新工科背景下“遥感概论”课程教学改革探索

赵天成

（南京晓庄学院环境科学学院 江苏 南京 211171）

1 课程基本情况及教学团队介绍

1.1 课程基本情况

1.1.1 课程说明

遥感是人们获取地球资源信息的重要手段，“遥感概论”是一门综合性很强的技术基础课，涉及的知识面广，应用的领域很多，要求学生具备一定的物理知识、数学知识、计算机知识和相关的专业知识。本课程从理论上讲授遥感数字图像处理的基本概念、基本原理与方法。

1.1.2 课程性质

“遥感概论”是地理信息科学专业的基础核心课程，主要内容包括遥感基本概念、遥感的物理基础、遥感成像原理与图像特征、遥感图像处理、遥感图像的解译与应用等。通过教学，应使学生掌握遥感的基本概念、基本原理、基本方法，了解遥感技术的应用领域，熟悉常用遥感软件的操作，具备一定的利用遥感技术解决实际问题的能力，为后续课程的学习打下良好的基础。

1.1.3 课程目标

通过教学使学生掌握遥感的基本概念、基本原理、基本方法，了解遥感技术的应用领域，熟悉常用遥感软件的操作，具备一定的综合利用遥感技术创造性解决实际问题的能力，为后续课程的学习打下良好的基础。

1.2 教学团队

学院在地理信息科学教研室内成立了遥感课程组，成员由四位中青年教师构成，其中博士三名，硕士一名。教学团队承担地理信息科学专业“遥感概论”“遥感数字图像处理”“数字摄影测量学”及地理科学专业“遥感概论”等课程的授课工作，并适时开设“定量遥感”“遥感综合应用”等高阶课程。

2 教学改革背景、问题与目标

2.1 教学改革背景

习近平总书记在中央人才工作会议上强调，要培养大批卓越工程师，努力建设一支爱党报国、敬业奉献、具有突出技术创新能力、善于解决复杂工程问题的工程师队伍。总书记关于教育的重要论述为人才培养指明了方向[1]。

我国高度重视遥感领域的开发与应用，遥感产业发展迅速，本省依托高校和科研院所的优势资源，遥感及地理信息产业也处于国内领先水平。这既是开展教学创新的土壤和平台，也对我们的人才培养提出了更高的要求。

2.2 学情分析

近三年地信专业学生全部为全国高考统招学生，高中选课类型存在差异，大部分学生的地理基础薄弱，高考选考地理科目的学生占比不足30%。因此，学生对于遥感这类高起点新技术类课程的学习目标不清、信心不足；另外，学生习惯了教师讲、学生听的教学方式，学习主动性不足，自主学习能力欠缺。

2.3 面对的问题

①现有的传统教学方式不能很好地满足遥感领域对创新人才培养的要求；②学生的自主学习态度和能力不能满足遥感技术快速发展对知识更新能力的要求；③教师的教学还不能充分体现以学生为中心的理念；④教学资源不能满足培养学生创新能力的要求；⑤即使有少数具备实践经验的双师双能型教师，其所掌握的工程技术和能力也没有跟随行业技术进步及时更新[2]。

2.4 教学改革目标

针对上述问题，围绕“新工科”的内涵——“五个新”：工程教育的新理念、学科专业的新结构、人才培养的新模式、教育教学的新质量、分类发展的新体系[3]，教学团队深入用人单位和深造学校开展调研，在反复研讨的基础上，确定秉承以学生为中心的理念采取多种措施实施教学综合性改革，以期达到以下教学改革目标：

①以培养学术应用型和技术应用型创新人才为目标，统筹遥感类课程的教学内容，紧跟国家科技战略和行业发展前沿，开阔学生视野，培养学生的专业认同感和自豪感，帮助学生完成基础知识到行业前沿的衔接。

②以学生为中心，培养学生的自主学习能力和意识，让学生进入情景，在遥感领域能自主发现问题、提出问题、解决问题，跟上学科发展的步伐。

③结合学科特点和学校特点，在课程教学过程中有机融入课程思政元素，在国家战略、科学精神、个人三观等方面促进学生的成长。

④深化人才培养模式是新工科建设的核心问题，校企合作模式作为深化人才培养的模式之一[4]，教师应充分利用现代教育技术和企业资源，将课前—课中—课后有机联系起来，通过多样化的手段，促进各类学生的发展。

⑤开展评价体系改革，将考核过程分散到教学的各个阶段，引入增值评价，更客观地反映学生的学习状态，引导学生学会学习、勇于创新。

3 教学改革探索

为了实现教学改革目标，课程组采取了多元并举的措施，具体实施方式如下。

3.1 教学目标：知识目标、技能目标与思政目标相结合

从对学生去向单位的方面调研情况来看，各单位对学生不仅有知识和技能方面的需求，同时还要求学生对科学技术前沿和国家战略规划有足够的了解。课程组在进行课程设计时应结合国家和社会需求，开阔学生的眼界和提升学生的战略思维能力。优化课程思政教育的路径有助于当代大学生跳出传统以欧美为中心的理论体系，从国家实际需求出发、通过实践调查、联系国家和地方的发展需求和条件，以此来修正过去教学中“理论联系实际不足”的问题[5]。

3.2 教学内容：理论基础与实践应用相结合

对于用人部门和深造学校单位提出的各种需求，结合国家总体战略和国家GIS 专业教学指导委员会的专业认证标准，教学团队认为遥感课程要使学生了解我国及世界遥感学科的发展历程及未来可能的发展方向。因此，遥感类课程在教学内容上需要打通设计、统筹安排，既注重对遥感基本理论的学习，也注重对先进技术的掌握，满足不同需求和能力学生发展的需要。

3.3 教学方法：教师讲授与学生自主学习相结合

教学内容丰富、教学难度提升，要求学生改变被动学习习惯，引导学生开展自主学习，让学生真正成为学习的主体。因此，教师在教学方法上强调课前、课中与课后结合，课前引导学生预习、课中积极互动、课后加强思考和实践。在各种实践活动中突出以学生为中心，学生自行选择方向设计内容，组织团队开展活动，教师主要起到引导和指导的作用。

3.4 教学资源：线上与线下相结合和学校与企业相结合

3.4.1 线下教学与线上教学相结合

传统的课堂教学无法满足遥感创新人才培养的需要。课程团队在教学过程中积极使用线上平台及各种资源，加强师生互动，帮助学生提高学习兴趣、了解学科发展，并且鼓励学生个性化发展。教学团队在课程中心平台上建设有“遥感概论”及“遥感数字图像处理”两个课程网站，分别对应遥感的基础知识学习和实践操作学习的需要，上传了包括课件、教材、资料、实验操作视频等在内的大量课程资源。

3.4.2 学校教育与企业培训相结合

遥感作为发展迅速的对地观测手段，如何让学生紧跟科技和产业发展的前沿，这对授课教师和学生都提出了很高的挑战。教学团队在教学内容设置上，会安排丰富的前沿案例，并且在关键环节邀请行业龙头企业开展讲座和培训，培训内容设计合理，又具有一定的高阶性，帮助学生紧跟行业前沿。

3.5 教学评价：水平评价与增值评价相结合

为了充分发挥评价在学生发展中的重要作用，本课程采用水平评价与增值评价相结合的方式，在以水平评价为标准的过程性评价与结果性评价基础上，设置了以增值性评价为标准的奖励性评价。本课程采用过程性考核与阶段性期中考核、期末终结性考核相结合的方式（表1，表2）。

表1 课程目标达成情况

表2 课程目标达成情况评价方式

4 教学改革成果

自遥感课程课程组建立以来，积极开展教学改革工作，探索出“综合改革、多元并举、学生中心、结果导向”的新路子，取得了很好的效果。

4.1 学习效果好，学生评价高

用人单位和深造院校对学生评价很高。他们认为，在毕业实习和就业后的工作中，学生体现出遥感知识基础扎实、软件操作熟练等特点。考研学生在遥感类专业课考试中均获得较高分数，学生认可度高。

4.2 课程思政建设取得丰厚成果

课程参与地理信息科学专业课程思政建设，获2019 年全国高校GIS教学成果奖二等奖、2020 年校教学成果奖二等奖，入选高校GIS 思政实验案例库建设项目。“植被遥感及其应用”专题被遴选为校课程思政示范公开课，两次参加学校教风学风建设课程思政专题观摩活动，获得好评。

4.3 学生创新与实践教学硕果累累

过去几年中，团队教师指导的大学生科研项目共获省级项目4 项，其中省级重点项目1 项，参与科研活动的学生比例超过70%；连续两年在GIS 专业教指委主办的“全国大学生GIS 技能大赛”中获二等奖；指导的学生在第三届空间地球科学学术研讨会上做分会场专题报告，与会专家评价为“成果完成度很高，是在校本科生所能完成的非常优秀的成果”。

5 结语

新工科背景下“遥感概论”的课程改革探索出“综合改革、多元并举、学生中心、结果导向”的新路径，通过实施，取得了显著的成效。