的感性知识基础，如在讲“遥感的成像原理”时可以制作一些摄影机、卫星及遥感图像的幻灯片，让同学们可以直观地了解遥感的成像原理；或者根据要讲的课程需要用到该课程前面所讲或其他已修课程所讲的一些理论进行简单的复习，如在讲遥感的图像处理时，可以先给大家讲讲以前学过的光学原理、对比度、滤波原理等.这样不仅是为了让学生复习已知的内容，而且更是为了让学生形成学习新知识的必需的理性知识基础.通过课程内容相关先导知识、理论基础的讲解，结合学生已有的相关知识及经验，使他们都不会发生由于没有学过与本课程相关的先导知识、理论基础或学过的知识和技能存在缺陷而造成学习新知识的困难.这是使学生对知识“循序渐进”掌握的必要条件之一，也是建立章节与章节、学科与学科知识结构之间序列关系的第一步.

3.1.2 学习新知识

学习新知识，这时要随时注意与先导知识、相关理论基础知识或旧知识建立联系，这样可以使学生顺理成章地理解新知识，建立起良好的认知结构，把新旧知识整合起来，形成新的知识结构，而不是为联系而联系.如在讲“电磁波谱”时，应先将原来物理中的学过的电磁学理论，然后由它过渡到遥感中应用到的电磁波谱的特点、应用的领域，再把它们整合成新的知识体系.

联系方式有以先导知识、相关理论基础知识或旧的知识来引出新的知识，新旧知识的对比，在新知识的推导、运算过程中用到先导知识、相关理论基础知识或旧知识等等.这里需要注意的是要根据学习迁移的原理，区别先导知识、相关理论基础知识或旧的知识与新知识间认知结构的不同状况，如知识间的相类似性、差异大性、易混淆性、相关性等，针对学生具体状况，确定教学措施.这是课程准备过程中要着意研究的问题.

3.1.3 归纳、总结新知识

准备、学习完新知识后，应该首先整理新知识，恰当指出与旧知识的联系与区别，以帮助学生新旧知识的整理与融合，并使学生各自建立起自己的新的认识结构，形成自己新的知识系统结构.

3.1.4 应用新知识

理论部分的教学主要是在老师主导，学生参与并与老师互动的情况下完成.学生在课堂上听懂或理解了老师讲解的内容，并不代表学生对课本的所有知识完全理解或能够利用已经学的知识解决一些实际问题.这个时候，所学的知识在大部分学生的脑海中还是一个比较肤浅的印记.要使学生扎实地巩固所形成的知识系统结构，这时还需要在学生基本理解了新知识之后进行例、习题教学.这时，要区分例习题的不同作用，如加深理解知识，或训练技能或应用知识解决问题，处理好知识间的联系.应用知识解决问题的例习题，要根据学生水平因材施教，给出不同的综合运用知识的题目.如在上完“遥感图像的目视解译”后，可以把一些遥感摄影像片、遥感扫描影像、微波影像分别给同学们进行判别，这样就能够加深学生对学过的知识认识；由于各种图像的目视特征不一样，又能使学生处理好知识间的联系与区别.

3.2 实践教学

通过实践教学，主要是对理论知识的巩固及使之系统化，形成系统结构的知识，有利于学生对所学知识的深刻理解、永久记忆及合理的应用.实验有验证性及综合性之分.[5]

3.2.1 验证性实践教学包含基本原理和基本方法的实验，具体为对主要的遥感图像处理软件（如：ENV I、Erdas、PC I等）的了解与简单应用，理解遥感软件应具备的基本功能，增加学生的感性认识，通过实验，使学生对遥感图像处理的方法从理论到实践的转换，由感性认识上升到理性认识.

3.2.2 综合性实践教学内容主要集中在遥感数据预处理、遥感图像综合处理、遥感图像分类，侧重于学生对整体概念和方法的掌握和综合运用遥感图像处理的能力，同时给学生足够的主动性空间，使其综合应用这些方法解决实际问题，如进行植被、水体和土地等专题信息的能力增强.

“目标驱动法”是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法，它认为知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情境下，借助他人的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构方式而获得的.[6]实践教学采用该方法就是在实验部分教学的过程中，先给学生说明一个实验的目标、布置相关的思考题、提供实验所需知识的相关参考资料，做实验前先花十几分钟的时间，由老师主导，学生共同参与讨论本实验相关问题，然后由学生上机操作.比如在做”遥感图像增强——空间滤波”实验前，让学生了解本实验的目标是”空间滤波的操作过程和空间滤波对图像产生的效果”，提出如”空间滤波技术的基本思路有那几条？、传统的空间滤波方法有那些的地方？”等，要求学生利用课余时间完成这些问题,实验前大家在一起讨论相关问题.这样不仅使学生理解空间滤波的原理、方法及目标.这种目标驱动的方法引导、启发同学独立思考问题，主动解决问题，增强学生对本课程的了解，而且更能增强学生学习本专业的积极性，达成学习目标.

《遥感导论》这门课程牵涉的理论知识较多、实践性强，实践教学时必须根据所学课程的内容，给学生布置相关学习任务，要求学生从网络、图书馆查找相关资料，加强理论知识的学习及实践性知识的练习.

4 教学法运用效果分析

近年来，“循序渐进、目标驱动”的遥感课程教学方法的应用，已取得了一些阶段性成果，主要表现在以下几个方面：

4.1 学生对本课程教学效果的评价

学校教务处每学期末都组织学生对全部课程进行教学评价，要求学生在网上查询自己的成绩前，先对教师的教学进行评价.自实施该教学方法以来，历次教学评价成绩均在90分以上，比以前提高十多个百分点.院（系）每学期都举行教师之间相互听评课，该教学方法的实施得到院领导及其他课程的任课教师的广泛认可及高度评价，认为该教学法可以使学生更好地掌握知识，充分体现学生的主体地位，使他们完成由被动地接受知识到主动寻求知识的转变.

4.2 教学效果明显

我校测绘工程专业从2010年才开始有本科毕业生.2010和2011年，以遥感方向作为毕业论文方向的学生占总学生数的30%；在优秀论文为数不多的情况下，先后都有遥感方向的毕业论文获得院优秀论文奖，指导老师获得毕业论文”优秀指导教师”称号；在已考研的学生中，全部报考遥感方向研究生，平均录取率达80%.

4.3 学生获得的科研成果

测绘工程专业老师，近三年获遥感方向的各类科研项目4项，今年结题一项、即将结题两项，本科生参与科研项目的人数有12人.这些学生在项目的数据采集、实验试验、软件调试、成果的检查中做了大量工作，并参与发表相关论文3篇.这些成果的取得与遥感课程的良好教学效果是分不开的，课后老师对学生的调查中发现，学生对这种教学方法非常认同，认为“循序渐进”的理论教学方法使他们对理论知识的学习非常轻松，让他们在快乐中学生，不但巩固了旧的知识，而且很好地学习了新知识，使知识形成了系统，便于理解及记忆；实践教学中的“目标驱动法”，让他们在完成任务的过程中能够不断地获得成就感，从而增强他们学习的自信心，激发他们的学习兴趣，提高解决实际问题的能力，为进一步培养他们的创新能力奠定基础.

5 结束语

当今的世界是信息的世界，是知识快速更新的世界.作为高校的教师，我们要让学生跟上时代或者超越时代，就应该教会学生在较短的时间内扎实掌握相对较多的知识，并且使他们在没有老师辅导的情况下，很好地形成一套扎实可行的自学方法.“循序渐进、目标驱动”教学法在遥感课程教学中的具体应用，它适合人的思维习惯，利于学生掌握所学习的知识，使学生对所学的知识融会贯通，学以致用，形成自己的知识系统结构，并能使学生对自己的知识结构不断更新，从而有利于他们的自学本课程及形成一套学习其他知识的自学方法.

〔1〕梅安新.遥感导论[M].北京:高等教育出版社,2006.

〔2〕教育部人事司.高等教育学[M].北京:高等教育出版社,2003.

〔3〕薛秋.高师地理实践教学改革与创新的几点思考[J].地理教育,2006(3):75-76.

〔4〕潘竟虎.高师遥感课程实践教学的改革[J].理工高教研究,2008,27(1):118–120.

〔5〕Thomas mlillesand,Ralph WKiefer.遥感与图像解译[M].北京:电子工业出版社,2003.

〔6〕王景阳.《建筑 CAD》课程教学改革探讨[J].实验科学与技术,2007（2）.

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1673-260X（2012）05-0216-03