通過主題式學習激發(fā)學生遙感類課程的自主學習能力

劉麗娟 李登秋 董毅光

摘 要：遙感數(shù)字圖像處理課程是地理信息系統(tǒng)（GIS）專業(yè)重要的專業(yè)核心課程之一，筆者在了解課程現(xiàn)狀的基礎上，分析了課程的難點與現(xiàn)存問題，提出了教師應增設主題式教學環(huán)節(jié)的教學改革建議，通過不斷地激發(fā)學生自主學習的潛能，增強學生主動創(chuàng)新的意識，讓被動學習變成主動學習。在學生積極參與的互動型教學過程中，不僅加深了專業(yè)遙感知識的理解，也逐步明晰了遇到實際問題如何正確、快速、有效地處理遙感圖像，使得本科課堂教學真正能夠有針對性地培養(yǎng)創(chuàng)新型、應用型甚至科研型林業(yè)遙感領域人才。

關(guān)鍵詞：遙感 教學改革 主題式 自主 創(chuàng)新

中圖分類號：G6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）05（b）-0161-02

遙感數(shù)字圖像處理課程是遙感類課程中專業(yè)性、實踐性較強的一門課程。在地理信息系統(tǒng)（GIS）專業(yè)中也是一門專業(yè)核心課程。特別是針對林業(yè)院校的特點，學好該門課程可以發(fā)揮遙感數(shù)據(jù)在林業(yè)資源調(diào)查中的優(yōu)勢，改變以往林業(yè)調(diào)查需要大量人員深入林地進行采樣、測量以及后續(xù)內(nèi)業(yè)處理的狀況，可以準確、快速地實現(xiàn)遙感影像解譯及定量化，提高林業(yè)調(diào)查效率和質(zhì)量，特別是復雜林地不可及區(qū)域數(shù)據(jù)的調(diào)查精度，具有不可忽視的價值和意義。

1 遙感數(shù)字圖像處理課程特點及現(xiàn)存問題

遙感類課程一個共性特點是：專業(yè)性、實踐性極強，需要學生結(jié)合一定的專業(yè)背景進行理論知識學習，如，陸地、海洋、大氣等不同遙感領域，理論及實踐均有很大差異。如我們林業(yè)院校，重點的理論基礎圍繞植被遙感開展。遙感數(shù)字圖像處理課程以地理學、測繪學、計算機技術(shù)、數(shù)理統(tǒng)計等為背景[1]，涉及《遙感原理與應用》《數(shù)字圖像處理》以及《高等數(shù)學》《線性代數(shù)》《概率論》等課程，屬于多學科交叉，任何一門學科的發(fā)展都有可能帶動遙感圖像處理技術(shù)的發(fā)展[2]，因此，圖像處理技術(shù)的學習和講授，都需具備一定的創(chuàng)新意識。另外，該門課程是在對遙感基本概念了解的基礎上，進行的更深層次的算法研究、數(shù)據(jù)挖掘，進而實現(xiàn)遙感影像的定量化應用。因此，如果單純地向?qū)W生傳授理論知識，學生對這些理論知識只能形成初步的感性認識，對理論的理解和掌握并不透徹[3]，無法將其結(jié)合應用到實際中。對于本科學生，我們要求不僅能夠?qū)λ惴ㄓ幸欢ǖ牧私?，重點是通過實踐進行林業(yè)應用以及基于算法的簡單二次開發(fā)。

但是，結(jié)合現(xiàn)有教學效果，目前遙感數(shù)字圖像處理課程還存在以下一些問題。

1.1 學生理論學習興趣低

數(shù)字圖像處理課程算法多，理解起來難度較大，對算法講解部分學生的興趣相對較低；加之遙感領域豐富的專業(yè)術(shù)語，僅學習算法理論很難與遙感影像結(jié)合并應用。理論學習缺乏熱情，在實踐操作中不能融匯會貫通，理解上機操作的意義。

1.2 學生自主學習意識淡薄

目前本科生主要是被動接受教學內(nèi)容，對畢業(yè)后去向提前規(guī)劃較少，也較少有學生參與教師科研工作，因此，缺少自主學習的意識，課堂上的主動性低，缺少課前預習、課中互動，對教師課堂上所講的理解不夠深刻，不能達到教師預期。自主學習是與傳統(tǒng)的接受學習相對應的一種現(xiàn)代化學習方式[4]，如果不能提高學生自主學習的能力，最終將導致學生工作中不能學以致用，科研中不能很好深入結(jié)合。

1.3 學生動手能力較弱

一方面遙感類實踐課相對較少，學生對專業(yè)術(shù)語的理解不夠深刻，將算法與遙感應用相結(jié)合需要較長的消化時間；另一方面，本科生很少參與到教師的科研中，只學習了理論沒有實踐經(jīng)驗，不能形成遙感應用基本常規(guī)處理方法思維，動手能力普遍較弱。

這些問題使得該門課程的講授效果不夠理想，學生畢業(yè)后在圖像處理方向的就業(yè)率也較低。

2 教學改革探討

結(jié)合遙感類課程的實際教學情況，當務之急是如何激發(fā)學生自主學習的潛能，讓被動學習變成主動習慣，從而讓遙感數(shù)字圖像處理這一高新技術(shù)的學習變得生動有趣，更好地服務于民。激發(fā)自主學習潛能，重點是培養(yǎng)學生的主人翁意識，讓其深刻理解到，遙感領域發(fā)展飛速且深奧難測，不是僅靠教師一人的講授就可以完全掌握的新興技術(shù)，需要將現(xiàn)代化的教學方法[5]與遙感影像解譯實踐相結(jié)合[6]，每位學生均應積極參與其中，與時俱進，不斷領會和創(chuàng)新，才能夠達到學以致用的目的。

2.1 增加主題式討論教學環(huán)節(jié)

教師在課堂教學中，需要突破傳統(tǒng)“一人講，眾人聽”的被動局面，要將教師授課與啟發(fā)式討論相結(jié)合，充分調(diào)動每位學生的主動性，增加主題式討論環(huán)節(jié)很有必要。可以在講授一段時間的理論知識后，增加一次主題式學習，學生自覺組隊，根據(jù)教師設置主題，進行概念延展、文獻檢索、知識梳理等環(huán)節(jié)，增進對主題內(nèi)容的深入理解；課堂上各小組間展開討論，各抒己見，在爭論中強化遙感專業(yè)術(shù)語的理解及應用。這種教學方式不僅對學生來說參與性強，對教師能力也是一個嚴峻的挑戰(zhàn)。如，主題的設置是否合適，基本理論課前是否已經(jīng)覆蓋，主題對整個課程學習是否有承前啟后的作用，學生在完成主題任務時是否能夠達到人人參與的目的等。

2.2 增加主題式訓練教學環(huán)節(jié)

在課堂主題式討論的基礎上，對基本理論有了深入的了解，進而組建科研小團隊，進行主題式訓練環(huán)節(jié)。將主題式討論的情境，利用遙感軟件嘗試進行實現(xiàn)，在此過程中，借助互聯(lián)網(wǎng)，不斷地查詢信息，強化理解，在不斷地失敗試驗中，提煉出更有意義、更為有效的遙感圖像處理方法。盡管遙感類課程也開設相應的實驗課程，但沒有學生主動思考之后再進行試驗的效果好，因此主題式訓練是對主題式討論有力的補充。

2.3 增進學生主動創(chuàng)新意識

遙感技術(shù)是前沿科技，應該讓學生明白其時效的重要性，我國的航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展日新月異，需要更多有創(chuàng)新思維的人才加入其中推動其不斷發(fā)展。因此，培養(yǎng)大學生的主動創(chuàng)新意識是新形式下教師教學的重要使命之一。鼓勵和指導更多學生積極參加國家級（省級、校級）大學生創(chuàng)新訓練計劃項目是有效途徑之一。在完成項目的過程中，學生會涉及到查閱文獻撰寫項目申請書，根據(jù)進度安排進行分階段試驗，控制經(jīng)費使用，文章發(fā)表及結(jié)題材料準備等一系列全新的問題，不僅會培養(yǎng)學生的協(xié)作力、組織力、執(zhí)行力，也逐步培養(yǎng)了學生從文獻中學習創(chuàng)新思維，主動培養(yǎng)創(chuàng)新意識和動手能力，形成遙感圖像處理類項目的基本處理思路，建立自信，課堂上能形成更好的良性互動，促進文化知識的學習。

3 結(jié)語

遙感類課程具有跨學科門類多、實踐應用性強等特點，因此，學生不能僅依靠書本知識來學習，還要廣泛涉獵環(huán)境、地質(zhì)、海洋、大氣、測繪、農(nóng)林業(yè)等相關(guān)領域知識，通過主題式教學環(huán)節(jié)，不斷地激發(fā)學習的主觀能動性，更好地理解各知識點在實踐中的作用及如何應用，并不斷增進創(chuàng)新意識，在傳統(tǒng)方法上不斷試驗新思路，找到解決問題更快速、有效的辦法，讓遙感類課程的學習更有意義。

參考文獻

[1] 胡德勇，鄧磊，李家存，等.《遙感圖像處理》課程體系的建立與實踐[J].科技資訊，2013（14）：185-186.

[2] 吳鵬海，吳艷蘭，王杰，等.新開GIS專業(yè)的遙感圖像處理課程教學探討[J].測繪與空間地理信息，2016，39（4）：4-7.

[3] 競霞，胡榮明，琚存勇.《遙感原理與應用》課程教學模式改革探討[J].信息系統(tǒng)工程，2013（6）：157-160.

[4] 衷麗.初探自主學習應用到大學英語課堂[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2008（11）：312-313.

[5] 李杰，秦其明.互動式教學模式在《遙感概論》精品課程建設中的技術(shù)實現(xiàn)[C]//大學生能力培養(yǎng)與精品課程建設研討會.2005.

[6] 奧勇.《遙感圖像處理》課程教學探究[J].測繪科學， 2007（5）：195-196.