李海君+于汐+楊月巧+安毓琪+郭繼東

摘要：本文針對應(yīng)急管理特色專業(yè)遙感課程教學(xué)存在的問題現(xiàn)狀，以防災(zāi)科技學(xué)院公共事業(yè)管理專業(yè)為例，從教學(xué)體系、教學(xué)方法及實(shí)踐教學(xué)三個方面提出適合于本類特色院校、專業(yè)的新型教學(xué)方式，以期獲取較好的教學(xué)效果，提升學(xué)生的問題解決能力，進(jìn)而服務(wù)于防災(zāi)特色類公共事業(yè)管理專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：應(yīng)急管理；遙感課程；教學(xué)創(chuàng)新；本科教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）35-0199-03

一、引言

防災(zāi)類院校遙感課程旨讓學(xué)生掌握其邏輯嚴(yán)密理論、前沿趨勢與風(fēng)險評價所需信息獲取與分析處理技能，屬于實(shí)踐性強(qiáng)的交叉學(xué)科，其對地學(xué)、環(huán)境、應(yīng)急類應(yīng)用型人才培養(yǎng)，服務(wù)社會與改善知識創(chuàng)新環(huán)境有重要意義。遙感知識體系廣泛抽象、應(yīng)用處理技術(shù)性強(qiáng)，且技術(shù)內(nèi)容數(shù)據(jù)更新快，若采用傳統(tǒng)教學(xué)模式授課，學(xué)生知識接收能力差，且解決問題水平低[1]。鑒于此，已有學(xué)者進(jìn)行了有益嘗試，或于理論教學(xué)中精心設(shè)計案例增強(qiáng)學(xué)生的直觀認(rèn)知，或鼓勵學(xué)生參與學(xué)科競賽，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力[2]。雖可取得一定成效，但案例法或?qū)嶒?yàn)法仍以教師為主導(dǎo)，不符合“以生為本”的理念；而指導(dǎo)學(xué)生參加競賽，僅能提升一小部分學(xué)生的實(shí)踐能力。

結(jié)合筆者的教學(xué)實(shí)踐，本文針對培養(yǎng)方案、學(xué)生素質(zhì)、授課過程中存在問題，著眼于學(xué)科形勢和人才培養(yǎng)需求，探討應(yīng)急特色專業(yè)遙感教學(xué)改革，提出適合該專業(yè)，涉及教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、實(shí)踐途徑等方面的創(chuàng)新教學(xué)模式。通過教學(xué)創(chuàng)新改革，以有效調(diào)動學(xué)生積極性與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，提升學(xué)生解決問題與獲取新知識的能力，進(jìn)而對該類專業(yè)3S技術(shù)類課程教學(xué)改革具有一定的借鑒意義。

二、專業(yè)、課程特點(diǎn)與問題現(xiàn)狀

公共事業(yè)管理（應(yīng)急管理）專業(yè)旨在培養(yǎng)系統(tǒng)掌握現(xiàn)代應(yīng)急管理、災(zāi)害學(xué)知識，了解災(zāi)害成災(zāi)致災(zāi)的機(jī)理與應(yīng)急管理規(guī)律，能應(yīng)用空間信息化手段進(jìn)行災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失評估、風(fēng)險管理、輔助決策與組織協(xié)調(diào)的應(yīng)用型高級專業(yè)人才。而作為該專業(yè)二年級開設(shè)的專業(yè)核心課程之一，本課程先修課程為計算機(jī)基礎(chǔ)、C語言與GIS，內(nèi)容著重講授遙感物理、成像基礎(chǔ)、幾何輻射校正、鑲嵌融合、增強(qiáng)銳化以及解譯應(yīng)用等，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用RS技術(shù)提取地震、環(huán)境災(zāi)害相關(guān)專題信息與數(shù)據(jù)挖掘的能力。

經(jīng)過近年來的教學(xué)反饋，“理論+案例+多媒體”的教學(xué)模式效果不佳，突出表現(xiàn)為課堂教學(xué)依賴教師強(qiáng)化灌輸，實(shí)訓(xùn)多模仿實(shí)習(xí)指導(dǎo)書或課后題，一旦面對實(shí)際問題或項(xiàng)目，學(xué)生知識掌握系統(tǒng)性不強(qiáng)，項(xiàng)目實(shí)施能力差且滯后[3]，原因剖析如下。

（一）學(xué)生專業(yè)學(xué)科背景不一

公共事業(yè)管理屬本院經(jīng)濟(jì)管理系所屬專業(yè)，招收學(xué)生既有原志愿理科生源，又有院內(nèi)文管類專業(yè)調(diào)劑生，專業(yè)知識差異較大。所用梅安新老師所著的《現(xiàn)代遙感導(dǎo)論》教材[4]，教學(xué)內(nèi)容設(shè)計又側(cè)重遙感原理和方法的了解與掌握，文管背景生源數(shù)理基礎(chǔ)薄弱，接受能力差。

（二）先修課程支撐與銜接度不足

電磁波遙感成像作為課程的核心理論，需具備扎實(shí)的光學(xué)物理基礎(chǔ)，而本專業(yè)課程體系并未將大學(xué)物理作為先期支撐學(xué)科。此外，本專業(yè)設(shè)定本課程旨在使學(xué)生能于多光譜或雷達(dá)影像中提取地震或環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報、分析以及損失評估等數(shù)據(jù)，涉及災(zāi)害學(xué)、風(fēng)險評價與損失評估等多個學(xué)科，而該類課程設(shè)置多為同期或滯后開設(shè)，使得學(xué)生對遙感學(xué)科實(shí)際應(yīng)用無法深入領(lǐng)會，學(xué)習(xí)積極性不高。

（三）教學(xué)、實(shí)踐課時比重不夠

遙感為實(shí)操性與技術(shù)性極強(qiáng)的應(yīng)用性學(xué)科，而培養(yǎng)方案中本課程總課時為48學(xué)時，而實(shí)驗(yàn)課時僅為總課時的四分之一，且目前所選教材多側(cè)重于理論而缺乏應(yīng)用指導(dǎo)，導(dǎo)致學(xué)生課堂所學(xué)影像校正、變換增強(qiáng)、融合分類等內(nèi)容無法予以實(shí)驗(yàn)操作，進(jìn)而無法有效培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知與問題解決的能力。

（四）教學(xué)手段效率不高

課程教學(xué)所用教學(xué)方法為“多媒體+案例”，仍以教師為主導(dǎo)側(cè)重理論講解，學(xué)科應(yīng)用知識銜接性不佳，項(xiàng)目實(shí)操僅停留在理論層面。教學(xué)環(huán)節(jié)中學(xué)生參與程度不夠，導(dǎo)致學(xué)生普遍感覺知識體系晦澀難懂，學(xué)習(xí)能動性不足，動手能力差，不能滿足專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。

三、課程教學(xué)改革途徑與內(nèi)容

針對目前存在的問題，結(jié)合遙感學(xué)科特點(diǎn)與本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，在適度增加課程總課時（12學(xué)時）的基礎(chǔ)上，確定教學(xué)改革內(nèi)容與方法。

（一）教學(xué)內(nèi)容體系創(chuàng)新

1.教材定位。本學(xué)科基礎(chǔ)理論中數(shù)理要求高，應(yīng)用綜合性強(qiáng)且技術(shù)內(nèi)容更新迅速，僅靠主講教材在有限學(xué)時內(nèi)無法兼顧涵蓋理論基礎(chǔ)與實(shí)操較能。故確定以《現(xiàn)代遙感導(dǎo)論》講解基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)為主，輔以《ENVI遙感圖像處理方法》[5]講解實(shí)際操作，而采用《遙感應(yīng)用分析原理與方法》[6]進(jìn)行綜合應(yīng)用分析的教材體系。精煉理論體系，縮減數(shù)理模型講解，注重應(yīng)用思路與項(xiàng)目邏輯培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

2.內(nèi)容安排與考核制度。除1、2章研究應(yīng)用與物理模型，具體內(nèi)容結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，擬將環(huán)境生態(tài)評價、形變監(jiān)測等綜合案例按處理環(huán)節(jié)，依教學(xué)章節(jié)分解，講授時首先強(qiáng)調(diào)應(yīng)用目的與學(xué)習(xí)重點(diǎn)，闡明具體注意事項(xiàng)與技巧，有針對性的提出具體注意事項(xiàng)。此外，重新確定成績考核制度，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)與課后作業(yè)成績權(quán)重，并適度增加閉卷考試中應(yīng)用綜述、問題解決型等綜合性題目的內(nèi)容與分值比例。

3.理論與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合。適度增加與理論銜接的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)課時（增至總課時的三分之一），重新修訂培養(yǎng)方案，增加專業(yè)實(shí)習(xí)學(xué)時，并合理確定綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，促使學(xué)生結(jié)合課程所學(xué)知識，利用多光譜數(shù)據(jù)與SAR數(shù)據(jù)進(jìn)行環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測與危險性評價，以及震害損失評估調(diào)查，完成不同項(xiàng)目任務(wù)，強(qiáng)調(diào)教學(xué)實(shí)踐的現(xiàn)實(shí)性與學(xué)生的主導(dǎo)性。

（二）教學(xué)手段、方法的創(chuàng)新

1.理論教學(xué)采用網(wǎng)絡(luò)媒體資源與傳統(tǒng)教學(xué)法相結(jié)合。傳統(tǒng)“多媒體+板書”式的教學(xué)法有其固有優(yōu)勢[7]，可詳盡、系統(tǒng)講解章節(jié)的技術(shù)要點(diǎn)與圖像特征，但推導(dǎo)闡述耗時且需事先縝密設(shè)計。結(jié)合課程基本理論成熟而技術(shù)數(shù)據(jù)更新快的特點(diǎn)，除綜述章節(jié)，物理基礎(chǔ)與處理環(huán)節(jié)講解過程中均提前布置作業(yè)，要求學(xué)生利用武大、北師大等高校精品課程網(wǎng)站事先學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識與模型、公式推導(dǎo)。課堂前20分鐘采用“翻轉(zhuǎn)課堂”模式，讓學(xué)生輪值講解知識的重點(diǎn)與理解，而后，針對疑點(diǎn)、難點(diǎn)采用傳統(tǒng)教學(xué)方式進(jìn)行強(qiáng)調(diào)與推導(dǎo)。如此，強(qiáng)化“以生為本”的教學(xué)理念，更能調(diào)動學(xué)生的積極性和發(fā)散思維。

2.講授過程采用啟發(fā)式互動。在具體理論講授中，首先由教師結(jié)合具體內(nèi)容，歸納新近遙感事件與行業(yè)動態(tài)進(jìn)行導(dǎo)入，并引出輪值生進(jìn)行知識點(diǎn)講解或根據(jù)理解進(jìn)行交流討論。后期在進(jìn)行重點(diǎn)、難點(diǎn)講述推導(dǎo)過程中，需將遙感專業(yè)術(shù)語通俗化，結(jié)合身邊的實(shí)例解釋基本原理應(yīng)用，如小比例尺影像中線狀地物的顯示，重采樣過程中周邊像元對新像元的貢獻(xiàn)程度，空間域中值、均值濾波等知識點(diǎn)講解分別借助人眼生理性能、燈源與燈光亮度關(guān)系以及沙畫擦除等不同實(shí)例進(jìn)行講解。如此，既能加深學(xué)生對相關(guān)知識的深入理解，又能激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。

3.案例教學(xué)結(jié)合項(xiàng)目驅(qū)動法貫穿教學(xué)過程。如前所述，理論教學(xué)過程中將綜合性案例分解至各相應(yīng)處理章節(jié)，每節(jié)課首先強(qiáng)調(diào)該次課程的操作步驟、實(shí)現(xiàn)目的、存在問題，進(jìn)而引出相應(yīng)技術(shù)體系與注意事項(xiàng)，形象生動而不失根本。此外，在學(xué)期綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)中，首先限定多光譜、高光譜與SAR影像干涉等大類技術(shù)項(xiàng)目，將學(xué)生分為不同小組，于每類給定的相近課題中選擇具體項(xiàng)目任務(wù)。小組協(xié)作完成后，除小組自評與教師打分外，還采用班級評比的方式，促使小組間互相評價項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)過程與分析結(jié)果，進(jìn)而促使學(xué)生系統(tǒng)掌握并強(qiáng)化已學(xué)知識體系，拓展學(xué)生的應(yīng)用思路，提升問題解決能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，同時培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行基本科學(xué)的研究思路與能力。

（三）積極開拓各種實(shí)踐教學(xué)

1.合理設(shè)置課內(nèi)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。為突出部分操作環(huán)節(jié)的重要性與必要性，適當(dāng)調(diào)整理論講授與課內(nèi)練習(xí)的先后順序，以強(qiáng)化知識理解。如在圖像信息認(rèn)知內(nèi)容講述之前，首先給學(xué)生提供對應(yīng)圖像下載網(wǎng)址，使學(xué)生或根據(jù)感興趣地域或選擇自己家鄉(xiāng)的影像進(jìn)行下載，認(rèn)識不同影像特征與數(shù)據(jù)格式；于幾何校正之前給學(xué)生不同分辨率的地域影像，將谷歌地球軟件所獲取的點(diǎn)位資料進(jìn)行投影，強(qiáng)調(diào)幾何校正對項(xiàng)目實(shí)施的基礎(chǔ)作用。此外，實(shí)踐環(huán)節(jié)中設(shè)定自擬命題，要求學(xué)生結(jié)合本校所在地區(qū)進(jìn)行城鎮(zhèn)化、環(huán)境污染或沉降監(jiān)測等項(xiàng)目操作，在監(jiān)督分類結(jié)果基礎(chǔ)上，以小組為單位組織課外調(diào)繪實(shí)訓(xùn)，增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

2.組建興趣小組，參與教研室教師教科研課題。作為3S技術(shù)體系中的數(shù)據(jù)獲取工具，遙感可為地震監(jiān)測、危險性評價、城鎮(zhèn)化發(fā)展以及災(zāi)害風(fēng)險評價等研究提供時變支撐信息，積極鼓勵學(xué)生根據(jù)自己興趣，組建應(yīng)用專題小組，積極參與教師課題項(xiàng)目之中。通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作，進(jìn)行需求分析、資料獲取、基本處理、判別分類，并可據(jù)此完成課下作業(yè)報告，進(jìn)行課堂答辯，提升平時作業(yè)成績，進(jìn)一步鍛煉了軟件應(yīng)用項(xiàng)目的實(shí)踐能力。

3.積極參與大學(xué)生科研實(shí)踐。在前述環(huán)節(jié)技能鍛煉的基礎(chǔ)上，可指導(dǎo)學(xué)生積極參加校內(nèi)技能競賽、開放實(shí)驗(yàn)、共享杯、挑戰(zhàn)杯以及GIS開發(fā)大賽等學(xué)術(shù)活動，提升學(xué)生的行業(yè)應(yīng)用自信，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維及解決實(shí)際問題的能力。

四、結(jié)語

本文結(jié)合防災(zāi)應(yīng)急管理特色的公共事業(yè)管理專業(yè)遙感課程教學(xué)實(shí)踐，考慮專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與課程特點(diǎn)，針對現(xiàn)有學(xué)生現(xiàn)狀與教學(xué)內(nèi)容、方法存在的問題，從教學(xué)內(nèi)容與理念、教學(xué)手段方法以及實(shí)踐教學(xué)三方面進(jìn)行教學(xué)改革探索。提出確定特色教材、內(nèi)容安排、綜合翻轉(zhuǎn)課堂、任務(wù)驅(qū)動等教學(xué)方法的理論教學(xué)及課內(nèi)外多方法結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)體系，以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)應(yīng)用學(xué)習(xí)、問題解決與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，改善教學(xué)效果，進(jìn)而更好的服務(wù)于公共事業(yè)管理專業(yè)防災(zāi)特色類應(yīng)用人才的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]閔愛蓮，項(xiàng)磊.《遙感原理與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索[J].地理空間信息，2015，13（6）：175-176.

[2]張彥麗，李澤湖.資環(huán)專業(yè)《遙感》課程創(chuàng)新教學(xué)探索[J].地理空間信息，2014，（3）：169-171.

[3]高超，金高潔，王心源.傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)融合——以“遙感導(dǎo)論”課程為例[J].中國地質(zhì)教育，2007，16（4）：118-122.

[4]梅安新.遙感導(dǎo)論[M].北京：高等教育出版社，2001.

[5]鄧書斌.ENVI遙感圖像處理方法[M].北京：高等教育出版社，2014.

[6]趙英時.遙感應(yīng)用分析原理與方法[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[7]卞鴻巍，王榮穎，馬恒.多媒體與板書在課堂教學(xué)中優(yōu)化結(jié)合方法探討[J].教育教學(xué)論壇，2014，（39）：235-237.