通过主题式学习激发学生遥感类课程的自主学习能力

刘丽娟 李登秋 董毅光

摘 要：遥感数字图像处理课程是地理信息系统（GIS）专业重要的专业核心课程之一，笔者在了解课程现状的基础上，分析了课程的难点与现存问题，提出了教师应增设主题式教学环节的教学改革建议，通过不断地激发学生自主学习的潜能，增强学生主动创新的意识，让被动学习变成主动学习。在学生积极参与的互动型教学过程中，不仅加深了专业遥感知识的理解，也逐步明晰了遇到实际问题如何正确、快速、有效地处理遥感图像，使得本科课堂教学真正能够有针对性地培养创新型、应用型甚至科研型林业遥感领域人才。

关键词：遥感 教学改革 主题式 自主 创新

中图分类号：G6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）05（b）-0161-02

遥感数字图像处理课程是遥感类课程中专业性、实践性较强的一门课程。在地理信息系统（GIS）专业中也是一门专业核心课程。特别是针对林业院校的特点，学好该门课程可以发挥遥感数据在林业资源调查中的优势，改变以往林业调查需要大量人员深入林地进行采样、测量以及后续内业处理的状况，可以准确、快速地实现遥感影像解译及定量化，提高林业调查效率和质量，特别是复杂林地不可及区域数据的调查精度，具有不可忽视的价值和意义。

1 遥感数字图像处理课程特点及现存问题

遥感类课程一个共性特点是：专业性、实践性极强，需要学生结合一定的专业背景进行理论知识学习，如，陆地、海洋、大气等不同遥感领域，理论及实践均有很大差异。如我们林业院校，重点的理论基础围绕植被遥感开展。遥感数字图像处理课程以地理学、测绘学、计算机技术、数理统计等为背景[1]，涉及《遥感原理与应用》《数字图像处理》以及《高等数学》《线性代数》《概率论》等课程，属于多学科交叉，任何一门学科的发展都有可能带动遥感图像处理技术的发展[2]，因此，图像处理技术的学习和讲授，都需具备一定的创新意识。另外，该门课程是在对遥感基本概念了解的基础上，进行的更深层次的算法研究、数据挖掘，进而实现遥感影像的定量化应用。因此，如果单纯地向学生传授理论知识，学生对這些理论知识只能形成初步的感性认识，对理论的理解和掌握并不透彻[3]，无法将其结合应用到实际中。对于本科学生，我们要求不仅能够对算法有一定的了解，重点是通过实践进行林业应用以及基于算法的简单二次开发。

但是，结合现有教学效果，目前遥感数字图像处理课程还存在以下一些问题。

1.1 学生理论学习兴趣低

数字图像处理课程算法多，理解起来难度较大，对算法讲解部分学生的兴趣相对较低；加之遥感领域丰富的专业术语，仅学习算法理论很难与遥感影像结合并应用。理论学习缺乏热情，在实践操作中不能融汇会贯通，理解上机操作的意义。

1.2 学生自主学习意识淡薄

目前本科生主要是被动接受教学内容，对毕业后去向提前规划较少，也较少有学生参与教师科研工作，因此，缺少自主学习的意识，课堂上的主动性低，缺少课前预习、课中互动，对教师课堂上所讲的理解不够深刻，不能达到教师预期。自主学习是与传统的接受学习相对应的一种现代化学习方式[4]，如果不能提高学生自主学习的能力，最终将导致学生工作中不能学以致用，科研中不能很好深入结合。

1.3 学生动手能力较弱

一方面遥感类实践课相对较少，学生对专业术语的理解不够深刻，将算法与遥感应用相结合需要较长的消化时间；另一方面，本科生很少参与到教师的科研中，只学习了理论没有实践经验，不能形成遥感应用基本常规处理方法思维，动手能力普遍较弱。

这些问题使得该门课程的讲授效果不够理想，学生毕业后在图像处理方向的就业率也较低。

2 教学改革探讨

结合遥感类课程的实际教学情况，当务之急是如何激发学生自主学习的潜能，让被动学习变成主动习惯，从而让遥感数字图像处理这一高新技术的学习变得生动有趣，更好地服务于民。激发自主学习潜能，重点是培养学生的主人翁意识，让其深刻理解到，遥感领域发展飞速且深奥难测，不是仅靠教师一人的讲授就可以完全掌握的新兴技术，需要将现代化的教学方法[5]与遥感影像解译实践相结合[6]，每位学生均应积极参与其中，与时俱进，不断领会和创新，才能够达到学以致用的目的。

2.1 增加主题式讨论教学环节

教师在课堂教学中，需要突破传统“一人讲，众人听”的被动局面，要将教师授课与启发式讨论相结合，充分调动每位学生的主动性，增加主题式讨论环节很有必要。可以在讲授一段时间的理论知识后，增加一次主题式学习，学生自觉组队，根据教师设置主题，进行概念延展、文献检索、知识梳理等环节，增进对主题内容的深入理解；课堂上各小组间展开讨论，各抒己见，在争论中强化遥感专业术语的理解及应用。这种教学方式不仅对学生来说参与性强，对教师能力也是一个严峻的挑战。如，主题的设置是否合适，基本理论课前是否已经覆盖，主题对整个课程学习是否有承前启后的作用，学生在完成主题任务时是否能够达到人人参与的目的等。

2.2 增加主题式训练教学环节

在课堂主题式讨论的基础上，对基本理论有了深入的了解，进而组建科研小团队，进行主题式训练环节。将主题式讨论的情境，利用遥感软件尝试进行实现，在此过程中，借助互联网，不断地查询信息，强化理解，在不断地失败试验中，提炼出更有意义、更为有效的遥感图像处理方法。尽管遥感类课程也开设相应的实验课程，但没有学生主动思考之后再进行试验的效果好，因此主题式训练是对主题式讨论有力的补充。

2.3 增进学生主动创新意识

遥感技术是前沿科技，应该让学生明白其时效的重要性，我国的航空航天产业发展日新月异，需要更多有创新思维的人才加入其中推动其不断发展。因此，培养大学生的主动创新意识是新形式下教师教学的重要使命之一。鼓励和指导更多学生积极参加国家级（省级、校级）大学生创新训练计划项目是有效途径之一。在完成项目的过程中，学生会涉及到查阅文献撰写项目申请书，根据进度安排进行分阶段试验，控制经费使用，文章发表及结题材料准备等一系列全新的问题，不仅会培养学生的协作力、组织力、执行力，也逐步培养了学生从文献中学习创新思维，主动培养创新意识和动手能力，形成遥感图像处理类项目的基本处理思路，建立自信，课堂上能形成更好的良性互动，促进文化知识的学习。

3 结语

遥感类课程具有跨学科门类多、实践应用性强等特点，因此，学生不能仅依靠书本知识来学习，还要广泛涉猎环境、地质、海洋、大气、测绘、农林业等相关领域知识，通过主题式教学环节，不断地激发学习的主观能动性，更好地理解各知识点在实践中的作用及如何应用，并不断增进创新意识，在传统方法上不断试验新思路，找到解决问题更快速、有效的办法，让遥感类课程的学习更有意义。

参考文献

[1] 胡德勇，邓磊，李家存，等.《遥感图像处理》课程体系的建立与实践[J].科技资讯，2013（14）：185-186.

[2] 吴鹏海，吴艳兰，王杰，等.新开GIS专业的遥感图像处理课程教学探讨[J].测绘与空间地理信息，2016，39（4）：4-7.

[3] 竞霞，胡荣明，琚存勇.《遥感原理与应用》课程教学模式改革探讨[J].信息系统工程，2013（6）：157-160.

[4] 衷丽.初探自主学习应用到大学英语课堂[J].中国高新技术企业，2008（11）：312-313.

[5] 李杰，秦其明.互动式教学模式在《遥感概论》精品课程建设中的技术实现[C]//大学生能力培养与精品课程建设研讨会.2005.

[6] 奥勇.《遥感图像处理》课程教学探究[J].测绘科学， 2007（5）：195-196.