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1、促进大学生实践创新能力培养的遥感导论课教学模式探索 【摘 要】高校生实践创新实力的培育是国家遥感青年人才队伍建设的重要要求。本探讨在对传统遥感课程的教学模式进行分析基础上，通过在高校低年级开设遥感导论课进行教学创新实践。着重论述了问题导向的教学设计，基础学问与应用案例结合的教学方法，课堂探讨、报告、试验相结合的课程组织，以及课内学习与课外实践联系的实力培育等问题，并探讨了课程实施过程在授课方式、探讨题目设计以及成果评估等教学组织形式，为开设遥感导论课进行高校生实践创新实力培育供应阅历和参考。 【关键词】遥感；导论课；实践创新实力；教学模式 中圖分类号： TP73 文献标识码： A 文章编号：
2、2095-245706-0034-003 【Abstract】Cultivating college students practical innovation ability is an important requirement for the national remote sensing youth talent team construction.Based on the analysis of traditional teaching methods of remote sensing courses， this study aims at teaching innovation
3、through the introduction of an introduction class on remote sensing in the lower grades of the university.It focuses on problem-oriented instructional design， teaching methods that combine basic knowledge and application cases，curriculum organization that combines classroom discussion，reporting，and
4、experimentation， and the ability to develop in-class learning and extracurricular practice，and discusses curriculum implementation.The process includes teaching methods， discussion topics design， and performance evaluation.The teaching organization forms provide experience and reference for the esta
5、blishment of an introduction course on remote sensing for students practical and creative abilities. 【Key words】Remote sensing；Introductory class；Practice innovation ability；Teaching mode 0 引言 遥感技术作为在当代空间信息科学领域快速发展的学科，是一门集物理学、计算机技术、航天技术、仪器科学与技术等多学科、多领域高新技术于一体的技术。遥感技术作为唯一的全球观测手段，在资源、环境、海洋、气候、农业等全球性可持
6、续发展问题领域扮演着不行替代的作用。中国的遥感自20世纪73-80年头起先，经过40余年的快速发展、积累酝酿、大胆创新，目前已经形成了一个多学科交叉融合的战略性新兴产业方向1。2022年，国务院国家中长期科学和技术发展规划纲要将高辨别率对地观测系统重大专项确定为16个重大科技专项之一，要求统筹建设基于卫星、飞艇、飞机的高辨别领先进对地观测系统，并能够与其他观测手段结合，形成全天候、全天时、全球覆盖的对地观测实力，以全面满意国民经济建设、社会发展和国家平安的须要。同时，中国还作为发起国主动参加了地球观测组织GEO这一政府间多边科技合作机制的建设和运行，推动建立一个综合、协调、可持续的全球综合地球
7、观测系统2。 为保障这些关乎国计民生的重大安排得以顺当实施，我国遥感技术的人才队伍的建设、培育燃眉之急。其中，特殊重要的是对在校高校生等青年专业人才的培育，提升他们的实践创新实力，以更好地适应将来技术、产业发展的须要。在这样的背景下，对本科遥感教学而言，如何改革课程教学模式，以更有效地培育高校生实践创新实力是一个值得探讨的问题。本文首先对遥感课程教学模式进行分析，据此提出采纳遥感导论课的教学方式并在授课过程中进行教学模式创新。经过授课实施能够激发学生的爱好和求知欲，取得显著的教学效果。 1 遥感课程教学模式分析 目前随着遥感、地理信息等相关专业在我国高校人才培育中日益受到重视，在不同学校、专业
8、中设置了多种形式的遥感类课程，总体上分为遥感的概论性课程和专题性课程。两类通课程常在本科较高年级开设，并且主要采纳课堂教学、试验等方式。其中遥感概论性课程侧重介绍遥感过程、遥感传感器和平台、遥感数据处理过程、遥感分类方法等基础性内容。而专题性遥感课程则依据个学校专业的培育目标和大纲，着重讲授遥感技术在某一个专业领域中的应用，如环境遥感、城市遥感、农业遥感、水色遥感等，一般教学内容上具有较强的针对性。在课堂教学模式上，开展了诸多有益的探究和尝试。卢晓峰和刘春国结合教学阅历，从理论教学和试验教学两方面对遥感课程的教学方法加以探讨，提出教学内容、教学重点和深度应依据不同专业有所不同，同时应把ERDA
9、S、ENVI等常用软件穿插进入课堂教学中，提高学生综合分析解决问题的实力3。梁保同等提出整合遥感课程教学内容，采纳启发式、网络化等教学方式，并引入“科研案例”，以培育学生的爱好，提高创新实力4。竞霞等从课程体系、教学模式及实践教学等方面探讨了遥感原理与应用课程教学模式改革的方向，认为合理组织、科学架构课程体系，并依据不同教学内容特点采纳不同教学方法对提升课程教学效果至关重要5。郭鹏等提出采纳项目教学法将教学与科研进行互动的教学新模式6。此外，在教材和老师队伍方面，黄妙芬等对我国遥感课程教材的现状进行分析，并提出教材建设的思路7。芦少春和孟庆燕在探讨如何使遥感课程建设与改革符合培育应用型人才的要
10、求时，强调要着力加强老师队伍的建设，并完善专业培育方案8。综观各位教学探讨者对遥感课程教学模式改革的思索，可以看到如何提高学生实践应用实力并培育创新实力是改革的核心问题，也是评价一个模式优劣的根本标准。本探讨即是在这样的背景下提出通过在低年级开设遥感导论课的方式，以期提高高校生实践创新实力。 2 开设遥感导论课的意义 作为一门具有高度综合性的前沿学科，遥感技术及其发展涉及到是计算机、数学、物理、数字信号、光学等多个学科的学问，同时其在不同领域的应用还与生物学、农学、地理学等学科学问有关，因此学生在这些学科相关学问的理解必将会影响到遥感技术的学习效果及创新实力。美国闻名的博耶报告重建本科教化美国
11、探讨型高校发展蓝图中明确提出，构建新生探究式的一年级教学、建立基于探讨的学习模式、拆除各学科间教化的壁垒、创建性地利用信息技术等对于高校生创新实力培育的重要性9。日本的一些高校设置了“复合新领域科学”专业，旨在对近十年新兴前沿科学的介绍10。因此，如能在高校低年级开设遥感技术导论课，通过通俗浅显的讲授、探讨和验证性试验引导学生了解遥感技术的基本概念和前沿问题，并激励同学对这一领域产生爱好。同时，理解各门基础课与遥感学科的内在联系及支撑作用，有利于其在基础课程学习过程中能够更好地驾驭相关学问，通过学问的融会贯穿更好地支持其在高年级对遥感技术进行深化的学习和探讨。另一方面，较早地接触遥感技术的相关
12、学问和前沿能够从客观上延长高校生专业学习和探究的时间，能够促使对遥感技术感爱好的同学更有效地利用课外时间，通过自学、参加老师科研、参加应用实践、参与竞赛等多种方式培育实践创新实力。 3 遥感导论课的教学模式 3.1 问题导向的教学设计 “问题导向”是学者们基于20世纪闻名哲学家波普尔的问题理论提出的基于问题或者问题导向的教学方式11。通过问题导向的教学方式，可以将老师向学生信息传递的单向过程变为老师、学生、教学媒介三个因素的互动过程，有利于打破灌输式课堂教学的种种弊端，形成良好的教学氛围12。作为一门为低年级本科生开设的遥感导论课，课程设计采纳启发式教化，在各个课程专题课前和课后均会向学生抛出
13、一些问题，引导其查阅文献资料并进行主动思索。在授课过程中围绕问题的起因、解决自然引出理论、技术的发展和详细内容。在授课过程中，通过不断提问、探讨的方式引导学生主动思索。在课后，留下一些探讨的问题，供学生课后查阅相关资料作延长学习，并在下堂课中沟通。经实践，这种问题导向的教学设计能够明显提高学生的课堂参加度，激发学生的学习和探究的热忱。并且，问题导向的课程教学事实上培育了学生主动参加解决问题的实力，因此能够潜移默化地使学生的创新思维得到培育和发展。 3.2 基础学问与应用案例结合的教学方法 遥感技术作为一门实践应用性较强的学科，在技术的发展和各行各业的应用中已产生了大量的文献、资料，为课堂教学供
14、应了丰富的案例资源。作为一门低年级导論课，通过案例引入内容、阐述学问能够很好地规避干脆讲授一些理论方法的枯燥，能够有效化解学生的畏难心情。陈玲等在林业遥感类课程中应用了案例式教学，教学效果得到了本科生的充分确定13。刘健等采纳案例教学开展“3S技术”课程，从案例选择、课件制作等方面进行了设计，丰富了教学内容，提升了教学效果14。遥感导论课在案例选择上应留意综合考虑案例的典型性，学生的学问背景和接受度等。如在讲解并描述遥感分类方法时，可以通过介绍基于遥感影像的城市规划、违章建筑监测等与社会生活休戚相关的应用案例，在活跃课堂气氛的同时，使同学自觉主动地进入对理论方法的学习。 3.3 课堂探讨、报告
15、、试验相结合的课程组织 遥感导论课在课程组织上，采纳课堂探讨、报告、试验相结合的方式，对课堂讲授进行补充。其中课堂探讨有助于活跃学生的思维，引起对问题的深化思索。如在介绍遥感与地理信息系统关系内容时，请同学以交通导航服务为背景分析RS与GIS技术以怎样的方式结合进行空间分析；在介绍影像时间、空间、光谱辨别率时，请同学就应用遥感影像是否能够找到失联的马航MH373客机为题分正反方进行辩论。另一方面，在一些专题讲授结束时请一些小组同学进行课程报告，激励其主动查询资料并对其进行归纳整理，同时也熬炼了学生的口头表达实力、合作意识。如在遥感传感器的内容时，请同学举例介绍一种遥感传感器。同学的报告经过资料
16、搜集整理，涉及到光学、微波、热红外、激光雷达等多种类型传感器，并对其进行探讨、对比，大大增加了学习效果。此外，试验有助于学生对于所学内容产生主观相识和感受，对技术的一些关键点有更深的相识和理解。课程的试验部分设计了一个遥感影像作物面积提取和分类的试验，包括了原始影像获得、影像辐射校正、大气校正、几何校正，地物光谱特征，以及分类器运用等多个环节，使同学在熟识ENVI， ARCGIS等常用软件的同时，对遥感信息提取的整个过程有了感性相识。课程实践表明，通过课堂探讨、报告和试验三种方式的结合，能够有效加深学生对教学内容的理解，使书本的“死”的学问转化为学生自己头脑中“活”的学问。 3.4 课内学习与
17、课外实践联系的实力培育 在课程教学之外，遥感导论课的另一尝试是通过科研项目参加和竞赛，将学生的课内学习与课外实践有机联系。对创新实力培育而言，课堂学习好比为学生供应原料，课外实际活动则类似一个“发酵”的过程，能够最终酝酿出创新的思维和成果。课外实践活动中，参加科研和参与竞赛是两种重要的形式15。让一部分有爱好的本科学生参加老师的科研项目，能够使学生接触到最新的科研成果，从参加解决实际问题的过程中增进学习，习惯创新探究的过程，享受参加解决实际问题的成就感。经过教学实践，部分学生参加了关于无人机遥感在精准农业上的应用，对植物光谱分析，遥感高光谱影像处理产生了深厚的爱好，并在作物病虫害监测等方面进行
18、了一些有益的尝试。另一方面，在课程学习和参加科研的过程中产生的思路亦能够为竞赛供应素材，能够支持学生申报如“挑战杯”，“高校生创新创业大赛”等竞赛。通过竞赛提高学生的创新实力、心理素养和团队合作。当今和将来的创新事业通常是一个团队而非一个人的工作模式，而参加竞赛客观上能使学生体验竞争与合作，使学生在将来的人生路上敢于创新，擅于创新。 4 遥感导论课教学实践与思索 针对低年级本科生的遥感导论课在学院内进行了一次全新的尝试，在遥感传感器，遥感数据处理方法介绍的基础上，通过研讨、报告沟通的方式与同学共享了遥感技术应用在环境、城市、农业等领域的最新成果和发展动态。同学整体反响热情，呈现出比较高的主动性
19、，并在课外与老师主动联系，部分学生参加到了老师的科研中，并组队参与竞赛。为此，笔者认为在高校本科低年级开设遥感导论课对于培育高校生实践创新实力是一次有益尝试，能使学生为后续专业课程学习作好充分打算，并引导学生更有效地驾驭低年级基础性课程学问。 在遥感导论课的实施过程中，结合授课感受、学生反馈等对课程组织进行如下思索，以期进一步提高教学效果：1.为保证探讨、报告的效果和学生参加度，该种授课方式应对授课规模及分组有人数限定，一般课堂规模不宜超过30人，对学生宜进行4-6组的分组，每组5人。2.对探讨和报告的题目设计须要随教学进程由浅入深，由易到难，内容上应充分把握内容针对性和开放性的尺度和分寸。3
20、.课程成果组成及评价上应采纳多元化，将平常成果、探讨表现、报告质量、期末成果等有机结合。同时，在团队评价时应留意既不行仅评价个人忽视团队，也不能对团队成员的贡献度不加以区分，损害部分学生的主动性。4.授课内容、话题等须要不断更新，体现最新的技术前沿，使学生能够在学习过程中充分感受创新，学习创新。 【参考文献】 1顾行发，余涛，田国良，等.40年的跨越中国航天遥感蓬勃发展中的“三大战役”.遥感学报，2022，20：781-793. 2徐冠华，柳钦火，陈良富，等.遥感與中国可持续发展：机遇和挑战.遥感学报，2022，20：679-688. 3卢晓峰，刘春国，遥感原理与应用教学方法的探讨.地理空间信
21、息，2022：162-164. 4梁保平，李艺，李晖.高校地理科学专业遥感课程教学改革与实践探讨.中国现代教化装备，2022：112-114. 5竞霞，胡荣明，琚存勇.遥感原理与应用课程教学模式改革探讨.信息系统工程，2022：157-160. 6郭鹏，徐丽萍，张国顺.地方高校遥感课程教学与科研互动模式探讨.地理空间信息，2022，15. 7黄妙芬，孔亮，张光明.我国遥感课程教材现状分析及建设方法探讨.教化现代化，2022. 8芦少春，孟庆燕.基于应用型人才培育的遥感课程建设与改革.安徽工业高校学报，2022，30：123-124. 9刘宝存.美国探讨型高校本科生教化重建：进展问题走向. 外国
22、教化探讨，2022：8-14. 10伊廷华，张杰，李宏男.探讨型高校本科生创新实力培育的几点思索.中国建设教化，2022. 11焦利芳，张聪.基于再造理念对我国高等教化改革的思索. 高等农业教化，2003：16-19. 12薛继东.“问题导向”的高校课堂教学.山西财经高校学报， 2022：76-78. 13陈玲，郝文乾，刘艳春.林业遥感类高级课程案例式教学模式的实践与思索.中国林业教化，2022，34：67-74. 14刘健，余坤勇，赖日文，等.“3S技术”课程案例教学的探讨. 中国林业教化，2022：73-76. 15黄锁义，黎巧玲，林梦瑶，等.以科研和竞赛为特色的导师制实践型教学. 试验室探讨与探究， 2022， 34：168-173. 第12页 共12页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页