农业院校“遥感与信息技术”课程改革初探

熊勤学 蒋舜尧 尚正春 李燕丽（长江大学农学院）

“遥感与信息技术”是把农业遥感学和地理信息系统学整合在一起的一门课程，属长江大学农学院所有专业学生学习的一门专业基础课，也是农业院校农业信息化唯一的相关课程，课程定位是学习“遥感与信息技术”基本理论和方法，熟悉遥感与地理信息学相关软件的操作，并将它作为工具，为农业科学提供定性的研究方法与研究手段，以此来服务于自己的专业。由于相关学科知识的欠缺，“遥感与信息技术”课程成为农业院校学生迫切希望掌握但很难学好的课程之一，为此国内外围绕此课程的教学改革有很多，最典型的有：谭昌伟[1]对扬州大学遥感导论课程进行重新编排，弱化复杂的理论推理，强化农业遥感案例讲解，以提高学生学习兴趣；徐世永[2]采用直观教学方式对林业遥感课程进行改革；沙晋明[3]等在教学方式上采用了多媒体方式和启发引导相结合,增加学生的实践课时等教改活动提高学生学习遥感导论的热情;董芳[4]等则通过改进遥感实验教学方式进行遥感课程改革；贾泽露[5]通过分析非GIS 专业教学目标、学生学科背景的基础上,对非GIS 专业地理信息系统教学中教师要求、教材选择、教学内容、教学模式和考核方式等诸方面进行了分析总结, 并提出了对非GIS专业地理信息系统课程教学的一些建议。由上可知，目前对“遥感与信息技术”方面的改革停留在某方面、片面的改革，为适应信息化时代和社会需求的变化，农业院校“遥感与信息技术”课程教学的改革势在必行。

一 课程面临的主要问题

（一）前期必备的知识缺乏，学生学习困难

遥感与地理信技术是一门集计算机软件技术、传统地理与测绘科学、数学空间科学等为一体的学科，要求学生要有较广博的知识基础,如地理学基础、计算机语言和数理统计基础等，但农业院校的学生一般在大学二年级开设遥感与地理信技术，除了有一点计算机基础知识外，其他知识匮乏，课程讲授中只要涉及遥感与地理信息系统原理，如数字图像的表达与处理、监督分类与非监督分类、GIS 空间分析方法，学生完全像听“天书”一样，久而久之，就提供失去了学习的兴趣。

（二）部分内容陈旧,滞后于“遥感与信息技术”快速发展的现状

“遥感与信息技术”课程中还在介绍遥感目视解释方法等早已在数字化时代被淘汰的知识，同时基于像素的分类技术、二维的地理信息结构与目前蓬勃发展的面向对象的分类技术、基于大数据的神经网络分类技术、地物自动识别技术、3D－GIS 实现技术等新知识来讲显得过于陈旧，而这项技术在宏观农业领域的应用也推动了农业科技的发展，如运用面向对象的分类技术实现作物种植空间信息的提取、基于大数据的农作物产量预报等，是学生今后服务于三农的好方法与手段。

（三）缺乏实验课教材、农业案例偏少，难以培养学生的感性认识,动手能力的提高更是无从谈起

课程目的是将遥感与地理信技术相关方法与手段引入农业领域，但目前还没有一本专门适合于农业院校的实验教材，实验的内容很少与农业相关，起不到引领学生在今后农学中运用的目的，学生觉得课程学习难以外，还觉得课程没有用处。

（四）课程学习的学时较少，学生参与不够

目前农业院校遥感与地理信技术课程只有32学时左右的教学学时，将两门课共64学时的内容压缩到32学时，对教师而言将每个知识点讲清讲透是一个挑战，对学生而言需要掌握的知识点太多，没时间消化，每年教学时会出现讲绪论时学生一脸兴奋，课程结束时学生一脸茫然。

二 课程改革的主要途径

（一）稳定教师队伍，以科研促教学，提高教师教学水平，提升教学软硬件水平

农业院校“遥感与地理信技术”课程不是主干课程，课程会由非遥感与地理信技术专业的教师带或者只有1～2名专业教师，不可能通过引进来走出去双向交流的方法提高教师教学水平，教师队伍的稳定发展是教学质量重要保证，专业教师可以通过科研寻求自己发展的同时，也会自觉地紧跟专业发展最前沿，相应累积最新案例，同时教师还应积极参加各种学术交流活动,为提高教育、教学水平奠定坚实的基础。

遥感与地理信技术课程是一个应用性很强的课程，在提高教师教学水平的同时，也应该提升教学硬件水平，如建设农业信息化实验室，配备高图像处理的电脑，购买ESRI ARCGIS、ENVI 等遥感与地理信技术软件，累积国内外不同时空精度的本地遥感影像和不同比例尺的数字地形图，购买野外光谱分析仪、热成像仪、多旋翼无人机，架设GPS 基站等，既能保证学生教学实验的顺利开展，也可以让大学生进入实验室，保持学生学习和科研的兴趣。

（二）构建以农业案例为主的遥感与地理信技术实验教学体系，灌输学生遥感与地理信技术为农业服务的理念

为解决实验课教材缺乏、农业案例偏少问题，为培养学生的感性认识和动手能力，在分析教师在长期科研中形成的大量案例后，结合长江大学农学院自身的特点和教学内容与进展，确定了下面6个实验课的内容。

①运用野外光谱观测仪观测小麦光谱特征。主要目的是让学生了解作物光谱特点。

②运用GPS 数据和GIS 软件计算柑橘种植面积。主要目的是让学生了解GPS 原理和ARCGIS 基本操作。

③TM 卫星三数据的预处理。主要目的是让学生了解遥感处理的一般步骤。

④应用监督分类计算江陵县农作物种植面积。主要目的是让学生了解监督分类的原理。

⑤应用GPS 结合纸制地图实现地图电子化。主要目的是让学生了解纸制地图的电子化与地球投影等方面知识。

⑥GIS 空间分析-溃堤后灾害评估。主要目的是让学生了解GIS 空间分析方法。

每个实验课内容配备完整的软件操作步骤，而且与教学内容同步，学生在上实验课后会复习教学内容，然后再回来重复实验，巩固教学知识。

（三）加入课程所必需的前期知识，弱化遥感与地理信技术相关理论知识，强化理论的农业应用，提升学生学习热情

针对学生前期必备的知识缺乏，学生学习困难等问题，在课程正式教学之前加入一些课程所必需的前期知识，针对分析长江大学农学院学生知识结构的基础上，在充分进行学生层面的调研后，决定加入地球模型、空间投影、卫星运动规律（太阳同步轨道与地球同步轨道）、数字图像的性质和特点等其他学科知识点作为学习课程前的预备知识进行讲解，这些知识集地理、测绘、计算机相关知识于一体，是遥感与地理信技术必须了解的基础知识，也是学好课程的基础。同时农业院校学习遥感与地理信技术的目的与其他院校不一样，是将课程中的原理和方法引入农业领域，是所谓“开车与造车”的区别，因此在授课过程中侧重点也有区别，弱化遥感与地理信技术相关理论知识，强化理论的适用范围、优缺点和在农业上的应用，如学生可以不知道监督分类的算法，但学生知道如何在计算机上操纵遥感软件，运用遥感影像实现监督分类，这样既避免枯燥的理论推导，又加入了相关的农业案例，提高学生学习课程的兴趣。

（四）实现探究式、自主式教学改革，引导学生积极主动思考

在每次授课前，给学生一个与讲课内容相关的农业题目供学生探究，经过学生充分讨论之后，讲遥感与地理信技术上是可以实现的以及相比其它传统方法的优点，再讲实现的原理，最后引入课程内容，如讲地统计分析方法时，给学生“如何获取农田氮磷钾的分布”，可以采用传统的方法进行人工调查取样，但费时费力，在遥感与地理信技术上有一种方法，只要通过有限的取样就可以实现高精度的提取，就是地统计分析方法，把相关原理和应用讲完后，鼓励学生去学院开放的农业信息实验室，进行这方面的软件操作。下次课让学生讲操作过程中存在的问题及注意事项，以后学生就会灵活运用地统计分析方法。

三 结论

“遥感与信息技术”为农业科学提供重要的方法与手段，是农业院校重要专业基础课，也是信息化时代农业院校学生必须掌握的一门学科，本文通过分析目前农业院校“遥感与信息技术”教课过程中存在的问题，提出了稳定教师队伍，以科研促教学，提高教师教学水平，提升教学软硬件水平；构建以农业案例为主的遥感与地理信技术实验教学体系，强化学生遥感与地理信技术为农业服务的理念；加入课程所必需的前期知识，弱化遥感与地理信技术相关理论知识，强化理论的农业应用，提升学生学习热情；实现探究式、自主式教学改革，引导学生积极主动思考的改革举措，为农业院校“遥感与信息技术”课程教学顺利进行提供帮助。