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遥感课程论文优选九篇

时间:2023-03-16 16:39:06

遥感课程论文

遥感课程论文第1篇

关键词: 高等师范院校 遥感概论 实践教学 教学改革

1.引言

遥感是现代空间信息学的核心技术之一,其作为一种高效能的探测、获取、分析和处理空间信息的先进手段,广泛应用于土地管理、城市建设、林业、环境、农业等各个部门[1]。自20世纪80年代以来,随着遥感技术的发展,我国各高等院校都相继开设了遥感课程[2]。《遥感概论》课程主要介绍了遥感基本理论、方法和应用技术,是我国高等院校地学类本科生的一门专业基础课程。高等学校地理学类教学分委员会2004年工作会议把《遥感概论》和其他六门地理学基础课定为地理学类有关专业必修的核心课程[3]。遥感技术快速发展对遥感概论课程教学提出了更高要求,本文在分析信阳师范学院遥感概论课程教学情况的基础上,结合实际条件及教学目标,对遥感概论实践教学进行了一系列改革探索。

2.高师遥感课程教学现状分析

信阳师范学院城市与环境科学院于2001年开设遥感类课程,并将其列为地理信息系统专业、地理科学专业、资源环境与城乡规划管理专业的一门重要专业基础课程。我结合多年来遥感概论课程教学,发现课程的教学与用人单位对遥感技术工作的需求不能很好地衔接,主要存在以下问题。

2.1教材相对快速发展的遥感技术滞后。

我校各专业采用的《遥感导论》是教育部面向21世纪课程教材,2001年出版后至今未修订再版,除部分印刷错误影响学生学习外,对近年蓬勃发展并广泛应用的QuickBird卫星影像、高光谱遥感技术等遥感探测技术和方法涉及较少,不能满足教学需求。另外,实验教学中我们采用国际先进的ERDAS IMAGING软件,但与遥感图像处理配套的上机实验教材缺乏,需根据本校实际进行编写,同时目前实验教学中所用数据主要为Landsat和Spot影像,而缺乏社会应用较广的雷达影像、QuickBird等卫星影像。

2.2各专业教学内容不同往往顾此失彼。

我院三个专业文理兼收,学生基础不同,预备知识普遍欠缺,教师在54个学时内既要讲明理论、补充遥感技术前沿发展又要开展实验课程教学,实属不易。且遥感技术已列入高中开设的地理选修课,自然灾害与防治和城市规划与生活等课程也用到遥感技术,这对高师地理教育提出了更高的要求。目前,仅地理信息系统专业开设了为期一周的遥感综合实习,实践课程偏少,难以提高各专业学生的动手能力。

2.3教学手段相对单一。

在多媒体教学过程中,教师准备全部实践材料,详细讲解,全程示范,学生按照指导书和教师要求按部就班模仿操作,实验过程中师生互动少。以教师讲授为主的学习方式,抑制了学生主观能动性的发挥,导致学生对实验指导书过度依赖,提高实践能力无从谈起。另外,目前考核仍以笔试成绩主,教学制度不够灵活,特别是培养目标、课程结构和内容、教学模式、教学制度和评价相互脱节。

3.遥感概论实践教学内容设计

3.1研究教材,构建科学的遥感课程实践教学体系。

遥感技术是一门新的学科,新理论、新方法、新的研究领域不断出现,要求教材建设必须与时俱进,及时补充新知识,以适应学科及社会对遥感人才的需求。遥感实践教材的建设一方面教材必须针对各专业的培养目标和教学大纲的基本要求,具有较高的专业针对性。同时,要有别于其他理论教材,重点突出应用技术的特点。另一方面教材要围绕技术应用能力训练主线,注重学生的认识和学习规律,以培养学生实践能力。在《遥感概论》教学中,教师要综合国内外已有的遥感实践教材,分析比较各种教材的特色及其不足,根据专业培养目标、学生未来就业,以及遥感人才的基本要求,以新的理念构建一套内容体系和结构相对合理、能反映出学科水平和发展趋势的、适应高师院校自身特点、开放的、科学的遥感实践教学内容教学体系。

3.2适当增加课时,完善和更新教学内容。

遥感是一门理论与实践并重的课程。在遥感课时总量有限的条件下,如何协调好高师地理课堂培养学生创新精神和地理信息系统专业、资源环境与城乡规划管理专业培养动手能力和创造能力是高师院校面临的挑战。由于我院各专业文、理兼收,学生基础不同,理解遥感基本理论存在困难,在课堂上授课教师可结合Q ickbird卫星数据在第二次国土资源调查中的应用等科研案例进行教学,让学生在实践中理解遥感理论。另外,我们要充分利用现代网络技术建立课程网站,提供新型的学习环境和学习平台,挖掘教学科研资源,开展教学互动,扩展学生学习的空间。我在教学过程中发现,有很多学生反映要求增加遥感实践课时,这说明学生对新技术学习的积极性很高,若适当增加实践课时,有助于开展综合型和研究型实验的多层次综合性的实践教学,提高学生的创新精神和动手能力,以适应我国遥感科学技术的发展和高素质人才培养的需要。

3.3教学方法、教学形式多样化,实现实习单位专业化。

在教学过程中为克服遥感实践课程教学课时不足,增加学生对遥感学习的兴趣和主动性,可开展读书报告、学年论文、野外调查等课外研究性学习,让学生通过查阅文献进行简单的研究,与课堂教学形成互补,拓展更加广阔的空间。另外通过学校、院系和个人广泛联系遥感专业高等院校和应用型实习单位,如武汉大学、南京大学、北京超图软件股份有限公司、武汉中地数码科技有限公司,等等。建立双导师管理机制,让学生直接参与到实习单位的科研、开发和生产工作中,让学生主动学习知识,锻炼学生获取知识、发现问题、解决问题的能力,从而提高教学效率。

4.结语

遥感是一门技术性和实践性很强的课程,我结合多年来高师院校遥感概论课程教学,针对目前存在的主要问题进行探索,提出了适合本校实际的遥感课程教学方法和教学体系。遥感技术的快速发展对遥感概论课程教学提出了更高要求,在教学中需要结合实际不断探索与实践,进一步提高学生的独立思考能力、创新能力和实践动手能力以满足社会发展需求。

参考文献:

[1]白淑英,沈润平,王莉等.遥感科学与技术专业综合实习教学环节改革[J].中国奥创新导刊,2009,(26):174.

[2]梅安新,彭望禄,秦其明等.遥感导论[M].北京:高等教育出版社,2001:

[3]张飞,丁建丽.《遥感概论》精品课程教学探索与实践[J].理工高教研究,2009,28,(5):116-118.

遥感课程论文第2篇

关键词:遥感 课程 基础理论 案例

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)02(b)-0144-02

遥感作为信息获取和更新的重要技术手段之一,已经在海洋、渔业、测绘和军事等许多领域得到了迅猛发展和广泛应用。上海海洋大学海洋技术专业培养目标是具备坚实的数理基础,掌握海洋科学的基本理论和基本知识,受到海洋信息探测与应用方面的基本训练,能在海洋信息技术、空间测量技术、遥感技术、地理信息系统技术及其相关领域从事科研、教学、管理及技术工作的高素质海洋科技人才。遥感是上海海洋大学海洋技术专业主要方向之一,而《遥感原理》是海洋技术专业遥感类基础课程。《遥感原理》课程涉及了大量的数学和物理知识,这些大量的数学和物理公式对相当一部分同学来讲枯燥、难懂,使同学们在课程学习过程中,缺乏对课程学习的兴趣。笔者结合教学过程中经验,针对相关问题,在此浅谈一下在该课程教学上的思考和实践。

1 关注遥感科学的最新进展

要让同学们喜欢遥感课程,首先要激发他们对课程的兴趣。现在的大学生有个性、有主见,接收新生事物快,是一个开放的群体。同学们普遍对所学学科的发展动态和发展前沿感兴趣,他们迫切希望知道所学课程对将来就业和相关课程进一步学习有什么作用。遥感知识更新很快,新理论、新方法和新研究领域不断地出现,遥感研究猛烈地冲击着各学科的前沿,这一特点正符合年轻大学生的好奇心[1]。

在教学过程中,在完成学生对遥感基本知识体系的构建的基础上,把遥感科学的最新进展的一些内容融到课程讲授内容中。例如:告诉同学们,近几十年来,欧美发达国家对资源与环境问题日益重视,而遥感信息技术已成为在国家层面上调查与获取环境资源基本数据,评估国家社会经济和生态环境可持续发展能力的有力工具。在美国、瑞典、澳大利亚、德国和日本等国家,几乎在所有较大规模的资源调查和开发规划中都利用遥感资料和常规资料相结合,提供综合分析数据供有关部门使用。我国已经成功发射了海洋卫星、气象卫星和资源卫星,初步显示了可为生态环境监测提供大量数据。同时,近十几年来在应用空间信息技术进行资源、环境的动态监测及可持续发展综合管理研究方面,也已经积累了大量数据信息和许多较为成熟的经验。遥感应用已从定性向定量发展。加强多源、多模态、多时相数据的融合和同化应用技术研究;注重高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率及全天时、全天候和全频段的监测和研究;注重遥感数据真实性校验和地面定标技术研究;充分开发遥感数据资源,解决全球或区域性的环境和资源问题,为社会经济发展服务,是遥感发展的主要特点。通过国内外遥感现状的对比,使同学们认识到我们国家遥感的基础理论和技术在国际上的地位,以及我们在遥感的基础理论方面和发达国家的差距。这些遥感的基础理论也就是那些大量枯燥、难懂的数学和物理公式。这样既激发了同学们的争强好胜、不服输的天性,又让他们理解遥感基础理论在学科发展中的重要性,他们看到这些枯燥、难懂的数学和物理公式也就感到亲切了。同时,也明白了这些基础理论知识是他们将来遥感类课程进一步学习的基础。

2 引入最新的遥感案例

遥感具有比较明显的应用技术学科的特点,它把地学研究中的概念逻辑思维变成直观的、形象的空间模型,深化了人们对自然现象的认识,其涉及到的知识面十分广泛,如果面面俱到,势必导致走马观花。因此,遥感原理课程的授课过程主要讲授遥感的基本数学和物理原理,完成对基本知识体系的构建。通过教学内容的优化,使学生对遥感在整体把握的前提下,能够抓住重点,以点带面,引导学生自主学习其他知识。在讲授遥感在地学中的应用部分,适当介绍当前遥感在卫星研制、有效载荷、地面处理、应用研究和业务化监测等方面发展的最新案例。并且将原理、算法等注重数学物理基础知识等环节融合到每一部分的案例教学内容里,使学生在学习案例的过程中自然地掌握那些枯燥、难懂的物理原理和数学算法[2-3]。

例如:以近年来每年爆发的黄海绿潮遥感监测为案例,介绍了光学遥感和微波遥感不同的遥感技术对监测绿潮时空分布监测方法的差异。在此案例讲解过程中,介绍了TM/ETM+数据、MODIS各级数据产品和微波数据ENVISATASAR,针对每种遥感影像,分别介绍其传感器和成像的基本原理。从空间分辨率、波谱分辨率、辐射分辨率和时间分辨率4个方面重点讲解遥感图像的特征,并且结合黄海绿潮监测实例讲授光学遥感和微波遥感的不同物理原理。同时在案例讲解过程中,引申出藻类遥感数学反演算法,这些算法只讲述基本原理和思路,而具体推导过程,引导有兴趣的学生在课后通过文献阅读资料查找自行学习。

3 结语

遥感是一门理论和应用性均很强的学科。通过对《遥感原理》课程教学过程的改革,从教学情况看,教学效果良好,学生上课能够认真听讲,学习兴趣浓厚,能主动通过多种渠道搜集查阅所学资料。通过课程改革,使同学们既掌握了遥感基础理论,又学习了运用遥感数据进行分析的基本技能。这些措施的实施,提高了上海海洋大学海洋技术专业学生学习《遥感原理》课程的积极性,课程教学效果得到了明显改善。

参考文献

[1]顾祝军.“遥感原理与应用”课程教学改革初探[J].大学教育,2015(10):108-109.

遥感课程论文第3篇

关键词:遥感课程 实践教学 教学方法

遥感(Remote Sensing),“遥远的感知”,广义遥感指对目标物进行无接触的远距离探测技术;狭义上指在航天或航空平台上,运用各种传感器(如可见光、红外线和微波等)对地球进行观测,接收并记录电磁波信号,根据电磁波与地表物体的作用机理及对探测目标的电磁特性进行分析,进而获取物体特征性质及其变化信息的技术[1]。遥感是20世纪60年代以来新兴的一门学科,美国宇航局、欧空局等机构和加拿大、日本、印度、中国先后建起了各自的遥感系统。随着计算机和传感器性能的不断提高,遥感影像的分辨率(空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率)有了很大提高。遥感数据中包含了大量的地表和空间信息,而目前对于遥感数据丰富的信息不能完全提取,如何充分有效的从影像中获取全部的信息是一个亟待解决的问题。许多高校开设了与遥感相关的专业和课程,这对遥感技术的谱及和发展提供了良好的基础环境。如何培养出适合社会发展需要的合格的遥感技术人才是目前高校遥感教学的重点。

一、遥感课程教学现状

遥感技术虽然是一门新兴学科,但目前已经得到广泛应用,国际遥感应用发展的实用化、精细化、产业化和业务化特征明显。在我国遥感技术起步较晚应用水平不高,根本原因是基

础性研究薄弱[2]。只有通过系统培养掌握遥感理论知识和实用操作技术的后备人才,才能够满足社会对遥感高技术人才的迫切需求,这也是高等教育面临的责任。目前在遥感课程教学方面与社会需求之间存在一定的差异,相对于遥感技术发展,课堂教学内容相对落后。从目前遥感课程教学内容的设置方面来看,存在以下现象:

(一)重理论教学,轻实践教学

大部分高校在课程大纲设置时,将理论教学部分安排了大量的课时,而对于实践环节课时安排较少[3]。实验课时少,难以培养学生的感性认识,动手能力的提高更是无从谈起[4]。遥感课程不同于其它理论课程,它需要学生具有很强的操作能力,少的实践教学课时使学生对遥感技术基本技能的训练和掌握不能满足,其结果使学生对课程理论部分内容不能较好的理解。容易造成教学内容仅限于课本知识,使教学和实践脱节,降低学生对这门课程学习的兴趣,不能激发学生的创新性能力。

(二)快速发展的遥感技术与相对滞后的实验教学内容

遥感技术是一门新兴的交叉学科,它是以航空航天、传感器和计算机等技术为基础发展起来的,涉及学科众多。随着航空、航天技术和计算机技术快速发展和传感器性能的不断提高,遥感技术得到了飞速发展,遥感数据分析和处理方法层出不穷。而伴随发展的遥感课程的教材通常相对稳定(几年或者十几年不变),不能及时更新,新的技术不能够较快为学生所接触。如果教师的知识也不及时更新,会造成学生所学的知识陈旧,与实际脱节,不能满足学科发展的需要。

(三)传统的教学方式与学生综合素质的提高

在课堂教学过程中教师应该注重学生综合素质的培养,调动学生学习的主动性,激发学生在学习过程中发现问题、主动解决问题、培养自主学习的能力。传统的教学方式偏重于理论原理方面教学,对于启发学生思考问题和自主解决问题等综合素质的提高方面涉及较少,不利于学生积极主动性的提高。

(四)课堂教学与社会需求存在一定的差异

课堂教学注重理论教学,教材和教学方法通常变化不大,对于有些课程(例如大学物理、化学)也许采用这样的教学方法是可行的。而有些发展特别快的学科,如遥感技术、计算机科学等学科,需要教师及时掌握本学科的前沿知识,及随科技发展后的社会需求情况来调整教学内容。相对于这些发展快的学科,传统的教学方法显得手段单一,并且学生参与其中的机会少。随着计算机、信息技术的发展,遥感技术得到了迅速发展。遥感课程不同于其它理论课程,尽管现在高校中大都采用多媒体教学方法,但在整个教学环节也大多数是以教师的讲授为主,学生在整个过程中只是看和听,缺乏对学生动手能力的培养。同时,课堂开设的每节实验课也只是单一实验,没有开展完整系统的实验,造成课程教学与社会需求之间的差距。社会对人才需求是全面的,多方位的,高校毕业生不仅需要具备专业知识,还需要具备一定的创新能力。

二、遥感课程教学方法的改进

课堂教学内容和方法直接影响教学质量和培养目标,在教学过程中应注重学生个体发展,将理论教学与践教学相结合,使课堂所学知识更好地为社会需求服务。要合理安排和优化授课和系统的实验的内容,使之紧密结合学科前沿研究和学术动态,使课堂知识适应社会发展需要,更好为社会进步服务。课程改革从以下几方面进行探索:

(一)理论教学

(1)专业理论教材及时更新。遥感技术的飞速发展,对理论教学工作提出新的挑战。由于教材编写和出版周期较长,就需要教师尽量利用其它方法手段获取较新的授课内容,例如可以通过网络手段或者外文资料及一些高级别的国际会议中的资料,给学生传递最新的学科动态和前沿信息,使学生所学的专业理论具有时效性;同时,引导学生通过多种方法(例如,网络资源)了解不同机构研究现状和研究动态,学生从查找资料的过程中培养了自学能力和提高他们积极动思维。

(2)充分利用现代媒体技术。媒体教学有很强的程序性、目的性、交互性和实用特性。把媒体提供的资料加以优化和整合,按照学生的认知能力、知识结构以及学生的情感状态等因素,可以尽可能的调动学生的感官,从而做到提高上课的效率和学习效率[5]。运用多媒体技术进行教学,可以把理论内容部分通过图文的形式展现出来,增加学生的认识能力,有利于学生对课堂知识的理解。遥感影像不同于传统照片,属于顶视图。遥感信息的提取是通过遥感图像解译来完成,对图像的解译首先要对图像进行判读,判读的过程中需要了解各种地物在影像上的特征,了解不同地物在不同地形或不同植被在不同季和不同生长过程中的表现特征,只有通过媒体教学才可以很好地给学生展示不同时间和空间的遥感影像,这样便于学生对地物不同条件下的特征进行区分,加强学生对图像的判读能力,为今后图像解译的准确性打下基础。

(3)授课内容增加专题部分。通过增加专题知识的讲解可以加强普及遥感知识的应用。结合不同专业学生的特点,将遥感技术应用部分制作成不同的专题,通过课堂讲解的方式传授给学生。每个专题中应包括遥感技术在本领域的工作流程、基本工作原理和应用前景。例如,对于海洋技术专业的学生,结合海上溢油、海水悬浮泥沙方面介绍遥感在海洋环境中的应用;对于水力学及河流动力学专业,结合汶川地震之后诱发的灾害情况,就遥感技术如何对河床演变及河道泥沙淤积方面研究进行讲解。

(4)将科学研究工作溶入教学中去。为了加深学生对遥感理论知识的理解,将科研成果溶入于实践教学中,不仅有利于科研成果和技术的推广,也可以增加学生学习的积极性,提高学习效率。教师在授课时可以结合自己的科研工作,给学生讲解如何选题、如何开展科研工作及本研究在学科中的地位等。利用这种学习方法可以培养学生自主创新能力,也能够培养学生的科研潜能。同学们可以根据自己的兴趣申报科研项目,模仿老师的试验方案,自主设计项目的实验步骤、制定技术路线、撰写实验报告和科技论文。这样的教学方法与纯理论教学和纯实践教学不同,有利于学生把理论学习、实践学习和科技创新三者结合起来。

(二)实践教学

构建合理科学的实践教学体系、提高学生的实践能力和综合技术应用能力,是高校遥感课程改革的重要任务之一[6]。

(1)注重遥感教学中的实践教学环节。能力的提高是基于大量实验基础上,加大实验课课时量,加强基本技能训练;增加综合型、创新性的实验,构筑全方位的实验教学模式,能够为学生的自主实验营造个性化的学习环境,有利于强化学生的综合能力的提高[7]。遥感技术是一个实践性非常强的学科。大多数的课堂教学中关于遥感原理部分讲授较多,实践操作占很少一部分,通常高校在制定遥感课程教学大纲时,把它等同于其它的一般性课程,与理论教学课时数相比实验课课时数设置较少,这样很难保证学生基本的技能训练和提高,也影响到学生对理论知识的理解。根据每一章节的理论教学部分,设置相应的实验教学内容,加大应用型教学内容,提高学生实践的能力,以加强学生对课本知识的理解,也使学生能够很好的掌握遥感的应用技术,为今后的科研工作打下良好的基础。同时,增加较多的实验课时数,加强学生对不同遥感图像处理的操作能力,做到熟练操作。

(2)将软件教学贯穿于整个理论教学中,训练学生的动手能力。在现行的教学大纲基础上适当强化图像处理和解译能力练习。在整个遥感课程的教学过程中离不开实践教学,把遥感软件的操作渗透到课堂教学活动中。遥感图像信息提取通常要借助于遥感图像处理软件完成,通过课时的调整,学生有更多的课时进行实验练习,熟练操作软件,掌握图像处理的基本技能,可以加强对理论知识的理解。在理论教学过程中即时进行遥感处理软件的操作讲解和演示,通过学生对软件的学习,提高学生的动手能力、思考问题和解决问题的能力。

(3)加强课程实验内容系统性和前沿性。遥感课程涉及到众多学科,由于教学大纲所规定的课时有限,在设计实验教学方面应结合遥感科学与技术专业的培养模式,对课堂实验内容进行优化整合。目前每一种遥感图像处理软件,都是由不同的模块组成的,每一模块下包含不同菜单,每一菜单具有不同功能。通常完成一项数据分析工作需要完成一系列的操作,用到不同的菜单或模块,而教学实验课的内容只涉及到某一模块或某几个菜单的功能,学生只能了解某一菜单如何使用,而不是就某项研究内容系统的实验。同时,实验教学也应该结合前沿研究,将一些前沿的研究方法渗透到实验教学中。在设计教学实验时应该结合理论教学内容,做到理论与应用相结合原则,基础性和前沿性原则。

三、结束语

遥感技术的不断发展对高校遥感课程教学内容提出了新的要求,只有通过不断改进教学方法才能满足学科发展的需求。本文立足于遥感课程的培养目标,从社会发展对遥感人才的需求和遥感课程教学中存在的问题方面进行分析,提出了遥感课程理论和实践教学方法改进的一些建议。遥感课程实践教学改革应是基于更新和完善理论教学的同时,加强实践教学的改革。理论教学内容随遥感技术的发展应不断更新,这将有利于学生了解前沿的科学研究和动态;理论教学内容随科技发展不断更新,做到与时俱进;加强实践教学环节可以培养学生动手能力、科研潜能和创新能力,是课程建设的需要也是学科发展的需要。

完善实践教学体系,将会体现培养实用型人才的办学宗旨,适应社会需求。高校遥感课程教学内容如何适应遥感技术不断发展的需要,仍然需要不断地探索,通过探索来寻找适合学科发展特点的教学方法和完善的教学体系,来满足社会对遥感人才的需求。

参考文献:

[1] 童庆禧,张兵,郑兰芬.高光谱遥感的多学科应用[M].电子工业出版社,2006(5):1.

[2] 秦文俊.《遥感图像处理》课程教学在地理学专业中的探索与实践[J].现代测绘,2007(11):45-47.

[3] 黄秋燕.教学性地方高校遥感课程教学与科研互动模式探索[J].高教论坛,2008,(5):352-353.

[4] 潘竟虎,赵军.“以学生发展为本”教育新理念背景下的高师遥感课程实践教学改革初探[J].临沧师范高等专科学校学报,2008,(3):48-51.

[5] 吴前明.多媒体教学新论[J].新时代教育,2008,(5):114.

遥感课程论文第4篇

关键词:遥感图像处理 课程体系 模块化 教学实践

中图分类号:G421 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)05(b)-0185-02

遥感作为一种高效的探测、获取、分析和处理空间信息的先进技术手段,已广泛应用于各个领域。高等院校是我国遥感专业人才培养的主战场,它提供了一个综合性高、专业性强的平台[1]。在该平台上,可以针对社会的应用需求,塑造学生不同的个体特征,培养出适于不同岗位的研究型、应用型人才。因而,构建旨在培养学生综合素养,并突出其个体特征的课程体系具有举足轻重的作用。特色鲜明的体系可以在提升学生的综合素养的同时,也能够突出学生个体,因而可以更好地满足我国遥感专业人才培养的需求。

现阶段我国为遥感专业人才培养设置的本科专业主要有摄影测量与遥感、遥感科学与技术、地理信息科学等,在这些专业的培养方案中,《遥感导论》和《遥感图像处理》在多数高等院校中都有开设,并为专业核心课程之一,有的高等院校还开设了《数字图像处理》。《遥感导论》和《数字图像处理》两门课程可以视为《遥感图像处理》的前期基础课,因而在课程学期安排上应该提前。

《遥感图像处理》以地理学、测绘学、数理统计、计算机技术等为背景,在学习了遥感技术、图像处理技术的原理和理论基础上,着重介绍遥感信息处理的原理、过程与方法,并掌握遥感图像处理技术的发展动态与实际应用。由于《遥感图像处理》是多学科的交叉,与很多专业都有很密切的联系,而且发展速度较快,在遥感图像处理的教学中,一方面要求不同对象的学生掌握、理解或了解图像处理技术的基本原理;另一方面,还要求不同对象的学生理解或了解遥感图像的成像机理、处理技术和流程等。同时,图像处理技术和遥感技术具有技术更新快的特点,因而还需要学生掌握现阶段的状态以及最新发展情况。除了教学内容和教学方法外,实验教学也是《遥感图像处理》课程的重要的环节,传统的课程教学大都偏重于理论,一些已有的实验也主要是针对特定图像处理的一些应用,缺乏图像处理技术应用与遥感图像特征无缝结合和系统组织。

总的来说,目前的《遥感图像处理》课程体系主要存在以下几个方面的问题[2]:(1)传统的课程体系多注重经典理论,轻实验和实践[3]。除了应该重视理论教学外,有效地利用实践教学环节,有利于学生理解和掌握该课程内容,取得事半功倍的教学效果;(2)传统课程体系脱胎于数字图像处理,和遥感处理关键技术之间存在断裂面,遥感处理知识体系不够完善。

本文以我国高等师范院校开设的遥感科学与技术、地理信息科学专业为例,针对《遥感图像处理》课程的教学目标,提出了适合高等师范院校本专业领域学生的课程体系的构建方案,并就其实践教学的效果和课程体系特色进行介绍。

1 课程体系的建立

内容的模块化设计是目前课程体系建设的主要方案,在很多高等院校的专业教学中得到了较好地应用[4]。为适于高等师范院校开设的遥感科学与技术、地理信息科学专业教学需求,通过近10年左右的实践教学,我们将《遥感图像处理》的课程体系结构分为7个模块,如图1所示。

(1)图像基础模块:这一部分主要介绍遥感数字图像的基础知识,主要包括遥感数字图像、遥感数字图像的计算机存储、遥感数字图像的计算机视图与表达等内容,让学生了解遥感数字图像的基本概念和特点,并从计算机存储和显示的角度,定性了解数字遥感图像,引导学生建立遥感图像处理研究和实践的兴趣。

(2)定量遥感处理模块:遥感定量化是当前技术发展的重要方向之一,其分析和处理过程涉及到物理、大气等学科;本科生由于前期所开课程较少,感觉定量遥感处理的难度较大,因而我们主张在本科阶段掌握定量遥感的基础理论和图像处理,深层次处理设置在后续的研究生课程开设。

该模块的主要内容涵盖辐射定标、大气校正、热红外地面温度反演等,以Landsat TM图像为例,了解遥感图像的辐射校正和定量反演的技术方法:辐射定标结合Landsat TM的0级、1级产品,介绍遥感图像数字值(digital number,DN)转换为光谱辐射亮度的方法;大气校正主要讲述基于辐射传输方程的校正方法,结合6S和MOTRAN辐射传输软件包,完成遥感图像的大气校正;热红外图像地表温度反演以Landsat TM6为例,介绍单波段热红外图像的地表温度反演方法和技术流程。

(3)几何遥感处理模块:该模块针对遥感成像的纯中心投影、多中心投影、侧视雷达等不同构像方式,解释它们的几何纠正方法和技术流程;对于多项式纠正方法重点介绍,强度多项式的构建、地面控制点的选择、最小二乘法拟合等相关内容。

(4)数字图像增强模块:数字图像增强模块按照彩色增强、辐射增强、空间域增强、频率域增强、多光谱增强等顺序进行讲解。在这一部分,我们遵循系统深入的原则,基于遥感数字图像处理的实例,帮助学生系统复结并领会各种理论方法之间的逻辑顺序与本质。由于图像处理具有理论性和可视化强的特点,在这个部分教学中,我们希望加强学生对前置基础课程(如《遥感导论》和《数字图像处理》)所学基本理论和方法的深入理解,使其充分认识遥感机理理论知识在遥感图像增强应用中的指导意义,并体会理论本身的魅力。

(5)遥感图像融合模块:该模块从遥感图像融合的目的出发,介绍图像融合的主要方法和技术流程、图像融合结果的性能评估等;联系数字图像增强模块的多光谱增强子模块,以HIS变换、主成份分析、傅里叶变换和小波变换等为基础,阐述遥感图像融合的主要技术方法,并对其方法的缺点进行分析,提出改进的遥感图像融合方案。

(6)遥感图像分类模块:该模块主要包括计算机分类的基本原理、非监督分类、监督分类、计算机分类的新方法、分类结果后处理、精度评估等内容。在这一部分教学中,我们充分发挥图像处理应用性强的特点,选择最小距离法、ISODATA、最大似然分类法等,重点讲述其基础理论和技术方法,激发学生学习兴趣。

(7)变化检测模块:该模块是对前面所学模块的综合运用,向学生展示《遥感图像处理》立体而丰富的专业内容。在介绍遥感图像变化检测意义和技术流程的基础上,重点论述变化检测的分类后比较法和直接比较法;将变化向量分析法(CVA)作为典型算法进行讲述,通过土地覆被变化检测的应用实例,综合遥感图像辐射校正、几何纠正等知识,重点论述变化强度和变化方向的确定方法,并利用图像处理实践提升学生的研究性思维,初步培养学生的创新能力。

2 课程教学实践及其特色

2.1 加强实践教学环节,注重动手能力的培养

本课程主要教学目的是使学生了解和掌握遥感信息处理的基本知识、方法、基本技能和发展动态,初步掌握应用遥感信息处理技术分析和解决实际问题的能力。因而,实践教学能力培养是我们课程建设的核心部分。我们在每个模块中设置了多个实践环节,多角度、多目标的提升学生动手操作能力。

通过理论学习、实践处理等环节,增强学生对本课程的理解,并在此基础上使学生进一步掌握遥感图像成像的基本原理、基本理论和这些理论在遥感图像处理中的应用。近10年的教学实践证明,该课程的实践教学环节较好地调动了学生专业学习的积极性,取得了较好的学习效果。

2.2 内容延伸模块化,形成分层次课程体系

我们依据课程教学内容,构建了授课内容的基本框架,按照教学内容分块设置,根据学生学习阶段、课时安排、专业特色延伸等可以灵活变化,因而给授课内容带来了较大的机动性。

在每个教学模块中首先确定知识体系和拓展专题内容,将这些拓展专题分为偏应用型和偏理论型。每个专题中设置基本内容和扩展内容,形成模块化分层次的课程体系。

例如:在数字图像增强模块中,目前的大多数教材中存在直方图均衡化的内容,然而随着图像处理技术的发展和应用的拓展,人们发现在绝大多数遥感图像增强处理中不适合直方图均衡化处理,因此这部分内容可以不讲或让学生自学。图像增强部分的内容非常多,使学生清楚掌握第一节内容介绍的关键词,课程的延伸内容就会更易理解。根据学科特色和学习层次,可以有意识地引入偏应用专题或偏理论专题,更好地满足不同目标、不同层次的学生的需求。

通过遥感图像处理课程教学内容的分块划分,形成了层次化、模块化课程体系,在确保授课内容体系完整情况下,使内容选择更具条理和可操作性,便于培养不同目标导向的学生,更适于我国高等师范院校相关专业的教学设计。

2.3 多目标人才及其创新能力培养

社会对人才可以从不同的角度加以分类,从生产或工作活动的目的来分析,现代社会的人才可分为学术型(理论型)、技术型、工程型和技能型等。多目标人才就是多功能人才,其特点是多才多艺,能够在很多领域大显身手。当今社会的重大特征是学科交叉,知识融合,技术集成。因而,《遥感图像处理》多目标人才培养是培养学生在各个方面都有一定能力,同时在某一个具体的方面要能出类拔萃。

在高等师范院校地理学背景创办遥感科学与技术、地理信息科学等本科专业的情况下,不同层次、不同培养目标导向,可以让学生针对自己的发展方向选择应用型还是研究型,因而该课程体系更加具有灵活度。我们课程体系中设置的定量遥感模块,可以满足学生在应用型《遥感图像处理》课程中学习到研究型知识,丰富和完善学生的有关遥感处理的知识结构,提升学生的创新能力。实践教学证明,我们的本科生经过该模块的学习,也能够独立完成研究方案构思和具体研究路线设计,并在老师的指导下撰写科学论文。

3 结语

卫星遥感、图像处理技术的迅猛发展,其应用领域愈来愈广泛,该领域受到很多学生的垂青,激发了他们的学习热情。目前很多高等院校都开设了《遥感图像处理》这门课程。如何根据各个高等院校的学科特色、学生特点构建适合自己的课程教学体系、安排好授课内容、提高教学方法和教学手段的有效性是很多高等院校主讲教师最关注的,同时对于提高学生学习兴趣、加强实践应用能力以及培养信息技术时代的创新型人才具有重要意义。

笔者结合多年《遥感图像处理》课程的教学经验,设计了一个课程内容模块化、专题内容可延伸、分层次的课程体系,它采用专题框架,在保证授课体系完整性的前提下,授课教师可以依据人才培养目标、专业特色、学时要求引入模块化延伸内容,有机地将课程教学内容联合在一起,形成多层次、多目标的授课内容。实践证明,该课程体系设置达到了我们高等师范院校相关专业的课程教学预期效果,可以为我国其他高等师范院校的相关专业的《遥感图像处理》课程教学提供参考。

参考文献

[1] 邓磊,赵文吉,胡德勇.遥感课程实践教学模式探索与教改实践[J].科技创新导报,2012(7):136-137.

[2] 赵珊,刘静.数字图像处理课程实践教学的改革与设计[J].中国科技信息,2009(23):226-227.

遥感课程论文第5篇

关键词:遥感地学;课程;教学方法

一、引言

遥感作为采集地球数据及变化信息的重要技术手段,广泛应用于土地管理、城市建设、林业、环境、农业等各个部门,各高校的GIS专业都将其作为重要的必修课列入了教学计划。遥感应用研究的基础是需要根据地学应用的目的来建立一定的遥感信息的处理和分析模型,获得能反映地球区域分异规律和地学发展过程的有效信息,而地学遥感就是遥感与地学各学科应用之间的一个接口,它既是遥感应用基础研究的重点,也是遥感技术发展的前沿。

《地学遥感》是遥感与地学交叉的边缘科学,是应用遥感的理论、方法和技术,应用遥感数据源,实现复杂地学问题的快捷、方便、省时和省力解决的一门课程。该课程是遥感科学与技术专业、地理信息系统专业等本科专业的一门重要专业课程。开设该课程的主要目的是巩固、深化学生遥感基础理论知识,学习掌握遥感地学分析的基本原理、方法及模型构建,学习遥感技术在各主要地学领域的应用方法,使学生从遥感的角度认识地理过程和规律。为了实现上述教学目的,对课程的教学方法与手段、实验环节及考核方式等都要进行积极的探索。

二、教学模式探讨

2.1教学方法

遥感技术是一门应用型技术,它所应用的领域众多,而且遥感的许多理论及知识在现实生活中可以找到与之相对应的现象与实例。《地学遥感》课程是在学习过遥感相关原理、方法等基础知识的基础上开设的,在基础理论知识这块主要以巩固和深化为主,因此在教学过程中不是简单的重复式教学,不能以灌输的方式再将学过的知识讲解一遍。教学中可以把经典理论知识与案例相融合,将有针对性的案例展示给学生,并采用问题驱动式教学,把案例中涉及的理论知识由浅入深、循序渐进的以问题形式引出,再由学生自行思考、讨论,利用所学基本理论对案例所呈现的现象和问题进行分析和解释,最后由教师对学生的回答给出解释和总结,从而达到巩固和加深基础理论知识的目的。因此在课程该部分内容的学习中,可根据教师或者学校其他研究团队在这些领域中的研究,加入一项专题地学分析学习,将实际的科研工作情况融入到课堂教学中,用实例让学生更直观深刻的理解在这些领域中,各种地学分析方法是如何应用的,应用后能够得到什么样的结果,这些结果有什么样的作用以及如何指导实际的工作。案例应用在授课当中所起的效果很明显,学生可以更好的理解所讲内容,并能和实际应用结合起来,相辅相成。

2.2实验环节

实验环节是对理论环节的检验和锻炼,也是教学过程中使学生真正掌握并较好运用所学知识的重要组成部分。实践教学是《地学遥感》课程的重要组成部分,对于整个课程内容的串联和实际应用起着至关重要的作用。目前实验课中普遍存在的问题是,教师发给学生实验指导书并讲解其操作方法,大多数学生并不清楚实验的原理及目的,只是依葫芦画瓢,按照实验指导书的步骤逐步操作完成。但完成实验后,却对所做实验及上机内容一知半解,甚至几日便丢到脑后。如此一来,实验课的意义不复存在。

因此,每个实验,以及实验当中每一个步骤,其原理是什么,该实验可以解决什么问题,实验当中的每个步骤有何作用,每个步骤是如何操作的,有没有其他的方法或步骤也可以解决相同的问题等等;这些是本课程的实验重点,务必让学生清楚并理解透彻。在此基础上,学生进一步进行实验操作,这样便可对所做实验形成一个清晰的概念,也可以更好地学会如何解决实际问题。

实验环节作为理论环节的补充,二者需紧密结合,环环相扣。实验项目的设置需与理论教学内容相对应,二者相辅相成。传统的课程实验是将实验割裂开来,针对不同章节的内容设置多个小实验、单独完成、单独撰写实验报告,这样的实验模式会使学生很难形成解决一个具体问题的整体思路,知识的连贯性不够,运用遥感知识解决问题的能力不能得到很好提升。因此该课程的实验应改变这种传统的独立小实验模式,将实践内容设计成一个完整的项目形式。所谓项目式就是由教师根据科研项目情r及数据可能的获取情况,确定相关选题,选题以能够包含主要的学习内容和知识点、执行一个完整的遥感数据分析流程、能够在有限时间内实现为原则。学生则分成多个小组,自由选择感兴趣的题目,小组成员共同讨论选题实现的思路和方法,通过分工合作完成实验内容,最后各自独立撰写一份完整的项目实验报告。这种实验方式能更多的调动学生参与的积极性,能在一定程度上提高学生分析问题、解决问题的能力,培养团结协作的意识,此外也能体现出知识的连贯性和实用性。

2.3多元化考核方式

考核是衡量学生对一门课程知识掌握情况的一种方法。然而,学生中平时不努力,考前临时突击的情况普遍存在,这与考核方式有较大的关系。有效的考核方式能够减少这种现象的存在。

首先,增加考核的内容,除了期末考试之外,平时成绩应占较大比重。本课程的平时成绩由出勤率、听讲、回答问题、分组演示、上机实习5个环节构成。其次,在期末考试中,重点考核学生对知识的理解,以及应用知识解决问题的能力,该部分题型占总分的80%。这样,学生只是临考前死记硬背是无法通过的,这也提升了学生上课听讲的专注度。

三、结语

本文根据《地学遥感》的课程特点,针对课程的教学内容、教学方法、时间环节及考核方式进行了探讨与总结,通过对教学方法的改进,加强实验环节和多元化考核方式等方面的探讨,为提高课程教学质量,培养实践型人才的教学改革提供了新思路。

参考文献:

[1]邓磊,赵文吉,胡德勇.遥感课程实践教学模式探索与教改实践[J].科技创新导报,2012(7):136-137.

[2]张飞,买买提.《遥感地学分析》精品课程教学改革探索[J].地理空间信息,2013,11(6):174-176.

遥感课程论文第6篇

关键词 遥感概论 互动式教学 ERDAS 地理科学

中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.08.055

Abstract This paper introduced the application of interactive teaching method in the course of an introduction to remote sensing, changing the role of teachers and students, to students as the main body, with a panel discussion, special counseling, extracurricular practice etc. form improve students' curiosity and thirst for knowledge, and make the students skilled operation, the remote sensing image processing software, improve the students to the professional understanding and practical learning ability analysis, training excellent talent geography. In a certain extent completed to the cultivation of innovation spirit and practice ability of geographical science talents demand.

Key words remote sensing; interactive teaching; ERDAS; geography science

0 引言

遥感及其应用是地理科学专业学生所必须学习和熟练掌握的一门科学技术。高等教育的任务就是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才来发展科学技术文化,促进社会主义现代化建设。鉴于此,遥感概论课程注重专业基础理论知识的培养的同时,更要注重培养学生的实际操作的基本技能使其能成为地理科学的应用型人才。

通常我们将遥感概论课程分成基本理论与实践应用两个部分,其中基本理论包括概念、原理、方法等;而实践教学环节以练习遥感图像处理软件操作为主,以提高学生实际地学分析能力。传统的教学模式,要求老师必须按照教学大纲完成教学讲授任务,在教学内容上不能有任何遗漏,过于追求全面和标准化,学生理论与实践联系不够、与生产实际联系得就更少,从而影响学生对遥感概论这一课程的兴趣,进而影响教师的教学效果和教学任务的完成。

因此,遥感课程的教学内容、方法和手段等方面都急需进行有针对性的教学改革研究。而采用互动式教学方法在遥感概论课程中应用的教学理念是:将多媒体授课与启发式讨论相结合,教师结合具体实际问题,让学生主动提问以提高其学习积极性;在实验课教学过程中,教师以学生为主体,先让学生自己动手进行实际操作,再由教师对学生普遍问题予以指导进行总结和强调;互动式和教学过程中可让学生以小组为单位对实际的典型例子的数据进行探讨和处理,增强学生解决实际问题的能力。本文对遥感概论课程的互动式教学方法在教学模式、教学方式和教学效果与评价等几方面进行如下探讨。

1 互动式教学模式

1.1 教学理念与方式革新

互动式教学,就是通过营造多边互动的教学环境,在教学双方平等交流探讨的过程中,达到不同观点碰撞交融,进而激发教学双方的主动性和探索性,达成提高教学效果的教学方式。互动式教学可弥补教材内容落后于实际的不足。教师可以采用自己科研项目中的具体实际数据例子,让学生以小组的形式进行讨论来寻找解决问题的方法途径,这样不仅能跟踪最新热点问题,又锻炼了学生的实践能力。互动式教学在遥感概论课堂应用中的理论如下:

以小组方式进行讨论,活跃课堂氛围提高积极性。构建一个好的学习氛围,是能够顺利进行教学的基础和前提。首先将学生随机组合分成若干小组,学生根据教师所给的实际例子或科研项目中的具体数据进行分组讨论、搜集相关资料、寻找解决问题方案。在教学过程中,作为小组中的成员,其自身的责任感会增强学生在师生互动中的参与度,这样不仅可以激发学生的好奇心、求知欲,同时还可以提高其学习兴趣,并且能够让学生在热烈的氛围中主动思考问题、分析问题、解决问题。

注重实验课程环节,增强学生独立处理问题的能力。遥感概论课程这门课程综合性较强,其基本理论知识又晦涩难懂,理论知识理解的不透彻致使学生在实际的软件操作应用中实践能力缺失,因此教师在理论知识讲解完后最好进行配套实验课程。例如,在讲遥感影像分割时,先通过一个实例让学生明白为什么要进行影像分割,再引出遥感影像分割技术,最后介绍软件实现方法。通过实践操作,使学生加深对遥感基础理论的理解,如遥感影像的辐射校正、几何精校正、遥感影像增强等。在实践操作中,验证并理解理论知识,深化学生对遥感科学的认识,同时学生又通过自己的实际操作锻炼独立处理问题的能力。并且在实践中还可以提高学生的应用创新能力,使学生成为当今社会所需要的专业技术应用型人才。

转变师生角色地位,提高教学质量。在传统的教学过程中,教师作为主导,教师要按照教学大纲站在讲台前一味地进行讲解,为了应付考试还要人为地画出重点和难点,致使学生并不能完全参与其中,教学效果并不能达到预期目标。而在互动式的教学过程中,以学生为主体,针对不同学生的素质进行分组教学因材施教,在学生的讨论、实践过程中所遇到的问题和错误进行具体的指导帮助,之后在进行总结,使学生能够真正学好遥感概论这一门课程,理论与实践得到了紧密结合。

1.2 掌握遥感图像处理软件操作

遥感影像处理的实验课程是遥感概论课程重要的内容,同时它也是学生难以掌握的薄弱环节。在众多遥感软件中,我们以ERDAS为例,它以模块化的方式在数据转换、几何校正、图像解译、空间建模等方面具有灵活性,学生通过反复操作ERDAS软件解决实际问题来达到熟悉遥感科学知识和软件集成应用等。掌握遥感图像处理软件要注重实践环节,着重培养学生独立思考和解决问题的能力,通过理论―实践―再理论―再实践致使学生的认知水平得到进一步提升,同时学生的动手操作和编程能力也能得到较好锻炼。

1.3 熟悉遥感地学分析方法

遥感地学分析是遥感与地学交叉的边缘科学,是应用遥感的理论、方法和技术,应用遥感数据源,可实现复杂地学问题的快捷、方便、省时和省力解决。遥感地学分析方法是在学生学完遥感概论、遥感图像处理之后进行的,以巩固和深化遥感基础理论知识为主要目的,使学生从遥感的角度认识地理过程和规律。在遥感地学分析方法教学中要注意的问题有:由于现在有关遥感地学分析的相关教材较少,教师可根据遥感学科的最新进展和自己的科研项目适当地补充教学内容,增强趣味性;可采用案例教学法,用与实际生活息息相关典型的案例,激发学生探索知识的欲望,增强知识连贯性。

2 课程设计

以专题形式归并遥感影像处理过程中的主要操作步骤,在每个专题辅导中,首先由教师先讲解专题的主要内容、算法演示、参数分析等,而对于遥感软件的实际操作部分则以学生为主体,让其以小组为单位进行自主讨论及解决问题,最后在下课前由教师针对本节专题中学生易遇到的问题和常出现的错误加以总结和指导。根据实验课的课时分配情况,我们共设计了10个专题,专题题目详见表1。

3 结束语

遥感概论是一门理论性较难、实践性较强的课程,对于师范专业的学生来说,要熟练操作遥感软件还有一定困难。本文采用了互动式教学、专题辅导、问卷调查、课外实习等方式对培养具有创新能力的应用型人才提供了一个有意义的尝试。随着遥感技术和地理信息系统在社会生活中应用得越来越广泛,具有遥感知识背景的地理科学专业学生的社会需求也越来越多。教学实践表明,培养学生独立自主的解决问题的能力至关重要,我们在加强实践环节提高学生自身技术的同时,从优化教学内容、完善教学手段、激发学生兴趣等方面对该课程进行全面的教学改革。

参考文献

[1] 龚绍琦,沈润平,祝善友,等.遥感科学与技术专业创新型人才培养模式的探索[J].测绘与空间地理信息,2015.38(11):14-17+21.

[2] 彭司萍,杨萍.探索大学数学教育中数学软件应用能力培养的新方法[J].大学数学,2010(26):115-117

[3] 那音太.“遥感图像处理”实验课程教学改革与实践[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版),2015.28(1):149-151.

[4] 孙志群,张飞.《遥感地学分析》课程教学方法研究[J].教育教学论坛,2013(3):130-131.

遥感课程论文第7篇

关键词:遥感课程;互动式教学;培养目标

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)27-0131-02

遥感是应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术[1]。遥感技术作为信息获取与信息更新最重要的技术手段,成为地球环境资源的调查和规划不可缺少的有效手段,是实现“数字地球”的重要技术支持[2]。

遥感课程是河南财经政法大学资源与环境学院设置的必修核心课程之一,学校人才培养方案规定本科学生到大三才进行专业选择,大一、大二进行基础课学习,根据这一特点,学院将遥感课程分为《遥感概论》和《遥感图像处理》两门专业课分别进行,其中《遥感图像处理》在大二上学期进行,针对全院所有该年级的学生讲授,而《遥感概论》等学生进行专业选择后,在大三讲授,因此,《遥感图像处理》课程教授质量的好坏,对学生培养GIS专业素质、建立GIS专业课学习兴趣以及根据自身特点合理进行专业选择至关重要。

因此本文针对学校要求、课程自身特点、学生对遥感没有任何基础等现状以及未来学生如何进行专业选择等问题,分析了我校当前遥感图像处理教学中的不足,结合本校教学条件、遥感课程教学大纲及国家对地理信息系统专业人才培养要求,对进行互动式遥感图像处理课程的教学方法进行探讨。

一、传统遥感教学中存在的问题

1.教师为中心的讲授方式。传统的遥感课程讲授过程中,都以教师为主导,整堂课教师一直在讲,学生只是坐着听,多采用“灌输式”或“填鸭式”方式进行,这种常用的教学模式,在当前提倡培养学生创造力的大学教育中存在明显的不足――师生之间缺乏有效互动,课堂气氛沉闷枯燥,教师和学生,尤其是学生,在课堂上的积极性无法被充分调动和激发出来,学生一直处于被动的学习状态。另外,目前多数老师以PPT作为授课辅助方式,而PPT的制作很多时候也只是直接把课本知识点简单地抄写到PPT上,使得课件知识点过大,加上为完成教学任务,讲得速度过快,往往没有留下学生独立思考问题的时间和空间,导致学习过程中存在惰性,缺乏激情和主动性,这种情况下很多学生在课程结束后,对课程内容缺乏整体把握,对知识无法系统理解,教学效果不理想。

2.理论和实践教学环节脱离遥感是一门实践性很强的专业,需要学生具有很强的动手能力,才能满足日后的工作和学习要求。实践课程是理论与应用的桥梁纽带,与理论课相比,学生对实践课兴趣更大,因为基于理论知识进行的实践课得到实验结果,极大增强了学习的成就感。而当前教师重视理论方面的教学,过多强调理论的重要性,对实践教学课重视程度不够,理论与实践教学比例不当,实践课教学模式单调,教学模式呆板,对实践教学重要性的认识不够。据统计,我国高校GIS专业遥感课程实验课时占总课时的比重均不超过30%[3],实践课时偏少,使得学生无法真正熟练掌握实践课的基本技术和方法,导致学生无法理论联系实际,纸上谈兵,最终创新能力和动手能力被弱化甚至埋没。

3.考核方式单一化。目前,学校规定该专业课程的期末考核方式是“期末闭卷考试成绩(占70%)+平时成绩(占30%)”,这种考核方式基本上还是“一张考卷定终身”,而遥感课程是实践性很强的课程,此种方式不能真正达到检验学生成绩的目的,学生只要记忆力强,肯死记硬背,完全可以得到好的分数,达到合格甚至优秀的成绩,而对于真正反映学生水平的实践能力根本无法体现,因此根据遥感图像处理课程对学生实践动手能力要求高的特点,改变以往考核方式,有针对性地制定考核内容和方式,是避免“高分低能”的有效途径。

二、互动式教学改革与实践

1.“避轻就重”式教学内容的调整。针对当前该课程在教学中的问题,结合培养目标和社会发展对GIS人才的需求,对课程的教学内容以及实践软件等方面进行了调整。在教学内容方面考虑到学生是初学,没有任何基础,重点讲授遥感的基本理论和方法,对于比较复杂的公式和概念理论让学生了解即可,该部分内容可以等学生专业选择后继续学习;同时对于新学习的基本理论和方法,匹配相关的实践操作课程,这样调整后,课程内容就会重点分明,学习起来“有的放矢”,另外,理论和实践课内容由一位教师讲解,有利于学生建立系统的知识体系,“理论联系实际”更紧密,有利于学生理解和掌握,同时易于培养学生对GIS专业遥感课的兴趣。而对于遥感软件的学习,由以往仅学习ERDAS软件,变为学习ERDAS和ENVI两个软件,这样可以让学生多掌握几种软件操作,拓宽知识面,加强技能培养。

2.“兴趣驱动和问题探究”导向下启发式教学方法的实践。兴趣是最好的老师,是学习的最大动力,因此通过培养学习兴趣提高学生学习的积极性和主动性,是有效的方法。采用“兴趣驱动和问题探究”的教学方法,可以极大地激发学生学习的积极性。课堂讲课时,结合教学内容,制作当前热点问题,比如“全球变暖”、生态环境变化等遥感图片,让学生能够从视觉和感知上认识到遥感的重要性。同时,在讲解过程中,要注重将现实生活中能体会或观察到的问题和授课内容相联系,适时提出相关问题,激发学生好奇心,然后让学生带着问题思考、听课、学习,在适当时机下,找学生回答问题,提出自己的见解和看法,在这个过程中,教师可以与学生交流讨论,循序渐进地引导学生,实现学生对知识的理解和掌握[4];另外,课程进行到一定程度,在学生对遥感课程有一定的理解基础上,教师可以提出当前与遥感相关的前沿和技术等相关问题,让学生分组学习,然后课下查阅资料,课堂上让学生上讲台进行讲解,师生共同进行讨论、交流,以培养学生自主解决问题的能力,同时较大地激发了学生积极性。

3.互动式实践教学的改革。传统的实践教学环节,一般采用教师教授完毕、学生实验的方式,很多时候,学生只是按部就班地“照猫画虎”、“按葫芦画瓢”,并不知道其中操作的理论意义。因此,采用任务驱动学习法,理论联系实际地进行互动式实践教学改革。主要过程分为:教师根据理论教学内容设置相应的学习任务,学生独立解决任务,师生互动式讨论交流,学生再次重新完成任务,学生代表讲台上演示学习结果,师生一起回顾和讨论所学实践任务[5,6]。在这个过程中,教师把数据和参考资料发给学生,让学生先自行独立思考和解决实践问题,尝试性上机解决问题,教师在一旁静静和耐心地关注学生解决问题的方法和遇到的困难,并不断鼓励学生自主解决问题,进而和学生以讨论式的方法集中讲解和分析问题。然后让一名学生,上讲台把刚才的任务在讲台上在演示一遍,共同学习,在整个教学和学习过程中,教师可以发现多数学生存在的普遍问题,针对问题进行重点讲授与解释。最终,整个学习过程结束,老师带领学生回顾实验的所有内容和整个过程,同时指出所运用的理论知识,并回答学生提出的问题。通过上述教学过程,激发学生自主学习的兴趣,培养学生独立思考和解决问题的能力,还可以加强师生之间、学生之间的团队交流合作经验。

4.采用“平时成绩(占60%)+期末开卷考试成绩(占40%)”的方式。在考核方式上,使用期末开卷成绩与平时成绩相结合的方式,其中,开卷成绩所占比例为40%,平时成绩所占比例为60%。其中,平时成绩由学生“文献总结+实验报告+小组报告+个人专题报告+平时讨论和实践表现”成绩构成[7],采用的主要方式,比如,对文献总结这部分教师先讲解如何进行,然后学生自主选题完成,写作必须严格按照河南财经政法大学本科毕业论文的格式和规范进行;对小组报告,要求每组派代表就本组专题报告进行课堂展示,接受任课教师和所有同学的提问;除此,鼓励学生就个人感兴趣的领域作专题报告。

三、结语

教与学之间的良好互动,坚持“以学生为本,培养创新精神和实践能力”,培养高素质创新人才是当前大学的根本任务。本文根据学校、学生和教师的当前现状,根据需求精心设计教学内容体系,改变传统的理论课和实践课教学方法,改革惯用的考核评价标准,激发学生的学习兴趣,培养学生独立思考和动手能力,促进学生团队协作意识培养,实现教学质量的提高。

参考文献:

[1]梅安新,彭望,秦其明,等.遥感导论[M].北京:高等教育出版社,2010.

[2]黄秋燕.GIS专业遥感概论课程实验教学改革探索[J].科技信息,2008,(27):352-353.

[3]郑文武.GIS专业遥感课程实践教学体系研究[J].中国电力教育,2011,(7):132-133.

[4]薄翠梅,张广明,李俊.基于兴趣驱动与问题套索的自动化专业工程实践教学方法[J].中国冶金教育,2010,(4):14-16.

[5]张伟锋.任务驱动,激发兴趣,达成任务:中等职业学校计算机专业课改初探[J].职业与教育,2009,(11):58.

遥感课程论文第8篇

关键词:海洋灾害;遥感课程;改革研究

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)46-0067-02

遥感是现代空间信息学的核心技术之一,自20世纪80年代以来,我国各高等院校都相继开设了“遥感”方面的课程[1-2]。但现有的遥感教学存在的一些不足之处,如:(1)遥感技术的快速发展与教材更新缓慢的矛盾;(2)内容过深,与实际的生活接触有所差异;(3)遥感基本技能的培养与实践时间过少的矛盾;(4)专业素质的培养与传统的授课方式和考核方式的矛盾[3-5]。《遥感应用技术》是上海海洋大学空间信息与数字技术专业的专业必修课,其是一门理论与实践相结合且技术性很强的课程。本文结合上海海洋大学培养海洋类人才的目的,对遥感课程的教学改革进行了探讨。

一、“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革的简介

现代海洋产业的发展离不开良好的海洋环境,良好海洋环境的维护离不开迅捷、快速准确的监测,遥感作为新兴的监测技术在海洋中将发挥重要作用[6]。而我国政府十分重视海洋观测技术的发展。在2010年两院院士大会上再次提出:“要大力发展空间和海洋科学技术,提高海洋探测及应用研究能力和海洋资源开发能力,使我国海洋技术水平进入世界前列。”

上海海洋大学的办学宗旨即与国家海洋发展的主战略衔接,为国家和区域海洋经济发展及产业需求提供技术支撑、人才服务等智力支持。设计“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革,在学生掌握遥感技术的同时,提高学生海洋环境保护意识,增强学生的实际动手能力,锤炼学生解决实际海洋问题的能力。

二、“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革的内容

“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革主要是通过设计不同的海洋灾害案例(如风暴潮、海浪、海冰、赤潮、海啸以及溢油),将系统性和理论性较强的遥感基础理论融入到每个案例中,让学生在实际的海洋灾害案例中掌握系统的遥感基础理论知识。

1.“海洋灾害”遥感数据的收集。通过播放新闻报道或模拟的方式,让学生接触一场海洋灾害,以风暴潮为例,并告诉学生他们的任务是:对海洋灾害进行预测预报,做到防灾减灾的目的。在第一阶段,引导学生分析预测预报“海洋灾害”所需的数据。故此,引出遥感的基本概念、遥感系统的组成、遥感的主要类型以及遥感的主要特点等基础知识。

2.“海洋灾害”遥感数据的处理。面临收集到的海洋遥感数据,大多数初学者无从下手,也看不懂,其原因是不懂遥感数据的原理。在此,引入遥感的成像原理、电磁辐射与地物光谱特征,以及遥感图形的特征等概念。

学生们了解了遥感像素的实际意义的同时,主要培养学生的空间意识。因此加入数字图像的校正等实际操作内容,理论与实际操作相结合,边操作边讲解何为辐射校正、几何校正、图像增强以及多源信息复合等知识。

3.“海洋灾害”遥感数据的判读。以风暴潮为例,风暴潮是指由强风或气压骤变等强烈的天气系统影响而引起的海面异常升降现象。通过两景不同时段的遥感影像的判读,提取海面的异常变化,是通过遥感方式监测风暴潮的主要手段,而此时就要熟悉遥感影像的判读。为了很好地判读影像,需要对影像做一系列的处理,包括对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换等,同时对遥感图像的解译方法和过程也要熟悉掌握。

4.“海洋灾害”遥感数据的可视化。通过三维绘制引擎、地形的识别技术、场景的显示等技术,实现海洋灾害的再现。在此作为知识的扩充,讲解遥感在与其他数据(如DEM数据)融合,以及后期制图和可视化显示等知识。

三、“海冰”灾害监测案例驱动下的遥感教学示例

以“海冰”灾害监测为例,在结束的遥感教学中,对案例驱动的教学方式进行了实验。

海冰灾害主要发生在渤海和黄海北部和辽东半岛沿岸海域。海冰的主要危害上威胁船舶和海上构筑物的安全,影响渔业和航运等。2001年2月,渤海出现近20年来最严重的海冰,辽东湾最大冰厚60m,辽东湾北部港口基本处于封港状态,秦皇岛海域航标受损,40多艘船舶被困,航运中断,天津港船舶进出困难,渤海海上石油平台受到流冰严重威胁。现以渤海湾海冰预警预报为例,实现遥感的知识讲授,整体流程如图1所示。

在“海冰”监测数据需求分析阶段,通过分析渤海湾的“海冰监测”要求,分析所需数据,主要包括MODIS数据、Landsat数据、SAR数据、微波散射数据等。故此,为学生解惑,不同遥感平台、不同的探测手段等,同时,掌握遥感的基本概念、遥感系统的组成、遥感的主要类型以及遥感的主要特点等基础知识。为了实施后期操作,主要提供了同一地区三个不同时间段的数据(免费数据),如图2所示,由此可以清晰地看出该地区的海冰覆盖。

在数据的预处理阶段,主要是上面三景数据进行预处理。此时结合操作软件ENVI,讲解坐标系的定义、图像的几何纠正、图像的剪裁等。但是为了更好地理解这些操作的目的及原理,需要学生掌握遥感的成像原理、地物光谱特征和大气对辐射的影响等。

在数据的特征提取阶段,为了更好地监测海冰的边界等信息,需要对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换等。同样结合ENVI操作,在学习理论知识的同时,熟练其操作工程。最后根据不同的要求,对监测结果以出图或报表的形式数据。

四、结语

“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革,使得遥感教学从以理论教学为主的传统遥感教学模式中摆脱出来,激发学生的学习兴趣,进而激发他们学习的主动性和创造性;通过实际海洋灾害案例的设计,培养学生海洋意识,从根本上提高教学质量,全面培养学生的实际应用能力和解决海洋问题的能力。

参考文献:

[1]白淑英,沈润平,王莉,等.遥感科学与技术专业综合实习教学环节改革[J].中国科教创新导刊,2009,(26):174.

[2]陈述彭,赵英时.遥感地学分析[M].北京:测绘科学出版社,1989.

[3]张飞,买买提・沙吾提,丁建丽.《遥感概论》精品课程的“教学与科研互动模式”探索[J].科技创新导报,2011,(3):174-174.

[4]熊勤学,朱建强,尚正春.遥感与信息技术探究型自主学习网站设计与开发[J].安徽农业科学,2010,38(22):12255-12256.

遥感课程论文第9篇

【关键词】农业资源与环境遥感课程教学改革

【中图分类号】G64【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2016)09-0016-02

一、引言

遥感技术是环境、城市、农业、林业、海洋、地质、气象、军事等探测研究的新手段,应用越来越广泛,在许多高校相关专业学习中也受到了越来越多的重视。随着高光谱遥感、微波遥感、高分辨率影像,以及3S集成技术的应用,遥感技术得到更加深入、全面的应用和发展。遥感课程是新疆农业大学农业资源与环境专业本科生的专业选修课,拟通过该课程的学习,使学生系统全面地了解遥感技术的基本理论、技术体系、原理方法,以及图像分析处理和解译的知识,并且能利用遥感技术解决专业领域相关问题的能力。农业资源与环境专业遥感课程的开设具有非常重要的作用。

二、农业资源与环境专业开设遥感课程的必要性

农业资源与环境专业的本科生主要学习农业资源的管理及利用、农业环境保护、农业生态、资源信息技术等方面的基本理论和基本知识,要求具备农业资源调查与规划、环境监测与评价、气象观测、计算机技术等方面的能力,同时具有对农业资源和环境进行信息化管理等方面的能力。毕业后能在农业、国土、环保、农资等部门或单位从事农业资源管理及利用、农业环境保护、农业资源遥感与信息技术的科研、管理等工作。因此,要求该专业学生掌握基本的土地规划与制图、资源信息管理等方面的技术。这些都要求学生能有效的利用遥感技术方法,掌握遥感的基本技能,这也使得农业资源与环境专业开设遥感课程非常必要。

三、农业资源与环境专业遥感课程存在的问题及特点

(一)课程部分内容抽象难懂,学生专业知识储备不足

遥感课程中遥感原理章节要求学生掌握遥感的物理基础,包括地物的电磁波特性、电磁辐射与地物波谱的基本概念与性质、遥感成像原理等,涉及许多抽象的理论知识及相关定理、概念。一般要求在学习遥感课程前,具备测量学、地图学、计算机技术和相关的专业知识,而农业资源与环境专业本科生没有相关的知识储备,对许多遥感课程涉及的重要知识内容仅限于高中的地理、物理知识水平上,对计算机的掌握能力也仅限于一般的应用,这就使得在理论教学上,需要重新制定适合其能力水平的教学内容。

(二)教学方法单一,缺乏多样的教学手段

现在许多高校开设的遥感课程,仍以教师课堂讲授为主,学生被动的接收,参与度不高。这就需要改革教学手段,采取多样化的教学方式,组织小组讨论,案例分析,更有效的利用多媒体技术和网络。另一方面,高校本科生很少参加老师的项目,科研工作仍以研究生为主,调动本科生参与到教师的科研项目中,可以促进其快速的了解遥感在专业领域的应用,提高学生学习的积极性。

(三)重视度不够

农业资源与环境专业本科生在培养模式上,往往更注重农业资源的管理及利用、农业环境保护、农业生态等理论知识的学习,对配套的相应技术方法的掌握不重视;同时与本专业教师对遥感技术的掌握及重视程度也密切相关。在实习环节不设计相应的实习,要想单一的从一门遥感课程的学习中获取所需的本领面临很大困难。

四、课程简介

该课程理论课30个学时,实验上机10个学时,共计40学时。教学目标要求掌握遥感的概念、遥感的原理与方法、遥感的技术系统;熟悉遥感数据的特征和应用、不同卫星遥感数据及其影像信息提取的方法;了解遥感信息的应用以及3S(GIS,RS,GPS)技术的集成应用。教学方法以课堂讲授、讨论、案例分析相结合,并辅以实验课上机操作。考核方法为平时出勤、课堂表现、实验成绩、作业、参加讨论次数占30%;期末考试70%,考试形式为闭卷笔试。

五、教学内容、方法及考核形式的改革

(一)教学内容改革

一般农业院校农业资源与环境专业开设的遥感课程,在内容上主要包括电磁辐射及物体的波谱特性、彩色基本原理、遥感技术系统、摄影成像、扫描成像、卫星遥感及其影像、遥感图像的分析解译、遥感数字图像处理、遥感技术的应用、高光谱遥感与微波遥感,以及地理信息系统与3S技术等内容。部分章节内容较深奥,对于农业资源与环境专业学生来说,缺乏前期的专业知识储备,理解掌握困难,而且在实际中的应用性较小。因此,本人在实际教学中将该课程内容进行了整合,弱化了彩色基本原理、摄影成像、扫描成像等部分内容的学习,主要突出遥感应用部分的知识讲解,尤其是遥感技术在农业资源与环境领域的应用方面,更是增加了许多相应的实例,以案例的形式进行深入的讲解,加深学生对遥感在本专业应用的理解。把3S技术集成应用章节也做为重点,使得教学内容更加具有前沿性。另外在实验上机环节,将重点放在遥感技术的应用方面,以求更好地激发学生的学习积极性。

(二)教学方法与方式改革

在理论教学环节将传统的板书与先进的多媒体技术以及网络教学相结合,加深学生对相关概念、公式的理解,同时也提高学生兴趣,增加互动。在实验上机环节的教学过程中,有效的利用有限的上机时间,将重点放在遥感技术的应用案例分析上。提倡学生利用课余时间自学遥感常用软件的基本操作,在课堂上不把遥感软件的基本操作作为重点讲述内容。其次,要多采用引导、启发的方式,进行小组讨论,让学生参与到课堂的互动教学过程,活跃课堂气氛。

(三)考核方式改革

在考核方式上,考核方法为平时出勤、课堂表现、实验成绩、作业、参加讨论次数等平时成绩占30%,期末闭卷笔试占70%。平时成绩主要根据课堂上参加小组讨论做汇报的情况,实验上机部分的课程作业为主。在实验课的学习中,要求以遥感技术在农业资源与环境领域的某一方面的应用为内容,完成一份详实的实验报告。期末考试在考试内容上作出调整,不要求学生死记硬背深奥的概念,不设计相关复杂的计算题目,引导学生以理解为主,根据专业背景增加学生对遥感的应用及发展趋势的掌握。

六、总结

农业资源与环境专业的本科生在培养过程中要求掌握农业资源调查与规划、环境监测与评价、气象观测、计算机技术等方面的能力,要具有对农业资源和环境进行信息化管理等方面的能力。要求其必须掌握遥感的基本技能,在毕业走上工作岗位后能利用遥感技术开展土地规划与制图、资源信息管理等方面工作。因此,培养单位要重视遥感课程的教学,使其通过该门课程的学习,具备一定的遥感专业技能,更好的服务于农业资源与与环境专业领域的各项研究和管理工作。

参考文献: 

[1]潘竟虎,赵军.高师遥感课程实践教学的改革[J].理工高教研究,2008,01:118-120. 

[2]奚秀梅,贺凌云.遥感课程实验教学改革与设计[J].黑龙江生态工程职业学院学报,2010,03:110-111. 

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