《遙感概論》課程多媒體網(wǎng)站設計與實現(xiàn)

劉鵬飛，張鵬巖

摘要：建設網(wǎng)絡多媒體教學網(wǎng)站是改革傳統(tǒng)教學模式的一個重要途徑。本文基于Web的B/S三層結構模式，設計了《遙感概論》課程的多媒體教學網(wǎng)站，完成了課程教學網(wǎng)站的整體架構與功能實現(xiàn)，探討了網(wǎng)絡多媒體技術在現(xiàn)代課程教學模式中的應用。

關鍵詞：遙感概論;Web;B/S模式

中圖分類號：G642???? 文獻標志碼：A???? 文章編號：1674-9324（2014）41-0283-03

以計算機網(wǎng)絡、多媒體等技術為代表的現(xiàn)代信息技術正在改變著人們的工作、生活與學習方式，同時也給教學方法、教學模式帶來了新的發(fā)展方向。在網(wǎng)絡多媒體等現(xiàn)代教育技術背景下，現(xiàn)代課程教學更加注重的是以學生為中心的新的教學模式，不僅傳授一般的課程知識和技能，而且注重培養(yǎng)學生的自主學習能力。將網(wǎng)絡多媒體技術應用于課程教學，在課程資源共享與整合、教學內容更新以及教學方法改革等各個方面都會產(chǎn)生重要影響。通過網(wǎng)絡，教師可以隨時更新教學資源，而學生也可以通過網(wǎng)絡開展個性化的學習，師生之間的互動更加方便、快捷。這種新的教學模式以多媒體和網(wǎng)絡技術為支撐，將傳統(tǒng)的課堂教學與網(wǎng)絡自主學習結合起來，教學中體現(xiàn)以學習者為中心的思想，同時大力發(fā)展個性化學習和自主式學習。《遙感概論》是我國高等院校地理科學類專業(yè)（包括地理、地質、地球物理、氣象氣候和海洋）的一門重要基礎課程，也是《地理信息系統(tǒng)》專業(yè)必修的核心課程之一。本文采用網(wǎng)絡多媒體技術，設計和實現(xiàn)了《遙感概論》多媒體教學網(wǎng)站，通過教學網(wǎng)站，將遙感數(shù)字影像的數(shù)學理論、物理基礎以多媒體的形式展現(xiàn)出來，同時，學生可以在網(wǎng)絡上完成數(shù)字遙感影像處理實踐的全過程，較好實現(xiàn)了《遙感概論》課程理論與實踐相結合，課堂教學與網(wǎng)絡自主學習相結合。

一、《遙感概論》多媒體教學網(wǎng)站建設的必要性

傳統(tǒng)的《遙感概論》課堂教學方式，其表現(xiàn)形式是：以教科書為基礎，通過黑板書寫和靜態(tài)的圖件展示完成教學。從遙感課程的課程特點來看，課程前半部分屬于理論知識講解，后半部分屬于實踐性較強的影像處理內容。對于后半部分影像處理章節(jié)，由于涉及到具體的影像處理過程的講解，如果采用傳統(tǒng)的教學模式，僅僅在課堂上通過口述的方式展示給學生，授課效率比較低，而且不能調動學生學習的積極性，影響了學生對于整個知識體系的了解和掌握。

網(wǎng)絡多媒體的優(yōu)勢在于教與學的互動，現(xiàn)代化教學手段的充分應用與數(shù)字遙感影像的充分展現(xiàn)。將網(wǎng)絡多媒體技術應用于《遙感概論》課程，可以將專業(yè)遙感軟件的處理流程在網(wǎng)絡上有效展示，將不同專業(yè)處理軟件的算法及原理分步驟剖析，將遙感數(shù)字影像的預處理、輻射校正、大氣校正、幾何校正、信息解譯等實踐環(huán)節(jié)清晰表述，有利于學生迅速掌握數(shù)字影像處理的基本技巧和方法。這種網(wǎng)絡多媒體教學方法的使用，可以使學生自主地選擇學習進度和學習節(jié)奏，激發(fā)學生的主觀能動性，更有利于培養(yǎng)學生的探索精神。因此，將網(wǎng)絡多媒體技術引入《遙感概論》，開發(fā)基于網(wǎng)絡的《遙感概論》多媒體教學網(wǎng)站尤為必要。

二、系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

1.設計原則。①實用性的原則，多媒體教學項目的開發(fā)必須結合《遙感概論》課程的特點，依據(jù)實用性原則，在保證各項功能實用性的同時，減少一些不必要的開支，對系統(tǒng)進行開發(fā)。②模塊化原則，模塊化能夠大大提高系統(tǒng)的可管理性和可維護性，使得整個教學系統(tǒng)成為一個真正清晰明了的有機系統(tǒng)。模塊化易于修改、擴充。采用模塊化設計后，在維護時可以直接對某一需要改動的模塊進行修改，從而能夠有效降低網(wǎng)站不斷更新所帶來的麻煩。③基礎理論與應用相結合的原則，采用Web開發(fā)平臺，將航空影像、多光譜影像、熱紅外影像、雷達影像和高光譜影像成像方面的基本理論以互動的形式進行表達，通過這種途徑實現(xiàn)遙感技術的應用實踐加深對遙感原理的理解。為培養(yǎng)本科生應用技能，安排相應的遙感影像解譯網(wǎng)絡實習內容。④系統(tǒng)性和前瞻性相結合的原則。在系統(tǒng)介紹遙感物理基礎、遙感成像機理、遙感影像處理和遙感影像解譯原理、方法的基礎上，在網(wǎng)絡多媒體上力求將遙感技術發(fā)展取得的新成果和遙感新理論、新方法、新技術貫穿其中。考慮到當前社會和未來發(fā)展的趨勢，擬在網(wǎng)絡多媒體中加入兩部分內容分別闡述遙感影像計算機智能解譯和定量遙感基礎，這是目前國內其他同類教材尚未闡述的內容，它有助于本科生了解遙感科學與技術的最新成果并掌握遙感發(fā)展趨勢。⑤交互式原則，多媒體教學網(wǎng)站的設計要遵循交互式原則，包括人機之間的交互交互、師生之間的交互，以及學生之間的交互。人機交互要求學生能充分利用網(wǎng)絡環(huán)境自主學習;師生交互要求師生應有網(wǎng)上互動;學生之間交互要求學生能在線討論和協(xié)作交流相關的課程知識。

2.系統(tǒng)結構設計。系統(tǒng)采用基于Web應用的B/S三層結構，該結構模型由以下三部分組成：客戶端瀏覽器，Web服務器和應用服務器、數(shù)據(jù)庫服務器（圖1）。這種基于Web的三層應用體系結構具有很多優(yōu)點，客戶端是瀏覽器，維護就相對簡單，客戶端與數(shù)據(jù)庫隔離起來，提供了系統(tǒng)的安全性。應用服務層的引入減少了網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量，提高了數(shù)據(jù)庫的響應速度。總的來說，這種結構使應用系統(tǒng)的性能、安全性、擴展性有了很大的提高，也便于系統(tǒng)維護和管理。具體來說，系統(tǒng)設計以ASP、ACCESS編程等網(wǎng)絡技術為基礎，輔以authorware、flash、photoshop等多媒體工具，實現(xiàn)服務器端與客戶端的交互式連接，完成實際教學工作。

3.系統(tǒng)功能設計。結合《遙感概論》課程的特點，在系統(tǒng)結構設計的基礎上，設計了系統(tǒng)功能模塊。Web應用層功能模塊結構如圖2所示。

系統(tǒng)共有四個模塊：課程介紹、教學大綱、教學內容、教學資源。其中，課程介紹模塊包括兩個二級目錄，即課程簡介和教學手段;教學大綱模塊包括兩個二級目錄，即課程教學大綱和實驗教學大綱;教學內容模塊包括理論課教學內容和實驗課教學內容兩個二級目錄;教學資源模塊包括教學介紹、教學課件、教學錄像、影像資源、友情鏈接五個二級目錄。點擊相應的二級目錄或者子目錄，可直接鏈接到相應頁面。其中，在教學資源模塊中：（1）對于教學課件目錄，其制作方法是按照教學的要求，采用Authorware 6.0作為創(chuàng)作平臺，并用Photoshop CS5、Flash CS5和3D MAX等作為輔助工具來完成教學課件的多媒體制作。（2）教學錄像目錄是將《遙感概論》課程中涉及到影像處理的相關章節(jié)，比如遙感數(shù)字圖像的變化與增強、遙感數(shù)字圖像的分類等，利用視頻剪輯軟件，制作成視頻片段，放到網(wǎng)上共享，便于學生在課外的學習。（3）影像資源目錄下，列出了課程所涉及的各類遙感影像。根據(jù)教學內容將影像進行了切割，同時把典型區(qū)域、熱點區(qū)域的影像導入影像數(shù)據(jù)庫。影像數(shù)據(jù)庫內容主要包括黑白攝影航空相片、彩色攝影航空相片、彩紅外攝影航空相片，MSS影像、TM影像、SPOT影像、IKONOS影像、QuickBrid影像、熱紅外遙感和SAR影像等。數(shù)據(jù)庫中的所有影像可以供學生免費下載使用。（4）在友情鏈接目錄下，列出了能免費下載遙感影像的部分網(wǎng)址，以及與本課程類似的其他高校的網(wǎng)絡課件，供學生學習和借鑒。

4.系統(tǒng)簡介。本課程網(wǎng)站部分模塊界面顯示如圖3。

本系統(tǒng)采用現(xiàn)代化的教學技術與手段，以網(wǎng)絡技術為依托，將遙感數(shù)字影像的數(shù)學理論、物理基礎以多媒體的形式展現(xiàn)出來，在網(wǎng)絡上完成數(shù)字遙感影像處理實踐的全過程，實現(xiàn)了《遙感概論》課程理論與實踐的有機結合，為高校地理科學專業(yè)相關課程的教學改革提供了一個具體的實施方案。

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作者簡介：劉鵬飛，男（漢族），講師，博士，研究方向：主要從事地理學相關課程教學與科研工作。endprint