遥感课程论文合集12篇

时间:2023-03-21 17:18:29

遥感课程论文

遥感课程论文篇1

作者简介:刘春国(1973-),男,河南上蔡人,河南理工大学测绘与国土信息工程学院,讲师;卢晓峰(1981-),女,河南洛阳人,河南理工大学测绘与国土信息工程学院,讲师。(河南焦作454000)

基金项目:本文系河南理工大学教育教学改革研究项目(项目编号:2008JG035)的研究成果。

中图分类号:G642.0     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)10-0081-02

当前,遥感已经或正在走向全面应用阶段。国际遥感应用发展的实用化、业务化、产业化、精细化特征明显,但我国遥感应用水平还不高,根本原因是基础研究薄弱,缺乏多学科人才共同努力。[1]培养一大批经过系统知识培训、熟练掌握遥感科学理论和应用技能的地理信息科学人才,满足社会对地理遥感信息高技术人才的迫切需求,是高等教育的责任所在。

1998年教育部新增地理信息系统本科专业后,我国GIS教育发展形势空前活跃。经过10余年的教学实践和探索,逐步形成了比较稳定的GIS专业课程体系与课程设置方案。[2-5]遥感系列课程(遥感物理与技术、遥感数字图像处理、遥感地学分析与应用)成为GIS专业课程体系中的重要模块,说明GIS学科建设的负责人已认识到培养掌握遥感技术的GIS人才的重要性。遥感数字图像处理是遥感过程的重要一环。充分利用各种图像处理算法从遥感数据中获取各种生物物理参数和土地覆被/利用信息,可以为自然和人文生态系统的空间分布式模型提供输入参数,在遥感技术应用中占有十分重要的地位。近几年河南理工大学(以下简称“我校”)GIS专业开设了“遥感数字图像处理”课程。围绕如何提高“遥感数字图像处理”课程教学质量,笔者从革新课程体系、协同教学、优化教学内容、丰富实践教学手段等方面进行了一系列探索。

一、革新遥感课程体系,突出“遥感数字图像处理”课程地位

随着遥感技术及其应用的迅速发展,很多专业开设了“遥感原理与应用”课程,内容分为三大模块:遥感基础、遥感图像处理及分析方法和遥感专题应用。这种课程设置模式比较适合早期GIS专业遥感课程教学或选修遥感科学技术的某些专业,对于当前GIS专业遥感教学则存在明显缺点。主要问题是对“遥感数字图像处理”教学重视程度不够,对数字图像处理在整个遥感过程中的重要性体现不足,与遥感地理信息系统融合集成的一体化趋势不相适应,与国民经济各部门遥感业务日益普及的态势不相适应,与社会信息化深入发展的状况不相适应。人才培养滞后于社会需要,不能满足对高素质地理遥感科技人才的需求。

我校GIS专业总结多年遥感课程教学实践经验,革新了遥感课程体系,设置了“遥感概论”、“遥感数字图像处理”、“遥感应用分析”、“遥感数字图像处理实验”等遥感相关课程,规划了遥感系列课程的主体教学内容。“遥感概论”要求学生掌握遥感及其应用的基本科学工程背景知识,重点内容是电磁波与地表物质相互作用的基本原理、遥感数据采集、传输和成像机理,从可见光-近红外、热红外、微波(主动方式和被动方式)波谱段介绍遥感信息的获取特点和技术发展,适当涉及大气遥感、海洋遥感等应用领域和典型案例。“遥感数字图像处理”要求学生掌握基于数字图像处理方法获取地球资源有用信息的科学与技术。由于学科交叉融合,数字图像处理方法众多,新理论、新方法不断推出,课程重点主要着眼于图像处理基本知识和遥感图像处理常用算法,对一些探索性、前沿性和跨学科的内容从原理上予以概括介绍,如图像亚像元分类、模糊分类和面向对象图像处理等等。“遥感应用分析”采用理论、方法和实例相结合,选择不同遥感应用领域的典型案例介绍,培养学生遥感专题分析技能,深化学生对于遥感科学技术应用现状和广阔前景的认识。“遥感数字图像处理实验”课程着眼于培养学生图像处理技能,巩固和深化理论课程教学内容,提高动手能力和理论联系实际解决问题的能力。

我校GIS遥感系列课程设置方案把“遥感数字图像处理”与“遥感数字图像处理实验”单独设课,提升课程地位,加大课程学时,强化实践技能训练,对提高“遥感数字图像处理”课程的教学成效很有益处。这种课程设置模式有助于培养GIS专业学生采用图像分析方法解决遥感应用问题的能力,比较契合我国GIS专业本科教育遥感课程设置的发展态势。

二、培育遥感系列课程教学群体,分工协作提高“遥感数字图像处理”课程教学质量

GIS专业遥感系列课程设置要求具备一定规模的师资力量。遥感是多学科的综合,交叉性强,研究方法不断补充和更新,课程教学内容丰富。遥感系列课程的设置决定了课程之间存在密切的内部联系。要提高“遥感数字图像处理”课程教学质量,必须打破教师个人单兵作战的惯常做法,加强与相关课程教师之间的协调和交流。培育组建了承担遥感系列课程教学任务的教学群体。遥感课程教学组围绕课程建设,整合优化课程体系,充实更新教学内容,保证了课程之间教学内容的连贯性和相关性。课程教学组成员互相学习、借鉴、交流,协同规划各课程教学环节的教学要求和学时分布,课程内容更加先进,课程结构更加协调,教学方法更加有效,教学手段更加丰富,实践教学得以充实,教学科研联系更加密切。遥感课程教学组的建立和协作对提高“遥感数字图像处理”课程教学质量起了明显的作用。

三、汇聚国内外优秀教材成果,整合优化教学内容体系

教学内容和课程体系涉及高等教育人才培养的模式,决定了高等学校人才培养的规格,在很大程度决定了人才培养的质量和水平。[6]教学中适度引进世界著名高校的名牌课程教材和教学参考用书,是高等教育国际化的重要举措。[7]遥感课程教学组重视遥感数字图像处理课程教材和教学内容建设,收集了国内近些年出版的如戴昌达、章孝灿、汤国安、韦玉春、朱述龙等编写的遥感数字图像处理教材教参,注意引用吸收国外著名高校的遥感图像处理相关教材教参,参考了John R. Jensen、John A. Richards、Robert A. Schowengerdt、Jay Gao、John R. Schott、Brandt Tso等人的遥感数字图像处理著作,认真研讨不同教材特点及其开课对象,针对遥感数字图像处理理论性强、概念抽象、方法多样、实践性强的特点,根据教学对象和课程学时,按照系统性和前瞻性结合、理论与应用结合的要求,制订了教学主体内容。课程内容分为11个部分:图像基本知识、遥感图像成像过程与数据特征、遥感图像辐射校正、遥感图像几何变换与校正、遥感图像增强、遥感图像变换、遥感图像分割、遥感图像融合、遥感图像分类、数字变化检测、遥感图像应用处理。优化后的课程教学内容注意了与“遥感概论”、“遥感应用分析”等课程内容的有机衔接。对于与“遥感概论”课程有重叠的内容只做简单回顾,如遥感成像过程、机理与数据特征,以少数典型应用案例揭示遥感数字图像处理方法在遥感应用分析中的作用和地位;避免与先开课程内容重复,为后续课程做适度铺垫。数字图像处理方法多样,课程重点介绍常用算法,使学生能掌握数字图像处理原理,夯实基础。对一些发展中的、前沿性的算法着重介绍算法的思想和原理,教导学生注重算法但不应局限于具体算法,培养学生发散思维、学习能力和创新思维。教学中适当区分遥感数字图像系统处理和应用处理的差别。

四、重视实践教学,多手段丰富实践教学内容

实践教学是创新人才培养中的重要环节,对于培养学生专业技能和理论实践结合能力、激发学生的创新思维和探索精神、提升科研能力,有着重要意义。GIS专业“遥感数字图像处理”教学高度重视实践教学环节,从课程体系设置、实验课程内容设计、实验室开放项目、毕业设计、大学生科研训练计划和教师科研课题等几个方面为学生提供多样化的实践途径,丰富了实践教学体系。

从课程设置体系上,“遥感数字图像处理”单独设课,紧密联系课程理论教学内容附设6个单元的基础验证性课堂实验(见表1),增强学生对各种遥感图像处理算法及其效果的感性认识。“遥感数字图像处理”实验课程单独设课,结合“遥感数字图像处理”课程和“遥感应用分析”课程知识,设置综合设计型实验6个模块,培养和提高学生对知识与技能的综合运用、自主学习的能力。

积极利用各种平台,提供实践课题,培养学生创新能力。我校为了培养大学生的创新能力和实践能力,促进实验室开放,设置了实验室开放基金。在实验室开放基金平台支持下,设计了一些探索研究型实验课题,鼓励学生组团选择实验课题、查阅文献、拟定实验方案、实施实验过程、撰写实验论文。大学生科研训练计划和本科毕业设计(论文)也是培养本科生创新能力的平台。在实施学校大学生科研训练计划的年度,遥感课程组每年设计几个遥感应用分析研究小课题,供学生参与大学生科研训练,并从科研课题中提炼一些问题作为大学生毕业设计选题,引导学生参与到教师科研课题中。学生通过参与实验室开放基金课题、大学生科研训练计划项目和教师科研课题,检验了专业知识,培养了探索精神、创造思维和合作能力。

五、结束语

本文总结了我校遥感课程教学组围绕GIS专业“遥感数字图像处理”课程教学实施的一系列教学改革措施。这些措施已经取得较好的成效,有不少GIS学生积极参与校实验室开放基金项目、大学生科研训练计划项目和教师科研项目,每年GIS专业有近1/3的学生选择与遥感图像处理及遥感应用分析有关的毕业设计题目。人才培养是项长期复杂的系统工程,需要从师资、设备、教学等一系列软硬件教学条件上予以保障。

参考文献:

[1]李小文.定量遥感的发展与创新[J].河南大学学报(自然科学版),2005,(4):49-56.

[2]秦其明.中国高校GIS专业核心课程设置问题的探讨[J].地理信息世界,2003,(4):1-7.

[3]钱乐祥.GIS专业课程体系改革思路与实践[J].高等理科教育,2006,(6):95-98.

[4]谈树成,刘恒,夏既胜,等.关于地理信息系统(GIS)本科专业课程设置的思考[J].高等理科教育,2008,(4):47-50.

遥感课程论文篇2

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)02(b)-0144-02

遥感作为信息获取和更新的重要技术手段之一,已经在海洋、渔业、测绘和军事等许多领域得到了迅猛发展和广泛应用。上海海洋大学海洋技术专业培养目标是具备坚实的数理基础,掌握海洋科学的基本理论和基本知识,受到海洋信息探测与应用方面的基本训练,能在海洋信息技术、空间测量技术、遥感技术、地理信息系统技术及其相关领域从事科研、教学、管理及技术工作的高素质海洋科技人才。遥感是上海海洋大学海洋技术专业主要方向之一,而《遥感原理》是海洋技术专业遥感类基础课程。《遥感原理》课程涉及了大量的数学和物理知识,这些大量的数学和物理公式对相当一部分同学来讲枯燥、难懂,使同学们在课程学习过程中,缺乏对课程学习的兴趣。笔者结合教学过程中经验,针对相关问题,在此浅谈一下在该课程教学上的思考和实践。

1 关注遥感科学的最新进展

要让同学们喜欢遥感课程,首先要激发他们对课程的兴趣。现在的大学生有个性、有主见,接收新生事物快,是一个开放的群体。同学们普遍对所学学科的发展动态和发展前沿感兴趣,他们迫切希望知道所学课程对将来就业和相关课程进一步学习有什么作用。遥感知识更新很快,新理论、新方法和新研究领域不断地出现,遥感研究猛烈地冲击着各学科的前沿,这一特点正符合年轻大学生的好奇心[1]。

在教学过程中,在完成学生对遥感基本知识体系的构建的基础上,把遥感科学的最新进展的一些内容融到课程讲授内容中。例如:告诉同学们,近几十年来,欧美发达国家对资源与环境问题日益重视,而遥感信息技术已成为在国家层面上调查与获取环境资源基本数据,评估国家社会经济和生态环境可持续发展能力的有力工具。在美国、瑞典、澳大利亚、德国和日本等国家,几乎在所有较大规模的资源调查和开发规划中都利用遥感资料和常规资料相结合,提供综合分析数据供有关部门使用。我国已经成功发射了海洋卫星、气象卫星和资源卫星,初步显示了可为生态环境监测提供大量数据。同时,近十几年来在应用空间信息技术进行资源、环境的动态监测及可持续发展综合管理研究方面,也已经积累了大量数据信息和许多较为成熟的经验。遥感应用已从定性向定量发展。加强多源、多模态、多时相数据的融合和同化应用技术研究;注重高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率及全天时、全天候和全频段的监测和研究;注重遥感数据真实性校验和地面定标技术研究;充分开发遥感数据资源,解决全球或区域性的环境和资源问题,为社会经济发展服务,是遥感发展的主要特点。通过国内外遥感现状的对比,使同学们认识到我们国家遥感的基础理论和技术在国际上的地位,以及我们在遥感的基础理论方面和发达国家的差距。这些遥感的基础理论也就是那些大量枯燥、难懂的数学和物理公式。这样既激发了同学们的争强好胜、不服输的天性,又让他们理解遥感基础理论在学科发展中的重要性,他们看到这些枯燥、难懂的数学和物理公式也就感到亲切了。同时,也明白了这些基础理论知识是他们将来遥感类课程进一步学习的基础。

2 引入最新的遥感案例

遥感具有比较明显的应用技术学科的特点,它把地学研究中的概念逻辑思维变成直观的、形象的空间模型,深化了人们对自然现象的认识,其涉及到的知识面十分广泛,如果面面俱到,势必导致走马观花。因此,遥感原理课程的授课过程主要讲授遥感的基本数学和物理原理,完成对基本知识体系的构建。通过教学内容的优化,使学生对遥感在整体把握的前提下,能够抓住重点,以点带面,引导学生自主学习其他知识。在讲授遥感在地学中的应用部分,适当介绍当前遥感在卫星研制、有效载荷、地面处理、应用研究和业务化监测等方面发展的最新案例。并且将原理、算法等注重数学物理基础知识等环节融合到每一部分的案例教学内容里,使学生在学习案例的过程中自然地掌握那些枯燥、难懂的物理原理和数学算法[2-3]。

例如:以近年来每年爆发的黄海绿潮遥感监测为案例,介绍了光学遥感和微波遥感不同的遥感技术对监测绿潮时空分布监测方法的差异。在此案例讲解过程中,介绍了TM/ETM+数据、MODIS各级数据产品和微波数据ENVISATASAR,针对每种遥感影像,分别介绍其传感器和成像的基本原理。从空间分辨率、波谱分辨率、辐射分辨率和时间分辨率4个方面重点讲解遥感图像的特征,并且结合黄海绿潮监测实例讲授光学遥感和微波遥感的不同物理原理。同时在案例讲解过程中,引申出藻类遥感数学反演算法,这些算法只讲述基本原理和思路,而具体推导过程,引导有兴趣的学生在课后通过文献阅读资料查找自行学习。

3 结语

遥感是一门理论和应用性均很强的学科。通过对《遥感原理》课程教学过程的改革,从教学情况看,教学效果良好,学生上课能够认真听讲,学习兴趣浓厚,能主动通过多种渠道搜集查阅所学资料。通过课程改革,使同学们既掌握了遥感基础理论,又学习了运用遥感数据进行分析的基本技能。这些措施的实施,提高了上海海洋大学海洋技术专业学生学习《遥感原理》课程的积极性,课程教学效果得到了明显改善。

参考文献

遥感课程论文篇3

1 遥感教学在地理科学和城乡规划教学现状分析

遥感是湖北大学地理科学、资源环境与城乡规划专业的必修课,通过近几年的本科及研究生教学实践及学术反馈意见,发现学生对于遥感在本专业的应用认识不足,突出表现在对于解决实际问题存在困难,无从下手。主要存在如下原因:

1.1 学生基础知识背景不一致

湖北大学地理科学专业、城乡规划专业有悠久历史,但是本科专业招收学生不分文理科,每个学生基础不同,而遥感导论采用的教材是梅安新的《遥感导论》[1],内容以理工为基础设定的,着重于遥感基本原理和方法的介绍,文科背景的学生对于遥感原理中涉及的数学和物理知识基础薄弱,在学习过程中存在困难。

1.2 其它课程不能有效衔接密切

遥感在多个行业学科中都有较广泛的应用,如地质、水文、植被、土壤等方面,学生提前具备这些相关知识对于了解遥感的应用非常重要。但在很多教学计划中将遥感设置为早期专业基础课,而其它相关课程要么同时开设,要么安排得更晚,这种时间安排上的错位,导致学生无法理解遥感的具体应用,加上对理论知识无法深入领会,导致学习遥感课程缺乏兴趣,教学达不到效果。

1.3 课程实践安排不够多

目前的遥感课程设置仍主要以基本原理理解为主[2,3],教材中对实际应用方面缺乏具体指导,导致大部分学生无法将理论与实践衔接,从而在实际问题解决上存在困难,难以培养学生对遥感的认知和动手能力。

1.4 实践教学无法与专业挂钩

学院专业任课老师主要是地理信息系统专业背景,缺乏地理科学实际应用项目的支撑[4],无法从专业角度上给予更加生动丰富的例子进行说明遥感的重要性。从目前教育现状来看,高校遥感老师对各行业的应用知识体系并不完备,要清楚介绍遥感在其它学科中的具体应用,是存在难度的。

1.5 教学方式互动性不足

教学中主要以教师讲授为主,虽然配合使用了多媒体教学[5],但缺乏相关学科的融会贯通和实际项目的操作,并缺乏学生的主动参与过程,导致多数学生认为该专业较难,学习兴趣和积极性不高。从而在衔接研究生课程阶段,无法正常使用遥感、GIS工具,动手能力不强,不足以支撑自主创新性研究,不利于科研人才培养。

2 实践教学改革的基本内容与途径

根据目前教学中存在的问题,结合遥感和地理科学专业的特点,提出了一系列的教学改革方法:

2.1 构建以学生为本的遥感教学体系

遥感原理中大量的数学、物理基础对于文科学生是相当困难的。课堂教学中,学生无法在短时间内迅速掌握所有的数学及物理基础[6],因此针对文理学生兼有情况,简化遥感基础的描述,规避大量数学、物理公式,把主要精力放在重点上,让学生通过实践操作体会遥感原理。在实践操作中,适时补充说明原理及用途,结合软件教学,说明书中的知识难点。

2.2 构建实践型学习的遥感实践课程

实践课程重点是对遥感图像进行基本处理,结合书本重点,让学生熟练掌握基本操作,主要内容包括数据前期处理、数据图像处理、影像分类。加大实践课程的比重,规避大量文字及语言、公式的学习过程,能在较短时间让学生理解遥感课程的内容。

2.3 拓展学生思维,增强空间科学相关的理解

地理科学及城乡规划专业是认知性和实践性都非常强的专业。地理概念和地理要素的理解对学生的抽象思维和认知能力要求较高,传统的理论知识讲授方式都难以真实、形象的展现在学生面前,因而使教学效果受到一定程度的影响。目前地理科学课程教学的实践机会不多,难以经常性的外出认知真实的地理要素。结合GIS和三维遥感技术[7-8],利用arcgis软件,实现三维,从三维角度,提高学生兴趣,让学生从现实角度理解遥感和GIS空间科学专业。

2.4 丰富完善互动式教学手段

教学手段的丰富能够提升学生的兴趣。实际教学中,结合学生感兴趣区域,引导学生掌握不同遥感数据类型,查阅资料及掌握网上数据下载方式,如自己的家乡为分析区,从数据理解到处理及应用,逐步完成遥感教学课程内容。引导学生在课堂外通过多种途径,查阅参考资料,培养学生自主学习的能动性,调动学习的积极性,拓宽学生的知识面,提高综合素质。

2.5 结合丰富的实际项目,提高学生的综合能力

笔者所在的资源环境学院能有机会参加自然地理及城乡规划相关项目,因此结合实际项目经验,分专业进行综合操作:

(1)地理科学专业,更加关注自然环境、生态环境,因此实习中侧重对地物的理解,例如植被类型图的制作,水系图的制作等应用。通过这个过程,使学生对遥感图像的前期数据准备、数据几何纠正,影像分类过程有较好理解。

(2)城乡规划专业,更加关注土地利用现状和城市格局变化。因此在实习中,为加强对规划相关内容的理解,如要求其土地利用现状图的制作,结合GIS统计各项土地利用情况及现状分析;或者以某项目布局进行设计,结合高分遥感影像和GIS,完成功能布局以及一些统计量,或对城市景观格局变化结合遥感高分影像及分析数据进行总结。

3 教改效果分析

近学期年来,通过一系列的遥感实践教学探索,已取得了一些阶段性成果,主要表现在:

(1)学生已经能够独立解决一些跟遥感相结合的专业操作,提高了动手能力及解决问题的能力,为他们今后的工作打下坚实的基础。

(2)有一部分学生对遥感产生了浓厚的兴趣,在研究生期间选择以此为研究方向进行继续攻读地理/规划方面的研究生。

4 总结

较好的完成遥感课程在各专业的教学中是一项复杂有难度的工作,如何结合遥感学科的特点适应各专业需求是需要不断探索的问题。以上笔者仅在实践教学中提出了一些经验和想法,为更好的使用社会需求,立足于当前社会发展,需要不断提高遥感实践教学水平。

【参考文献】

[1]梅安新,彭望f.遥感导论[M].北京:高等教育出版社,2001.

[2]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].教育论坛,2013,6:157-160.

[3]孔祥生,钱永刚,张安定.《遥感概论实验》课程教学改革与实践[J].测绘科学,2013,38(1):183-186.

[4]邓磊,赵文吉,胡德勇.遥感课程实践教学模式探索与教改实践[J].科技创新导报,2012(7):136-137.

[5]马丹.农业院校遥感课程的教学改革[J].教育教学论坛,2013,9:59-61.

遥感课程论文篇4

【摘 要】针对遥感原理地理科学和城乡规划专业的教学现状与存在的问题,以培养学生动手能力和解决实际问题能力为出发点,从课程体系、教学模式及实践教学的角度,提出了教学改革的基本内容与途径,并对教学改革的实践效果进行了分析。

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关键词 遥感;教学改革;实践应用

1 遥感教学在地理科学和城乡规划教学现状分析

遥感是湖北大学地理科学、资源环境与城乡规划专业的必修课,通过近几年的本科及研究生教学实践及学术反馈意见,发现学生对于遥感在本专业的应用认识不足,突出表现在对于解决实际问题存在困难,无从下手。主要存在如下原因:

1.1 学生基础知识背景不一致

湖北大学地理科学专业、城乡规划专业有悠久历史,但是本科专业招收学生不分文理科,每个学生基础不同,而遥感导论采用的教材是梅安新的《遥感导论》[1],内容以理工为基础设定的,着重于遥感基本原理和方法的介绍,文科背景的学生对于遥感原理中涉及的数学和物理知识基础薄弱,在学习过程中存在困难。

1.2 其它课程不能有效衔接密切

遥感在多个行业学科中都有较广泛的应用,如地质、水文、植被、土壤等方面,学生提前具备这些相关知识对于了解遥感的应用非常重要。但在很多教学计划中将遥感设置为早期专业基础课,而其它相关课程要么同时开设,要么安排得更晚,这种时间安排上的错位,导致学生无法理解遥感的具体应用,加上对理论知识无法深入领会,导致学习遥感课程缺乏兴趣,教学达不到效果。

1.3 课程实践安排不够多

目前的遥感课程设置仍主要以基本原理理解为主[2,3],教材中对实际应用方面缺乏具体指导,导致大部分学生无法将理论与实践衔接,从而在实际问题解决上存在困难,难以培养学生对遥感的认知和动手能力。

1.4 实践教学无法与专业挂钩

学院专业任课老师主要是地理信息系统专业背景,缺乏地理科学实际应用项目的支撑[4],无法从专业角度上给予更加生动丰富的例子进行说明遥感的重要性。从目前教育现状来看,高校遥感老师对各行业的应用知识体系并不完备,要清楚介绍遥感在其它学科中的具体应用,是存在难度的。

1.5 教学方式互动性不足

教学中主要以教师讲授为主,虽然配合使用了多媒体教学[5],但缺乏相关学科的融会贯通和实际项目的操作,并缺乏学生的主动参与过程,导致多数学生认为该专业较难,学习兴趣和积极性不高。从而在衔接研究生课程阶段,无法正常使用遥感、GIS工具,动手能力不强,不足以支撑自主创新性研究,不利于科研人才培养。

2 实践教学改革的基本内容与途径

根据目前教学中存在的问题,结合遥感和地理科学专业的特点,提出了一系列的教学改革方法:

2.1 构建以学生为本的遥感教学体系

遥感原理中大量的数学、物理基础对于文科学生是相当困难的。课堂教学中,学生无法在短时间内迅速掌握所有的数学及物理基础[6],因此针对文理学生兼有情况,简化遥感基础的描述,规避大量数学、物理公式,把主要精力放在重点上,让学生通过实践操作体会遥感原理。在实践操作中,适时补充说明原理及用途,结合软件教学,说明书中的知识难点。

2.2 构建实践型学习的遥感实践课程

实践课程重点是对遥感图像进行基本处理,结合书本重点,让学生熟练掌握基本操作,主要内容包括数据前期处理、数据图像处理、影像分类。加大实践课程的比重,规避大量文字及语言、公式的学习过程,能在较短时间让学生理解遥感课程的内容。

2.3 拓展学生思维,增强空间科学相关的理解

地理科学及城乡规划专业是认知性和实践性都非常强的专业。地理概念和地理要素的理解对学生的抽象思维和认知能力要求较高,传统的理论知识讲授方式都难以真实、形象的展现在学生面前,因而使教学效果受到一定程度的影响。目前地理科学课程教学的实践机会不多,难以经常性的外出认知真实的地理要素。结合GIS和三维遥感技术[7-8],利用arcgis软件,实现三维,从三维角度,提高学生兴趣,让学生从现实角度理解遥感和GIS空间科学专业。

2.4 丰富完善互动式教学手段

教学手段的丰富能够提升学生的兴趣。实际教学中,结合学生感兴趣区域,引导学生掌握不同遥感数据类型,查阅资料及掌握网上数据下载方式,如自己的家乡为分析区,从数据理解到处理及应用,逐步完成遥感教学课程内容。引导学生在课堂外通过多种途径,查阅参考资料,培养学生自主学习的能动性,调动学习的积极性,拓宽学生的知识面,提高综合素质。

2.5 结合丰富的实际项目,提高学生的综合能力

笔者所在的资源环境学院能有机会参加自然地理及城乡规划相关项目,因此结合实际项目经验,分专业进行综合操作:

(1)地理科学专业,更加关注自然环境、生态环境,因此实习中侧重对地物的理解,例如植被类型图的制作,水系图的制作等应用。通过这个过程,使学生对遥感图像的前期数据准备、数据几何纠正,影像分类过程有较好理解。

(2)城乡规划专业,更加关注土地利用现状和城市格局变化。因此在实习中,为加强对规划相关内容的理解,如要求其土地利用现状图的制作,结合GIS统计各项土地利用情况及现状分析;或者以某项目布局进行设计,结合高分遥感影像和GIS,完成功能布局以及一些统计量,或对城市景观格局变化结合遥感高分影像及分析数据进行总结。

3 教改效果分析

近学期年来,通过一系列的遥感实践教学探索,已取得了一些阶段性成果,主要表现在:

(1)学生已经能够独立解决一些跟遥感相结合的专业操作,提高了动手能力及解决问题的能力,为他们今后的工作打下坚实的基础。

(2)有一部分学生对遥感产生了浓厚的兴趣,在研究生期间选择以此为研究方向进行继续攻读地理/规划方面的研究生。

4 总结

较好的完成遥感课程在各专业的教学中是一项复杂有难度的工作,如何结合遥感学科的特点适应各专业需求是需要不断探索的问题。以上笔者仅在实践教学中提出了一些经验和想法,为更好的使用社会需求,立足于当前社会发展,需要不断提高遥感实践教学水平。

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参考文献

[1]梅安新,彭望琭.遥感导论[M].北京:高等教育出版社,2001.

[2]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].教育论坛,2013,6:157-160.

[3]孔祥生,钱永刚,张安定.《遥感概论实验》课程教学改革与实践[J].测绘科学,2013,38(1):183-186.

[4]邓磊,赵文吉,胡德勇.遥感课程实践教学模式探索与教改实践[J].科技创新导报,2012(7):136-137.

[5]马丹.农业院校遥感课程的教学改革[J].教育教学论坛,2013,9:59-61.

[6]张丽.遥感课程实验教学模式探索[J].科技创新导报,2013,25:226.

遥感课程论文篇5

一、引言

遥感作为采集地球数据及变化信息的重要技术手段,广泛应用于土地管理、城市建设、林业、环境、农业等各个部门,各高校的GIS专业都将其作为重要的必修课列入了教学计划。遥感应用研究的基础是需要根据地学应用的目的来建立一定的遥感信息的处理和分析模型,获得能反映地球区域分异规律和地学发展过程的有效信息,而地学遥感就是遥感与地学各学科应用之间的一个接口,它既是遥感应用基础研究的重点,也是遥感技术发展的前沿。

《地学遥感》是遥感与地学交叉的边缘科学,是应用遥感的理论、方法和技术,应用遥感数据源,实现复杂地学问题的快捷、方便、省时和省力解决的一门课程。该课程是遥感科学与技术专业、地理信息系统专业等本科专业的一门重要专业课程。开设该课程的主要目的是巩固、深化学生遥感基础理论知识,学习掌握遥感地学分析的基本原理、方法及模型构建,学习遥感技术在各主要地学领域的应用方法,使学生从遥感的角度认识地理过程和规律。为了实现上述教学目的,对课程的教学方法与手段、实验环节及考核方式等都要进行积极的探索。

二、教学模式探讨

2.1教学方法

遥感技术是一门应用型技术,它所应用的领域众多,而且遥感的许多理论及知识在现实生活中可以找到与之相对应的现象与实例。《地学遥感》课程是在学习过遥感相关原理、方法等基础知识的基础上开设的,在基础理论知识这块主要以巩固和深化为主,因此在教学过程中不是简单的重复式教学,不能以灌输的方式再将学过的知识讲解一遍。教学中可以把经典理论知识与案例相融合,将有针对性的案例展示给学生,并采用问题驱动式教学,把案例中涉及的理论知识由浅入深、循序渐进的以问题形式引出,再由学生自行思考、讨论,利用所学基本理论对案例所呈现的现象和问题进行分析和解释,最后由教师对学生的回答给出解释和总结,从而达到巩固和加深基础理论知识的目的。因此在课程该部分内容的学习中,可根据教师或者学校其他研究团队在这些领域中的研究,加入一项专题地学分析学习,将实际的科研工作情况融入到课堂教学中,用实例让学生更直观深刻的理解在这些领域中,各种地学分析方法是如何应用的,应用后能够得到什么样的结果,这些结果有什么样的作用以及如何指导实际的工作。案例应用在授课当中所起的效果很明显,学生可以更好的理解所讲内容,并能和实际应用结合起来,相辅相成。

2.2实验环节

实验环节是对理论环节的检验和锻炼,也是教学过程中使学生真正掌握并较好运用所学知识的重要组成部分。实践教学是《地学遥感》课程的重要组成部分,对于整个课程内容的串联和实际应用起着至关重要的作用。目前实验课中普遍存在的问题是,教师发给学生实验指导书并讲解其操作方法,大多数学生并不清楚实验的原理及目的,只是依葫芦画瓢,按照实验指导书的步骤逐步操作完成。但完成实验后,却对所做实验及上机内容一知半解,甚至几日便丢到脑后。如此一来,实验课的意义不复存在。

因此,每个实验,以及实验当中每一个步骤,其原理是什么,该实验可以解决什么问题,实验当中的每个步骤有何作用,每个步骤是如何操作的,有没有其他的方法或步骤也可以解决相同的问题等等;这些是本课程的实验重点,务必让学生清楚并理解透彻。在此基础上,学生进一步进行实验操作,这样便可对所做实验形成一个清晰的概念,也可以更好地学会如何解决实际问题。

实验环节作为理论环节的补充,二者需紧密结合,环环相扣。实验项目的设置需与理论教学内容相对应,二者相辅相成。传统的课程实验是将实验割裂开来,针对不同章节的内容设置多个小实验、单独完成、单独撰写实验报告,这样的实验模式会使学生很难形成解决一个具体问题的整体思路,知识的连贯性不够,运用遥感知识解决问题的能力不能得到很好提升。因此该课程的实验应改变这种传统的独立小实验模式,将实践内容设计成一个完整的项目形式。所谓项目式就是由教师根据科研项目情r及数据可能的获取情况,确定相关选题,选题以能够包含主要的学习内容和知识点、执行一个完整的遥感数据分析流程、能够在有限时间内实现为原则。学生则分成多个小组,自由选择感兴趣的题目,小组成员共同讨论选题实现的思路和方法,通过分工合作完成实验内容,最后各自独立撰写一份完整的项目实验报告。这种实验方式能更多的调动学生参与的积极性,能在一定程度上提高学生分析问题、解决问题的能力,培养团结协作的意识,此外也能体现出知识的连贯性和实用性。

2.3多元化考核方式

考核是衡量学生对一门课程知识掌握情况的一种方法。然而,学生中平时不努力,考前临时突击的情况普遍存在,这与考核方式有较大的关系。有效的考核方式能够减少这种现象的存在。

首先,增加考核的内容,除了期末考试之外,平时成绩应占较大比重。本课程的平时成绩由出勤率、听讲、回答问题、分组演示、上机实习5个环节构成。其次,在期末考试中,重点考核学生对知识的理解,以及应用知识解决问题的能力,该部分题型占总分的80%。这样,学生只是临考前死记硬背是无法通过的,这也提升了学生上课听讲的专注度。

三、结语

本文根据《地学遥感》的课程特点,针对课程的教学内容、教学方法、时间环节及考核方式进行了探讨与总结,通过对教学方法的改进,加强实验环节和多元化考核方式等方面的探讨,为提高课程教学质量,培养实践型人才的教学改革提供了新思路。

参考文献:

[1]邓磊,赵文吉,胡德勇.遥感课程实践教学模式探索与教改实践[J].科技创新导报,2012(7):136-137.

遥感课程论文篇6

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2012)30-7260-03

遥感是现代地理空间信息科学的核心技术之一,其作为信息采集与信息更新最重要的技术手段 ,已经应用于社会的各个部门以及经济领域的很多行业之中,并在新兴的全球性的“数字地球”计划中占有重要的地位。加强遥感技术与应用教学 ,提高学生遥感技术应用水平,是测绘学科教学中的重要环节。针对这个教学目的,结合我校地学类专业学生的具体情况,通过几年的教学实践探索 ,我们在以下几方面进行了教学实验 ,并取得了初步的效果。

1 教材分析选择:多种教材的结合

遥感技术及应用是我们的专业基础课,与本科学生相比,他们的就业方向对理论的学习要求较低,学习中的重点是实际技能的培养与掌握及应用。针对学生的具体情况与《遥感技术及应用》课程的特点,我们的教学目标是通过基本的理论教学,使学生掌握基本的遥感原理、遥感图像处理的基本方法、遥感解译的基本方法及其在测绘、地理、土地、地质和农业、交通等领域的具体应用,通过初步的上机实习,使学生掌握遥感数字图像处理软件的基本功能操作并能够完成简单的基本应用。

本课程以前一直使用《遥感概论》作为遥感技术及应用课程的教材,这部教材的特点是:内容层次安排合理,概念清晰易懂,实验内容以目视解译为基础,易于开展,但是,部分内容老化,跟不上遥感技术的发展;而《遥感导论》是教育部面向2l世纪课程教材.内容丰富,涉及技术原理较多,对于初次接触遥感的高职生而言,有些内容显得过深,为此,在教学过程中适当引用《遥感概论》的部分内容,作为学生入门的内容,从地物反射波谱特征入手,逐步开展遥感目视解译,地物判读标志的建立,在此基础上再结合《遥感导论》的相关内容,这样既可保证学生对遥感有全面的掌握,又可在需要加强的重点内容上有所侧重。《遥感原理、方法、应用》、《遥感获取与分析》 这两本书中包含了较多的遥感应用实例,但是《遥感原理、方法、应用》为本科生教学用书,对于高职学院的学生来说,内容过于深奥,不易理解。《遥感获取与分析》过于偏重遥感数据的几何处理,而且遥感应用部分内容较少。基于上述考虑,《遥感技术与应用》课程没有指定教材,而是将相关的书籍作为参考用书向学生推荐,由学生自主决定选择购买,然后老师结合多种教材的特点与学生的实际需求选择教学内容。

2 教学内容的选择与教案的整理

理论教学内容可以分为遥感概述、遥感基本原理、遥感数字图像处理、遥感图像目视解译与遥感图像的计算机解译、遥感应用、3S综合应用。但只讲最基本和必需的,对较深和复杂的内容只做简单介绍,供感兴趣的同学自学。

在具体的教学中,为了达到课程的整体教学要求,必须通过实践课程让学生将学过的理论知识与具体实践结合起来,加深学生对理论知识的理解,和对基本原理的验证,学以致用,提高学生解决实际问题的能力。因此,在教学中将实习内容分为两个阶段。

1) 遥感数字图像处理软件操作。以PCI、ENVI与ERDAS遥感数字图像处理软件为主要实习软件,结合具体的遥感数据,讲述遥感图像基本处理技术,包括几何校正、大气校正、几何精校正、投影转换、影像镶嵌、数字图像增强、波段运算、多源遥感数据融合、计算机分类、人机交互式解译等内容。

2) 遥感基本应用。应用前一阶段所掌握的遥感图像数字处理技术,与一个具体的研究领域(比如土地利用类型遥感调查等)相结合,完成一个综合的实践性题目。

认真整理教案,对教案的结构,每一节,每句话、每个字都琢磨清楚,分析重点与难点。由于遥感技术更新非常快,因此要跟学生提供一些课下学习的参考资料,参考内容的选择不仅局限于书籍和杂志,一些专业网站已成为遥感教学不可缺少的资源,除此之外,遥感图像是遥感教学中重要的参考资料,因此收集各种影像数据是教师备课和教学的重要内容,我们先后从美国马里兰大学、美国地质调查局、中国遥感卫星地面站下载了一些免费的图像做为练习使用。做好教案后,再做好PPT向同学讲授,特别要增加一些图片和动态演示。

3 教学方式与方法的应用

具体教学内容确定以后,如何使其在授课过程中很好地被学生理解掌握并能运用,很大程度上取决于采用的教学方式方法。选用适合的教学方式方法是很好的完成教学任务、提高教学质量的关键。

1) 多媒体与黑板等的优势结合去教学

随着社会的进步,信息技术已经深入到千家万户、各行各业,高职院校的教学软硬件设施也得到了更新完善发展,多媒体教学已成为众多学科教学的有力的工具。与传统使用的黑板的教学手段相比,多媒体教学有着不可比拟的很多优点,因为多媒体具有图、文、声并茂甚至有动态影像这样的特点,具有许多对于教学过程来说是特别宝贵的特性与功能,这些特性与功能是其他媒体(例如投影、录音、录像等)所不具备或是不完全具备的。遥感技术是一门对地观测与获取信息技术,其中具有很多的图像数据和空间地理数据,所以多媒体教学应成为遥感技术与应用教学的重要形式。首先,从人的生理心理学角度分析,图像比语言更容易被人感知,人所接受的外界信息有至少70%是视觉感知的。以图像的形式显示教学信息具有形象、直观、生动的特点,能高效激发学生学习兴趣,调动学生的学习积极主动性。能实现传统教学实现不了的情境、动画、模拟等。其次,方便教师的教学设计,更易突出重点、突破难点,进而提高教学效果,促进学生全面发展。但是,应用多媒体教学也有很多问题,如果课件的交互性差,则学生“难以消化”;如果多媒体使用太滥,则把握不住学生的思想心理,不利于学生的学习。所以利用多媒体与传统黑板等多种教具相结合的教学,地理数据和图像以多媒体展示,重点和难点在黑板上结合学生的学习讲解,对原理结合生产实例展开讲解。这样就能优势互补,取得最佳的教学效果。

2) 在理论教学过程中,以讲授法为基本教学方法,适当采用提问和启发式教学的方式。关注全班学生,注意反馈信息,凝聚学生的注意力,使其保持相对兴奋状态,使他们产生愉快的心境,课堂语言简洁明了,课堂提问面向全体学生,注意启发学生学地理的兴趣,课堂上讲练结合。积极鼓励学生,使学生感到有“功”。 我国古代教育家孔子说过:“知之者,不如好之者,好之者,不如乐之者”。要学生达到“乐学”,必然要使他们有成功感。“求成功”是人类的共有的天性。即使是一点一滴的进步,也会使学生感到愉快,成为促使学生继续学习的动力。学生取得进步时,我会对学生的成绩给予正确的评价,或者与平时成绩结合起来。在课堂上我会使用一些鼓励性语言来激发学生学习的热情,有时还可借助同学们的掌声进行鼓励。在教学过程中,我非常注意给学生们更多的鼓励,对他们抱有一颗宽容慈爱的心。

在教学过程中,充分利用已有的知识基础,引导学生思考遥感应用中的问题和现象,并自行设计或补充一些与学生关系较大的遥感应用问题和现象,以展示遥感课内容的丰富多彩和应用价值,引入新知识、新技术与新成果,增强学生的求知欲。认真组织开展复习、测验、考试、课外活动等。侧重于教会学生了解遥感在生产建设中的作用,培养学生实践能力,多阅读课外书籍,多关注身边的遥感知识,不断扩宽知识面,为教学内容注入新鲜血液。

3) 在第一阶段的实习过程中,是对基本原理和方法的验证,采用演示加练习的方法来教学。老师先对某一个专题结合理论进行演示与讲解,然后让学生进行操作练习,老师巡回指导并检查学生完成情况,最后老师总结,学生完成实验报告。在这个过程中,演示与讲解一定要结合学生理论知识掌握程度的实际情况,使学生的知识能与老师的讲解衔接上,演示时,老师要尽可能收集能激发学生兴趣的一些具体实例,使学生感到有“味”,从而使学生保持良好的精神状态、学习状态,让学生的潜能最大化地激发出来,特别是注意力、理解力、记忆力、创造力,达到最佳的效果。在学生自己练习过程中,老师结合自身学习的经验教训,去纠正学生不良的学习习惯,在学生碰到困难时,及时分析困难产生的原因,针对每个学生进行指导,特别要教会学生尽量自己解决问题的能力,“授之以鱼”不如“授之以渔”。

4) 在第二阶段的实习过程中,在有条件的情况下,增加野外实践实习的内容,携带手持GPS、便携式地物光谱仪、短波红外地物光谱仪等遥感仪器,到野外进行遥感技术的综合应用实习,如几何精校正中的地面控制点选取、地物反射率测量、地物目视解译与验证补判等等。通过野外实习,进一步提升学生理解与灵活运用知识的能力,提高遥感技术与应用课程的实践性[1]。

与遥感图象处理与应用的企事业生产单位建立联系,让学生通过顶岗式实习,熟悉遥感技术与应用的具体工作流程,观察实际生产中出现的问题并学会独立解决问题的能力,将实际生产与自己的课程学习进行结合,增强遥感技术与应用的实际生产能力。

5) 让比较优秀且有兴趣的学生参加老师的遥感技术与应用的科研课题,学生在老师的指导下,针对具体的小题目,成立各个科研小组,各个小组独立的收集相关资料,结合题目进行知识和技能扩展训练,然后进行实验,不断思考总结,老师适时进行点拨指导,学生基本都能取得项目预期的成果。通过这种学习和锻炼,使科研小组成员具备了一定的科研基础,养成了良好的科研素质,为以后的进一步发展有了较高起点。

4 小结

从这几年的教学情况看,通过这些教学环节的精心计划与认真实施、反馈修正,激发了学生的学习兴趣,既学到了有用的理论知识,又具有实际的技能,提高了独立解决较复杂问题的能力,为尽快尽好走入社会奠定了坚实的基础。

参考文献:

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[7] 徐永明.关于成人教育《遥感应用》课程教学的几点思考[J].气象教育与科技,2007,31(2):27-31.

遥感课程论文篇7

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)10-0108-02

遥感是20世纪70年展起来的空间对地观测技术,已在土地管理、城乡规划、农业、林业、环境监测、水文气象、地质地理等方面得到了广泛应用。[1] [2]近年来遥感技术的长足发展使得社会对遥感人才的需求量和专业素质的要求日益提升。目前国内已有170余所高校设置了遥感类本科课程[3],其中“遥感原理与应用”已成为地学及测绘专业的核心课程之一。笔者结合地理信息科学专业“遥感原理与应用”多年的教学实践对教学内容、方法及实践环节的改革进行初步探讨。

一、现阶段教学中存在的问题

纵观目前高校的遥感基础课程教学,主要存在以下几点问题:(1)教学内容陈旧,仅注重基础性和理论性,对实际应用和学术前沿关注不够;(2)教学方法有待改进,“满堂灌”的授课方式只注重“教”而轻视了“学”,学生缺乏学习兴趣,教学效果不佳;(3)实验环节薄弱,学生得不到充分训练,基本技能和综合素质有待提高。这些问题在“遥感原理与应用”课程中也同样存在。

二、改革措施

(一)在教学内容安排上兼顾基础性和前沿性

目前,有关遥感基础知识或基本技能方面的教材很多,其中以《遥感导论》(梅安新主编)、《遥感概论》(彭望f主编)、《遥感数字图像处理教程》(韦玉春主编)和《遥感应用分析原理与方法》(赵英时主编)等教材的应用较为普遍。各种教材内容和重点不一,因此根据教学目的和学生实际,选择适合的教材和教法尤为重要。笔者选择《遥感导论》作为主教材,以《遥感数字图像处理教程》为辅助教材,从中选取部分内容进行重新组合和梳理,安排了如下的教学内容:1.遥感基础知识,包括遥感基本概念、传感器、遥感类型、电磁辐射基础; 2.遥感图像处理,包括遥感大气校正、几何校正、影像裁剪、影像增强、影像分类;3.遥感信息提取,包括常用植被指数、一阶和二阶纹理参数的提取,以及基于提取的遥感指标进行植被覆盖度、植被叶面积指数的定量估算;4.综合应用训练,包括使用常用遥感影像处理软件ENVI和ERDAS进行特定研究区土地利用类型的分类、植被结构参数的提取以及水体叶绿素含量的估算等。同时,遥感学科的发展日新月异,为了让学生及时了解遥感领域的最新发展动态,笔者在教案设计上注意引用一些国外优秀教材,如John A.Richards编写的Remote Sensing Digital Image Analysis、Canada Centre for Remote Sensing编写的Fundamentals of Remote Sensing等,并精选若干国内外学术文献,如《遥感学报》、《地理学报》、《Remote Sensing of Environment》等专业顶级期刊经典文献供学生课后阅读。实践证明,这一做法不仅能有效提升教学内容的现势性,也能激发学生进一步探索遥感领域的兴趣。

(二)教学方法上结合案例教学法,使学生变被动学习为主动学习

传统的教学方式以教授为主,往往只注重“教”而轻视了“学”。针对“遥感原理与应用”课程理论性强、内容抽象的特点,笔者尝试采用“互动式教学法”和“案例教学法”。在处理教学难点时,通过设计疑问,让学生分组讨论,笔者及时点评,改变了传统的教师“一言堂”的做法,强化师生互动。笔者根据学生的问题反馈进一步深入引导,有效化解了教学难度,并调动了学生的学习主动性。如辐射传输过程比较抽象,笔者在讲解时并非围绕教材上的公式推导,而是以日常生活中的拍相片为例,引导学生理解一张相片的质量受到哪些因素的影响。通过合理设问,或者让学生提问,可轻松解决教学难点,学生也反映很容易理解。在进行遥感软件应用教学时主要采用“案例教学法”。可选取一些具有代表性、典型性、实时性的案例进行讲解和分析,或者引导学生运用所学理论对案例进行分析和讨论,以加深和巩固理论知识并学会灵活运用,培养学生分析问题和解决问题能力。[4]例如,基于遥感影像的南方丘陵植被叶面积指数反演、林地水土保持植被三维绿量估算、南京市土地利用时空演变分析、南京市林地植被覆盖度信息提取及太湖叶绿素浓度适时监测等案例,都涉及多个理论知识点,学生从中加深对理论的认识,并自觉地在脑海中实现对知识的构建和对技术应用的了解。笔者发现,案例教学法从实际问题出发,通过一系列问题导向的推理或操作,巩固了诸多知识点,并让学生练习了相关的遥感技能。这一方法打破了教材中的知识体系分割,让学生在最终完成任务后体验到一种学习成就感,教学效果很好。

(三)优化实践教学体系以锤炼学生专业硬功夫

本科阶段“遥感原理与应用”课程中实践教学体系主要包括验证性实验、综合性实验和设计性实验三类。其中验证性实验主要是对基本原理和基本方法的验证,以帮助学生理解课程的基本知识和培养学生的基本技能。如典型地物光谱的测试、遥感影像投影转换、大气校正、几何校正、图像融合、图像的增强处理、遥感影像分类等,使学生初步掌握和熟悉常用遥感图像处理软件的运行环境、操作方法及其功能,提高学生动手能力。综合性实验则是将相关的实验内容有机结合,例如遥感反演林地叶面积指数的实验,基于区域SPOT影像,首先进行大气校正、几何校正等预处理,然后与野外实测的林地叶面积指数样方中心点的矢量图层叠加,建立基于点的感兴趣区,进而提取以实测点为中心,一定范围(如10m)缓冲区内的各波段反射率均值,计算几种植被指数,并用植被指数与实测叶面积指数建立关系模型,用该模型反演研究区林地叶面积指数。综合性实验通常可结合学生的毕业论文进行。设计性实验带有一定的研究性和探索性,一般由教师给定题目和要求,学生3-5人组成一个兴趣小组来共同完成。教师在实验方案的选取、专业文献的阅读等环节给予指导性意见,细节问题由学生把握。如要求学生利用ERDAS软件完成一幅1 / 5万的某市土地利用现状专题地图,教师布置这一任务,明确完成时间和要求,可放手让学生去做,学生有问题则及时解答。设计性实验给学生留有较大的自主空间,可培养学生的科研能力及团队合作精神,对于创新型和应用型人才培养十分必要。这三类实验由浅入深,有步骤地提升学生的遥感应用能力。笔者在实践教学初始阶段就给学生布置设计性、综合性实验任务,较之传统的“填鸭式”讲解,这样带着目标的研讨式学习更能有效激发学生的学习兴趣和潜力,能达到事半功倍的效果。

(四)迎接“慕课”时代,实现网络资源共享

“慕课(MOOCs)”发端于美国,是“大规模公开在线课程”的简称,具有规模大、无时空限制、开放性、可重复性、互动性、娱乐性等特点。[5]“慕课”是新近涌现出来的一种在线学习模式,是一种将分散的授课者和学习者通过某一个共同的话题联系起来的方法,上课的时间、地点不受限制,无论你身在何处,只需要一台电脑和网络联接即可享受到世界一流大学的一流课程。慕课尊崇创用共享协议,24小时全天开放,凡是想学习的,都可以随时随地进来,因此受众非常广泛。[6]“慕课”不同于以往的网络公开课,其视频课程被切割成数分钟甚至更小的“微课程”,不在“大而全”,而在“小而精”,为新媒体迅速而广泛的传播提供了便利。“慕课”启发了网络时代全新的教学模式――线上(课外)学习与线下(课堂内)探究相结合的“混合教学”模式。“慕课”平台有望整合全球的教学资源并共享之,教师甚至可以自行开发类似于“慕课”的小视频,主要侧重理论知识的传授。“慕课”视频可代替课堂讲授,其明显的优势就是“可重复性”,所有的课程都可以重复学习,学生可根据自己的学习进度选择回放或快进。“慕课”的核心在于“学”,强调以“学”为本的教学价值取向。[7]“慕课”正在全球引发一场“学习的革命”,也激起了专业教学领域广泛的讨论。处于教学一线的教师们应把握时机,顺应时代潮流,充分利用“慕课”平台,开发建设高质量在线课程,最大限度地分享全球优质教学资源,为“遥感原理与应用”课程教学模式的创新注入新的活力。

三、结语

遥感是一门技术更新很快的应用型学科,对人才数量和质量的需求都不断上升。高校遥感教学也应适应本专业的快速发展及社会需求,培养出创新能力强、综合素质高的应用型人才。本文结合笔者的专业教学实际从教学内容、教学方法及实践应用等环节对“遥感原理与应用”课程的改革进行了探索,提出兼顾教学内容的基础性和前沿性、采用案例教学法和互动式教学、优化实践教学体系、迎接“慕课”时代等教学改革措施,对于优化遥感课程教学模式、激发学生专业学习兴趣并全方位锻炼学生综合素养具有积极意义。

[ 注 释 ]

[1] 梅安新,彭望录,秦其明,等.遥感导论[M].北京:高等教育出版社,2001.

[2] 赵英时.遥感应用分析原理与方法[M].北京:科学出版社,2003.

[3] 杨卫军,洪港.高校遥感学科建设的现状及其对策[J].湖州师范学院学报,2010(4):113-115.

[4] 岳林琳,胡友利.试论案例教学法在课堂教学中的应用[J].中国科教创新导刊,2008(20):148.

遥感课程论文篇8

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)46-0067-02

遥感是现代空间信息学的核心技术之一,自20世纪80年代以来,我国各高等院校都相继开设了“遥感”方面的课程[1-2]。但现有的遥感教学存在的一些不足之处,如:(1)遥感技术的快速发展与教材更新缓慢的矛盾;(2)内容过深,与实际的生活接触有所差异;(3)遥感基本技能的培养与实践时间过少的矛盾;(4)专业素质的培养与传统的授课方式和考核方式的矛盾[3-5]。《遥感应用技术》是上海海洋大学空间信息与数字技术专业的专业必修课,其是一门理论与实践相结合且技术性很强的课程。本文结合上海海洋大学培养海洋类人才的目的,对遥感课程的教学改革进行了探讨。

一、“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革的简介

现代海洋产业的发展离不开良好的海洋环境,良好海洋环境的维护离不开迅捷、快速准确的监测,遥感作为新兴的监测技术在海洋中将发挥重要作用[6]。而我国政府十分重视海洋观测技术的发展。在2010年两院院士大会上再次提出:“要大力发展空间和海洋科学技术,提高海洋探测及应用研究能力和海洋资源开发能力,使我国海洋技术水平进入世界前列。”

上海海洋大学的办学宗旨即与国家海洋发展的主战略衔接,为国家和区域海洋经济发展及产业需求提供技术支撑、人才服务等智力支持。设计“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革,在学生掌握遥感技术的同时,提高学生海洋环境保护意识,增强学生的实际动手能力,锤炼学生解决实际海洋问题的能力。

二、“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革的内容

“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革主要是通过设计不同的海洋灾害案例(如风暴潮、海浪、海冰、赤潮、海啸以及溢油),将系统性和理论性较强的遥感基础理论融入到每个案例中,让学生在实际的海洋灾害案例中掌握系统的遥感基础理论知识。

1.“海洋灾害”遥感数据的收集。通过播放新闻报道或模拟的方式,让学生接触一场海洋灾害,以风暴潮为例,并告诉学生他们的任务是:对海洋灾害进行预测预报,做到防灾减灾的目的。在第一阶段,引导学生分析预测预报“海洋灾害”所需的数据。故此,引出遥感的基本概念、遥感系统的组成、遥感的主要类型以及遥感的主要特点等基础知识。

2.“海洋灾害”遥感数据的处理。面临收集到的海洋遥感数据,大多数初学者无从下手,也看不懂,其原因是不懂遥感数据的原理。在此,引入遥感的成像原理、电磁辐射与地物光谱特征,以及遥感图形的特征等概念。

学生们了解了遥感像素的实际意义的同时,主要培养学生的空间意识。因此加入数字图像的校正等实际操作内容,理论与实际操作相结合,边操作边讲解何为辐射校正、几何校正、图像增强以及多源信息复合等知识。

3.“海洋灾害”遥感数据的判读。以风暴潮为例,风暴潮是指由强风或气压骤变等强烈的天气系统影响而引起的海面异常升降现象。通过两景不同时段的遥感影像的判读,提取海面的异常变化,是通过遥感方式监测风暴潮的主要手段,而此时就要熟悉遥感影像的判读。为了很好地判读影像,需要对影像做一系列的处理,包括对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换等,同时对遥感图像的解译方法和过程也要熟悉掌握。

4.“海洋灾害”遥感数据的可视化。通过三维绘制引擎、地形的识别技术、场景的显示等技术,实现海洋灾害的再现。在此作为知识的扩充,讲解遥感在与其他数据(如DEM数据)融合,以及后期制图和可视化显示等知识。

三、“海冰”灾害监测案例驱动下的遥感教学示例

以“海冰”灾害监测为例,在结束的遥感教学中,对案例驱动的教学方式进行了实验。

海冰灾害主要发生在渤海和黄海北部和辽东半岛沿岸海域。海冰的主要危害上威胁船舶和海上构筑物的安全,影响渔业和航运等。2001年2月,渤海出现近20年来最严重的海冰,辽东湾最大冰厚60m,辽东湾北部港口基本处于封港状态,秦皇岛海域航标受损,40多艘船舶被困,航运中断,天津港船舶进出困难,渤海海上石油平台受到流冰严重威胁。现以渤海湾海冰预警预报为例,实现遥感的知识讲授,整体流程如图1所示。

在“海冰”监测数据需求分析阶段,通过分析渤海湾的“海冰监测”要求,分析所需数据,主要包括MODIS数据、Landsat数据、SAR数据、微波散射数据等。故此,为学生解惑,不同遥感平台、不同的探测手段等,同时,掌握遥感的基本概念、遥感系统的组成、遥感的主要类型以及遥感的主要特点等基础知识。为了实施后期操作,主要提供了同一地区三个不同时间段的数据(免费数据),如图2所示,由此可以清晰地看出该地区的海冰覆盖。

在数据的预处理阶段,主要是上面三景数据进行预处理。此时结合操作软件ENVI,讲解坐标系的定义、图像的几何纠正、图像的剪裁等。但是为了更好地理解这些操作的目的及原理,需要学生掌握遥感的成像原理、地物光谱特征和大气对辐射的影响等。

在数据的特征提取阶段,为了更好地监测海冰的边界等信息,需要对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换等。同样结合ENVI操作,在学习理论知识的同时,熟练其操作工程。最后根据不同的要求,对监测结果以出图或报表的形式数据。

四、结语

“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革,使得遥感教学从以理论教学为主的传统遥感教学模式中摆脱出来,激发学生的学习兴趣,进而激发他们学习的主动性和创造性;通过实际海洋灾害案例的设计,培养学生海洋意识,从根本上提高教学质量,全面培养学生的实际应用能力和解决海洋问题的能力。

参考文献:

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遥感课程论文篇9

中图分类号:G642

文献标识码:A

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果,是由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学共同创立的工程教育改革模式。该项目已扩展到全世界,包括了各种工程类专业的教育。该项目的愿景是为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)过程的环境基础上的工程教育。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。在遥感原理与方法教学中引入CDIO理念,使学生能在课程学习过程中不仅掌握遥感基本的理论知识和基础技能,同时对学生分析与解决问题、创新精神的培养也是一种行之有效的途径。

1 遥感原理与方法课程概况

遥感原理与方法是我国高等院校地理科学类专业(包括地理、地质、地球物理、气象气候和海洋)的一门重要基础课程,也是地理信息系统专业和遥感科学与技术专业的必修的核心课程之一。特别对遥感科学与技术专业工科学生而言,解决遥感图像处理、信息提取等实际问题,CDIO能力尤其重要。遥感原理与方法课程在成都信息工程学院的教学中以本科生为主要对象,主要介绍遥感基本理论、基本方法和遥感应用的基本技能。同时根据本课程内容体系、特点以及CDIO理念,在课程中注重培养学生的以下能力:(1)掌握遥感科学与技术的基础知识,包括遥感物理基础、地物与电磁波相互作用和遥感成像机理;不同遥感器特性与遥感构像特征;遥感图像处理的方法与技术;遥感图像目视解译及计算机解译的原理、方法和步骤,航空照片、多光谱图像、热红外图像、雷达图像和高光谱图像信息提取,以及遥感专题信息的分析和在不同领域应用等;(2)获取遥感技术基础知识的能力和具备遥感基本技能;(3)学会系统分析遥感实践中的问题;(4)有在遥感项目实践中进行团队合作的能力;(5)学会非遥感专业技术知识,进行个人职业技能的锻炼;(6)具备设计和实施遥感项目的能力。

2 基于CDIO理念的遥感原理与方法课程的实施

2.1 遥感项目实施调查学习

根据本专业各教师的项目情况制定若干与之相关的有关遥感技术和组织、管理的题目,将学生分组并自选1组题目,利用课余时间参与到教师项目中自己获得题目的答案或解答方式。该环节的设计思路是让学生从实际问题(项目实际问题,非虚拟实验问题)出发,带着问题进行学习以实现对学生能力的培养。此环节的关键是教师要在项目中给出学习方向和题目,起到对学生的引导作用。具体如下:

(1)将课程根据内容在项目中找到合适的内容并细化为题目,让学生在项目的实际参与中体会需学习的内容,培养学生搜集信息并解决问题的能力。如遥感图像目视解译中的题目“根据研究区状况进行相关资料搜集,并完成对图像的几何校正”,在以往的课堂教学中资料搜集往往是一句话带过,学生仍不清楚具体该搜集哪些资料,通过其自己在项目中的各种资料需求体会,进行探讨,得出最后的结论。

(2)将项目学习内容与相关专业课程相结合,使学生对专业学习从广度和深度上进行了解。如“根据植被的分布规律,结合遥感图像的实际情况,对所给遥感图像进行植被信息提取”。一方面让学生不再空洞表面地看待遥感影像的颜色、形状等图像特征去进行信息的提取,而是结合自然地理课程中所学的植被分布规律这部分知识,懂得灵活运用所学知识解决实际工程中的问题,由被动变主动。另一方面,又认识到遥感技术应用实践中无所不在的地学、生态学等知识,明确地学、生态学、气象气候学在专业知识体系中的重要性。

(3)除了让学生学习专业技术问题外,还培养学生学习对问题的解决思路,同时也注重培养学生的职业道德。如“根据所给研究区和研究目的,选用适宜的遥感影像”,学生通过项目中对图像数据进行经费预算,有针对性地选择对项目而言性价比最高的图像,而不是一味追求高分辨率图像。

(4)了解遥感技术应用项目中工作分工,各工作之间如何协调,让学生直接认识自己的专业以及整个遥感学科系统。

2.2 课堂教学和专题讲座

(1)对课程的基本概念和理论进行课堂讲授,通过具体项目的对全课程内容的贯穿,使学生建立课程的体系结构的概念,同时要求学生参与到学校的项目或实习单位的项目中学习专业知识,在学习中自行查找相关资料以丰富专业知识。

(2)选择课程内容中的重点、难点进行重点讲授,并结合实际操作或实际案例进行剖析。如遥感图像计算机解译中重点建立学生对特征空间等抽象概念的理解。

(3)利用多媒体技术手段,如图片、视频、动画等向学生展现国内外的先进技术和理念,而这是学生在日常学习中难以直接接触的。如星载扫描仪的工作原理、遥感卫星辐射校正场等知识。

除课堂教学外,还聘请经验丰富的从事遥感技术理论及应用研究的专家做专题讲座,这些讲座极大地激发了学生学习专业知识的兴趣,同时使学生了解了专业的新知识,对专业的发展更加关注。

2.3 遥感原理与方法课程实践

在遥感项目实施调查学习过程中侧重于“问”,要求学生在参与或者观察的过程中多向项目人员请教,而在课程相关配套实验中则强调“做”,要求学生自己动手完成相关题目。具体为两方面的内容:

(1)针对课程内容设计实验题目,是学生在实验操作中能够与理论知识结合起来,理论联系实际,进一步增加对课堂知识的理解。同时注重实验题目之间的连贯性,使之能够与学生所见或所参与的项目尽量相关,不涉及纸上谈兵的项目。

遥感课程论文篇10

中图分类号:g642.4 文献标志码:a 文章编号:1674-9324(2013)30-0130-02

一、引言

遥感是综合利用物理手段、数学方法,依据地学规律来研究地球表层的资源与环境问题的技术手段,具有现代边缘科学技术明显的综合性的特点,它既是空间技术的必要组成部分,又是联系天文学、地球科学和生物学的纽带,其应用遍布林业、农业、地质矿产、土地资源、环境、水资源、城市规划与管理等各个不同领域[1]。遥感应用研究的基础是需要根据地学应用的目的来建立一定的遥感信息的处理和分析模型,获得能反映地球区域分异规律和地学发展过程的有效信息,而遥感地学分析就是遥感与地学各学科应用之间的一个接口,它既是遥感应用基础研究的重点,也是遥感技术发展的前沿[2]。

《遥感地学分析》是遥感与地学交叉的边缘科学,是应用遥感的理论、方法和技术,应用遥感数据源,实现复杂地学问题的快捷、方便、省时和省力解决的一门课程。该课程是遥感科学与技术专业、地理信息系统专业等本科专业的一门重要专业课程,作为其学习基础的先修课程有《遥感原理与方法》或《遥感概论》、《遥感数字图像处理》、《自然地理学》等。开设该课程的主要目的是巩固、深化学生遥感基础理论知识,学习掌握遥感地学分析的基本原理、方法及模型构建,学习遥感技术在各主要地学领域的应用方法,使学生从遥感的角度认识地理过程和规律。为了实现上述教学目的,可以将整个教学过程分为三部分:基础知识与案例相融合的问题驱动式基础理论教学;具有专业学科背景及地域特色的遥感地学分析教学;完整的项目式实践教学。

二、基础知识与案例相融合的问题驱动式基础理论教学

《遥感地学分析》课程是在学习过遥感相关原理、方法等基础知识的基础上开设的,在基础理论知识这块主要以巩固和深化为主,因此在教学过程中不是简单的重复式教学,不能以灌输的方式再将学过的知识讲解一遍。教学中可以把经典理论知识与案例相融合,将有针对性的案例展示给学生,并采用问题驱动式教学,把案例中涉及的理论知识由浅入深、循序渐进的以问题形式引出,再由学生自行思考、讨论,利用所学基本理论对案例所呈现的现象和问题进行分析和解释,最后由教师对学生的回答给出解释和总结,从而达到巩固和加深基础理论知识的目的。例如,在回顾和地物光谱特性相关知识时,可打开一个多波段影像,在老师的要求和简单提示下,由学生自己动手进行一些简单的数据操作,如可单独打开每一个波段的影像,针对同一位置同一种地物类型进行观察,由学生通过地物在不同波段影像中的色调变化,来直观认识该地物在各个波段的光谱反射差异;然后可打开多个由不同波段组合形式形成的真彩色或假彩色影像,先由学生观察并描述不同影像中地物的差异,分析产生差异的原因;进而进一步讨论多波段影像在遥感应用中的作用,认识到研究地物光谱特性的必要性及波段选择的重要性,掌握地学分析应用中波段选择及波段组合的方法及评价。

上述整个过程中都需要老师根据实际情况有针对性的引导、提出问题、解决问题,从而实现教学的推进。当然,完成这一教学过程除了上述内容外还需做好充分的课前准备和课后总结工作。课前准备有:由老师挑选准备学校所在地的,最好是不同时相的多波段遥感影像数据,在上课之前就分发给学生,由学生通过目视解译、实地踏勘及其他辅助手段(如google earth等),将影像中地物类别判识并标注出来;老师提前将所要讲解的知识点进行提炼,按照知识的连贯性及人对事物认识的过程,将知识点按照由浅入深、层层递进的关系进行组织串联,并设计好影像操作的步骤、环节以及提出的问题。课后的总结主要是在课堂的主体内容结束后,由老师以文字的形式将整堂课所涉及的知识点依次总结罗列出来,保证课堂教学的整体性。

三、具有专业学科背景及地域特色的遥感地学分析教学

在《遥感地学分析》课程中,非常重要的一部

内容就是学习掌握遥感地学分析的基本原理、方法及模型构建,学习遥感技术地学领域的应用方法,从遥感的角度认识地理过程和规律。这部分内容需要讲解一些基础、常用的遥感分析方法,如地学相关分析法、分层分类法、变化检测、定量遥感分析等等,还需要学习遥感在一些主要地学领域当中的具体应用,比如土地资源、林业、农业、水资源、地质等。作为不同学校或不同专业开设这门课程,除了要完成上述基本原理、方法和应用的学习任务外,还应突出专业学科背景特色,根据该专业的学科背景、支撑学科及所处地域特色,深入系统的学习与区域特色及学科背景结合紧密的一个地学领域中的应用。比如新疆大学地处西北干旱区,具有干旱区所特有的一些地理环境特点,在这里长期进行着盐渍化、沙漠化、干旱区流域生态环境及其脆弱性、积雪融雪、冰川、地质地貌等具有地域特色的地学研究。因此在课程该部分内容的学习中,可根据教师或者学校其他研究团队在这些领域中的研究,加入一项专题地学分析学习,将实际的科研工作情况融入到课堂教学中,用实例让学生更直观深刻的理解在这些领域中,各种地学分析方法是如何应用的,应用后能够得到什么样的结果,这些结果有什么样的作用以及如何指导实际的工作。

四、完整的项目式实践教学

实践教学是《遥感地学分析》课程的重要组成部分,对于整个课程内容的串联和实际应用起着至关重要的作用。传统的课程实验是将实验割裂开来,针对不同章节的内容设置多个小实验、单独完成、单独撰写实验报告,这样的实验模式会使学生很难形成解决一个具体问题的整体思路,知识的连贯性不够,运用遥感知识解决问题的能力不能得到很好提升。因此该课程的实验应改变这种传统的独立小实验模式,将实践内容设计成一个完整的项目形式。所谓项目式就是由教师根据科研项目情况及数据可能的获取情况,确定相关选题,选题以能够包含主要的学习内容和知识点、执行一个完整的遥感数据分析流程、能够在有限时间内实现为原则。学生则分成多个小组,自由选择感兴趣的题目,小组成员共同讨论选题实现的思路和方法,通过分工合作完成实验内容,最后各自独立撰写一份完整的项目实验报告。这种实验方式能更多的调动学生参与的积极性,能在一定程度上提高学生分析问题、解决问题的能力,培养团结协作的意识,此外也能体现出知识的连贯性和实用性。

五、结束语

本文根据《遥感地学分析》课程的特点及课程所要达到的教学目的,探讨了针对基础理论知识、地学分析方法和实践教学三个部分的教学方法。认为在遥感基础理论知识部分,应以巩固和深化为主,强调基础知识与案例相融合,由问题驱动的学生自主分析学习;在遥感地学分析的原理、方法及应用部分,强调紧密结合学生所在专业的支撑学科及所处的地域特色和当地的重点研究领域,加入遥感在某个特色领域应用的学习;在实践教学部分,应考虑以一个完整项目式的实验形式代替多个独立小实验,以增强知识的连贯性,提高学生解决实际问题的能力。

参考文献:

[1]刘琣,贾琸明.遥感的地学应用与发展趋势综述[j].华北国土资源,2005,(1):19-22.

遥感课程论文篇11

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)10-0016-02

一、课程特点和教学现状

1998年教育部新增地理信息系统(GIS)本科专业后,我国GIS教育发展形势空前活跃。目前,国内已有近200所高校开设了地理信息系统专业,逐步形成了比较稳定的GIS专业课程体系与课程设置方案(石永明,2011)。其中,遥感系列课程(遥感物理与技术、遥感数字图像处理、遥感地学分析与应用)成为GIS专业课程体系中的重要模块。充分利用各种图像处理算法从遥感数据中获取各种生物物理参数和土地覆被/利用信息,可以为自然和人文生态系统的空间分布式模型提供输入参数,在遥感技术应用中占有十分重要的地位。

《遥感数字图像处理》是一门系统研究遥感图像理论、技术和应用的课程(路元刚,2012), 它是遥感科学技术和地理信息系统等专业本科生的专业课(朱洪锦,2012;宋怀波,2014)。数字图像处理技术的迅速发展使其分支几乎扩展到农业信息科学的全部领域,该课程强调实践性,实践教学是创新人才培养中的重要环节,对于培养学生专业技能和理论实践结合能力、激发学生的创新思维和探索精神、提升科研能力,有着重要意义。因此,只有通过适时安排实验课,才能收到最佳的教学效果。目前,国内高校中该课程一般都安排有12个学时以上的实验。新疆农业大学GIS专业的《遥感数字图像处理》课程于2009年开设,教学过程中重视实践教学环节,安排有20-24学时的上机实验,按照教育部对实验课的要求,实验类型主要为验证性和综合性。虽然现有的实践教学内容不断丰富,但仍以教师为主导,学生的学习兴趣没有被完全调动,主动思考的意识尚有待提高。而现代教学模式强调学生的主观能动性,教学要以学生为中心,使学生处于主动的地位。因此,如何更好地激发学生学习遥感图像处理的兴趣、鼓励学生自主学习理论知识并培养动手能力是在本课程课堂实践环节中最重要的目标之一。笔者所在的新疆农业大学GIS教研室的教师通过多年的课程实践教学积累了一些经验,并在实践中取得了很好的效果(朱磊,2014),需及时地进行系统地梳理和总结,尽快建立起一套符合农业类院校遥感图像处理的课堂实践教学模式,以规范和完善课程实践教学的内容并推动授课模式的改革,有助于提高GIS专业学生的遥感图像处理的实践能力。综上所述,本研究拟将“研究型教学模式”和“问题导向型教学模式”引入到课程的课堂实践环节中,构建以学生为主导的实践体系,使学生了解和掌握了图像处理的主要内容和方法,培养学生团结协作和创新思维能力,为今后深入学习专业课程和高质量完成毕业论文奠定基础。

二、实践教学内容调整

1.调整课时安排

《遥感数字图像处理》课程强调学生的实践动手能力,因而实践教学在整个教学过程中占据重要地位。新疆农业大学自2009年开设“遥感数字图像处理”课程以来,课程总学时为50-52学时,其中实践教学课程始终保持在20学时至24学时之间,占课程总课时量的近50%,高于其它同类高校约33%的平均比例(黄秋燕,2008)。较高的实践教学课时,保证了学生能够接触到大量的综合性实验,并有足够的时间能在教师指导的状态下熟悉和掌握实践技能,这对他们提高动手能力、积累实战经验大有益处。全部课程共十章,除第一章绪论外,其余各章均安排有2-4学时的课堂实习。

2.补充教学材料

《遥感数字图像处理》课程相关教材较多,我们选用的是韦玉春等主编的、科学出版社出版的《遥感数字图像处理教程》(韦玉春,2007)。该教材结构设置合理,对遥感数字图像处理的基本概念和常用方法进行了系统的讲解。但限于篇幅,教材中对涉及到的其它遥感领域的一些定义、算法和思路仅做了概述,因此向学生推荐了多本辅助教材,如:赵英时主编的《遥感应用分析原理与方法》(赵英时,2003)和戴昌达等主编的《遥感图像应用处理与分析》(戴昌达,2004)等。另外,鉴于教材中部分内容的时效性,不能够反映最新的研究动态,而这部分内容恰恰是教材中最能够引发学生学习兴趣的部分。因此,我们鼓励学生自行检索并下载阅读近1-3年相关领域的文献,并推荐有能力的同学阅读英文文献。同时,引导学生充分利用网络资源,主动查阅资料,不断更新知识库、扩展知识面。

3.推进学科交织

遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)构成了“3S”综合应用体系,遥感作为该系统最重要的数据源,与其他学科结合紧密。学生已初步具备了GIS和GPS的基本知识和操作技能。因此,教师适时地运用视频、图片等多媒体方式将“3S”实际应用的案例穿插在理论讲授过程中,让学生了解遥感图像处理在整个“3S”应用体系中的作用和技术要求,以及RS如何与GIS和GPS衔接与集成。此外,积极引导学会学生触类旁通、举一反三,不仅要知道怎么做,而且知道为什么做,同样的方法还能够解决什么问题,碰到类似的问题时自己是否能够独立解决等等,这对学生日后面对实际工作、解决实际问题具有极大的帮助。

三、实践教学方法改革

1.构建任务导向式的实践教学模式

根据实践教学方案,各主要章节理论知识讲授完毕后,均安排相关内容进行上机实验。课堂实验选题设计为学生在未来的专业领域可能遇的“真实世界”的现实的问题,没有固定的解决方法和过程。整个过程以自主探究和小组写作为主,减少教师的“灌输式”讲述。在每一个任务完成和每个课程单元结束时进行自我评价和小组评价,并定期进行总结。如:第八章图像分割上机实验题目为“运用空间建模手段,提取给定影像上的植被信息,非植被区域保留原始影像”。通过完成该任务,学生可以复习、巩固以下知识点和技能点:(1)归一化植被的概念、作用和计算步骤,不同取值的指示意义;(2)如何为植被区域赋常量值,非植被区域保留原始影像;(3)借助专业图像处理软件ERDAS IMAGINE的空间建模平台,构建针对本任务的模型。上机实验中任务的设计对教学效果极其重要,应全面考虑学生对理论知识的掌握程度,并要求教师对重要知识点的提炼和融合,力求让学生通过完成一个课堂任务来增强对理论知识的理性认识,更重要的是培养学生分析问题、解决问题的能力。

2.培养学生团队合作意识和能力

实践教学活动在我校综合实验楼GIS机房中进行,作者本学期所带的GIS132班共计29人,按照自愿结合的原则,分为10个小组(除第十组为2人外,各小组均为3人)。同一小组的同学座位相邻,便于交流。每人一台计算机,保证操作的独立性。

首先用很短的时间对已学的相关知识进行简要的复习,让学生较快地进入到学习新知识的氛围中来,并让学生了解到本节课实践内容与复习内容的相关性,为之后学生自主探究及实践做铺垫。

之后教师课堂任务,学生以小组为单位开展实践。由于最终的考核是以小组为单位,所以组内的每位成员都需按时完成任务,且保证质量,小组内部就会产生一种你追我赶的学习状态,每个学生都不想因为自己的落后而影响整个小组。从而在小组内自发形成“快带慢、快帮慢”的学习模式。此外,在任务完成质量同等的前提下,教师将对先完成任务的小组给出较高的分数,各小组间也形成了竞争模式。先完成的小组可以帮助进度较慢的小组,这种帮助其他同学完成任务的过程也会让先完成的同学获得成功的体验,形成“任务一出,大家争相完成”的学习氛围。

3.改革学习考核评价方法

本研究运用上述授课形式,对GIS132班进行了教学模式改革的尝试,学期末通过对学生进行的调查问卷,获取了学生对知识掌握的情况及对该授课方式的意见和建议。最终,综合学期考勤记录、学生课堂表现记录和期末调查问卷,得到课堂实践教学模式改革的整体效果评价,结果显示:(1)学生出勤率较高,完成作业情况较好,课程学习的积极性较高:全班共计29人,本课程包含13个教学周,总计旷到1人次、请假2人次、迟到5人次;课后书面作业5次,总计4人次未按时提交,作业正确率较高。(2)学生对知识点的掌握更为牢固,调查问卷显示90%以上的学生认为通过本学期的学习,掌握了遥感数字图像处理的主要步骤和方法,了解了实际应用的领域。(3)课堂实践教学模式取得了较好的效果,全班认为“问题导向型模式”和“小组协作型模式”有助于课堂理论知识的巩固和实践操作技能的提高的比例达到100%。

四、结语

《遥感数字图像处理》课程是地理信息科学专业本科生的专业必修课,在整个课程体系中占有重要地位。该课程在理论和方法的课堂教学之外更加强调学生的实践能力,因此该课程的课堂实践教学显得尤为重要。本研究探索性地将“研究型教学模式”和“问题导向型教学模式”引入到课程的课堂实践环节中,构建了以学生为主导的实践体系,同时编制《遥感数字图像处理实验手册》。该教学模式在提高学生学习主动性和创造性及培养团队意识等方面取得了较好的效果,。今后的教学改革中,如能将该模式与翻转课堂等其它先进的教学模式进行合理地组合,将开创《遥感数字图像处理》课程课堂实践教学的新模式,进一步提高学生自主学习的效率,并有助于探索出一套适合GIS本科生实践技能和创新能力培养的开放式的综合教学体系。

参考文献:

[1]石永明, 田永中. 地理信息系统实验课程教学探讨[J]. 实验室科学, 2011, 14(1): 26-29.

[2]朱磊. 浅析地理信息系统专业本科生创新能力的培养[J]. 2014, 4: 154-155.

[3]路元刚. 《数字图像处理》课程的教学探讨与实践[J]. 江苏教育学院学报(自然科学), 2012, 28 (5) : 32-33.

[4]朱洪锦, 范洪辉, 叶飞跃, 等.《数字图像处理技术》课程的教学改革探索[J]. 吉林化工学院学报, 2012, 29 (12): 24-27.

[5]宋怀波, 何东健, 龙燕, 等. 农业院校《数字图像处理》课程教学改革与实践[J]. 教改研究, 2014, 70: 10-12.

[6]黄秋燕. GIS专业遥感概论课程实验教学改革探索[J]. 科技信息, 2008(27): 352-353.

[7]韦玉春. 遥感数字图像处理教程[M]. 科学出版社, 2007.

[8]赵英时. 遥感应用分析原理与方法[M]. 科学出版社, 2003.

遥感课程论文篇12

科学合理的实验内容设计是培养学生扎实的遥感技能的立足点。实验要紧跟授课内容,实验与理论课程之间应环环相扣。针对授课内容,安排学生实验,将遥感的原理融入实验中,用遥感原理指导实验,在实验中进一步理解概念。针对非GIS专业的学生,更要突出遥感实验教学的基础性、综合性和应用性特点。从遥感影像的下载、几何纠正,到图像的增强处理,最后利用遥感影像进行分类、地物信息提取等,层层深入,并且与理论部分相吻合,使学生在不知不觉中掌握遥感影像处理的基本方法,并能直接针对实际问题选择、下载、处理和分析影像,达到应用的目的。在实验过程中会涉及遥感软件应用、GIS软件应用等课程知识点,因此,应选择学生熟悉的研究区域及研究对象,便于调动学生的学习积极性。

实践设计

理论和实验部分结束后,应安排《遥感》课程设计。课程设计是重要的实践性教学环节,是专业课理论联系实际的桥梁。课程设计不仅可以帮助学生巩固、扩展和融合专业课程内容,更主要的是可以通过完成一个完整的实际案例,培养学生综合运用多学科知识解决实际问题的能力。

课程设计侧重于综合运用所学知识分析问题、解决问题,是一种知识的综合运用和能力的综合培养,其最终目的是培养学生解决实际问题的能力,因此,以问题为导向有助于课程设计目的的实现。在《遥感》课程设计中,应针对实际问题,让学生掌握应用遥感技术进行数据获取、处理和分析的全过程,培养学生独立思考和处理问题的能力。

在课程设计环节,制定良好的设计目标和完成方式是关键。设计目标应围绕资环方面的实际问题,利用遥感方法加以解决。难度应适中,过简不易调动学生积极性,过难又会打击学生信心。课程设计的实施以采取灵活自由的分组讨论形式为宜。在布置实习题目时,以小组为实习单位。学生可以自由分组,每3~4人为一组,设1个组长,负责小组成员间实习任务的分工、组织和协调,定期讨论实习内容、进度等。

最后每个人需编写个人实习报告。这种“小组制”实习模式,可以使每个学生变被动为主动,投入到课程设计中。既增强了学生的学习积极性,又培养了学生的团队协作精神,课堂气氛融洽而热烈,也为学生今后走向社会打下一定的基础。

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