“環境遙感”課程改革與實踐

陳莉 胡靖瑤 夏燕秋 郭秦 張興輝

摘 要：本文以師范院?！碍h境遙感”方向課程為基礎，分析了該課程在教學過程中遇到的問題，探討了課程改革及組織實施情況。實踐證明，“環境遙感”方向課程的各項改革能有效地提升學生的理論基礎和實踐能力。

關鍵詞：課程改革；環境遙感；實踐教學

改革開放以來，我國高等教育培養了大批專業技術人才，社會整體素質明顯提高，從精英教育向大眾化教育過渡，為國民經濟的快速發展提供了強大的推動作用［1］。隨著我國對太空探索的成功，讓我們對地球內外的情況有了更多、更深層次的了解［2］。人們對航天的興趣越來越大，激發了遙感學科的迅猛發展。

各大高校的培養方案從最開始的遙感原理的基礎了解，逐漸加入深入的遙感方向課程。我校歷來重視課程教育，先后頒布了一系列的文件，促進教師的教學水平、學生對知識的掌握能力。如何上好遙感方向課程對教師始終是一巨大考驗。首先遙感技術的不斷發展，要求教師對所授專業知識的掌握要更準確、實時；其次，不同年級、不同時期對遙感方向課程的要求也在不斷擴充、調整。在此基礎上，如何更好地引導學生在學習好基礎課程的同時掌握遙感方向課程的內容往往又是一大難點。

“環境遙感”是我校遙感專業的方向課程，在學生大三上學期開設。本文以我?！碍h境遙感”課程的教學為例，在分析了遙感專業在方向課程學習時所面臨的挑戰與問題的基礎上，從課堂內外探討了該課程教學改革的情況，從而探索出針對我校遙感專業不同學習能力、不同發展方向的學生的實踐教學模式，提高學生的理論與實踐動手能力。

1 課程設置及條件

1.1 遙感專業課程設置

我校遙感專業在遙感方面設置的課程一般包括專業基礎課、專業核心課、專業方向課。專業基礎課為“遙感與地理信息科學導論”“地圖學”等，這些課程是后期遙感實驗課程及遙感理論的基礎，因此，專業基礎課的目標是讓學生掌握最基礎的理論知識。專業核心課是在具有一定遙感專業理論的基礎上對遙感更深層次的理解，主要包括“遙感原理與應用”“遙感數字圖像處理”“攝影測量學”“遙感地學分析與應用”等。這些課程的設置讓學生更深入地了解遙感，培養學生的專業操作能力。方向課程主要涉及“環境遙感”“微波遙感”“土地利用遙感動態監測”“高光譜遙感”“生態環境遙感監測技術”“地理國情監測原理與方法”“無人機測繪”等，這些課程讓學生從不同的方面了解遙感的發展，學習遙感各個方面的具體應用及提升解決實際問題的能力，增強專業知識與技能，從之前的普適性方法，到專業問題專業解決，實現對前期理論知識與專業能針對性地應用。這些課程科學合理地讓學生循序漸進地了解并掌握遙感的理論知識、實踐操作、具體應用。明確解決實際問題的基礎過程，進一步掌握環境遙感方向應用的理論基礎和分析方法，為從事遙感研究工作奠定知識基礎。

1.2 專業基礎條件

在實驗條件方面，我校在構建“環境遙感”校級一流課程時已建有遙感技術應用基礎實驗室，具備相關的實驗軟件平臺及相關數量的Landsat衛星影像、Quickbird影像、Modis影像和無人機航飛影像。學院重點實驗室、流域生態環境與地理信息技術中心等科研平臺，為學生參與教師科研課題和服務社會經濟提供了強力的支持。此外，我校還與多家科研院所和公司建有校地合作實踐基地，合作單位也在不斷增加。

2 課程教學中遇到的問題

2.1 環境遙感教材欠缺

第一屆（17.5級）選用的是《環境遙感》（王橋等，2005年01版），專業方向針對性強，知識點更新不及時。18級、19級教學時采用的是《遙感原理與應用》（沙晉明等，2017年06月版），專業基礎知識的講解占比過多，遙感在環境方面的應用講解過少、不深入。20級的學生采用的是《環境遙感原理與應用（第二版）》（賈海峰，2022年02月），該書理論與遙感在環境方向的講解占比適中。該書提供了遙感在環境方向的案例講解，不足的是，沒有配備對應的實驗數據。之前在進行實驗課程教學時，是與同期的“遙感地學分析”課程共同使用“遙感地學應用實驗教程”，再配以另外的實驗。

2.2 理論教學與實驗教學比例失調

遙感專業涉及遙感方向的課程偏多，如大一上學期的“遙感與地理信息科學導論”課程讓學生對專業知識有了初步了解；在大二上學期的時候，“遙感原理與應用”課程的學習又讓學生進行了理論的深入教學與軟件的初步教學；大二下學期“遙感數字圖像處理”課程加深了學生軟件的操作。而大三上學期時，專業課程“遙感地學分析與應用”（52理論+24實驗）與方向課程“環境遙感”（24理論+16實驗）同時開課?！斑b感地學分析與應用”理論課時較多，且部分理論知識與“環境遙感”方向課程重復，在“環境遙感”課程學習時學生的實踐能力沒有得到充分的培養。此外，由于實驗課時有限，導致教學內容局限于教材，難以保證學生對理論的理解和實踐技能的提升。了解此項問題后，我們在20級調整了課時，變為16學時的理論和48學時的實驗，在去年的教學過程中，發現學生雖然對軟件的應用能力得到較好提升，對于理論的掌握度不高。

2.3 授課內容重復

在17級教學過程中，發現盡管前期已經開設了很多遙感專業的課程，但在進行“環境遙感”教學時，發現學生理論知識遺忘嚴重，軟件學完沒多久很多操作就已經忘記，有些操作只知道做，卻不知道為什么那樣做，這就會花費很多時間去補講之前的內容，造成課程內容的重復講解。歸根結底就是學生學習態度的問題，雖然通過對20級、21級培養方案的解讀，以及多位教師聯動，讓學生對后續課程有了初步了解，就目前29級的情況來看，成效并不理想。

2.4 龐雜的網絡資源

在構建“環境遙感”校級一流課程時，采用的調整前的教學材料。后期培養方案調整，教學內容和實驗內容也發生了變化。前期的大部分內容與其他課程銜接出現問題，先修課程也不滿足教學要求。因此在課程網站不斷引入其他相關課程資源，相關的配套書籍也隨之增加。此外，“慕課”“愛課程”“網易公開課”等也有很多遙感相關的課程資源也在逐漸更新引入中。對于如此多的課程資源，學生是否能很好地利用充滿了不確定性。

3 課程改革及組織實施情況

3.1 理論教學內容的調整

以前的教學內容主要涉及環境遙感技術體系介紹和土地遙感等7個專題遙感。在發現與“遙感地學分析與應用”課程內容出現重復、調整了理論與實驗課時后，與“遙感地學分析與應用”的授課教師商量后對課程進行了調整，調整后的課程主要涉及環境遙感概述、遙感數據的不確定性和尺度問題［3］、大氣遙感、災害遙感。新增數據的不確定性和尺度問題是前幾屆授課時沒用重點講解的，也是學生最容易出錯的地方。

3.2 實驗內容的調整

與“遙感地學分析與應用”課程教師合作，采用同一本實驗教材（《遙感地學應用實驗教程》），明確兩門課側重講解的實驗部分，再根據調整后的課時來設計本門課程的實驗。調整后的實驗主要采用基礎實驗+專題實驗的形式，具體安排見下表。課程的設計采用小組分工合作+個人技能展現的模式，讓學生先通過小組合作的模式互通有無，再通過個人任務的設置來檢驗學生的實際動手能力。

3.3 多教師、多課程聯動教學

在具體的教學過程中，每年首先確定學生對基礎知識的掌握程度，再與“遙感地學分析與應用”課程教師商榷，確定各自側重講解的理論與實驗部分，制定兩門課具體的實驗內容，確保課程出現重復性講解。其次，加強學生對課程體系的構建。在20級學生學習“遙感原理與應用”課程時，就曾請“遙感地學分析與應用”與“環境遙感”課程教師深入課堂，開展1～2課時的講解，實現不同課程之間的聯動，讓學生明白現階段課程的重要性，同時對以后課程的學習形成初步印象，端正學習態度。

3.4 教學模式的調整

倡導學習靈活教學。把一部分時間交給學生，讓學生自己解決問題，自己解決不了再進行小組討論、班級討論。把理論應用于學生常見的問題與生活實際，同時通過改變資料的表達形式、看電視、電影、討論及課程比賽等來豐富課程內容。此外，通過讓學生學習用發展的觀點、局部與整體統一的觀點來面對生活學習?？梢圆捎孟冗M的技術手段，如對分易公眾號，提前設置一些課堂互動環節，如課堂隨機提問、實時疑問的彈幕等。不同認知水平與不同視角下的學生采用不同的表現方式實現更鮮明的“個性化”能力建設。

3.5 教學方法的改善

在選擇教學方法時，切忌“一言堂”，教學要有激情，要能夠感染學生，讓他們能夠主動地參與其中，調動學生的學習積極性。其次，主動與學生建立亦師亦友的關系。將自己定位為學生的教師和朋友，這種關系才能消除師生的隔膜，使雙方處于平等的地位?，F如今國內大學生與教師的聯系僅僅是發生在課堂上，課后學生基本見不到教師，這很不利于教學。最后，課堂上的互動不應該只是簡單問答，而應該就具體問題與學生進行討論，讓學生參與其中。學生思考過程中，穿插著不同教學知識重點內容的反復回味與推敲，從而提高知識的掌握水平。

3.6 實踐體系的完善

在教學環節中，以學生為中心，小組相互演示，學生依照教師給出的實習手冊進行操作。遇到問題，教師暫時不解決，要求學生先自己解決，自己不能解決再進行小組討論思考，小組不能解決就直接進行班級內部懸賞（平時成績加分），班級內部還不能解決就進行教師引導、分小組討論解決。經過思考階段的鍛煉，學生理論知識水平得到提升，這時候再進一步引導學生實現心中所想，不斷嘗試，努力去解決復雜工程問題。為保持學習上升勁頭，需要合理的激勵措施，而最好的方式是給予其學習成果的肯定。通過參加各類競賽，提高自身創新能力，力爭取得競賽榮譽，從而不斷加強學習動力，永遠保持前進。

4 持續建設計劃

4.1 教材的建設

《環境遙感》（王橋等）的專業方向針對性強，知識點更新不及時；《遙感原理與應用》（沙晉明等）專業基礎知識的講解占比過多，遙感在環境方面的應用講解過少、不深入；《環境遙感原理與應用（第二版）》（賈海峰）沒有配備對應的實驗數據。通過對20級、21級培養方案的解讀，以及多位教師聯動，后期可根據學生的具體情況，適當采用自編教材，更貼合學生實際。

4.2 教學隊伍的建設

區域聯動的教研，為提升教師核心素養，同時也為教師的發展和快速成長提供了一個展示、學習和交流的平臺。但目前參與到“環境遙感”課程的只涉及部分從事遙感教學的教師，數量少；其次只是遙感方向，后期可加入地理信息系統、攝影測量學等其他專業課程教師，以及“大學物理”“線性代數”等公共課教師。充分利用教學團隊的力量，為這門課的改革貢獻智慧，協調理論課教學與實踐課教學之間的關系，避免理論與實踐“兩張皮”。另外，教師要提高自身的職業修養、專業素養，以更好地與學生進行互動和溝通。

4.3 課程思政的融入

全國會議上反復強調政治思想課程的重要性，提醒廣大教師在給學生上課時，一定要讓學生樹立正確的三觀，把實現個人價值與黨和國家的前途命運緊密聯系在一起，真正成為社會主義事業的建設者和接班人，真正做到學有所成、學有所成。把理論與應用和學生常見的問題與生活實際相結合，同時通過改變資料的表達形式，看電視（《功勛》）、電影（《長津湖》《飛天》等），討論及課程比賽等來豐富課程內容。此外，通過讓學生學習用發展的觀點、局部與整體統一的觀點來面對生活學習。

4.4 調整理論與實驗學時

20級在有限的學時內不能將專題講得透徹，實驗學時過多，在有限的范圍內，學生可選的實驗受到限制。建議在總的教學學時不變的情況下，理論學時與實驗學時各32學時。在理論章節后即開展章節相關的實踐操作，通過即時的實踐操作鞏固理論課的教學成果，期末再通過完整的項目將所有內容串聯起來，達到整體復習的效果。

結語

在后期的繼續改革中，將“怎樣才能真正促進師生有效互動、教學提質之所想”“怎樣設計課程教學才能滿足學生工作、考研之所需”作為課程建設的基礎目標。建立客觀而真實的現場觀察，讓學生從課堂連線、校企合作中去真正看見和聽見，從中明白自己的不足，完善自己的人生規劃，同時也讓我們明白教育教學、隊伍發展之所需、所急與所痛，從而有效完善自身，為促進學院和學校的發展貢獻一份力。

參考文獻：

［1］段作章.關于高等教育大眾化若干問題的思考［J］.江蘇大學學報（高教研究版），2002（04）：38.

［2］彭俊宇.遙感技術在自然資源調查監測中的應用探究與討論［J］.科技風，2023（09）：7274.

［3］柏延臣，王勁峰.遙感數據專題分類不確定性評價研究：進展、問題與展望［J］.地球科學進展，2005（11）：6673.

項目來源：綿陽師范學院校級一流課程建設項目（MnuJY220038）；綿陽師范學院校級教學研究與改革項目（MnuJY210348）；綿陽師范學院省級一流課程建設項目（MnuJY20266）

作者簡介：陳莉（1989— ），女，漢族，四川簡陽人，博士研究生，講師，主要從事3S原理與應用研究。