農業院校遙感課程的教學改革

摘要：在分析農業院校遙感課程教學現狀與存在問題的基礎上，結合福建農林大學遙感課程的教學改革，提出了教學改革的基本內容與途徑，構建了教學體系，并對教學改革的實踐效果進行分析。

關鍵詞：教改；遙感；農業院校

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）09-0059-03

遙感是農業高等院校一些專業（如資源環境與城鄉規劃、土地資源管理、農業資源與環境、環境科學等）的本科生必修的專業核心課程。遙感技術已經廣泛應用于社會生產的各個領域，培養遙感應用型的高級技術人才非常重要，但目前農業院校的遙感課程的教學體系、教學內容和教學方式難以適應遙感技術的快速發展，存在不少問題，使培養的人才與社會產生脫節。

一、農業院校遙感教學存在的主要問題

1.遙感課程理論多而雜、抽象化等特點，抑制了學生的學習興趣。遙感技術具有理論抽象、知識點龐雜的特點，其多學科交叉，基礎知識面廣而雜，技術性和實踐性較強且多應用于大型項目。農業院校的本科生一般是第一次接觸，缺乏與課程相關的預備基礎知識和背景知識，學習遙感課程太抽象，實際生活中也很難接觸到遙感應用方面的項目，這樣會導致學生覺得遙感課程“遙不可測”，具有一定的距離感和陌生感。另外，遙感課程在農業類院校中一般屬于專業基礎性學科，得不到足夠的重視，以及學時不多等原因都在一定程度上抑制了學生的學習興趣。

2.教材內容過于突出前沿科學，忽略了其應用性。現在的農業院校遙感教材已經采用國家農林類普通高等教育“十一五”、21世紀規劃教材，雖然教學內容進行了更新，基本上不存在以前的內容過于陳舊的問題，但仍然出現不少問題。主要存在教學內容過于突出其前沿科學以及發展趨勢，導致部分教學內容或過于深奧，或與農業類等相關專業的結合性不大，在農業院校等相關領域中幾乎應用不到；如“微波遙感原理”深奧難懂，在農業院校相關專業幾乎很少用到；又如“高光譜的影像分析”過于深奧，對于遙感課程學時很有限的農業院校本科生關聯系不多且過于深奧。現在國民生產的各領域中廣泛應用的遙感技術或結合性較強的教學內容，很少有教材提及或提及極少。如近年在災害監測中廣泛應用高分辨率的QUICKBIRD、WORLDVIEW衛星數據WORLDVIEW；又如在農業中應用較多的測定地物光譜儀的設備和我國“北京一號”小衛星在北京近郊農業監測中應用等內容卻無體現。脫離生產實踐與應用的前沿技術，就像是沒有方向的深海之舟，與農業類院校本科生的教學宗旨與教學目標背道而馳。

3.教學手段不夠豐富，學生參與不夠，缺乏學習熱情。農業院校遙感課程雖然普遍使用了多媒體教學技術，但仍是以教師講授為核心，缺乏形象教學必要的教學手段與輔助教學資料，很少有本科生參與教師的科研項目或大型的工程應用項目。由于時間等種種原因，也很少本科生參加課內外的遙感應用的體驗與交流報告，缺乏學習遙感課程的源動力與熱情。

4.現有的考試制度抑制了學生的創新。現有的考試制度以考試為主，側重卷面成績，試卷考核方式很難考驗學生對理論體系的系統性掌握、知識點的內在聯系以及實際技能的掌握程度與應用程度。農業院校的遙感實驗課程學時設置少，實驗個數少，實驗成績占課程成績的比重不大，一般隸屬于遙感課程理論教學的一部分，很少單獨開設，實踐環節教學得不到足夠的重視，且多側重實驗報告成績，忽視了實踐環節學生能力的表現。現有的課程成績構成缺乏討論、專題制作、文獻檢索、學習報告等多手段，在一定程度上抑制了學生參與的積極性和主觀能動性，導致學生自主學習的熱情不夠，缺乏創新的激情。

5.實踐學時偏少，缺乏針對農業院校的上機教材。遙感實踐課程少，難以培養學生的感性認識，動手能力的提高更是無從談起。目前，與遙感課程配套上機的教材多是針對高等院校測繪類專業，缺乏與農業院校遙感課程配套的上機實驗教材，市場上偶見農業院校專用教程，在內容的設置上與上機實驗數據或樣例數據方面卻與測繪類專業并無多大區別。農業院校類本科生感覺不到遙感實踐與專業的相關性或結合性，無法滿足農業院校專業學生的實踐教學的需求。

二、教學改革的基本內容與途徑

1.教學內容的完善與改革。（1）教學內容的設置應重點突出。在農林院校遙感課程學時很有限，而遙感技術體系本身內容非常龐雜，教學內容與學時的設置除了體現理論的系統性，一定要注重各部分內容的內在的邏輯聯系，突出主要內容和重要內容，必要時，應進行取舍。使學生對整個教學有一個比較宏觀、層次清晰的印象，能夠抓住遙感主要的原理和難點內容。農業院校的遙感課程主要內容包括航空像片與遙感相關的基本概念、地物的反射光譜特性、航空攝影測量的基礎知識、遙感圖像的像點誤差、航空攝影測量的內外業、衛星傳感器數據、遙感圖像的目視判讀與調繪、遙感數字圖像處理原理與操作技能，以及遙感技術的應用案例，尤其是在農業領域的應用實例。（2）根據應用情況對前沿性內容取舍。現在很多教學改革過于突出課程的前沿性內容，但受到學時的限制，很難與生產實踐或專業聯系起來，學生感覺很陌生、很抽象，教學效果甚不理想。農林院校的遙感課程學時一般都很有限，在突出課程內容的系統性和重點內容的前提下，對于前沿性的內容，可結合授課專業情況進行靈活調整。若在相應專業領域中很少應用的可略講或不講（如微波遙感、高光譜）；若在相應專業領域實踐中有應用或應用較多的（如在農業和土壤學科應用較多的便攜式地物波譜儀），可側重于先進的儀器以及在科研或生產實踐中的作用與功能。這樣學生既不會感到深奧難懂，又會覺得該課程很貼合實際需求，這樣就可在有限的學時取得較好的教學效果。（3）實驗內容的調整。遙感課程實驗內容的設置應與基本理論、基本方法相呼應，突出其主要技能、實踐技能，平衡傳統方法與現代作業方法，采用的實驗器材或軟件應與當地生產部門基本保持一致，若有條件應盡量將實驗課單獨開設。遙感技術在實際作業中，數據源以及產品都是采用遙感數字圖像，因此，傳統的遙感課程實驗內容應根據行業發展情況適當地刪除過時的實驗，保留主要的遙感實驗外，應盡量根據授課對象的就業方向、科研情況以及學時情況選擇性地增加設置遙感數字圖像處理的實驗內容與課時數，如“熟悉ERDAS或ENVI遙感圖像處理軟件的基本操作”、“遙感數字圖像的增強處理”、“遙感數字圖像的幾何處理”、“遙感數字圖像的計算機自動分類”。

2.教學手段與教學方法的改革。（1）從興趣點或生產應用入手展開教學。由于遙感課程理論知識點多而雜，在教學內容的組織上可從學生感興趣的知識點入手，適當引用遙感在測繪、國土、農業等重要部門的一些視頻資料。闡述基本原理與基本方法時注重加強學生思維的引導，主要內容與重點內容可采用精講、細講，生產中不常用的原理與方法采取學生課外自主學習為主，遙感在實踐中應用可采取具體案例分析，這樣既可保證激發學生學習的興趣，在面上對遙感有全面的把握，又可在重點內容上有所深入。除了現代常用的多媒體教授的教學方法，可布置與課程內容相關且很有趣的課外小作業，如可通過讓學生在Google Earth上查找校舍或旅游目的地的方式對衛星遙感數據的認識。（2）制作遙感教學輔助材料。遙感教學輔助材料包括航空圖像與衛星遙感圖像樣片的制作、各類教學視頻的制作、試題庫與習題庫的制作、遙感精品課程在線網址的收集，完善各種網絡教學資源庫的建設等。將生澀難懂且方便用于直觀教學的遙感圖像的分類與遙感圖像的解譯標志等內容制作教學樣片，如可將全色圖像、紅外、彩紅外、多光譜等航空像片與各種常用的衛星遙感數據制作樣片，形象而直觀，易于理解與記憶。對于比較抽象、生活中接觸較少的知識點用于制作1～5分鐘的輔助視頻，如航空拍攝的過程、衛星遙感以及傳感器的工作原理等。將近年來遙感技術應用于現實生活中有影響力的重大事件的新聞視頻片段制作教學視頻資料，如“國土部：用衛星遙感圖片嚴查違法用地”、“我國‘北京一號、‘小衛星監測北京近郊農作物長勢”、“汶川地震前后遙感圖像前后對比”等新聞視頻片段。教學輔助材料在有些教學內容方面可發揮很大的教學作用與效果。（3）重視遙感技術應用案例分析。一般農業院校的遙感技術的應用所占學時極少，與專業結合性不夠。一般只是泛泛地提到或者一帶而過，沒有具體的案例或應用視頻，學生缺乏對遙感技術實際應用情況的了解。可根據授課對象與專業方向選擇教學輔助材料，根據授課對象及專業方向播放其相關內容，重點分析應用案例。如面向土管專業授課時可側重土地資源調查與土地執法的案例分析；面向農資專業時，可側重農作物長勢監測與估產、光譜反射率的野外測定與分析等案例分析，面向環境類專業，可側重環境監測與災害監測的案例分析。（4）實現教學手段的多元化，激發學生學習熱情。除了常用的多媒體教學與板書等教授方式外，還可適當采取學生教學的方式，加強與學生互動交流，提高學生自主學習的能力。利用課前與課間的時間或借助網絡平臺，與學生進行充分交流，及時掌握他們的興趣、學習難點以及就業意向等，因材施教。利用國家、省和校級精品課程建設的成果，建立網絡實踐教學平臺，實現網絡互動式教學，設置“課件下載”、“實驗報告上載”、“答疑”、“FTP”等功能。可借助與測量學等課程的重疊交叉知識，進行觸類旁通式的教學。通過小型專題報告的形式，促使學生課外收集文獻資料學習實踐應用性強、與專業結合緊密的內容，擇優以多媒體的形式課堂交流并點評，并作為學生課程考核的一部分，有意識地將教學內容與科研、就業與生產項目管理等結合起來，引導學生自主學習，激發學習的創造性。

3.建立考試制度的改革，提高其學習的積極性。進行課程考試制度的改革，改進考核方法，建立考察學生全面素質的考核體系、建立科學的考察學生綜合知識、綜合素質、綜合能力的實踐考核體系，采取靈活多樣的考試方式。在課程考試構成增加小型專題報告制作、文獻檢索與總結等，理論環節可增加課堂互動環節（如提問、討論等）考核的比重；實踐環節可強化動手實踐與儀器操作的考核，淡化實驗報告等書面成績。通過建立考試制度的改革，促進學生積極學習。

三、教改效果分析

近年來遙感課程改革探索初步取得較為明顯的成效，具體表現在以下幾個方面。

1.學習態度的改變。學生對教學內容的興趣和注意力明顯提高，課堂互動變得更為積極，課外自主學習的激情提高，教學氛圍良好，“教與學”變成了一件較為愉快的教學活動，學生對遙感方向的學術報告與畢業論文選題感興趣的人數明顯增加。

2.學生對遙感教學的評價。每學期都對全部遙感課程進行教學評估，學生無記名網上評教，結果表明總體優良。說明學生對于教學內容與教學形式是認可與肯定的。

3.學生的收獲。國土資源管理、農業資源與環境等專業分別成立了興趣小組，在老師的指導下能夠獨立完成校級創新型實驗項目。學生的動手實踐能力明顯得到鍛煉與提高，有機會參與到多項遙感技術應用的工程項目，特別優秀的學生能在測繪遙感相關的事業單位就業。也有本科生在國內的學術期刊上公開發表遙感領域內的科研論文。

雖然筆者針對農業類院校的遙感課程實踐教學改革進行了探索與實踐，然而，許多問題有待進一步探討，諸如教學平臺的完善、教學形式的改進、產學研實習基地建立、專業實踐素材庫的建立等。面向未來，我們需要更好地根據社會需求，積極進行遙感教學課程改革，為社會培養出更多的遙感應用型的高級人才。

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作者簡介：馬丹（1980-），女，研究生，講師，福建農林大學資源與環境國土系。