“遥感地学分析与应用”课程教学改革与实践

“遥感地学分析与应用”课程教学改革与实践

作者：曹艳萍王增艳苗书玲

来源：《计算机时代》2020年第09期

摘要：为了提高“遥感地学分析与应用”课程教学质量，从优化教学内容、完善教学手段、注重实践教学、培养学生自主学习能力、提高学生创新和科研能力等方面着手，对该课程的教学进行了一系列改革。教学成果表明，上述改革可以有效地提高学生的学习兴趣，加深学生对知识的理解，提升本科生在遥感方面的专业素质。

关键词：教学改革;遥感地学分析与应用;实践教学;自主学习;综合能力

中图分类号：TN911.72

文献标识码：A

文章编号：1006-8228（2020）09-99-04

Reform and practice of the "Geography Analysis and Application Based onRemote Sensing" course teaching

Cao Yanping1，2， Wang Zengyan1， Miao Shuling1

（1.The College of Environment and Planning of Henan University， Kaifeng， Henan 475004. China;https://www.360docs.net/doc/dc19162556.html,boratony of Geospatial Technology for the Middle and Lower Yellow Rirer Region）

Abstract： In order to improve the teaching quality of the course of "Geography Analysis and Application Based on RemoteSensing". From the aspects of optimizing teaching content. perfecting teaching methods. paying attention to practical teaching，cultivating students' ability of' independent learning， improving students' ability of innovation and scientific research. a series ofreforms have been carried out on the teaching of this course. The teaching results show that the reform can effectively improvestudents interest in learning. deepen their understanding of knowledge， and improve their professional quality in remote sensing.

Key words： teaching reform; Geography Analysis and Application Based on Remote Sensing; practical teaching; autonomouslearning; comprehensive ability

0引言

遙感地学分析与应用（Geography analysis andapplication based on Remote Sensing），是地理信息科学（GIS）专业本科生的专业基础课之一[1]，是一门涵盖地理科学、计算机技术与信

息技术的交叉学科课程。该课程具有很强的实践性和操作性，是现代地理学发展的重要支撑。遥感地学关系到地理工作者素质和技能的提高，以及运用现代信息技术解决地理科学问题的能力，具有重要的实用价值。

遥感技术作为采集地球数据及变化信息的重要手段，已成为国土普查、生态环境监测、地理国情监测、资源调查、防灾减灾、智慧城市和军事服务等各方面的重要研究手段。与此同时，我国各高校针对遥感科学的教育也在加强，但是遥感专业本科教学的中心地位仍需与时俱进[2]。

我校地理信息科学专业虽然在课程体系、课程设置、课程内容及实践教学等方面有了长足发展，但限于专业结构和历史积淀等原因，“遥感地学分析与应用”课程教学过程中仍存在一些问题。本文在分析本校该课程教学现状与存在问题的基础上，围绕教学模式、教学内容、考核方法等方面进行改革研究，以期为同类院校的遥感课程改革提供参考。

1课程的教学目的及特点

“遥感地学分析与应用”是遥感与地学交叉的边缘科学，是基于遥感的理论、方法和技术，应用遥感数据源，实现快捷、方便、省时省力解决复杂地学问题的一门课程。开设该课程旨在培养学生借助遥感学理论和技术对气候、土壤、水文、生态等相关自然地理要素的综合和定量思维能力，强化学生基于多源遥感数据进行多尺度、多时序、多角度的自然要素时空动态分析的综合能力。

从理论和实践教学两方面考虑，“遥感地学分析与应用”课程的教学存在以下特点。

（1）多课程交叉融合性强

该课程涉及遥感导论、遥感数字图像处理、计算机、自然地理学、水文学、大气科学等相关交叉知识，学科之间的集成和有机融合对该课程的教学提出了较高的要求。

（2）理论桂和实践性并重

GIS专业下的遥感课程的根本目的是从影像数据资料中提取信息服务于地学应用。“遥感地学分析与应用”课程既是遥感图像、信号处理，及地学相关知识（如自然、植被、水文等）的基础性理论课程，又是一门实践性强的技术性课程。因此，在该课程教学中必须理论与实践齐头并进。

（3）技术发展、更新速度快

伴随着传感器数据获取技术以及相关交叉学科技术的快速发展，遥感技术的发展也非常迅速，主要体现在应用领域不断扩大，应用技术手段不断发展，应用效果逐渐向定量化、精细化

和立体化方向发展。“遥感地学分析与应用”课程的教学也需及时将先进的理论和技术渗透到教学中，这对该课程教学的内容、方法和手段也提出了更高的要求。

2我校遥感地学分析与应用课程现状分析

目前我校GIS专业“遥感地学分析与应用”课程存在的主要问题如下。

（1）教学内容更新滞后明显。遥感技术日益更新，但教材建设与课程建设不同步，教材内容更新滞后明显。据调查，GIS专业的部分教材内容老化、重复、质量低，实验教材与实践平台不配套等问题[3]。“遥感地学分析与应用”课程应跟踪本专业的快速发展及社会需求。这就要求在完成基本教学内容的基础上，紧盯前沿，及时让学生了解遥感技术的最新动态[4]。为此，对遥感授课老师要求较高，需要了解学科前沿理论，及时给学生补充前瞻性内容。

（2）教学模式单一化，对学生缺乏足够吸引能力。目前的课程多以传统的灌输式为主，缺乏互动性。需要探索能调动学生自主学习能力的教学方法。

（3）考核评价方式单一。现阶段，遥感地学分析与应用课程仍沿袭理论考试或撰写实践报告等传统考核评价方式。而对于该课程，传统考核方式并不能有效反映学生的真实水平，更不利于科研水平、应用能力的提高。因此，有必要研究能促进学生动脑能力、动手能力和提高理论联系实际的考核模式。

3教学改革的主要内容

在课程教学活动中，根据“遥感地学分析与应用”课程教学目标、特点及我校该课程的教学现状，确定具体、系统的教学内容，采取合适的教学手段，着力解决和完善课程建设的关键环节。

3.1教学内容，坚持课程理论性、实践性与前瞻性的统一

遥感地学分析与应用是理论、技术与应用相结合的学科，课程没置必须充分估计这三者的有机结合与渗透，遵循模块化教学构建思想，坚持课程的理论性、实践性与前瞻性的统一。在教学实践中，根据社会需求和遥感的新领域与新动态，及时调整和优化课程体系，采用项目式教学，完善和丰富教学内容，不断发挥和扩大我校在地理科学研究方面的优势，融入本学科前瞻性的知识和教师的科研成果，让学生了解本学科近年来的发展情况和发展趋势，激发学生的学习热情，调动学生的想象力，有利于学生创新思维能力的培养和提高。

3.2突出学生实践创新能力的训练和培养

在不断完善教学硬软件条件的基础上，改革教学模式，充实和完善实践教学内容，进行专题式教学探索。以提高本科生主动学习能力、科研能力为导向，通过不同专题式项目，让学生

在掌握理论的基础上，进行遥感数据获取与下载，数据处理，信息提取与分析等来系统掌握遥感软件的主要功能和影像处理分析的主要操作方法。基于新型教学模式不仅可以提高动手操作能力，还可以深入理解遥感影像信息提取与分析应用的基本理论和方法;实践教学与理论教学相辅相成，对学生进行严格的科学思维训练、良好的专业技能训练以及创新意识的培养，能运用所掌握的理论知识和技能从事地学应用与研究，成为具有独立思考问题、解决问题的复合型专业人才，满足社会对地理信息科学专业层次人才的需求。

以“学一导多元立体化互动”的开放教学模式为基础，使“学生学习主动化、资源整合多元化、课程讲授多样化、学习支持立体化”。这种教学模式的特点是精简的讲授，高技术强化的学习环境，合作性的学习小组，以及师生间的高度互动[5，6]。通过对遥感地学分析与应用课程教学中进行上述多元化教学模式的探索与实践，将会进一步提高教学质量，在高校竞争中提高核心竞争力。

3.3优化教学内容，改进教学方式，在教学中通过整合和搭建教学专题资源库，为学生提供多种可选择的资源，注重学生自主学习，优化能力的培养

以项目方式，将理论与实践紧密结合，通过改进教学方式，引导学生自主学习，加强学生之间的合作，比如采用混合式教学、在线课堂与大学课堂结合进行翻转课堂式教学等[7]。这对改变学生被动学习习惯、激发学生学习兴趣、提高课堂教学效果有极大的促进作用。

3.4教学考核方式的改革。

在以往的课程考核中，多是采用考试或撰写实践报告等传统的评价方式。而针对遥感地学分析与应用课程，并不是单独对某课程的理论知识进行评价，而是结合项目节点为基础的评价体系。需要制定多元化考核方式。

4教学内容改革的主要方式

围绕上述教学改革主要内容，采取以下方式，重点在培养高素质、创新型人才。针对理论知识和实践操作分别采用不同的实施方法。

传统教学方式以老师讲授、板书为主，针对遥感课程，不能很好的调动学生听课的积极性。为提高学生听课的兴趣和热情，可制作形象的、精致的、动态的多媒体课件PPT展示教学内容。特别是实践教学中，可制作操作步骤课件，并逐步投放到大屏幕上，方便学生学习理解;对于较复杂的操作，还可以使用屏幕录像制作实践操作教学步骤，以节约教师反复教学的时间，提高教学效率。

除了制作美观、清楚的多媒体课件外，还需改革传统的完全由教师为主导的“讲授式”教学方式，采用多元教学手段，激发学生积极思维，变被动接受式的学习为交互式学习，克服课堂教学的单一化和模式化。多元化的教学方式如下。

（1）分组讨论式教学

“遥感地学分析与应用”课程，强调遥感技术在地学中的综合应用，在教学形式设计中应给与学生充分的自主学习、自主归纳总结的学习空间，比如热点专题应用理论授课结束后，让学生以小组形式，查阅中英文文献资料，明确拟解决科学问题，从遥感数据获取，数据预处理，结果分析到撰写报告，独立完成。最后各组制作演示文档，进行讲解与讨论。

（2）提问式教学

该课程是集方法和应用为一体的特色性课程，教学过程中还需要强化策略意识，可以采用“提问式”教学方式。由教师在课上给定一个问题，要求学生在课堂上思考，而后进行提问以检查学生的理解情况，这种方式能有效活跃课堂的学习气氛，增强学生的实践机会，提高自信心，将学生的被动学习情绪转变为主动学习意识。

（3）案例式教學

“遥感地学分析与应用”课程的最终落脚点在应用上，所以案例教学是该课程需要采用的另一主要教学法。加强理论和应用的本末贯通，避免两个环节的脱节，即在课堂教学中使学生真正理解实现某个目的要做什么，而在案例教学中要让学生真正理解这么做是为了什么，实际的教学经验证明这个问题在“遥感基础原理”课中也是同等重要。

2我校遥感地学分析与应用课程现状分析

目前我校GIS专业“遥感地学分析与应用”课程存在的主要问题如下。

（1）教学内容更新滞后明显。遥感技术日益更新，但教材建设与课程建设不同步，教材内容更新滞后明显。据调查，GIS专业的部分教材内容老化、重复、质量低，实验教材与实践平台不配套等问题[3]。“遥感地学分析与应用”课程应跟踪本专业的快速发展及社会需求。这就要求在完成基本教学内容的基础上，紧盯前沿，及时让学生了解遥感技术的最新动态[4]。为此，对遥感授课老师要求较高，需要了解学科前沿理论，及时给学生补充前瞻性内容。

（2）教学模式单一化，对学生缺乏足够吸引能力。目前的课程多以传统的灌输式为主，缺乏互动性。需要探索能调动学生自主学习能力的教学方法。

（3）考核评价方式单一。现阶段，遥感地学分析与应用课程仍沿袭理论考试或撰写实践报告等传统考核评价方式。而对于该课程，传统考核方式并不能有效反映学生的真实水平，更

不利于科研水平、应用能力的提高。因此，有必要研究能促进学生动脑能力、动手能力和提高理论联系实际的考核模式。

3教学改革的主要内容

在课程教学活动中，根据“遥感地学分析与应用”课程教学目标、特点及我校该课程的教学现状，确定具体、系统的教学内容，采取合适的教学手段，着力解决和完善课程建设的关键环节。

3.1教学内容，坚持课程理论性、实践性与前瞻性的统一

遥感地学分析与应用是理论、技术与应用相结合的学科，课程没置必须充分估计这三者的有机结合与渗透，遵循模块化教学构建思想，坚持课程的理论性、实践性与前瞻性的统一。在教学实践中，根据社会需求和遥感的新领域与新动态，及时调整和优化课程体系，采用项目式教学，完善和丰富教学内容，不断发挥和扩大我校在地理科学研究方面的优势，融入本学科前瞻性的知识和教师的科研成果，让学生了解本学科近年来的发展情况和发展趋势，激发学生的学习热情，调动学生的想象力，有利于学生创新思维能力的培养和提高。

3.2突出学生实践创新能力的训练和培养

在不断完善教学硬软件条件的基础上，改革教学模式，充实和完善实践教学内容，进行专题式教学探索。以提高本科生主动学习能力、科研能力为导向，通过不同专题式项目，让学生在掌握理论的基础上，进行遥感数據获取与下载，数据处理，信息提取与分析等来系统掌握遥感软件的主要功能和影像处理分析的主要操作方法。基于新型教学模式不仅可以提高动手操作能力，还可以深入理解遥感影像信息提取与分析应用的基本理论和方法;实践教学与理论教学相辅相成，对学生进行严格的科学思维训练、良好的专业技能训练以及创新意识的培养，能运用所掌握的理论知识和技能从事地学应用与研究，成为具有独立思考问题、解决问题的复合型专业人才，满足社会对地理信息科学专业层次人才的需求。

以“学一导多元立体化互动”的开放教学模式为基础，使“学生学习主动化、资源整合多元化、课程讲授多样化、学习支持立体化”。这种教学模式的特点是精简的讲授，高技术强化的学习环境，合作性的学习小组，以及师生间的高度互动[5，6]。通过对遥感地学分析与应用课程教学中进行上述多元化教学模式的探索与实践，将会进一步提高教学质量，在高校竞争中提高核心竞争力。

3.3优化教学内容，改进教学方式，在教学中通过整合和搭建教学专题资源库，为学生提供多种可选择的资源，注重学生自主学习，优化能力的培养

以项目方式，将理论与实践紧密结合，通过改进教学方式，引导学生自主学习，加强学生之间的合作，比如采用混合式教学、在线课堂与大学课堂结合进行翻转课堂式教学等[7]。这对改变学生被动学习习惯、激发学生学习兴趣、提高课堂教学效果有极大的促进作用。

3.4教学考核方式的改革。

在以往的课程考核中，多是采用考试或撰写实践报告等传统的评价方式。而针对遥感地学分析与应用课程，并不是单独对某课程的理论知识进行评价，而是结合项目节点为基础的评价体系。需要制定多元化考核方式。

4教学内容改革的主要方式

围绕上述教学改革主要内容，采取以下方式，重点在培养高素质、创新型人才。针对理论知识和实践操作分别采用不同的实施方法。

传统教学方式以老师讲授、板书为主，针对遥感课程，不能很好的调动学生听课的积极性。为提高学生听课的兴趣和热情，可制作形象的、精致的、动态的多媒体课件PPT展示教学内容。特别是实践教学中，可制作操作步骤课件，并逐步投放到大屏幕上，方便学生学习理解;对于较复杂的操作，还可以使用屏幕录像制作实践操作教学步骤，以节约教师反复教学的时间，提高教学效率。

除了制作美观、清楚的多媒体课件外，还需改革传统的完全由教师为主导的“讲授式”教学方式，采用多元教学手段，激发学生积极思维，变被动接受式的学习为交互式学习，克服课堂教学的单一化和模式化。多元化的教学方式如下。

（1）分组讨论式教学

“遥感地学分析与应用”课程，强调遥感技术在地学中的综合应用，在教学形式设计中应给与学生充分的自主学习、自主归纳总结的学习空间，比如热点专题应用理论授课结束后，让学生以小组形式，查阅中英文文献资料，明确拟解决科学问题，从遥感数据获取，数据预处理，结果分析到撰写报告，独立完成。最后各组制作演示文档，进行讲解与讨论。

（2）提问式教学

该课程是集方法和应用为一体的特色性课程，教学过程中还需要强化策略意识，可以采用“提问式”教学方式。由教师在课上给定一个问题，要求学生在课堂上思考，而后进行提问以检查学生的理解情况，这种方式能有效活跃课堂的学习气氛，增强学生的实践机会，提高自信心，将学生的被动学习情绪转变为主动学习意识。

（3）案例式教学

“遥感地学分析与应用”课程的最终落脚点在应用上，所以案例教学是该课程需要采用的另一主要教学法。加强理论和应用的本末贯通，避免两个环节的脱节，即在课堂教学中使学生真正理解实现某个目的要做什么，而在案例教学中要让学生真正理解这么做是为了什么，实际的教学经验证明这个问题在“遥感基础原理”课中也是同等重要。