“遥感概论”课程教学改革探析

泮雪芹 史云飞 宫少燕

摘  要：结合十几年遥感概论课程的教学实践，分析了遥感课程教学现状与人才培养之间的矛盾;针对遥感技术发展迅速及地理科学专业特点，主要从基础理论内容、方法，实践教学项目设计以及科研渗透上探讨了在教学过程中的地理科学专业遥感课程体系改革，促进了学生的实践操作能力以及专业综合能力，为提高与地理科学专业相结合的遥感课程教学质量、培养应用型人才提供参考。

关键词：遥感技术;实践教学;科研渗透

中图分类号：G642         文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）03-0140-03

Abstract： Combining with the teaching practice of more than ten years of， it analyzes the contradiction between the current situation of teaching and talent training courses for Remote Sensing. For the rapid development of remote sensing technology and geography specialty characteristics， it mainly discusses the reform of Remote Sensing curriculum system of geography specialty in the teaching process from the content， basic theory， practice teaching project design and scientific research on penetration. It can promote the students' practical operation ability and professional comprehensive ability， and provide reference for improving the teaching quality of Remote Sensing Course and training applied talents.

Keywords： Remote Sensing Technology; practice teaching; scientific research penetration

遥感是多学科的综合，具有很强的交叉性。随着现代多学科交叉综合的发展，遥感应用越来越广泛，应用领域不断拓展，已成为人类获取地理空间信息的重要不可替代的手段，并与地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）一起，成为现代地理学研究的重要的技术支撑。20世纪80年代，我国高等院校地理专业陆续开设遥感概论课程，进入90年代，在加强本科生实践动手能力的思想指导下，遥感技术基础课程成为地理学科各本科专业的必修课程。目前国内已有170余所高校设置遥感方向本科课程[1]。遥感课程是遥感应用型人才培养的重要基础，培养适合社会需要的遥感应用型人才，应加强遥感课程建设和改革[2]。结合地理科学专业“遥感概论”十多年的教学实践对该课程的教学内容、方法以及实践项目设计等方面的改革进行初步探讨。

一、遥感课程教学现状与人才培养之间的矛盾分析

（一）理论教学内容滞后于遥感技术快速发展

我校地理科学专业“遥感概论”课程普遍使用《遥感导论》（梅安新主编）教材，是教育部面向21世纪课程教材，该教材内容丰富，深度適合本科生学习，但该教材2001年出版后，并未修订再版。然而遥感技术的快速发展使得社会对遥感人才的需求和专业素质的要求日益提升[3-6]，该教材内容仅注重基础性和理论性，对实际应用和学术前沿关注不够;对近年蓬勃兴起并得到广泛应用的一些遥感探测技术、方法和装备，书中自然无法涉及，如高分辨率的SPOT5、快鸟等卫星影像，我国的风云四号气象卫星，EOS-MODIS数据处理，高光谱遥感，激光雷达技术等。

（二）实践项目设计相对独立性与人才需求综合性的矛盾

随着现代多学科交叉综合的发展，遥感技术应用越来越广，交叉综合应用越来越深入[7]。此外，地理科学知识原本具有地质、植被、水文和气象等课程综合性特点;针对这些综合及交叉性的特点，遥感实践内容局限于图像处理的几何校正，图像增强处理，及遥感图像分类处理等相对独立的基础性项目已不能适应人才需求的综合性，学生的实践应用技能和综合素质有待提高。

（三）割裂“科研与教学”关系与人才培养之间的矛盾

科研与教学，是高校的两大重要职能，相辅相成、缺一不可。教学和科研是为培养人才服务的。“只研不教”违背了人才培养的根本宗旨;“只教不研”使教育缺乏创新性、前沿性和灵活性。科研是教学的“源头活水”，没有科研做支撑，教学就会失去灵魂。将科研成果及时转化成教材、融入课堂，渗透到课程建设之中，将在科研活动中获得的新理论、新技术、新方法、新成果随时引入到教学中，以不断充实和修正教学内容是培养应用型综合性人才必不可少的。

二、地理科学专业遥感课程体系改革

“遥感概论”是一门重视应用实践的专业基础课程，根据遥感技术学科的特点和相关学科的发展趋势，打破传统的课程结构，通过压缩与合并，重新编排课程内容结构，地理科学专业《遥感概论》课程体系结构如图1。

（一）理论教学

在压缩原教材理论内容的授课时数的同时力求将遥感技术发展取得的新成果和新理论、新技术等贯穿于教学之中。保留基础教学内容：电磁波及遥感物理基础、遥感成像原理与遥感图像特征、遥感图像处理、遥感图像判读与计算机解译、遥感应用。新增添遥感研究专题内容：热红外遥感、高光谱影像特征选择与提取、微波遥感。

在理论教学过程中，主要采用问题探讨式教学。针对授课中的重点难点内容，在上课之前留出相应问题引入思考并在课上作为重点探讨并讲授。例如在讲授“影像的彩色合成”内容提出“颜色模型有哪些？”让同学探讨并了解到影像的彩色是遥感数据的一种显示方式，并留下想象空间“遥感数据还有哪些显示方式？”以激发学生的创新性和好奇心。

针对“遥感成像原理”内容枯燥无味的特点，采用学生自主学习为主，让学生变被动为主动学习。在上课之前，要求学生查找近几年国内外新发射的卫星和特点，以交手写总结报告方式考核。这可以让学生体会到遥感的飞速发展和社会对遥感的迫切需求，了解到最新的遥感数据，有利于拓展学生视野，开拓学生思路;通过对国内外遥感技术的分析对比，也体现了我国与先进国家存在的差距，提高学生的学习热情。

关于教材外的内容（热红外遥感、高光谱影像特征选择与提取、微波遥感）主要采用专题内容探讨讲授。在讲课之前布置任务，给予2周的准备时间，让学生自己广泛搜集资料，阅读更多的参考书籍，编写讲稿并制作多媒体课件，在课堂上抽取3-5位学生上讲台面向全班同学讲授，教师对所讲授内容给予点评和总结该章节内容，这不但增强了师生关系和教学互动，同时发散了学习内容，激发了学生的兴趣。

（二）实践教学

实践教学是遥感课程的重要组成部分，也是学生掌握理论知识、培养分析应用能力的主要渠道，因此实践教学内容设置尤为重要。通过实践练习，学生能掌握不同类型影像的解译，学会运用遥感图像处理软件进行图像处理;进一步培养学生的实践应用能力，运用遥感图像处理软件进行特征提取，将遥感技术应用到地质、植被及水文等地理科学专业所学课程，提高本科生解决问题和综合分析的能力。实践教学主要设计如图2。

1. 突出强化实践教学

“遥感概论”课程的实践教学课时不断增加。自2001年起，临沂大学为地理科学本科生开设了《遥感导论》课程，共32课时（理论），开设到2004年。随着社会对遥感技术需求的发展，2004年在遥感技术理论讲授的基础上增加了实践实验内容（24课时理论，8课时实验）。2008年，临沂大学借鉴香港中文大学的教学方案和课程内容，课时为48课时（16课时理论，32课时实验）。直至2011版培养计划课程更名为《遥感概论》（32个实践课时，32个理论课时），至今“遥感概论”课程是地理科学专业的专业基础课，该课程要求学生能够系统地掌握遥感技术的基本原理，熟练遥感技术并能够应用于地理科学专业具体问题的分析和解决。

2. 突出地理科学专业综合实训项目设计

针对遥感技术各章节理论内容，挖掘其与相关学科热点、重点和前沿问题的结合点，安排综合设计性实践项目，并在组织实验时积极尝试以探究为基础的实验教学模式。

（1）结合地理科学专业地质地貌的野外实习，设计遥感解译综合实习和区域地物光谱采集实习内容。主要实习内容：一是进行遥感图像地貌和地质构造解译和土地利用类型解译;二是结合植被、地质、水文等地理科学所学地类知识，进行区域地物光谱采集，为建立区域型地物光谱数据库奠定基础。

（2）结合地理信息系统技术处理数据的强大能力以及区域研究课题内容，设计了“植被覆盖度提取与分析”和“土地利用动态变化分析”实践项目。主要实践内容：一是遥感信息提取，二是GIS数据分析，锻炼了学生运用遥感和地理信息系统技术综合分析和解决实际问题的能力。

（3）针对遥感技术理论内容，挖掘其与相关学科热点、重点和前沿问题的结合点，设计探索研究型实践项目“城市热环境分析”。主要实践是通过热红外遥感的具体应用，充分掌握热红外遥感的基本理论;探讨红外遥感技术的难点（发射率和温度）问题，对地表温度定量反演，激发学生勇于探索和创新的热情;通过对城市热岛的空间分布特征、地表温度与土地覆盖类型之间的关系定量分析，训练学生对地理数据的空间特征和属性特征的分析和处理能力。

（三）科研渗透

以体现新技能、新知识，课程紧紧围绕对人才培养目标的要求，为后续学习和工作打基础，打破传统的课程设置模式，结合区域科研项目，将科研内容以专题形式讲述给同学，鼓励和引导学生参与科研课题。例如基于教学团队课题“临沂市水土流失强度遥感监测”“基于RS&GIS的临沂市土壤侵蚀强度动态模拟与预测研究”项目研究方法、研究成果都是与地理科学所学课程内容息息相关，将科研活动中获得的新理论、新技术、新方法、新成果随时引入到教学中，以不断充实和修正教学内容，使课堂教学信息量饱满，课堂气氛更加生动活泼，加强师生的互动。

结合区域研究内容和地理科学本科所学课程，在基础实践内容的基础上了增加综合性实践项目，把“产-学-研”结合的思想贯穿在整个课程教学过程中。

三、结束语

在笔者对地理科学专业“遥感概论”课程十多年的教学过程中，不断地进行课程改革探索，使得该课程在教学理论内容、实践项目内容以及教学方法上都有较大改革，同时也使得学生由原本的敷衍课程学习变为兴趣较大的主动性学习，实践能力和创新能力都大有提高。有同学申请了遥感应用的大学生创新训练项目，有同学主动参加3S技能大赛，有同学自己选择了遥感应用方面的毕业论文进行撰写，还有同学报考了遥感研究方向的研究生。

“遥感概论”是一门现势性、发展性很强的课程，在遥感技术的飞速发展以及在我国应用型人才培养的大背景下，“遥感概论”课程的理论内容、实践教学以及教学方法等方面改革仍将不断探索下去，以促进学生的实践操作能力以及专业综合能力。

参考文献：

[1]芦少春，孟庆燕.基于应用型人才培养的遥感课程建设与改革[J].安徽工业大学学报（社会科学版），2013，30（4）：123-124.

[2]黄秋燕.教学型地方高校遥感课程教学与科研互动模式探索[J].高教论坛，2008（5）：74-76.

[3]顾祝军.“遥感原理与应用”课程教学改革初探[J].大学教育，2015（10）：108-109.

[4]戚晓明，朱兰保，徐善健等.环境工程专业遥感课程实践能力培养[J].测绘科学，2015，40（10）：167-170.

[5]吕秀琴.GIS专业《数字图像处理》实验教学研究[J].地理空间信息，2002，10（5）：174-176.

[6]周旭.创新型遥感应用人才培养实践[J].地理空间信息，2011，9（5）：141-144.

[7]张安定，张丽，孔祥生.精品课程教学基本建设与教学改革研究——以遥感概论省级精品课程建设为例[J].測绘科学，2008，10（33）：277-278.