《遙感概論》選修課教學模式探討

摘要：遙感技術是一門多學科的交叉學科，《遙感概論》是遙感技術的基礎課程。作為一門選修課，加強實踐環(huán)節(jié)激發(fā)學生學習興趣是提高《遙感概論》課程教學質量的關鍵之一。本文根據(jù)課程特點和實踐經(jīng)驗，提出通過基礎理論知識和科研專題講座相結合、開展遙感實驗課程與第二課堂體驗等方面來提高學生學習的積極性。該方法豐富了教學形式與內容，提高了課程的教學質量，激發(fā)了學生的學習主動性，取得了較好的教學效果。

關鍵詞：遙感概論；教學模式；選修課；學習興趣

一、引言

遙感技術是從遠距離感知目標反射或自身輻射的電磁波從而對目標進行探測和識別的技術。隨著光電信息技術的快速發(fā)展，遙感技術也獲得了迅速的發(fā)展，并廣泛應用于各行各業(yè)，如測繪、地質、環(huán)境監(jiān)測和城市規(guī)劃等等。為滿足社會需求，眾多高等院校開設了《遙感概論》課程，并作為電子工程、光電子等相關專業(yè)的選修課程。為達到《遙感概論》課程較好的教學效果，各高等院校紛紛從課程內容設計、教學方法與手段、實驗教學、課程考核方式改革等途徑進行了大量探索工作，并取得了一定成功。[1-5]雖然教學方式上的改革成效明顯，但還存在一個普遍難題——學生學習興趣、學習積極性主動性缺乏。這其中固然有學生因素，但也有教學上的不足需要彌補。本文將從四個方面探討《遙感概論》選修課教學過程中如何提高學生學習興趣，以達到良好的教學效果。

二、教學模式探討

1.以基礎知識為主線。《遙感概論》這門課程的教學目的是通過學習使學生掌握遙感的基礎知識、遙感的基本原理和方法。增強適應信息時代的素質，在實踐應用和操作方面提高能力，達到能獨力操作與分析的能力。在內容上了解遙感發(fā)展的前沿及發(fā)展趨勢，理解遙感系統(tǒng)的過程，掌握遙感應用的方法及圖像處理方法。課程的主要內容包括遙感所涉及到的基本概念、基本原理與分析方法，如遙感的物理基礎、電磁輻射與地物波譜、遙感成像原理與遙感圖像特征、遙感數(shù)據(jù)處理方法與解譯原理、遙感技術的應用等，同時也注意遙感領域的新近科研成果，與學科的發(fā)展相結合?！哆b感概論》課程作為一門選修課，內容不宜太深，應以基礎概念與原理為主，授課學時（包括實驗）為32學時。另外，遙感技術基本概念較多且相對具有連貫性，涉及的知識面很廣，包括：高等數(shù)學、大學物理、數(shù)電、模電、電磁場與電磁波、數(shù)字信號處理、圖像處理等。因此，在開設本門課程之前，應確保學生先修完相關課程，為本課程的學習打下堅實理論基礎。為讓學生掌握基礎理論知識，盡可能克服被動學習方式，應從教學方式和教學內容上同時進行改進。首先，教學方式上應采用當前較流行的互動式的教學方法，教師講解和學生提問并行，同時輔以答疑時間。通過課堂互動，讓大部分學生能夠理解和掌握課堂講授內容，并跟上課時進度，以提高學生的課堂思考能力和學習興趣。教學過程中還應結合板書和多媒體教學的優(yōu)勢，做到教學進程與教學質量的匹配。其次，為達到較好的教學效果，教學內容上要有重點取舍、優(yōu)化，同時應適當增加一些遙感技術發(fā)展的重大前沿知識，以期提高學生的學習欲望。重點講授基本概念和原理，減少枯燥乏味的理論推導，促使學生牢固掌握課程基礎知識；輔以各基本知識點具體實際應用實例及發(fā)展前景；通過輔以實物或者PPT展示相關器件的實物圖片，盡可能減小課程的抽象感覺，增加學生的感性認知；適當增加最近發(fā)展的前沿新技術、新理論和新方法，通過簡單有趣的講解，提高學生的學習興趣。

2.科研專題。為了提高學生的學習興趣，擴展學生視野，可以在有限的課時里增加一些遙感技術相關的科研專題，如高光譜遙感專題、紅外遙感專題、微波遙感專題等。高光譜遙感（Hyperspectral Remote Sensing）的興起是20世紀80年代遙感技術發(fā)展的主要成就之一，是當前遙感的前沿技術。高光譜遙感利用很多很窄的電磁波波段從感興趣的物體獲得有關數(shù)據(jù)，它包含了豐富的空間、輻射和光譜三重信息。高光譜遙感的出現(xiàn)是遙感界的一場革命，它使本來在寬波段遙感中不可探測的物質，在高光譜遙感中能被探測。高光譜遙感在農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、軍事等領域都有著廣泛的應用。紅外遙感（Infrared Remote Sensing）是指傳感器工作波段限于紅外波段范圍之內的遙感。探測波段一般在0.76～1000微米之間，是應用紅外遙感器（如紅外攝影機、紅外掃描儀）探測遠距離外的植被等地物所反射或輻射紅外特性差異的信息，以確定地面物體性質、狀態(tài)和變化規(guī)律的遙感技術。紅外遙感在資源調查、環(huán)境監(jiān)測、考古、軍事等領域都有著廣泛的應用。微波遙感（Microwave Remote Sensing）是傳感器的工作波長在微波波譜區(qū)的遙感技術，是利用某種傳感器接受地理各種地物發(fā)射或者反射的微波信號，藉以識別、分析地物，提取地物所需的信息。微波遙感的突出優(yōu)點是具全天候工作能力，不受云、雨、霧的影響，可在夜間工作，并能透過植被、冰雪和干沙土，以獲得近地面以下的信息。廣泛應用于海洋研究、陸地資源調查和地圖制圖等領域。作為科研專題主講人，不應僅限于本課程的任課老師。有條件的學校可以以專家講座的形式進行，邀請一些本?；蛲鈫挝幌嚓P行業(yè)的老師、專家、科研工作者進行專題講座。這樣，專題講座的主講人可以從自身的角度出發(fā)與學生一起分享自己的工作，大大激發(fā)學生的學習興趣。此外，由不同的老師來做科研專題講座可以避免一個任課教師知識面或研究領域的單一性。

3.遙感實驗。開展遙感技術相關實驗主要著眼于提高學生的學習興趣、培養(yǎng)學生的動手能力和解決實際問題的能力。內容上應緊密結合當今遙感數(shù)據(jù)、遙感設備、計算機圖像處理工具軟件等的最新現(xiàn)狀和技術，力圖通過學生的動手實踐，使之對遙感的原理、概念、應用有進一步的認識和理解。具體的實驗內容根據(jù)各學校的條件而定，可以選擇地物光譜反射率的野外測定、傳感器的認識及使用實驗、遙感圖像的光學合成原理、遙感圖像處理作為主要的實驗內容。[6]地物光譜反射率的野外測定，該實驗的目是讓學生學習地物光譜的測定方法；認識地物光譜反射率的規(guī)律；學習繪制地物反射光譜曲線。傳感器的認識及使用實驗的目的是讓學生認識照相機的基本構造，了解各部件的功能；初步掌握照相機的操作要領；掌握數(shù)碼相機和計算機之間的傳輸。遙感圖像的光學合成原理實驗的目的是讓學生了解彩色的基本特征和相互關系；掌握三原色及其補色，掌握加色法及其減色法；認識彩色正負像片的產(chǎn)生過程；了解假彩色合成原理。遙感圖像處理的目的是讓學生學習了解遙感圖像的各種處理方法及目的，包括遙感圖像預處理、幾何校正、圖像融合、圖像分類、圖像特征提取等。該部分實驗內容可以選擇成熟的遙感圖像處理軟件開展，如加拿大產(chǎn)遙感專業(yè)圖象處理軟件PCI、美國RSI公司遙感影像處理軟件ENVI、美國ERDAS公司的專業(yè)遙感圖像處理與地理信息系統(tǒng)軟件ERDAS IMAGING等。由于課時有限，實驗內容可以針對不同的教學情況有所取舍。

4.第二課堂體驗。利用課外時間開展遙感技術的第二課堂學習體驗。由于《遙感概論》選修課的課時有限，因此利用課外時間開展第二課堂體驗，可以在不耽誤課程學習的基礎上，提高學生對遙感技術的感性認識，對課程學習的升華。開展第二課堂學習體驗，主要帶領學生到遙感技術典型應用的企事業(yè)部門進行參觀學習，如環(huán)境監(jiān)測、氣象局、城市規(guī)劃等。通過參觀學習了解更多遙感技術相關的應用領域，激發(fā)學生的學習興趣。

三、結束語

提高《遙感概論》課程教學質量是一個系統(tǒng)工程，涉及到教學內容、教學方式等多方面。本文從四個方面的探討來提高學生學習《遙感概論》課程的積極主動性，即以基礎知識為主線、結合科研專題、開展遙感技術相關實驗、開展第二課堂體驗等。通過教學的改革與創(chuàng)新，豐富了課程內容，大大提高學生學習興趣，達到了良好的教學效果。

參考文獻：

[1]張飛，買買提·沙吾提，丁建麗.《遙感概論》精品課程的“教學與科研互動模式”探索[J].科技創(chuàng)新導報，2011，（3）：174.

[2]張飛，丁建麗.《遙感概論》精品課程教學探索與實踐[J].理工高教研究，2009，28（5）：116-118.

[3]盧遠，華璀.遙感概論課程研究性教學模式探索[J].廣西師范學院學報（自然科學版），2010，27（2）：119-122.

[4]遲國彬，黃慧萍.《遙感概論》課堂教學進行素質培養(yǎng)的實踐[J].華南師范大學學報（社會科學版），1999，（5）：88-91.

[5]黃秋燕.GIS專業(yè)遙感概論課程實驗教學改革探索[J].科技信息，2008，（27）：352-353.

[6]劉慧平.遙感實習教材[M].北京：高等教育出版社，2001.

作者簡介：葉松（1979-），男，博士，高級工程師。主要從事光學遙感等方面的教學、科研工作。