“遥感数字图像处理”课程双语教学初探

陈锋锐

摘 要： 遥感数字图像处理是地理信息系统专业的一门核心课程，针对该课程双语教学的特点和教学现状，本文从优化教学内容、改进教学手段、完善考核方式等方面对该课程的双语教学进行了一系列探索和思考，可为同类院校该双语课程的开设提供一些参考。

关键词： 双语教学； 遥感数字图像处理； 遥感； 地理信息系统

中图分类号：TN911.72 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2016）10-73-03

Preliminary discussion on the bilingual teaching of remote sensing digital image processing

Chen Fengrui

（College of Environment and Planning， Henan University， Kaifeng， Henan 475004， China）

Abstract： Remote sensing digital image processing is one of the key courses in geographic information system specialty. Considering the characteristics and teaching status of its bilingual teaching， this paper presents a series of reform measures to promote the students' learning interest and enhance their understanding abilities， including optimizing teaching contents， improving teaching methods， and improving examining evaluations etc. These will give references to others who also want to run bilingual teaching.

Key words： bilingual teaching； remote sensing digital image processing； remote sensing； geographic information system

0 引言

遥感是20世纪60年代以来在地球科学、测绘科学、空间科学、电子科学、计算机科学等学科交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的一门综合性对地观测技术。随着国内外一系列遥感卫星的成功发射，多种类型的遥感影像被获得，这些数据已广泛应用于农业、林业、气象、水文、军事、地质、海洋、环保等领域，成为人们生活的一部分，不断改变着人类对世界的认知。目前国内已有140多所高校开设了地理信息系统本科专业，遥感数字图像处理是该专业的核心课程，一些专家结合本单位的实际情况已对该课程的教学改革和实践作了大量的研究和探索，极大地提高了该课程的授课水平。

然而对遥感数字图像处理双语教学来说，其还处于探索阶段，尚未引起足够重视。双语教学是指对教学大纲中设定的课程使用两种语言授课，为了实现与世界一流大学的交流与合作，培养具有国际竞争力的复合型人才。2011年9月，国家教育部《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》明确提出今后本科教育20%以上课程必须采用双语教学。和其他双语课程一样，该课程目前同样遭遇双语教学内容、师生英语水平、教学方法以及考核方式等方面的问题。本文旨在对这些问题进行初步的探索和讨论，以增进学生对遥感科学问题的理解，提高学习兴趣，这对提升遥感数字图像处理双语教学质量具有重要意义，同时可为同类院校该双语课程的开设提供一些参考。

1 教学内容优化

与传统教学不同，双语课程选择教材要兼顾中英文内容。为了避免学生初次接触双语课程的不适，确保该课程由传统教学模式平稳过渡到双语教学，我们分别选择了一本中文和一本英文的教材，以英文教材为主，中文教材为辅。目前比较有代表性的遥感数字图像处理英文教材有：John R. Jensen的《 Introductory Digital Image Processing》[1]、John A. Richards等的《Remote Sensing Digital Image Analysis》[2]、Robert A. Schowengerd的《Remote sensing： models and methods for image processing》[3]等。通过对这些教材进行详细的内容对比和结构分析，并综合考虑学生的接受能力等因素，选择John A. Richards的教程作为英文教材，该教材已重印到第5版，被国外高校广泛采用。中文教材则在对比分析钱乐祥编著的《遥感数字影像处理与地理特征提取》[4]、韦玉春等的《遥感数字图像处理教程》[5]和朱文泉等的《遥感数字图像处理》[6]等教程基础上，选择韦玉春主编的教程作为中文教材；此外，针对这些教程注重理论算法，对算法引导相对不足的弱点，我们又借鉴了冈萨雷斯等的《数字图像处理》[7]，利用该教程翔实的实例，加快引导学生对遥感数字图形处理算法的理解。通过对以上教材内容的消化吸收，理论课内容安排见表1，兼顾课程内容的完成性与逻辑性。在完整性方面，该课程涉及遥感影像的整个处理流程，包括预处理、增强、信息提取、以及信息应用等内容；依照处理流程顺序来设置课程使内容之间更具逻辑性；为了便于学生学习，设置第四讲遥感图像变换，主要讲授光谱域变化（主成份分析等）以及空间域变换（傅立叶变化、小波变化等）等内容，为接下来频率域影像增强和遥感影像融合等内容的讲解提供知识铺垫。

遥感数字影像处理也是一门实践性很强的课程，实验环节同样非常重要。实验课中，在老师指导下，学生利用遥感图像处理软件完成遥感影像处理，从而进一步理解和掌握遥感图像处理的原理和方法。目前，国际上主流的遥感图像处理软件有ENVI、ERDAS以及PCI等，每个软件均有各自的特点。本课程采用ENVI作为实验软件，原因在于：①ENVI是基于IDL语言开发的，它允许用户根据自己的特定需求对软件的特性和功能进行扩展或自定义，这是其他遥感软件难以比拟的；②自2007年开始，ITT Visual Information Solutions与ESRI公司开展全面战略合同，所以ENVI完全支持ArcGIS的GeodataBase等数据格式；③IDL是一种专门针对图形图像处理与可视化的高级语言，选用IDL进行教学能快速提高学生的编程能力和对处理算法的理解力。鉴于实验课时的限制，无法对所有内容逐一实验，基于理论课安排，同时参照在《ENVI遥感图像处理方法》[8]等教程基础上，选择遥感数字影像处理中最重要的实验作为教学内容，以问题为导向培养学生的学习兴趣。遥感数字图像处理实验课程设置为24个课时（表2），内容大体分为两类：验证性实验和综合性实验。验证性实验加深和强化学生对遥感影像处理基本理论、方法的认识，如影像校正、影像分类等；综合性实验强化和升华验证性内容，要求学生能够综合利用多种影像处理方法来解决某一问题，如利用遥感影像研究某区域土地利用变化，该实验涉及影像预处理、增强以及分类等多种处理技术。

2 完善教学方法

2.1 教学方式

教与学相互促进，传统授课模式以老师讲解为主，学生处于被动学习状态，难以调动他们的学习积极性。双语教学要注重引导，以问题为导向，采用启发式、讨论式、研究式、互动式等授课方式，引导学生深层次、多角度地思考问题，从而激发他们学习的主观能动性。通过社会关注的热点以及与我们生活息息相关的事情引出遥感所要解决的问题，使学生感受到知识的价值和重要性。例如通过确定耕地减少问题引出遥感影像分类和变化监测技术，接下来对这些技术进行详细的讲解和分析，让学生明白利用这些技术对不同时像TM影像分析即可解决该问题；最后在实验课上让学生进行具体实践，进一步增强他们对遥感数字图像处理的理解和认识。在课堂结束时把一些相对简单及次要的问题抛给学生，让他们通过课下查阅资料，上网等途径提出解决方案，在接下去的课堂上讨论，之后老师再做详细的阐述，如此培养学生独自解决问题的能力。

2.2 语言引导

双语教学不仅要求教师精通专业知识，而且具有较高的英语口语水平，能够熟练地用英语表达。遥感数字图像处理双语课程安排在第五学期，通过前四个学期大学英语的学习，大部分学生通过了国家英语4级或6级考试，具备学习双语课程的语言基础；然而中国学生英语听、说、读、写四项能力中，听和说的能力最弱，这将严重影响双语课程的效果。英语听力的提高是一个漫长的过程，不但需要学生在课外多下工夫，教师的语言引导也至关重要。教师备课时一定要弄准相关单词的读音，确保课堂上正确发音，否则会误导学生，同时引导学生从最基本的单词开始，规范读音，不断练习，这样方可听懂课堂内容并提高听力水平；其次，要求学生提前预习课程内容，通过查字典等手段解决生词，理清专业单词的读音及汉语意思，并逐句理解课文内容，逐渐提高他们的阅读能力；此外，鼓励学生在课堂上使用英文来回答问题及讨论问题，通过不断的“说”来提高他们的口语能力。专业课双语课程的学习是促进学生提高个人外语水平的一个重要途径，为他们进一步学习打下坚实的英语基础。

2.3 建立兴趣小组

建立兴趣小组，鼓励学生自主学习和研究。兴趣小组的组建采用自由组合原则，每组5-6人；小组成员在实验结束后发表自己的观点，讨论该实验的重点、难点以及注意事项，并共同完成实验报告。在综合性实验部分，老师不再统一设置实验题目，每个小组根据其兴趣爱好自行选择题目，独自收集实验数据和资料，制定实验方案，并最终完成实验，而教师只在必要时及时地介入。通过组建兴趣小组，培养学生参与科研的兴趣以及独自解决问题的能力。

3 考核方式

当前很多高校把期末考试成绩作为学期考核结果，导致许多学生平时不努力，仅在考前突击，难以反映其真实水平；而国外大学通常将考试分为若干次，每次考试的成绩按相应比例计入最终成绩，这样做可有效避免上述问题。为此，环境与规划学院从2015年开始引入期中考试，由期中、期末考试以及其他考核等共同决定最终的考核成绩。

考核方式多样化，除期中和期末考试外，还将平时考勤、实验考核、实验报告等内容纳入最终的成绩计算。我们采用如下考核形式：考勤占10%，实验及实验报告占20%，期中考试成绩占30%，期末考试成绩占40%。由于该课程是双语教学，因此在考核中也应得到体现，例如期中和期末考试的部分试题以英文形式出现，要求学生同样用英文作答。实验考核从实验内容中随机选取，每个实验均设置考核要点，要求学生在规定时间内完成实验操作，然后根据他们的完成情况评定成绩。

4 结束语

遥感数字图像处理是一门理论性和实践性都很强的课程，实践证明：通过双语课程的学习，学生不仅能系统地掌握遥感数字图像处理的基础知识和一系列处理方法，还能养成良好的英语学习习惯，这为他们走向工作岗位或继续攻读学位奠定了良好的基础。然而双语教学是一个大的系统工程，不仅需要老师具有很强的理论水平，同时要求教师在授课的过程中不断地学习，提高英语能力、完善教学技巧及方法，及时总结教学经验，这样才能更好地引导学生利用遥感专业知识分析和解决问题，逐步培养其独立科研能力。

参考文献（References）：

[1] John. R. Jensen. Introductory digital image processing[M].

NewYork： Prentice Hall，1996.

[2] John. A. Richards. Remote sensing digital image analysis[M].

Berlin： Springer，2012.

[3] Robert. A. Schowengerdt. Remote sensing： models and

methods for image processing[M]. NewYork： Academic press，2006.

[4] 钱乐祥.遥感数字影像处理与地理特征提取[M].科学出版社，

2004.

[5] 韦玉春.遥感数字图像处理教程[M].科学出版社，2007.

[6] 朱文泉，林文鹏.遥感数字图像处理[M].高等教育出版社，

2015.

[7] R. C. Gonzalez. 冈萨雷斯.数字图像处理[M].电子工业出版

社，2006.

[8] 邓书斌.ENVI遥感图像处理方法[M].科学出版社，2011.