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遥感课程论文精选(九篇)

遥感课程论文

第1篇:遥感课程论文范文

关键词 贵州省;遥感课程;应用型人才

中图分类号:G652 文献标识码:A

文章编号:1671-489X(2014)24-0023-03

Study on Teaching Methodology for Remote Sensing based on Characteristic Key Subjects in Guizhou//LI Song, DENG Baokun

Abstract This paper discussed a teaching methodology for remote sensing to environmental specialty of Characteristic Key Subjects in Guizhou from both contents and methodology, aimed at those who are not major in remote sensing. Integrated subject orientation analysis of remote sensing and education of applied talents, this paper developed a 2+1 remote sensing teaching modes for aspects including technology and science views. Here 1 was the aim of education of applied talents, and 2 means that teaching of remote sensing which could be developed from views of technology and science views. Consequentially,integrated use of multi-approach based on multimedia and multi-method could improve teaching effect obviously. Finally, we gained experience in the practices of teaching.

Key words Guizhou; remote sensing; teaching; applied talents

遥感出现了“多传感器、多平台、多角度、高空间分辨率、高光谱分辨率、高时相分辨率”的趋势[1]。随着数理统计、计算机和空间科学技术的进步,遥感作为空间信息科学的核心技术之一,已经成了各部门、各领域最重要的信息获取手段,并在数字技术中占有重要的地位。尤其2008年的汶川大地震以来,遥感也成了一个热门甚至时髦的词汇,从专业领域进入人民大众的视野,遥感课程也引起越来越多的重视。

在综合整合多种资源的基础上,从2013年7月1日到2015年底,利用优于1 m分辨率的多源遥感影像,利用以遥感为基础支撑的中国地理国情普查项目,调查地形地貌、植被、水域、荒漠及裸地、交通网络、居民地及设施、地理空间等,查清中国自然和人文地理要素现状和空间分布,提高地理国情信息对政府、企业和公众的服务能力。在这样的背景下,本文探讨面向贵州师范学院的贵州省环境特色重点学科建设的、针对非遥感专业的遥感课程教学及考核现状和改革方法。

1 遥感课程现状

遥感是一种以物理方法、数学方法和地学分析为基础的综合性探测技术[2],具有很强的理论性和实践性,是中国发展最迅速的学科之一。由于遥感应用需求的增长,在武汉大学率先开设遥感专业后,越来越多高校纷纷开设遥感专业,如南京信息工程大学、山东科技大学、长安大学等。在没有开设遥感专业的学校,遥感也成为重要的专业必修课程,在人才培养中占用重要的地位。课程的理论性和实践性都很强,学习难度大。

遥感学科性质和课程特征显著影响遥感课程教学方法。关于遥感是科学还是技术的争论,目前还缺乏统一的认识。著名遥感学者、中国科学院李小文院士更倾向于将遥感界定为一门科学[3]。李德仁院士则更多地倾向于将遥感定义为一种先进的信息技术[4]。

本文认为,遥感是一门理论性极强的技术课程,并采用2+1模式进行遥感课程教学设计。其中,“1”即应用型人才培养目标,“2”是从理论和技术两方面进行教学设计。

第一阶段的教学需要扎实的理论基础,同时教学还需要围绕遥感的技术性特征。第一阶段安排36个学时进行理论教学。

第二阶段安排18个课时,在理论教学基础上,围绕应用型人才培养目标,基于遥感软件有针对性地进行教学。第二阶段主要以上机和实践课程形式开设,在GIS(地理信息系统(Geographic Information System或Geo-Infor-mation System)实验室完成,在教师演示的基础上通过师生互动的形式完成教学。

2 遥感课程教学内容

遥感教材比较多,面向21世纪教材《遥感导论》[5]和《遥感概论》[6]作为一个系列,相互补充使用,作为遥感课程教学的优选教材,配合《遥感基础与应用》[7]进行遥感课程教学。

对于遥感机理部分,借鉴《遥感应用分析原理与方法》[8]《遥感物理》[9]《遥感原理与应用》[10]《定量遥感理念与算法》[11],适当补充遥感机理教学。遥感前沿性内容主要来自于国内外最新研究论文。由于课时的限制,遥感课程以《遥感导论》为指导教材,并开列相关参考书目,由学生根据兴趣进行选择性学习。教学内容包括遥感概述、遥感基本原理、遥感图像处理、遥感目视解译和计算机分类、遥感应用。

遥感技术课程以上机和实践课形式开出,在ENVI遥感软件上进行,主要包括相关处理和遥感应用。相关处理包括几何校正、辐射校正、图像增强、影像融合、目视解译和计算机分类,包括精度验证。

课时分配见表1。

3 教学方法探索

遥感课程教学遵循基础性与开放性相结合、技术性和理论性相结合、应用性和前沿性相结合等原则,进行课程教学内容和方法设计。基础性和开放性相结合,就是要求学生掌握基础的知识,同时增加一些重要但有一定难度的内容,扩展学生的视野和知识面;技术性和理论性相结合的原则,就是结合2+1教学模式,以应用型人才培养为基础,从理论和技术两个层面进行课程教学;应用性和前沿性相结合就是应用能力培养注意跟踪前沿性的基础知识。

考核方法主要在教学大纲和考试大纲的范围内,根据学校的相关规定,基于基础性、开放性、导向性、验证性、应用性等原则进行考核。基础性就是要考核时以基础知识为主,开放性就是尽量避免死记硬背的考法,导向性和应用性就是要能够学以致用。考核综合成绩为期末卷面成绩×70%+平时成绩×30%,其中平时成绩的30%包括作业、考勤等方面,70%可以包括笔试和机验。

1)综合式多媒体教学。遥感理论部分采用多媒体为主,结合传统教学方法的综合式多媒体教学方法进行。多媒体教学可以利用强大的网络资源,具有信息量巨大、演示形式丰富多样、图文声光电并茂、动静结合、直观简洁明了的特点,便于学生接受课程教学内容,是一种不可多得的现代化教学方法[12]。实践课程在GIS实验室教学,以ENVI软件为基础,结合遥感理论课程和实验大纲的安排,分专题进行软件操作演示,针对学生存在的问题进行师生互动,解答学生专题学习和软件操作中的问题。

遥感是与计算机相关联的学科,课程教学适合于多媒体教学方法。但是多媒体教学方法常常局限于“以课件为中心,教师充当播音员甚至放映员”,这种“照屏宣科”变成现代版的“照本宣科”[13],容易导致师生互动失调、极大降低学习积极性和主动性[14]。因此,在课程准备和教学设计时,应尽量做到幻灯片趣味性和知识性结合,应增加师生互动环节,提高学生的主动性和积极性。同时,在教学手段方面,必要时应结合传统教学方法,增强教学效果。注意教学方法多样化,针对不同内容采取不同的教学方法。如遥感机理部分的辐射传输原理,属于补充内容,难度较大,但有助于学生理解遥感机理。课程教学还需要学生具有较好的空间抽象思维,必要时结合教具进行。在教学过程中采取多媒体结合传统教学方法,可以弥补抽象思维能力较差的缺陷,结合板书解析辐射传输过程,对增强教学效果有积极作用。在此基础上,以暗目标法(或暗像元法)为例,讲解相对辐射校正以及基于ENVI平台的辐射校正过程。并结合喀斯特地区地形起伏较大的特点,在辐射校正的基础上进行地形辐射校正教学。

2)启发式教学。与传统“填鸭式”教学相比,启发式教学方法有利于培养学生创新思维和发散思维,是增强教学效果和提高教学质量的有效方法,可以作为多媒体教学方法的有效补充,有效捕捉学生的学习思维。在教学准备过程中,应进行问题设计,通过必要的师生问答,提高学生的学习积极性,培养学生独立思考和创新的能力。利用启发式教学,结合平时作业考核指标,给学生预留问题,通过图书资料和网络查询,有利于学生掌握系统性的遥感知识。

如在针对热红外遥感内容的教学中,分别引入美国对中国的限制以及东北大小兴安岭林区的话题,通过问题设计激发学生的学习兴趣,增强热红外遥感教学效果:为什么美国会如此限制中国在遥感尤其是热红外遥感方面的发展?东北大小兴安岭发生了火灾,在当地尚不知情的情况下,为什么北京反而会知晓并电话告知?让学生带着问题学习,能够显著提高教学质量。

3)项目式教学。大多数教学方法都是学生被动接受知识的过程。项目式教学方法赋予学生主动吸取知识的热情。结合科研项目,在教师进行项目分解的前提下,学生结合项目方案,通过知识学习,有针对性地进行遥感知识的掌握,在科研项目的支撑下,学生的被动学习可以有效转化为主动学习。

遥感是完成第一次地理国情项目的基本前提。在遥感教学的基础上,学生进入项目组后,可以发现自己知识的盲点,有针对性地查缺补漏,极大地增强学习效果。在地理国情普查项目中,学生的主要工作是室内作业,以及必要的外业验证,所利用的知识点是遥感目视解译。遥感解译需要大量的先验知识储备,由于课时的限制,课程教学的目视解译内容不足以支撑项目的完成。所以,项目对学生的基本要求只限于图斑界限的提取。但是,参加项目的学生都表现出极大的学习热情和积极性,主动认识各种地物类型的遥感解译标志,尽量争取外业任务。

几何校正部分,先通过理论知识的学习,学生掌握几何畸变的来源及相应的校正方法,在此基础上进行校正模型教学。校正模型的学习主要包括二维和三维的几何校正。在相对高差不大于1000 m的情况下[15],针对一般的应用目的,可以忽略高程对几何畸变的影响,采用二维几何校正方法,是教学过程中应精讲的内容。由于课时限制,教学重点是多项式几何校正。不能忽略高程影响时需要使用三维几何校正的方法,在多项式二维几何校正的基础上讲解有理函数模型,归纳有理函数的一般模型。学生在实际应用任务过程中加深对二维和三维几何校正的理解。

4 结束语

遥感是一门难度较大的课程。遥感和GIS专业的教学,除了遥感导论课程外,有专门的定量遥感、遥感地学分析、遥感图像处理等课程,理论和实践课时都比较充足。对于非遥感专业背景下的贵州省环境特色重点学科中的遥感课程建设,在有限课时内很难达到理想的教学效果。由于学生的计算机和数理基础都比较差,应注意教学内容的难度控制,实际教学课时也会明显大于教学大纲的控制学时。在此基础上,教学科研相结合,充分调动学生的积极性和主动性,利用课堂之外的时间学习遥感知识,可以取得较好的效果。但是,结合科研项目的教学方法目的性太强,知识系统性较差,从效果和作用上都不能取代主体教学方法。因此,增开一门遥感导论的补充课程,是解决问题的根本途径。

参考文献

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[3]李小文.定量遥感的发展与创新[J].河南大学学报,

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[4]李德仁.浅论21世纪遥感与GIS的发展[J].东北测绘,

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[5]梅安新,彭望,秦其明,等.遥感导论[M].北京:高等教育出版社,2013.

[6]彭望,白振平,刘湘南,等.遥感概论[M].北京:高等教育出版社,2009.

[7]邓良基.遥感基础与应用[M].北京:中国农业出版社,

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[8]赵英时.遥感应用分析原理与方法[M].北京:科学出版社,2008.

[9]徐希孺.遥感物理[M].北京:北京大学出版社,2005.

[10]李小文,刘素红.遥感原理与应用[M].北京:科学出版社,2011.

[11]梁顺林,李小文,王锦地.定量遥感理念与算法[M].北京:科学出版社,2013.

[12]阎波杰.组件式地理信息系统开发课程的教学改革探讨[J].测绘与空间地理信息,2011,34(6):4-6.

[13]王行风.《遥感原理与应用》课程教学及改革初探[J].文教资料,2006:52-53.

[14]陈优良,徐昌荣,陈淑婷.GIS专业面向对象程序设计[J].教学改革与探讨,2010,8(1):151-153.

[15]李松.滑坡信息遥感识别和空间分析研究[D].北京:中国科学院研究生院,2009.

第2篇:遥感课程论文范文

随着社会对遥感人才需求的不断增长,遥感课程在高等院校中越来越受到重视。遥感是与地理科学、自然地理与资源环境、环境科学、水文与水资源及地理信息系统等核心课程有关的专业课程。遥感技术既能为军事服务,也能为地区社会经济发展服务,在高等院校中遥感是一门综合性重点课程。目前,国内高等师范院校在遥感课程内容、教学方法及教学效果评价等方面并未完全体现出遥感技术的广泛应用性、动手操作性。很多院校基本沿袭原有的传统学科的教学模式,以教师课堂讲授为主,不仅忽视学生与教师之间的互动性,也忽略遥感技术是一门动脑与动手相结合的特色课程。本文分析地方师范院校遥感教学存在的问题,研究地方师范院校遥感教学改革的策略。

一、地方师范院校遥感教学存在的问题

(1)课时安排问题。遥感课程作为一门动手操作性较强的课程,若课时不足则很难满足教学要求。在遥感教学过程中,教师需要安装并讲解Arcgis、ENVI/IDL或ERDAS IMAGINE软件,影像数据也多种多样,如光学遥感影像、热红外影像、雷达影像,而每种数据的处理与解译方法均不相同。这些教学内容,难以在短时间内完成并演示给学生看。因为课时有限,也难以让学生在课堂上花时间进行模拟实验,不利于培养学生的实际操作能力。

(2)教学内容问题。遥感课程内容广泛,不仅涉及传感器捕捉影像的基本原理、采集影像的基本影响因素、影像的校正(大气辐射校正、几何校正、正射校正等),还涉及影像解译、数据提取及数据分析、遥感地面验证等,这些均需要学生掌握一定的软件应用能力和基本仪器操作技能。为此,单纯的理论讲授难以提高学生动手能力,必须结合大量的上机实践课。

(3)教学方法问题。遥感课程具有理论与实践相结合的特点,要求教师不仅对遥感基本理论非常熟悉,而且对相关软件如Arcgis、ENVI/IDL或ERDAS IMAGINE也非常熟悉。在基本遥感软件操作过程中,学生可能遇到很多新问题。比如校正影像与实际地理位置特征差异较大,可能是数据控制点选择问题、或是采用的基准图(地形图)问题、或是野外实际观测点记录问题、或是野外测量仪器误差问题等引起的。如何在短暂的课堂教学中解决学生实际应用时可能面临的一些基本问题,是教师必须认真研究的课题。

二、地方师范院校遥感教学改革的建议

(1)注重课时调整。要根据实际教学内容,合理安排教学计划。例如,依据教学章节与内容的差异,“绪论与基本概念”可以安排1课时~2课时,但如果“遥感影像的解译与校正”计划安排2课时的话,学生只能了解基本概念,无法理解相关软件的功能及其优缺点,也无法理解各相关命令的作用及成图效果,更无法做到熟练操作与练习。因此,根据实际教学需求进行课时调整显得十分迫切。但有时也存在一些问题:a.学生专业培养方案及计划问题。原计划32课时或48课时,且经过学科评估论证,如何再更改?b.课时得到延长,软件操作遇到连续性问题。比如,数据校正操作需要连续5课时~8课时,而一般院校排课2课时~3课时一次,因此,学生会遇到教室被占用的问题。

(2)注重教学内容的更新。随着科学技术的发展,遥感影像种类及分辨率发展较快。比如,1986年的spot1卫星重复覆盖周期为26天,分辨率??60km×60km,后续发射的6颗卫星中,2014年发射的是spot7,重复覆盖周期为0.5天,与Spot6及两颗昴宿星(Pleiades 1A和1B)组成四星星座,针对特定目标区域可以提供0.5m×0.5m的分辨率影像。高分影像的不断改进,为人们利用现代技术认识自然地理规律提供可靠的保障。因此,教师要注重自身知识体系的更新以及教学内容的更新。而更新自身知识体系,存在以下两个方面的问题:一是教师的不断学习问题,教学、备课、科研与家庭时间的再分配问题和新知识的接受能力问题;二是资料来源问题,这是当前困扰师范院校教师的难点之一,高分影像价格较高,经费问题如何解决?是靠个人通过科研项目的立项获取经费,还是靠院校拨款?随着现代存储设备的发展,多校联合购买与共享,也是降低教育成本的方法之一。

(3)注重教学方法与教学思路的调整。高、精、尖技术发展速度很快,但年龄、家庭、认知体系与认知条件等因素,在一定程度上限制部分教师的遥感教学方法和教学思路的改进。例如,在利用Arcgis软件进行遥感影像校正中的野外验证教学时,由于遥感影像覆盖面积较大,覆盖地形种类、下垫面、植被覆盖率等存在差异,教师会遇到以下问题。1)验证数据采集耗时长。遥感仪器操作的学习与验证种类、面上验证点的选择与测量均耗时较多,教师如何在教学、科研、家庭方面进行协调?进行大面积验证时,学生在校外的安全问题如何保障?2)传统课堂讲授与现场操作教学方法的差异。现场操作教学不仅要求教师具备扎实的理论基础,还要求教师具备过硬的操作实践及演示能力。3)传统的单人授课模式与多人授课模式问题。以30人为一个班级为例,在进行单人仪器操作与演示教学过程中,教师会发现多数学生看不到示范过程、或出现理解能力与理解速度存在差异的问题。为此,教师可以采用多人操作演示的方法,这样一方面能更好地教导学生,另一方面也能相对集中学生的课堂注意力。

(4)关注云时代与大数据,重视多媒体教学。遥感科学是在传统地理学与现代计算机科学交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的一门新兴学科,计算机硬件与软件的快速发展,为遥感课程教学提供新的机遇与挑战。当前,教师要关注云时代与大数据,重视多媒体教学。要充分重视大数据与遥感课程教学的结合,关注大数据对不同行业的影响,从原有的单一利用遥感解决自然问题,转向利用遥感解决社会问题如物流、人口迁移、区域发展评估等问题。要重视基于大数据的个性化学习,避免传统的“一刀切”教育,要以学生的发展需求为中心,用大数据技术和思维合理地构建学生的知识体系,促进学生个性化发展。

(5)重视教学效果评价体系的完善。遥感教学评价不能局限于固化成果的终结性评价,而应当将评价内容“嵌入”并结合到遥感教学讲授与实验操作全过程,尤其是户外仪器操作、室内软件操作要成为教学评价的重要组成部分。常规课程评价注重课堂讲授方式、内容与方法,而操作性较强的遥感课程,不仅涉及室内软件操作,还涉及室外相关仪器操作和验证实习,这要求学生掌握并了解课堂讲授内容,同时必须熟悉常规软件的应用和仪器的操作。因此,遥感教学效果评价应是动态的、持续性的,能够将课堂讲授和实践教学紧密结合,能够充分调动教师改进教学方法的积极性,促进学生掌握基本理论知识和提高实际动手能力。要重视学生的认知性实习、顶岗实习、暑期实践实习、毕业综合实习等不同阶段的情况,综合评价遥感课程教学效果。

第3篇:遥感课程论文范文

关键词:遥感 实验室建设 本科 思考 实践

中图分类号:G6 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)09(c)-0133-04

Reflection and Practice on Constructing the Laboratory for Undergraduate Education of Remote Sensing

ZHOU Ji LI Shihua ZHANG Xu

(School of Resources and Environment, Center for Information Geoscience, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu Sichuan,611731, China)

Abstract: Laboratory is an extremely important platform for undergraduate education of remote sensing. Because of the characteristics of remote sensing, both theories teaching and applications are required by a laboratory for undergraduate education of remote sensing. By selecting the laboratory for environmental remote sensing as a case, this paper describes the principles for constructing this laboratory and the detailed designed experiments. Furthermore, results for this laboratory are presented from four aspects, including the teaching of undergraduate courses, innovative training for undergraduate students, works on the bachelor theses, and the newly designed experiments by teachers. With the shared reflections and practices on this laboratory, lessons can be learned by other universities.

Key words: Remote sensing; Laboratory construction; Undergraduate education; Teflection; Practice

b感技术是空间信息技术的重要组成部分之一,目前各国都把发展遥感技术作为抢占未来科技制高点的国家战略。随着卫星及其应用产业纳入国家战略性新兴产业体系,以及高分辨率对地观测系统等国家重大专项的持续推进和新的应用领域不断兴起,遥感信息产业未来将保持高速增长[1]。目前,遥感技术已被广泛应用于防灾减灾、资源探测、环境、国土、农林业和水利等众多行业,并在相关领域取得了重要成果。

遥感实验是获取实测数据、强化方法应用、实践遥感理论、发展遥感技术的重要基础手段,对于大学本科期间相关遥感课程的学习具有举足轻重的作用。遥感本科实验室主要面向地理信息科学、遥感科学与技术、空间信息与数字技术及相关本科专业的遥感基础理论实践和遥感应用分析等的专业人才培养。该类实验室强调理论与实际应用相结合,通过开展遥感图像判读、数据采集、分析和应用等,增强学生对遥感知识的专业理论实践理解和应用分析能力,为测绘、国土、资源、环境、农林业、水利、减灾及气象气候等行业提供高技术专业人才[2-5]。该文以电子科技大学面向空间信息与数字技术、环境工程等专业本科教学建设的环境遥感本科实验室为例,介绍对该实验室建设的思考和实践成效,以期为国内相关高校的遥感本科实验室建设提供参考。

1 建设背景

电子科技大学资源与环境学院于2012年1月成立。学院成立初期有空间信息与数字技术、环境工程(按环境信息技术方向培养)两个本科专业,2015年新增地球信息科学与技术专业。为满足空间信息与数字技术等专业的教学,在学校的大力支持下,学院于2013年启动“环境遥感实验室”“地理空间信息工程实验室”和“环境工程实验室”的规划与建设工作。其中,环境遥感实验室主要依托于学院在遥感方向的专业人才队伍。

2 建设思路与规划

2.1 建设目标与总体思路

环境遥感实验室定位为学院遥感本科教学的理论与应用中心和实现培养空间信息与数字技术、环境工程实用型专业人才战略目标的重要支撑。实验室建设目标为较为先进的环境遥感教学实验平台、配置较为齐全的实验仪器,满足空间信息与数字技术、环境工程等专业的教学实验,直接支撑本科课程《空间信息导论》《遥感原理》《资源环境遥感》《数字图像处理》和《遥感综合实验》等的开展,使得学生在环境遥感实验室开设的实验项目中得到充分的实践锻炼。同时,实验室还将服务于本科毕业设计和创新训练项目,增强学生理论联系实际和实践动手能力。除该学院的相关专业外,实验室还将为本校电子工程、通信和航空航天等空间信息应用专业提供环境遥感实验平台。

根据学校本科实验室建设的总体规划,环境遥感实验室主要分2013年3―12月、2013年9―12月两期建设。综合考虑遥感类课程教学的需要、学校的电子通信学科背景和特色以及学校的经费投入,实验室第一期建设的指导方针为“涵盖基础理论、涉及重点领域、满足信息处理”,第二期建设的指导方针为“补充基础理论、增加重点领域、支撑信息处理”。其中,本科阶段遥感类课程涉及的主要基础理论知识点是地物反射、发射辐射理论,应用领域知识点则包括遥感在植被、土壤、大气、水环境等的应用,遥感信息处理知识点包括影像显示、预处理、增强和分类等。图1为环境遥感实验室的总体建设思路。

2.2 实验设计

环境遥感实验室建设之前,空间信息与数字技术、环境工程的本科教学中,与遥感紧密相关的课程实验仅有“土地利用遥感调查”。该实验依托于《遥感原理》,共10学时。为加强对学生实践能力的培养,在本实验室第一期建设中,共设计了6个实验,分别如下。

实验1:遥感图像处理与专题信息提取。主要内容:遥感图像处理软件的使用方法、遥感图像判读与土地利用现状调查方法等。共28学时。依托于《数字图像处理》和《空间信息导论》。

实验2:地物反射光谱采集与处理。主要内容:典型地物的光谱测量方法及其反射光谱特征分析。共8学时。依托于《遥感综合实验》。

实验3:地物辐射参数采集与处理。主要内容:典型地物红外辐射特征测量方法、相关热辐射仪器的定标方法等。共8学时。依托于《遥感综合实验》。

实验4:植被参数遥感采集与处理。主要内容:植被参数野外测量、植被参数的遥感建模及分析方法等。共8学时。依托于《遥感原理》和《资源环境遥感》。

实验5:土壤环境参数采集与处理。主要内容:土壤环境参数的采集与分析方法、土壤含水量的测定方法、土壤各层真实温度的采集方法等。共6学时。依托于《遥感综合实验》。

实验6:大气环境参数采集与处理。主要内容:近地面大气环境参数、气象因子观测方法。共6学时。依托于《遥感综合实验》。

第二期建设中,共设计了两个实验,分别如下。

实验1:水环境参数采集与处理。主要内容:水质采集测量方法、水质参数遥感建模及分析方法等。共16学时。依托于《遥感综合实验》和环境工程专业相关课程。

实验2:地球物理参数采集与处理。主要内容:地表主要地球物理参数的采集与分析方法,包括反照率等。共12学时。依托于《遥感综合实验》。

2.3 仪器设备购置

根据环境遥感实验室建设中设计的8个教学实验,规划购置的主要实验仪器设备(含专业软件)包括ENVI/IDL软件(含扩展模块)1套、地物光谱仪2套、植物冠层分析仪1套、叶绿素仪3套、激光测距测高仪3套、电子天平3套、在线固定式测温仪3套、黑体辐射源1台、手持式测温仪4套、烘箱1台、土壤水分监测仪3套、气象辐射站1套、多参数水质监测仪1套、土壤温湿度自动监测系统2套、植物冠层分析仪1套、台式计算机10台等。学校共投入经费约128万元。

3 实践成效

3.1 本科教学

环境遥感实验室遵循“边建设、边使用;边实践、边总结”的思路,于2013年秋季学期即投入本科教学。至2013年12月,环境遥感实验室第一期、第二期建设基本完成,并顺利通过学校组织的验收。利用已购置仪器,2013―2014学年秋季学期和2014―2015学年秋季学期,依托《遥感综合实验》课程,开设了32个学时的实验课程,参与学生分别为28人、21人,实验内容涵盖了上述大部分实验项目。2013―2014学年夏季学期依托《数字图像处理》课程,开设了相关实验,参与学生数为50人。2014―2015学年秋季学期依托《资源环境遥感》课程,开设了10个学时的实验课程,参与学生为24人。图2为《遥感综合实验》课程学生室外实验照片。

3.2 本科创新训练与毕业设计

除支撑课堂教学外,本科实验室的其他重要职责还包括支撑本科创新训练、毕业设计等。截至2016年,该实验室已支撑了多名学生的本科毕业设计,如“基于ASTER数据的成都平原土壤水分反演”“基于MODIS EVI-Ts特征空间的土壤水分反演”“基于MODIS数据的中国西南地区干旱时空特征分析”“建筑表面温度的日变化特征及其影响因子分析”“校园水环境水质测量及其光谱特征分析”“土壤湿度对土壤剖面温度与表面温度的影响分析”等。还支持了本科生的本科创新训练项目“基于MODIS数据的中国西南干旱时空特征分析”“我国多云雾地区地表温度时间序列构建与应用”“针对AMSR-E地表温度的验证与评价研究”“基于三维激光点云数据的园林植被立体实测建模”“校园水体颗粒污染监测研究”等的开展。通过参与上述工作,学生得到了充分锻炼,一方面增强了对遥感的兴趣;另一方面促进了对课堂教学内容的理解。

3.3 教师新实验项目开发

在学校“新实验建设专项”的支持下,空间信息与数字技术专业教师也依托于本实验室,不断设计与开发新实验项目,如“植被叶面积指数测量及遥感反演”“基于Matlab的RS图像处理方法设计”“地物反射、辐射测量与遥感波段匹配实验”“基于三维激光扫描的空间地物建模”“典型地物热红外图像采集与处理实验”“典型地物方向反射/发射特征观测与分析实验”等。所开发的新实验项目,也陆续应用到本科课程教学中,并实现对实验室原有实验项目的更新升级。

3.4 实验室管理规章制度建设

为保证实验室的有序运行,该实验室由专人管理,并相继形成了《环境遥感实验室设备目录》《环境遥感实验室管理制度》《环境遥感实验室仪器管理制度》《环境遥感实验室仪器借用登记表》等规章制度和文档材料,做到仪器设备的有序、规范化管理。从3年的运行效果来看,实验室仪器使用率合理,实验室仪器设备目录、仪器介绍、仪器设备管理制度和仪器借用都有严格规范管理和相应记录文档,未出现仪器设备事故。

4 结语

环境遥感实验室自2013年开始建设,同年底初步建成,至今已运行三年,较好地支撑了《空间信息导论》《遥感原理》《资源环境遥感》《数字图像处理》和《遥感综合实验》等课程的教学以及本科生的本科毕业设计、创新训练等,达到了预期的目标。此外,部分设备还支撑了研究生的教学和教师的科研工作。环境遥感实验室作为学院遥感本科教学的理论与应用中心,成为我校培养空间信息与数字技术、环境工程等专业人才战略目标的重要支撑。下一阶段将根据电子科技大学的学科背景,开展实验室在“遥感+信息”融合方面的探索,并支撑《遥感原理》等融合课程的建设。

参考文献

[1] 张曼倩.中国遥感发展四十年,如何在下一路口抢占先机[J].卫星应用,2016(9):33-36.

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第4篇:遥感课程论文范文

关键词:遥感课程;野外实习;Landsat-5 TM;地理信息系统

中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)10-0236-02

遥感(RS)作为采集地球数据及其变化信息的重要技术手段,结合地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS),在世界范围得到广泛的应用,其大面积同步、实时观测的优势,可用于航海、农业、气象、资源、环境等各领域[1]。经过几十年的发展,遥感已成为一门先进的空间探测技术,促进了相关领域人才的培养。很多国家已重视培养遥感方面的专业人才。在我国,从上世纪末开始在高等院校的本科生和研究生教育中设置遥感课程,目前已经成为地理和其他相关专业的重点课程之一[2]。

遥感专业是实践性很强的专业,要掌握遥感课程的内容必须理论和实践相结合。因此实习是遥感课程的重要组成部分,也是学生掌握理论知识、培养分析应用能力的主要渠道,因此实习教学内容设置合理显得特别重要。野外实习对于学生认识和熟悉自然地物、判读和解译遥感影像以及动手能力的提高都很重要。因此野外实习是遥感课程实践教学的必要环节。

本文针对我校《遥感导论》课程教学,基于呼和浩特市城区和周边地区的Landsat-5 TM遥感影像数据,探讨了地理信息系统专业的遥感课程野外实习设计,主要包括数据准备与处理、样本采集与解译标志建立以及土地利用信息提取与验证等内容。

一、实习内容设计

针对我校《遥感导论》课程内容的实际教学安排,设计了遥感野外实习的大体流程,见图1。野外实习主要包括遥感数据的准备与处理、路线样本设计与解译标志建立和土地利用信息提取与验证等若干环节。通过设计本流程,学生主要复习与巩固遥感影像目视解译原则、方法、过程和注意事项。

二、影像初步判读和路线与样点设计

利用ENVI 4.8软件处理呼和浩特市城区和周边地区的Landsat-5 TM遥感影像数据,并运用ArcGIS 9.3软件进行矢量层和数据库的建立。通过这个实验可以掌握基于ENVI软件的遥感图像处理基本方法,如波段合成、真假彩色合成和图像增强等;通过在ArcGIS软件中建立样点和验证点(点)、路线(线)和调查区(面)的矢量层,巩固地理信息系统点、线、面的空间关系方面的内容,掌握ArcGIS软件矢量数据处理等方法。在ArcGIS中叠加显示4,3,2波段合成的TM图像(标准假彩色合成)和矢量层,掌握空间叠加方面的知识。图2为以TM标准假彩色合成图像为底的野外实习验证区、路线和样点(和验证点)的空间分布图。学生基于TM假彩色合成图像和地物的识别特征分析等遥感基础理论知识,可以进行初步的影像判读。

三、实地调查与解译标志的建立

根据设计的野外实习调查区、路线和样点图,进行野外逐点调查。在每个考察点处,首先识别影像和实际对应的地物类型,分别采集调查地物样方和东南西北四个方向的照片资料,然后记录GPS测量的经纬度以及高程信息,并在遥感解译地面调查表中认真填写地物以及周围的景观特征,描述地物在遥感影像中的表现特征(调查表即为解译标志集)。室内遥感图像解译时,将地面调查表格转换成电子版文档,见表格1。野外调查方法和过程简单,但意义很大。通过实地调查,学生能够学会植被取样和覆盖度估算方法、解译标志建立的方法,更重要的是熟悉各种地物在遥感影像上的表现特征。

四、土地利用信息提取与验证

首先以TM标准假彩色合成图像为底图,根据考察点遥感解译地面调查表,利用ArcGIS软件进行调查区的土地利用各要素的信息提取工作。然后将土地利用各要素矢量层导入已建立好的空间数据,进行空间拓扑检查(主要为无缝隙、无叠加检查)。最后制作调查区域土地利用类型图,见图3。验证是信息提取工作的必要环节。根据土地利用信息提取图,进行验证点(图1)的实地调查工作,检验遥感解译结果与实际地物的一致性和匹配程度,如若有误,在土地利用解译结果中进行修改。学生通过信息提取与验证工作,熟练遥感影像目视解译,掌握空间拓扑检查过程,学会信息提取结果的精度检验方法。

五、结语

遥感课程的学习中必须加强实践教学,其中遥感野外实习是重要内容。针对该情况设计了地理信息系统专业的遥感野外实习。包括数据准备与处理、样本采集与解译标志建立以及土地利用信息提取与验证等内容。遥感野外实习有助于学生巩固遥感课程的理论知识,更重要的是学生能够熟练掌握遥感和地理信息系统软件的应用,能够利用所学知识解决实际问题。

参考文献:

[1]梅安新,彭望录,秦其明,等.遥感导论[M].北京:高等教育出版社,2001.

[2]彭望录.遥感概论[M].北京:高等教育出版社,2002.

第5篇:遥感课程论文范文

遥感是湖北大学地理科学、资源环境与城乡规划专业的必修课,通过近几年的本科及研究生教学实践及学术反馈意见,发现学生对于遥感在本专业的应用认识不足,突出表现在对于解决实际问题存在困难,无从下手。主要存在如下原因:

1.1学生基础知识背景不一致

湖北大学地理科学专业、城乡规划专业有悠久历史,但是本科专业招收学生不分文理科,每个学生基础不同,而遥感导论采用的教材是梅安新的《遥感导论》,内容以理工为基础设定的,着重于遥感基本原理和方法的介绍,文科背景的学生对于遥感原理中涉及的数学和物理知识基础薄弱,在学习过程中存在困难。

1.2其它课程不能有效衔接密切

遥感在多个行业学科中都有较广泛的应用,如地质、水文、植被、土壤等方面,学生提前具备这些相关知识对于了解遥感的应用非常重要。但在很多教学计划中将遥感设置为早期专业基础课,而其它相关课程要么同时开设,要么安排得更晚,这种时间安排上的错位,导致学生无法理解遥感的具体应用,加上对理论知识无法深入领会,导致学习遥感课程缺乏兴趣,教学达不到效果。

1.3课程实践安排不够多

目前的遥感课程设置仍主要以基本原理理解为主,教材中对实际应用方面缺乏具体指导,导致大部分学生无法将理论与实践衔接,从而在实际问题解决上存在困难,难以培养学生对遥感的认知和动手能力。

1.4实践教学无法与专业挂钩

学院专业任课老师主要是地理信息系统专业背景,缺乏地理科学实际应用项目的支撑,无法从专业角度上给予更加生动丰富的例子进行说明遥感的重要性。从目前教育现状来看,高校遥感老师对各行业的应用知识体系并不完备,要清楚介绍遥感在其它学科中的具体应用,是存在难度的。

1.5教学方式互动性不足

教学中主要以教师讲授为主,虽然配合使用了多媒体教学,但缺乏相关学科的融会贯通和实际项目的操作,并缺乏学生的主动参与过程,导致多数学生认为该专业较难,学习兴趣和积极性不高。从而在衔接研究生课程阶段,无法正常使用遥感、GIS工具,动手能力不强,不足以支撑自主创新性研究,不利于科研人才培养。

2实践教学改革的基本内容与途径

根据目前教学中存在的问题,结合遥感和地理科学专业的特点,提出了一系列的教学改革方法:

2.1构建以学生为本的遥感教学体系

遥感原理中大量的数学、物理基础对于文科学生是相当困难的。课堂教学中,学生无法在短时间内迅速掌握所有的数学及物理基础,因此针对文理学生兼有情况,简化遥感基础的描述,规避大量数学、物理公式,把主要精力放在重点上,让学生通过实践操作体会遥感原理。在实践操作中,适时补充说明原理及用途,结合软件教学,说明书中的知识难点。

2.2构建实践型学习的遥感实践课程

实践课程重点是对遥感图像进行基本处理,结合书本重点,让学生熟练掌握基本操作,主要内容包括数据前期处理、数据图像处理、影像分类。加大实践课程的比重,规避大量文字及语言、公式的学习过程,能在较短时间让学生理解遥感课程的内容。

2.3拓展学生思维,增强空间科学相关的理解

地理科学及城乡规划专业是认知性和实践性都非常强的专业。地理概念和地理要素的理解对学生的抽象思维和认知能力要求较高,传统的理论知识讲授方式都难以真实、形象的展现在学生面前,因而使教学效果受到一定程度的影响。目前地理科学课程教学的实践机会不多,难以经常性的外出认知真实的地理要素。结合GIS和三维遥感技术,利用arcgis软件,实现三维,从三维角度,提高学生兴趣,让学生从现实角度理解遥感和GIS空间科学专业。

2.4丰富完善互动式教学手段

教学手段的丰富能够提升学生的兴趣。实际教学中,结合学生感兴趣区域,引导学生掌握不同遥感数据类型,查阅资料及掌握网上数据下载方式,如自己的家乡为分析区,从数据理解到处理及应用,逐步完成遥感教学课程内容。引导学生在课堂外通过多种途径,查阅参考资料,培养学生自主学习的能动性,调动学习的积极性,拓宽学生的知识面,提高综合素质。

2.5结合丰富的实际项目,提高学生的综合能力

笔者所在的资源环境学院能有机会参加自然地理及城乡规划相关项目,因此结合实际项目经验,分专业进行综合操作:(1)地理科学专业,更加关注自然环境、生态环境,因此实习中侧重对地物的理解,例如植被类型图的制作,水系图的制作等应用。通过这个过程,使学生对遥感图像的前期数据准备、数据几何纠正,影像分类过程有较好理解。(2)城乡规划专业,更加关注土地利用现状和城市格局变化。因此在实习中,为加强对规划相关内容的理解,如要求其土地利用现状图的制作,结合GIS统计各项土地利用情况及现状分析;或者以某项目布局进行设计,结合高分遥感影像和GIS,完成功能布局以及一些统计量,或对城市景观格局变化结合遥感高分影像及分析数据进行总结。

3教改效果分析

近学期年来,通过一系列的遥感实践教学探索,已取得了一些阶段性成果,主要表现在:(1)学生已经能够独立解决一些跟遥感相结合的专业操作,提高了动手能力及解决问题的能力,为他们今后的工作打下坚实的基础。(2)有一部分学生对遥感产生了浓厚的兴趣,在研究生期间选择以此为研究方向进行继续攻读地理/规划方面的研究生。

4总结

第6篇:遥感课程论文范文

关键词:实践能力培养;GIS;教学改革;遥感软件应用

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)29-0089-02

一、引言

遥感是20世纪中后期发展起来的一门新兴学科,现已在社会生产生活中发挥着重要作用。遥感科学具有理论性和实践性联系紧密的特点,而其关键技术之一是遥感软件应用,它是地理学科学类、测绘科学类本科专业的一门重要实践课程,主要涉及地理学、计算机、数学、物理等多学科理论和方法,为培养遥感图像处理及利用遥感数据进行地学分析人才而服务的。

随着我国地理信息产业产值快速提升,社会对遥感应用型人才需求量迅速增加,因此,高校培养实践能力强的创新型专业人才意义重大。《中华人民共和国高等教育法》中明确提出高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才,发展科学技术文化,促进社会主义现代化建设。但在课程实践教学以及学生实习见习(如易智瑞(中国)信息技术有限公司、北京超图软件股份有限公司等GIS公司)过程中发现,现实人才培养情况与实际社会需求之间尚有差距。具体表现为学生在遥感图像处理方法与遥感软件应用技能等方面的滞后性,不能胜任工作岗位,从而导致学生就业压力大、就业困难等问题。

传统的教学模式,即掌握基本概念、到深入了解理论知识、最后再到实践和应用,要求老师必须按照课程教学大纲完成教学任务,在教学内容上不能有任何遗漏,而且还要人为划出重点和难点,过于追求全面和标准化,存在一定弊端。同时遥感与相关学科交叉领域的发展,促使新的遥感技术和方法不断涌现,这也决定遥感课程的教学内容需要不断更新。

为培养创新型高素质的实用人才,提高学生就业能力,遥感软件应用课程在教学内容、教学方法和手段等方面都亟需进行有针对性的教学改革。因此,笔者结合所在学校GIS专业的特点,立足培养学生的遥感软件实践操作能力,在遥感软件(ERDAS IMAGE)应用课程实践教学过程中进行改革和探索。

二、教学内容的改革

(一)教材内容选排

通过对现有教材(如杨昕等编著,科学出版社的《ERDAS遥感数字影像处理实验教程》;党安荣等编著,清华大学出版社的《ERDAS IMAGINE遥感数字图像方法》等)内容进行详细对比分析,选择最优章节内容,并对其进行合并和调整(表1)。

(二)前沿知识与技术扩充

遥感科学与技术发展快速,不断出现新的技术和方法,但是现有教材或参考书不能及时更新和追踪最新前沿技术,其部分知识已不能满足现代社会发展的需要,然而学生又有了解最新知识的迫切要求。因此,适时将遥感数字图像处理紧密相关的国内外前沿论文和研究案例引入到教学过程中,能够很好地激发学生探索知识的欲望。此外,将教师自身科研过程和成果融入课堂教学中,能够做到基础理论与实践应用相结合、系统性和前瞻性相结合,起到以身示范的作用,有助于调动学习的积极性,提升学生的学习兴趣,提高学生的实践动手能力,培养其进行遥感地学分析的能力。

(三)教学内容改革中需注意的问题

在授课过程中,避免按软件的功能模块来讲授,而是以解决实际遥感地学分析问题为导向。将接近或属于同一专题分析的功能模块组织成有机的整体,按遥感图像处理的流程设计教学内容,通过多个功能模块或菜单的综合系统学习,使学生能够解决具体的遥感地学分析问题。如遥感图像的导入、多波段合成、几何精校正、投影变换等功能模块,在教学过程中,可将上述操作内容组织成一个整体进行施教,用以分析学校所在城市的土地利用变化监测案例问题。

在教学实践过程中,可采用如下措施来完成教学改革尝试和经验积累,首先,将多媒体讲授与启发式讨论相结合,教师进行基本理论复习,并结合具体问题,启发学生主动思考,跃课堂气氛,提高学习积极性。其次,教师先演示软件,并强调实践过程中可能遇到的问题,后让学生自己动手操作。再次,教师随机指导并收集学生存在的问题,下课前,对学生普遍存在的问题,进行总结和强调。最后,将教师自身科研中的典型例子数据,放置实验室FTP上,便于学生利用实例数据解决实际问题,培养学生科研兴趣和创新能力。在上述实践教学过程中,更要不断总结和优化,最终对该门课程的教学内容和计划进行修订和完善。

三、教学方法和手段的改革

(一)问题为导向启发学生,调动学生学习积极性

遥感软件应用的部分图像处理算法理论较为抽象、学生难于理解,理论知识理解的不透彻致使学生在实际的软件操作中受挫。授课时,教师应以问题为导向来启发学生,引导学生从多角度思考问题,从而激发其学习兴趣,在兴趣的基础上提高其动手操作的灵活性。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。这样做就可创造良好的教学情境,使学生以目标为导向,在对比、类比的过程中接受并消化知识。此外,把部分操作过程布置为作业,让学生课下通过查阅资料、上网等途径提出解决方案,经课堂上讨论后,再由老师作详细的阐述,再对学生讨论中的一些问题进行补充。对于课程内容中关键性、重点性的问题,教师不仅在理论知识讲解时采用经典的案例进行解释,还要在实验课上与同学一起进行实验操作。也可通过测验、考试和鼓励学生参加有关GIS比赛等形式提高学生对遥感软件的兴趣,以增强学生对于实践创新能力的培养。

(二)注重实际操作能力提升

遥感软件应用课程要求学生具有较强的实践能力,能够独立解决地学问题。因此必须通过实践操作,使学生加深对遥感数字图像基础理论的理解,如遥感影像的辐射校正、几何精校正、遥感影像增强、影像运算以及遥感影像分类等。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,不断提升遥感地学分析的能力,并且在实践中逐步培养学生的创新思维,把学生塑造成为满足当今社会需要的专业应用型人才。

(三)加强编程能力培养

为使学生系统地掌握本学科的基本原理和典型算法,不仅要求学生掌握通用的商业软件解决实际问题,还要强调通过编写程序代码进行遥感数字图像处理。以往教学实践,常用MATLAB进行辅助教学,并取得较明显效果。此外,IDL是进行二维或多维数据可视化、分析和应用开发的理想软件工具,IDL本身是集可视化、交互数据分析、大型商业开发为一体的高级集成开发环境,通过它可以很容易的构建图像处理与分析可视化的系统。因此,教学过程中,建议结合IDL语言灵活构建图像处理算法,进而实现海量遥感数据的批处理等功能。

(四)强化应用能力训练

为了提高学生就业能力,我校针对GIS专业本科生的实际情况,在学生已掌握GIS专业基本理论知识的情况下,专门安排一学期的时间到涉及GIS的企业或公司进行实习(本校的实践教学基地)。学生实习期间在GIS有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等领域观摩见习,能够检验其所学知识的实用性、了解GIS专业领域技术最新发展进程,并将实习期间遇到的专业性问题及时反馈给老师。如此一来不仅能够增强学生的实践操作能力,使其在实习工作中找到自我存在的价值、提高进一步学习的兴趣,同时教学相长也能促进教师教学水平的不断提升。实习期结束后如果公司同意还可以直接签约履职,从而缓解学生就业压力。实现GIS专业从人才培养到实习就业的有机结合。

四、总结

针对遥感软件应用课程的自身特点和目前教学现状,以实践能力培养为取向,从优化教学内容、完善教学手段、激发学生学习兴趣、注重实践教学等方面进行教学改革和探索,以期培养创新型GIS专业人才,满足社会对遥感应用型人才的需求。但教学改革和探索还需要长期的积累和不断的总结,才能取得良好的教学效果,提升人才培养的质量。

参考文献:

[1]林卉,张连蓬,梁亮,等.遥感科学与技术专业创新人才培养方案探索与实践研究[J].测绘通报,2015,(12):117.

第7篇:遥感课程论文范文

(甘肃农业大学资源与环境学院,甘肃兰州730070)

摘要:大学研究型教学思想已成为重要的教学理念之一。本文针对课程特点和学生特征,以研究型教学思想为指导,在遥感数字图像处理课程中,强调开放意识、问题意识、探究意识和能力培养意识,建构了研究型教学模式,在实践中取得了较好的教学效果,能够激发学生学习和研究的兴趣,提高学生的动手、动脑能力。

关键词 :研究型教学;遥感数字图像处理;教学模式;建构

DOI:10.16083/j.cnki.22-1296/g4.2015.04.024

中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1671—1580(2015)04—0052—02

基金项目:甘肃省自然基金(编号145RJZA163);甘肃农业大学重点课程建设项目(遥感数字图像处理);甘肃农业大学教学研究项目“地理信息科学专业实践教学模式的改革与实践”资助。

收稿日期:2014—10—19

作者简介:吴静(1973— ),女,四川道孚人。甘肃农业大学资源与环境学院,副教授,博士,研究方向:遥感教学。

李纯斌(1972— ),男,湖北长阳人。甘肃农业大学资源与环境学院,副教授,博士,研究方向:3S技术与应用。

付彩菊(1981— ),女,甘肃定西人。甘肃农业大学资源与环境学院,讲师,硕士,研究方向:遥感教学。

闫培洁(1985— ),女,甘肃白银人。甘肃农业大学资源与环境学院,讲师,硕士,研究方向:遥感教学。

大学研究型教学以主体教育思想、素质教育思想、创新教育思想为理论指导,注重培养学生可持续发展的能力,如自主能力、创新能力、交往合作能力等,能够很好地体现现代大学教学的本质,[1]因此,研究型教学思想自美国在20世纪80年代提出以来,得到了包括中国在内的各国教育界的积极响应和发展,取得了瞩目的成就,成为高校推崇的教育理念之一。[2]

目前,我国高校的在校学生一般都是“90后”,他们在开放的网络环境中成长,通过网络获取信息的能力较强,更希望在学习中掌握主动权,[3][4][5]适合“以学生为主体、以教师为主导”的研究型教学模式。[6]

甘肃农业大学遥感数字图像处理重点课程建设项目以研究型教学思想为指导,进行了研究型教学模式建构的探索和实践,并取得了较好的效果。

大学研究型教学的基本特点包括:教学时空的开放性;教学主体的互促性;教学方法、手段的多样性、灵活性;教学过程的探索性;教学氛围的民主性;教学评价的综合性。基于上述理念,笔者结合学生的特点和课程特征,贯穿开放意识、问题意识、探究意识和能力培养意识,[7]在遥感数字图像处理课程教学实践中建构研究型教学模式。

一、开放意识

(一)教学时空开放

遥感图像资料是遥感处理的对象,如何根据需求获取合适的遥感图像是本课程的最基本技能,也是对学生首要的素质要求。然而,下载遥感图像耗时较长,而且必须通过网络下载,鉴于课堂学时不足,同时学院实验室机房没有开通互联网,所以,我们设计了一个课外实验:要求学生利用课余时间和网络资源,下载一景遥感图像(不限平台、传感器、时间、地点等);说明下载的过程,包括网站信息、数据查询条件设置、数据下载的方式等。通过这个实验,达到让学生掌握下载遥感图像的流程、了解相关网站的目的。由于该实验具有一定的挑战性,而且最后结果明确(是否下载到图像),学生克服各种阻力完成之后,会有一种成就感。此外,由于实验中没有限制平台、传感器、时间、地点,结果也不是全班统一的,有的学生下载了学校所在城市的影像,有的下载了家乡的影像,有的下载了自己向往地点的影像,等等,体现了自己的独特性。通过教学时空的开放,达到了对实验条件扬长避短、充分调动学生积极性的效果。

(二)资源开放

1.网络资源。收集整理各种获取遥感图像资料的途径,让学生亲自去体验获取影像资料的过程,使其对不同平台、不同处理级别、不同价位、不同格式、不同内容的资料有直观认识,并熟悉网站资源和数据申请流程,及时跟进网站的更新进度,了解业界的最新动态。

2.文献资源。遥感图像处理具有一定的不确定性,而且处理方法多样,因此,在教学过程中,应为学生提供各种相关的期刊文献供其参考,让他们不仅自己会操作、与同学探讨处理过程和结果,还能看到相关专业领域的学者如何进行遥感图像处理研究。

(三)课程开放

遥感数字图像处理与遥感概论、遥感概论教学实习两门课程内容相关,但各有侧重。遥感概论侧重介绍遥感相关理论以及遥感图像处理方法及原理;遥感数字图像处理课程侧重处理的基本操作;遥感概论教学实习则是在具体给定项目中,在所学理论方法指导下,贯穿各种基本操作,实现项目目标。遥感数字图像处理每一次实验所培养的技能就像一颗颗打磨好的、散落的珍珠,遥感概论教学实习就像一条线,将每颗珍珠贯穿到一起,形成一条美丽的项链。三门课程相互衔接,前后呼应,学习、巩固、提高,不断提升学生对遥感学科的理解。

二、问题意识

以问题为导向,在实验设计中强调利用所学知识和技能解决实际问题,通过每个实验的设计以及不同实验之间的相互呼应体现问题意识。

(一)单个实验要求分两个层次

每一次实验对学生提出两个层次的要求,首先是要求其完成基本操作;在此基础上,提出任务要求,要求用基本操作解决具体问题,加深对操作的熟悉程度,同时要对此操作的目的和意义有进一步的思考和理解。

综合两个层次的练习,不仅能让学生学会操作,而且能够明白操作的目的和意义。

(二)各个实验互动呼应

如综合“实习一ERDAS视窗操作”和“实习六空间建模”设计一个习题,要求学生利用实习一的作业二的结果作为输入,运用实习六的操作完成对图像的分类。这样一方面可以加深学生对实习一的内容的理解,用更积极、深入的方式激活学生对前面所学实验的回忆;另一方面还能增强学习的趣味性,激发学生思考的积极性,达到了由实验六激活实验一的效果。

期中开设习题课,综合所学,提出思考题,引导学生想办法利用所掌握的操作技能,完成思考题,解决问题。

三、探究意识和能力培养意识

将课程与其他相关的专业学习活动联系起来,学研结合,培养学生的探究意识。指导学生参加学生科研训练项目(SRTP)、进行毕业设计与毕业论文研究,利用本课程中学到的技能和方法解决一些实际问题,完成图像的获取、预处理、增强处理、运算、得出结果和结论的全过程,并用论文的方式进行总结。鼓励学生参加国际、国内相关内容的比赛,按一定要求和规则完成相应任务。

一般来说,在SRTP、毕业设计和各种比赛中,学生们需要解决的问题比课堂上要多,包括数据的下载、数据的格式、数据的运算、各种不同来源数据之间的协同等,或者是海量数据的处理等各种问题。在解决问题的过程中,往往要求学生查阅大量文献或者需要在课程教学所用到的平台或相关软件平台的基础上进行二次开发,达到按需处理数据的目的。这个过程非常锻炼学生,能使学生在心理素质的培养、学识的积累、处理问题的能力培养等方面获益良多。

综上所述,只要根据课程特点采用研究型教学模式,将双主体意识、开放意识、问题意识、能力培养意识和探究意识贯穿于教学之中,挖掘学生学习的积极性,就能够使他们学得轻松、快乐。

参考文献]

[1]罗秋明,梁美华,易斌.大学研究型教学理论、方法与模式[M].徐州:中国矿业大学出版社,2005.

[2]何云峰.大学“研究性教学”的发展路向及模式建构[J].中国大学教学,2009(10).

[3]王晓雪.针对“90后”学生特点的大学英语个性化教学研究[J].科技信息,2013(10).

[4]薛晶心.认识90后大学生特征,寻求有效的教学对策[J].大学(学术版),2011(1).

[5]邹统钎,黄琳琳.网络时代“90后”特点及教学模式创新研究——从北京第二外国语学院旅游管理专业教学实践谈起[J].中国大学教学,2014(1).

第8篇:遥感课程论文范文

关键词 教学环境 优化 遥感导论

中图分类号:G642

文献标识码:A

任何一门课程的教学活动都是在一定教学环境下进行的。在教学实践中,教学环境所包括的各种环境因素,无论有形的物质因素还是无形的心理因素,都对教学活动的目标、教学活动的过程和教学活动的结果施加着重要影响。①

21 世纪是一个创新层出不穷、知识龄期越来越短、获得信息和处理信息的手段越来越多、各种信息在人们生活中越来越重要的信息社会。②空间信息技术高速发展的今天,遥感技术作为地理科学研究领域和实际应用领域中不可替代的获取信息最先进技术手段。从而遥感课程教学改革及营造优良的教学环境对培养具有创新精神和实践能力的高素质人才具有至关重要的作用。因此,围绕着如何提高教学质量,营造良好教学环境研究也是十分必要的。对遥感技术课程教学环境的提升需要从物质到心理、外部条件到内部动因的全过程、全方位重新审视。也只有通过全方位深入研究教学环境对学生的遥感技术课程学习兴趣的影响,寻找创造和优化教学环境的途径,才能够达到培养高素质应用型人才的目标。

1 准确定位、明确方向

创新性人才培养是高等教育的核心,要想培养宽口径、厚基础、具有创新精神和实践能力的复合型高素质人才,就应仔细解读全国高校及本校的人才培养目标,分析生源、去向、社会需求等多方面的背景条件,找准自己的办学和发展定位,将人才培养目标的定位从传统大学本科教育的以学科知识理论的学习作为基本价值尺度的人才培养目标,转向以相关学科知识理论为依托,培养实用型、应用型人才的目标上。即人才培养活动的价值标准和直接要求要发生很大变化,由原来的单一性变成多元化,从理论知识、系统知识为主转变成实用性、应用性知识、技能为主的理念。

2 优化师资队伍

人才培养目标由可能转向现实的实质性活动是由教师和学生共同承担的。③而教师在培养人才过程中具有主导、坚固、骨干作用。④因此,教学队伍的整体水平、结构的合理性和发展的稳定性直接影响教学质量和学科发展。要引进年轻教师的同时,走出国内外院校进行培训、交流的方法提高师资力量,提高师资队伍的知识水平。从学科发展、培养人才的连续性角度注重学科专业梯队的完善,形成一支具有博士、硕士学位、由遥感专业教授、副教授、讲师组成的职称、学历、年龄、学术水平相对合理的师资队伍。并通过积极参加各种科学研究活动和对年轻教师的带、帮、传等途径提高队伍的教育、教学能力,为课程教学改革奠定良好的基础。

3 提升教学实验环境

教学软硬件环境对教学起着很重要的支撑作用,也对学生的技能培养起着关键的作用。⑤遥感实践的数据采集、输入、处理、分析到输出的整个过程对实验环境方面提出了四个方面的要求:硬件、软件、遥感数据和管理。加大投入,大大改善多媒体实验教学环境,满足学生一人一台高配置计算机是开展各专业遥感实验教学活动硬件要求。软件方面要拥有ERDAS、PCI、ENVI和ArcGIS、MapGIS、ArcViwe、Arcinfo、Mapinfo等专业软件,使学习的环境与研究环境一致,为培养实用型人才服务。遥感数据是遥感实践教学必备的基本资料,是教师教学的素材,学生学习实践的物质基础。可通过网上搜索、购买和与科研相结合具备不同空间分辨率的影像系列、同一地区不同时间分辨率和时间序列的影像系列、不同教学内容的典型影像系列等,满足各项教学内容和学生实践、研究的需求。管理上打破针对固定对象,在固定时间集中实习的教学管理模式,改为专业开放、时间开放、内容开放的开放式管理模式,给学生提供充足的时间、宽松的空间,提高学生学习的主动性。

4 健全教学效果评价机制

对教学效果的评价是整个教学设计中不可缺少的环节,是检验教学目标是否实现的重要手段。评价教学效果的形式有多种,每一种方式的考核各有特点,各有其适用的范围。为了保证遥感类技术课程的教学质量,必须加强对课堂教学、平时的复习与巩固、课上操练、课后思考等多个环节的监控,建立全面的教学效果评价机制。为了教学各环节的顺利进行和保证效率,开学第一节课就必须向学生讲清楚教学与学习全过程各环节的目的与要求、最终成绩评定的方法与比例,引起学生的重视和注意。实际考核中可采用如下方式:终成绩=课堂成绩?.5+实践成绩?.5;其中,课堂成绩=平时成绩?.3+期末考试?.7;实践成绩=实践过程?.3+实践报告或论文?.7。平时成绩又由出勤率、作业成绩构成。期末考试主要测试学生掌握基本概念、基础知识的程度;实践过程主要评价学生对实践操作的态度、掌握技术的熟练程度和完成任务的进度;实践报告或论文是指将实践操作的目的、过程、结果、结论等以报告形式或论文形式提交的成果,反映学生对操作项目目的、过程的认识和分析问题、处理问题的综合能力。

5 激发教学动力

教师、学生是教学动力的载体,教师教的动力和学生学的动力的合力形成教学动力。⑥

教师是整个教学活动的设计者、发动者、执行者和管理者,维持活动的进行和发展。因而教师的教学目的、动力对教学活动具有指导性作用。不同教师的工作目的因其需求从最低层次的混一口饭的生存到被人尊重、自我实现的最高层次的差异而教学动力有也有弱有强。充分调动教师的教学动力要在发扬积极上进的优良传统的同时,从改善教学环境、鼓励和资助教学研究活动、明确目标、加强责任感等方法措施提高教师教学动力的层次,加强强度。

学生是学习活动的发动者和维持者,只有学生有意识有目的地从事学习活动,这种活动才能持续不断地进行和发展。学生的学习动力来自学生个体的兴趣、需要、态度、情绪情感、好奇心、自尊心、求知欲、性格、意志和动机等。学校、学院和相关任课教师应从学生入学第一天起通过入学教育、专业思想教育、道德信念、职业理想教育和学术讲座、师生座谈、参观教师们的科研成果,让学生适当参与研究项目等不同侧面、不同形式提高学生的学习积极性、主动性,使学生学习动力从对遥感课程的学习兴趣提升到在遥感课程学习过程中获得乐趣,进而发展成志趣这一更高层次。

教学动力不等于教的动力和学的动力的并集,而是两者的交集。教的动力和学的动力在教学过程中都向积极的方向相互影响、相互作用、相互转化才能够形成理想的教学动力。遥感教学过程中要充分利用遥感技术的先进性、实用性和操作性的特点和已取得的教师及学生遥感应用研究成果来调动学生的积极性,依据学生的实际情况设置恰当的诱因诱发学生的好奇心和求知欲,激发学生学习动机,引起学习行为。学生受激发后的学习动力的驱动,积极参与教学活动,专心听课,质疑问难,认真努力完成任务,额外撰写学术论文,这些又对教师的教学行为产生积极的影响,强化教师的工作动力,促使教师挖掘教学潜力,以更加积极的姿态传道、授业、解惑。

几年来,通过社会大环境到学校、学院、班级小环境,硬件环境到软件环境的改革与建设,我校遥感导论课程建设收到了良好的成效。教学实践结果表明文中所提的课程教学环境改革创新思路,对进一步推进遥感导论及其相关课程教学改革有一定指导意义和参考价值。

注释

① 田慧生.论教学环境[J].西北师范大学学报(社会科学版),1992.6:58-63.

② 钱乐祥,秦奋.GIS 专业教育的实践与再思考[C].首届地理信息系统专业教育研讨会论文集,2003.8:104-110.

③ 林兆其.高等教育学[M].贵州教育出版社,1995.

④ 李成良,顾美玲.大学教学理论与方法[M].贵州教育出版社,1995.

第9篇:遥感课程论文范文

关键词:翻转课堂;遥感;教学模式

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)48-0141-02

一、背景

针对遥感学科教育,本文提出了一种新的翻转课堂教学方法。翻转课堂教学方法有两个主要部分:课外知识传递(通常是在线)和课内自主学习。这两个部分面临四个教学设计挑战:如何组织学生课前准备工作;如何课前传递知识;如何组织课内活动,将学生疑惑进行归纳,培养学生关键技能;如何利用社会学习和同伴教学构建学生间的互动。针对以上四个挑战,本文提出了不同的应对方法。

最早,翻转课堂被用于经济学课堂,之后慢慢普及至数学、生物、经济管理、工业工程和计算机科学。翻转课堂要求学生在完成课前准备工作后再参与课堂内的自主活动,课前准备工作材料通常包括音频或者视频讲座,还有PPT、在线教程和电子书等。课内自主活动是翻转课堂的重要环节,譬如解决疑惑、编写代码、设计任务或者讨论,这营造了一个学生间互相协作的学习氛围。众多研究表明,学生间的交流活动可以促进学习,增强学生的信心,使枯燥的教学内容变得生动有趣。此外,课堂测验也作为一种有效的手段被应用于课内教学中。制作翻转课堂教学材料是一个挑战性的工作,部分教育者将授课内容录制为在线视频,时长在15~30分钟以内比较合适。

本文提出一种面向遥感专业课程的翻转课堂模式,针对课前准备任务、在线知识传递、课内自主活动设计、构建小组任务等对不同的教学方法进行比较。初步讨论结果显示大部分学生能够受益于翻转课堂教学模式。

二、遥感翻转课程介绍

本文针对四门课程进行翻转课堂设计,这四门课程是遥感专业的传统课程,见表1。

三、方法流程

课前知识传播和课内活动的设计有很多种方法,本文提出一种时间流的学习方式,并对学生的课前预习提出要求。

(一)时间流

每周时间安排为:学生首先参与在线教育,然后参加课内小组活动,最后进行每周的编程实践。在所有的翻转课程中,学生都要参加诸如角色扮演、设计和批判、问题讨论、实际问题解决等活动。含有编程内容的课程一般安排在实际问题解决前以便学生加深理解。

(二)课前准备工作

传统课前预习中通常会布置一些阅读任务,因为这些内容在课堂授课中会重复提及,所以学生可能不会去真正完成这些任务;然而在翻转课堂中教师不会再重复授课,所以学生必须在课前做足准备工作。表1中列出了四门课程所需的准备工作。

(三)经验总结

在进行深入讨论前先让学生实践练习,这将使课堂活动讨论中的概念变得具体化,更有实际意义。提供详细的课程安排对新生很有帮助,可以跟踪更多的课程。起初学生对于课堂讨论前进行的专业训练和活动表示担心,按照本文提出的教学流程实施后,大家普遍消除了顾虑。

四、视频教学

本文提出三种视频指导的方法并对实施过程中的经验进行总结。

(一)自制视频

第一种方法是制作自己的视频,这种方法最耗时间。微波遥感课程的在线课程比较少,所以只能自己录制相关教学视频。之前已经提及,在线视频要求时间较短,重点突出,所以教师需要把讲义转换成简洁有效的视频。

(二)搜集编排视频

搜集并编排已有的在线视频是一种很好的方法。在计算机高级语言程序设计C++课程中,我们针对每一个知识点剪辑了很多在线视频,这些视频来源于优酷、youtube等网站,这些视频时长5~35分钟不等。一些额外的资源可以推荐学生自己课下去学习。学生需要对观看的视频进行评价,学生的评价能够让教师了解到他们对视频的理解程度,是否感兴趣。视频评价通常要求学生每周提交一次。

(三)封装MOOC

在遥感图像处理课程中,在某学者的许可下对其的教学视频进行封装,学生可以在校园网内直接访问,在此基础上进行了知识点的补充。

五、课内活动

组织课内活动,传授概念和技能是翻转课堂的另一个重要环节。如何找到一种刺激学生主动性的方式是这个环节的重点。本文设计了两种课内活动:小组实践和灵活测试。

(一)结伴练习

和其他程序类课程相似,C++课程每周会有一次实习。学生通常会布置一些编辑或拓展类的程序,熟练之后则自己独立构建整个程序。我们试用了很多方法将学生进行配对分组,每周随机的或者按照性别更换搭档,频繁更换搭档的目的是帮助学生间增进交流了解,并且能够分配不同的工作扮演不同的角色。结对练习目前看来比较成功,能够促进学生和不同搭档协作共同完成任务。

(二)小组实践活动

这些活动通常涉及学生练习设计和评估技能。例如,在C++课中,一两个组员被要求扮演用户,其他组员对其进行采访。在遥感图像处理课中,学生使用不同的技术来创建不同级别的原型。在C++课中,学生经常通过编写伪代码或者其他练习来实践。在所有的课程中,我们强调协作和评价,这些活动通常在学生完成他们的作业后布置,在没有教师监督下可以检验学生对于知识的掌握程度。

(三)灵活的测试

在翻转课堂,教师通常利用测试来刺激学生做好课前准备工作。测试通常包括一些和视频内容相关的选择题。和问题实践相比,测试能够进一步加深概念知识。

六、学生反馈

学期末学生需要对课程质量进行评价,通常学生会对教师进行评定,教师却不知道学生究竟学到了多少。翻转课堂需要对学生对知识的掌握程度进行调研,于是学期末针对这几门课一共对60名学生进行了调研。调研项目7项,每项满分10分,调研结果见表2。大多数学生喜欢翻转课堂,打分在8分以上。大多数项目收到赞成票,呈现出一致性。得分最高的是向其他人讲解和在线视频。大部分评论是积极的,并鼓励学生亲自参与。此外,学生表示需要用更多的实验室时间来完成作业,一部分人不希望在实验前进行测试。大部分学生给予了建设性的反馈,一小部分学生希望增加课堂内的讲课量。虽然一开始对于减少课堂内的授课量表示担心,但是到学期末,大部分学生的观点都发生了转变。

七、结论

本文提出了一种新的翻转课堂教学模式:时间流结构、多种视频资源和多种课内活动方法。课前通过视频资源进行知识传递,课堂上进行结伴学习活动,课内测试帮助消除疑惑。实验证明,大部分学生对这种模式表示认可。未来的研究方向:探索该方法对学生学习效果的影响,包括比较不同教学模式下学生的成绩,通过后续课程的分析结果帮助我们探明这种方法对学生今后学术发展的作用。

参考文献: