《遙感地學分析》課程探究式教學方法應用研究

谷金芝 軒俊偉 武紅旗

（新疆農業大學草業與環境科學學院 新疆·烏魯木齊 830052）

遙感技術以其大面積同步觀測、時效性強、客觀性及社會經濟效益高等特點，成為對地觀測應用最廣泛的技術。已在國民經濟和社會發展諸多領域得到深入應用，特別是在國土資源調查、環境污染監測、自然災害評估、城市規劃管理、生態監測、國防軍事等方面發揮越來越重要作用。《遙感地學分析》是將遙感技術應用于地學領域的交叉科學,是基于遙感的基本理論、方法和技術，利用獲取的遙感數據源，快速便捷的解決復雜地學問題的一門課程。《遙感地學分析》是我校地理信息科學本科專業重要的選修課程，通過本課程學習擬培養學生將遙感原理方法和技術應用于解決資源、環境等地學領域的研究、實踐能力以及搜索文獻資料，進行自主探究式學習的能力。

當前我國的高等教育已由精英教育向大眾教育轉變，特別是作為西部邊疆農業類院校，學生生源質量層次不齊。基于傳統的課堂授課方法，采取傳統統一的進度和要求方式來講授《遙感地學分析》是存在問題的。探究不同的教學方法，讓學生學會主動學習，使處于不同水平上的學生都能夠有效的學到知識，并完成教學任務和目標，成為急需解決的問題。而探究式教學突破傳統的專業班級授課制模式，根據不同的教學目標及學生需求，讓學生自己通過文獻搜索、思索、小組討論、交流等途徑去主動探究，并學習獲得的所需的基本理論，自主得到結論的一種教學方法。探究式教學中，學生作為學習的主體，可以積極主動地通過對未知問題的探究，培養自身發現問題和解決問題的能力，構建適用于自己的認知學習框架。因此，將探究式教學方法應用于《遙感地學分析》教學實踐研究，將有利于提高學生學習積極性和教學效果，進而提高教學質量，更好貫徹因材施教原則。

1 《遙感地學分析》探究式教學模式構建

為了滿足不同學習水平學生《遙感地學分析》課程的學習意愿，充分體現因材施教的教學原則，促進專業教學的提升，有效地提高學生專業能力，需要構建一種完善的、適合我校地理信息科學專業學生課程學習的探究式教學模式，主要從以下三個方面來進行構建：

1.1 模塊化，分組教學

課程內容模塊化，學生自主分組探究式學習。將課程內容總結為若干模塊，每個模塊由理論基礎知識、應用案例、自主拓展研究案例三部分組成。以植被遙感模塊為例，理論基礎知識主要包括植被的反射光譜特征、植被指數模型建立以及與地表參數的關系；應用案例選擇植被遙感應用比較成熟的領域和方向，如某地區或流域植被NDVI動態監測研究；自主拓展案例是由小組學生利用所學的知識并結合研究興趣，共同討論自主選定題目，搜集數據進行處理分析完成研究。

學生在進行課程模塊學習時，進行自主分組，每組均需做好理論基礎知識講授準備。但限于課程時間，每次隨機抽取一個小組負責講授。小組學生利用課下時間提前搜集相關資料和素材，鼓勵講授形式多樣化，幻燈片、視頻、實物展示等均可，教師做好宏觀把握，及時糾正錯誤并做最后的提煉總結。應用案例除教師提供外，鼓勵每個小組自主尋找案例，案例講解也采取隨機抽取小組的形式提前告知，且一般不于理論基礎知識講授的小組重復，確保每個小組均有機會上臺講授。

對于自主拓展研究案例，由小組學生進行小組討論，自主確定研究題目，共同討論研究思路和技術路線，然后合理進行項目分工，進行數據整理和處理、文檔報告撰寫、成果匯報展示等工作。最終成果展示包括研究報告、幻燈片、墻報等，所有小組必須在限定的時間內提交成果并展示。

1.2 管理方面

分組教學相對于傳統課堂講授方式對學生管理提出了更高的要求。學生自主分組需按照學習能力和動手實踐能力綜合進行，遵循相應的原則要求。分組采用不定期流動制度，前期小組是由學生自行組隊，在教學中，教師觀察學生情況，設定優秀小組，進行組間成員流動。教師課程模塊設定完成，由學生自主探究學習，由小組長負責本組的模塊教學講授、報告撰寫、成果展示，小組長也可以自主商議采用輪流制。

1.3 考核方面

課程考核分為模塊和期末考核兩部分，模塊考核部分，每個小組的基礎理論知識、案例講授以及自主拓展案例研究是由各組員共同合力完成，需要說明每個小組成員的貢獻情況，繼而根據小組整體表現和成員貢獻給定成績。期末考核要求學生獨立自主選題并完成研究報告撰寫、制作匯報PPT及學術墻報，并進行講解展示。另外，成績不僅僅由教師一個人給定，每位學生也需要參與其它小組或同學的成績評定，按照各自權重進行加權評定最終成績。

2 探究式教學過程中的問題

針對不同的學習水平的學生，因人而異采取差異化的教學方法，可以使學生能夠學習逐步提高。這種差異化教學方法雖然在專業課程教學工作里發揮了重要的作用，但是由于具體的方法和效果還沒有形成一套完整成熟的系統，因此還存在著一些問題：

2.1 教學管理問題

由于是將班級進行小組形式進行，班級里可能會出現幾個不同學習水平的學生，這樣就使得教師對學生管理變得分散化。同時由于流動機制，小組成員可能會發生變化，對小組成員彼此間的合作提出了調整。另外，給學生的成績評定工作也提出了難題。讓個別學生鉆漏洞，無故缺席小組活動，影響學生學習及教學效果。

2.2 考核標準問題

考試是檢查教學效果的必要手段，然而專業課的學習不僅要扎實的理論知識，也要有熟練的操作和應用能力，不能簡單的用一張期末試卷作為考核學生的標準。因此，制定一套合理的考核標準十分關鍵。

在教學中本課程采用小組課堂匯報討論方式，即在教師的指導下，針對課程模塊中的基礎理論或疑難問題，在學生獨立思考之后，以小組的形式進行討論，并將結果在課堂上匯報（幻燈片或視頻形式）的形式開展。

考核總體方案是：課程考核分為模塊和期末考核；模塊考核由學生自主組隊，課程模塊中的基礎理論知識部分，由小組成員課下自主搜集資料、組內討論后進行課堂展示，教師和學生共同進行成績評定；應用案例部分由各小組自行選定，可以選擇網絡上已有案例資源，組內共同討論，組間評議，教師總結；自主拓展研究案例小組成員共同設計研究內容，最后進行課堂展示，教師和其他小組按權重共同給定成績。其中小組共同成果需要明確每位組員實際分工內容及貢獻，便于體現個體差異，實現較為公平的綜合考核。期末考核以課程研究形式進行，學生獨立進行研究設計、數據處理和成果展示，教師和其它同學共同評定成績。

3 探究式教學積極效果

3.1 激發了學生的興趣

通過一學期的探究式教學，明顯激發了不同水平學生課程學習興趣和主動性，使小組成員都有較大的收獲。學生會積極自主選擇感興趣的研究領域，并積極做課堂匯報和研究報告寫作。

3.2 有利于綜合素質培養

大學教學不是純粹的傳授給學生專業知識，而是注重學生綜合能力的培養。探究式教學可以為不同學習水平學生提供差異性的教學目標，各學習水平的學生都能在各自的原有水平上更好地學習提高，從而提高整體教學質量。同時探究式學習可以潛移默化使學生主動去學習如何思考、如何團隊實習、如何做人等。教學的最終目的不僅僅是傳授知識，而更應是授人以魚、啟迪智慧。

4 總結

《遙感地學分析》是地理信息科學專業高年級本科生課程，學習本課程之前，學生已經學過《遙感概論》、《遙感數字圖像處理》、《遙感軟件應用》等前序課程，具備了一定的遙感理論和應用基礎。因此，探究式教學方法特別適用于講授《遙感地學分析》課程，通過課程內容模塊化設計和分組探究式學習，學生完全具備自主復習回顧前序課程能力，并在此基礎上通過小組討論交流，激發了學習的興趣，進一步將所學的知識融會貫通應用于解決復雜的地學問題，同時也提高了自身的研究能力和綜合素質，為更深入的科學研究奠定了基礎。