應(yīng)用型高校“遙感概論”教學(xué)模式的探索

李 巍，王蘭霞

（1.黑龍江科技學(xué)院 建筑工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150027；2.東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001）

“遙感概論”是地理類本科生專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程系統(tǒng)介紹了遙感基本理論、方法和應(yīng)用技術(shù)，是現(xiàn)代信息社會中地理學(xué)類專業(yè)本科生必須具備的專業(yè)基礎(chǔ)之一，是“3S”技術(shù)體系及高校建設(shè)“3S”課程群的核心和基礎(chǔ)。在低年級，如何引導(dǎo)學(xué)生盡快入門，在高年級，又如何使學(xué)生奠定職業(yè)的工程設(shè)計理論和方法技能，雖然在高校進行過教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的反復(fù)改革實踐，但收效甚微，其實效性還有待進一步提高。在遙感概論課程教學(xué)模式改革中，吸取西方國家提出的CDIO工程教育理念，積極發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，加強對應(yīng)用型高校學(xué)生的工程精神和工程意識的培養(yǎng)。

1 CDIO工程教育理念

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。美國麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等4所大學(xué)組成的跨國研究機構(gòu)經(jīng)過四年的研究，提出CDIO工程教育理念。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程［1］。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力4個層面，大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這4個層面達到預(yù)定目標(biāo)。CDIO工程教育理念從誕生至今，獲得了世界范圍的認可與采用。迄今，已有多所世界著名大學(xué)全面實施該教育理念，完善教學(xué)大綱，并取得了良好的教學(xué)效果和社會效益。本文擬在通過對CDIO工程教育理念進行本土吸收，參考兄弟院校的教學(xué)改革經(jīng)驗，對遙感概論課程教學(xué)嘗試“項目教學(xué)、導(dǎo)向體驗”，主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、整合教學(xué)內(nèi)容、改變教學(xué)方式、改革考核方式等方面。

在遙感原理與方法教學(xué)中引入CDIO理念，使學(xué)生能在課程學(xué)習(xí)過程中不僅掌握遙感基本的理論知識和基礎(chǔ)技能，同時對學(xué)生分析與解決問題、創(chuàng)新精神的培養(yǎng)也是一種行之有效的途徑。

2 “遙感概論”課程概述

遙感技術(shù)對資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理學(xué)生而言，遙感技術(shù)是解決資源、環(huán)境及地學(xué)實際問題的數(shù)據(jù)源。解決遙感圖像處理、信息提取等實際問題，CDIO能力尤其重要?！斑b感概論”課程在黑龍江科技學(xué)院的教學(xué)中以本科生為主要對象，主要介紹遙感基本理論、方法和應(yīng)用技術(shù)，通過該課程教學(xué)與實習(xí)，達到以下的教學(xué)目標(biāo)：①了解遙感物理基礎(chǔ)、遙感成像機理和影像解譯原理；②了解遙感技術(shù)系統(tǒng)，掌握遙感圖像處理技術(shù)；③了解并掌握航空照片、多光譜遙感圖像、熱紅外遙感圖像、雷達圖像（SAR）和高光譜遙感圖像等不同類型遙感圖像解譯方法，以及運用遙感圖像進行地學(xué)分析和綜合研究方法與技能；④了解遙感技術(shù)進展和“3S”系統(tǒng)的綜合應(yīng)用；⑤學(xué)會系統(tǒng)分析遙感實踐中的問題；⑥在遙感項目實踐中具備進行團隊合作的能力；⑦具備設(shè)計和實施遙感項目的能力。

3 “遙感概論”教學(xué)模式探索

在傳統(tǒng)的“遙感概論”課程教學(xué)中，重理論輕實踐，注重強調(diào)知識的理論性和系統(tǒng)性，而忽略了各學(xué)科知識之間的聯(lián)系。目前，學(xué)校經(jīng)常采用的“遙感概論”課程教學(xué)方式分為理論教學(xué)和實驗教學(xué)兩個主要部分。從理論學(xué)習(xí)到實驗實踐，傳統(tǒng)教學(xué)模式固然有一定的優(yōu)勢。但是，要讓應(yīng)用型高校培養(yǎng)的學(xué)生在畢業(yè)后進入單位能夠直接介入項目，實現(xiàn)“零適應(yīng)期”的培養(yǎng)目標(biāo)，“遙感概論”課程的教學(xué)模式就要進行實質(zhì)性的改革。

3.1 轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，注重工程能力、工程精神、工程意識等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)

在學(xué)生入校以后就引進工程教育的理論課程和實踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生廣泛接觸實際工程問題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)初期就形成工程概念和工程意識，這是CDIO工程教育理念中實現(xiàn)工程能力培養(yǎng)的重要條件。在應(yīng)用型高校資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的現(xiàn)有培養(yǎng)方案中，訓(xùn)練學(xué)生工程實踐能力的課程較少，培養(yǎng)學(xué)生的工程經(jīng)驗、工程意識的教學(xué)環(huán)節(jié)較少，強調(diào)學(xué)科知識之間的交叉性和綜合性的課程較少。盡管在高年級階段，也開設(shè)了一些相關(guān)工程實踐、工程意識、工程能力培養(yǎng)的課程，如到生產(chǎn)單位進行生產(chǎn)實習(xí)等。但是，學(xué)生都是分散到各個實習(xí)單位的，并沒有形成嚴格的考核機制，這就如同一盤散沙，無法進行正確的宏觀調(diào)控，在實習(xí)過程中，學(xué)生很難真正把所學(xué)的理論知識與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，取得有效的實習(xí)效果。在專業(yè)培養(yǎng)方案中，多設(shè)置關(guān)于工程能力訓(xùn)練的課程教學(xué)環(huán)節(jié)，有利于促進學(xué)生在大學(xué)階段實現(xiàn)向工程意識的轉(zhuǎn)變，真正做到畢業(yè)后與企業(yè)之間的“零適應(yīng)期”?！斑b感概論”課程教學(xué)要想取得較好的教學(xué)效果，與現(xiàn)有工程實踐實現(xiàn)零接軌，就必須重視學(xué)生的課外實習(xí)環(huán)節(jié)，把培養(yǎng)學(xué)生工程意識和工程實踐能力貫穿課程教學(xué)當(dāng)中。例如，在遙感影像目視解譯理論教學(xué)以后，分組讓學(xué)生做外業(yè)調(diào)查，要求對遙感目視解譯的原理及方法做詳細深入了解，調(diào)研結(jié)束后，讓學(xué)生輪流走上講臺，對本組外業(yè)調(diào)查的結(jié)果進行匯報，并提出目視解譯方案。

3.2 整合教學(xué)內(nèi)容，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，實施專題教學(xué)和項目教學(xué)

整合教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建針對工程能力訓(xùn)練的課程，實施專題教學(xué)和項目教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力和工程意識，是CDIO工程教育理念培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計能力的重要環(huán)節(jié)。以往的“遙感概論”實驗一般是全班甚至全年級同做一個實驗題目，這種教學(xué)方式?jīng)]有考慮到學(xué)生個體的差異性，這就導(dǎo)致學(xué)生對學(xué)習(xí)感到枯燥乏味，沒有主動參與學(xué)習(xí)的熱情，缺乏創(chuàng)新能力?！斑b感概論”課程的實驗教學(xué)應(yīng)以人為本，一改以往所有學(xué)生實驗題目千篇一律的傳統(tǒng)做法，以學(xué)生為主體，實驗題目提倡多樣化，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。教師應(yīng)從日常生活、工程實際中廣泛收集較為合適的實驗項目，并建立實驗課題庫，提倡真題真做或真題假做。

除課堂教學(xué)外，還應(yīng)聘請經(jīng)驗豐富的從事遙感技術(shù)理論及應(yīng)用研究的專家做專題講座，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣，同時使學(xué)生了解了專業(yè)的新知識，對專業(yè)的發(fā)展更加關(guān)注。教學(xué)應(yīng)將課堂延伸到企業(yè)及項目現(xiàn)場等，讓學(xué)生親身感受工程實踐環(huán)節(jié)。這種情景式的項目教學(xué)方法能夠鍛煉學(xué)生的分析能力和表達溝通能力，更好地培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力，真正做到理論與實踐結(jié)合。經(jīng)過模擬項目的實踐，力求縮短畢業(yè)生從學(xué)校到企業(yè)的適應(yīng)期［2］。

3.3 改變教學(xué)方式，以互動式教學(xué)為前提，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作精神

改變教學(xué)方式，以互動式教學(xué)為前提，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作精神，是CDIO工程教育理念培養(yǎng)學(xué)生人際團隊能力，實現(xiàn)工程設(shè)計實踐的重要手段。在我國傳統(tǒng)的教育背景下，學(xué)生幾乎沒有受到過實地項目和團隊工作的實際訓(xùn)練，學(xué)生個體意識比較強烈，自我意識比較盲目，在個性上比較獨立和張揚，喜歡展示個人能力。在教學(xué)中，教師應(yīng)從多個環(huán)節(jié)注重對學(xué)生溝通交流能力和團隊協(xié)作精神的培養(yǎng)。

在“遙感概論”課程教學(xué)中，根據(jù)本專業(yè)教師的項目情況制定若干與之相關(guān)的有關(guān)遙感技術(shù) 和組織、管理的題目，將學(xué)生分組并自選一組題目，利用課余時間參與到教師項目中，自己獲得題目的答案或解答方式。學(xué)生根據(jù)選題確立分組，每組3～5名同學(xué)并選出組長。組長是本組團隊的核心，應(yīng)領(lǐng)導(dǎo)本組成員構(gòu)思立意方案。組長按照項目課題進行輪換，讓學(xué)生理解項目課題中的不同角色，從不同角度增加協(xié)作和溝通能力。該環(huán)節(jié)的設(shè)計思路是讓學(xué)生從實際問題（項目實際問題，非虛擬實驗問題）出發(fā)，帶著問題進行學(xué)習(xí)以實現(xiàn)對學(xué)生能力的培養(yǎng)。通過小組組合，能夠充分發(fā)揮每個學(xué)生的特長，集思廣益，互相合作，讓學(xué)生感到參與課堂教學(xué)、參與團隊協(xié)作是一件快樂有意義的事情。使學(xué)生體會到團隊的力量，形成團隊協(xié)作意識，增強自信心和責(zé)任感，為將來在工作崗位上的合作奠定基礎(chǔ)。由于課題是學(xué)生自己選定的，學(xué)生的主動參與意識較強，設(shè)計的積極性提高。在“遙感概論”理論教學(xué)中，應(yīng)全面采用案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法。針對本科生缺乏實際項目經(jīng)驗的特點，教師在教學(xué)過程中應(yīng)加入大量實地案例。啟發(fā)式教學(xué)是引導(dǎo)學(xué)生就設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)的問題進行不同方位、不同層次的思考。

3.4 改變教學(xué)方法，建立以提高師生整體外語水平為前提的“遙感概論”課程雙語教學(xué)體系

遙感課程不同于其它課程，它是實踐要求很高的課程，而我們所接觸的遙感軟件基本上都是英文版的。可見外語在遙感課程中的重要性，所以雙語教學(xué)是學(xué)好遙感課程、培養(yǎng)現(xiàn)代化人才的必然要求。雙語教學(xué)應(yīng)該是外語講授、漢語解疑的教學(xué)過程，相互交叉、滲透，形成外語講授為主、漢語解疑為輔、學(xué)生理解為根本目的的教學(xué)模式。

3.5 拓寬教學(xué)平臺，構(gòu)建以“遙感概論”課程為例的“3S”技術(shù)網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)平臺

根據(jù)遙感原理課程枯燥的教學(xué)特點，利用多媒體可以減少枯燥的學(xué)習(xí)氛圍。多媒體的多元素表達、視覺的沖擊，圖文并茂、生動形象在一定程度上可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)散學(xué)生學(xué)習(xí)思維，撞擊學(xué)生創(chuàng)造性思維。不同的知識點難易程度也不盡相同，既要講授知識，更要把講授的過程滲透到學(xué)生的學(xué)習(xí)生活中。合適的多媒體課件給了學(xué)生在課下學(xué)習(xí)的機會，也給了他們重溫課堂講授回味知識提供了不可多得的媒介。

“遙感概論”是一個理論技能要求相當(dāng)高的課程，因此建設(shè)資料庫為學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)資料是相當(dāng)必要的。①案例分析、習(xí)題、多種教學(xué)課件，案例分析給學(xué)生們不只是學(xué)習(xí)資料，而且是鍛煉他們解決實際問題、熟悉解決問題的步驟、注意事項，它達到的效果不是做一堆習(xí)題和看課件所能達到的。但是習(xí)題是檢驗知識掌握情況的試金石，也不能說不做。多種教學(xué)課件可以展示不同的教學(xué)理念，體現(xiàn)遙感課程價值，激發(fā)學(xué)生的求知欲（最好是能找到知名教授的課件更好）；②隨時提問、動態(tài)交流、互相學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，這樣很大程度上消除時間和空間的限制，有問題可以隨時交流，便于提高遙感課程學(xué)習(xí)的效率；③根據(jù)學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)進行學(xué)習(xí)的情況給以適當(dāng)鼓勵，如考試加分、推薦實習(xí)，當(dāng)然只就需要老師們付出更多的時間及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，也才能適時加以引導(dǎo)。

3.6 改革考核方式，注重過程考核和能力考核，堅持考核形式的多樣化

“遙感概論”作為專業(yè)核心課程，應(yīng)注重對其過程考核和能力考核，堅持考核形式的多樣化，這是CDIO工程教育理念考核學(xué)生工程綜合能力的重要依據(jù)。“遙感概論”課程考核應(yīng)以課程性質(zhì)為依據(jù)，在考核管理上，由注重“結(jié)果考核”轉(zhuǎn)向注重“過程考核”?！斑b感概論”課程考核方式應(yīng)以遙感圖像處理軟件操作為主，評圖為輔，交織進行。在考核內(nèi)容上，由注重“知識考核”轉(zhuǎn)向注重“能力考核”，堅持學(xué)以致用的原則，注重考查學(xué)生運用所學(xué)知識提高認識問題、分析問題、解決問題的綜合能力和素質(zhì)［3］。

4 結(jié)束語

基于CDIO工程教育理念下的“遙感概論”課程體系優(yōu)勢明顯，通過探索性的項目設(shè)計，以多媒體教學(xué)模式和項目式教學(xué)模式為手段，培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)知識學(xué)習(xí)的能力，提高個人能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作意識。以產(chǎn)品為導(dǎo)向的工程教育，使得以往理論實踐相脫節(jié)的問題得以改善，強調(diào)了學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。“遙感概論”課程教學(xué)模式改革在構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作方面，也應(yīng)針對學(xué)生個體差異及應(yīng)用型高校專業(yè)培養(yǎng)方案，進行教學(xué)改革設(shè)想和嘗試，旨在尋找一種較好培養(yǎng)學(xué)生工程實踐意識和實踐能力的教學(xué)策略和方法。

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［5］王文福，周秋生，曲建光.基于大工程觀教育理念的測繪工程文化育人策略［J］.測繪工程，2011，20（4）：77－80.

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