郭孝玉 劉健 李增祿 李樹生

摘 要：為了適應(yīng)地方應(yīng)用本科院校在轉(zhuǎn)型發(fā)展中辦學(xué)需求，在分析遙感課程教學(xué)改革理論依據(jù)，闡述遙感課程教學(xué)存在問題，提出提升教學(xué)質(zhì)量的對(duì)策，提出以成果導(dǎo)向?yàn)槟繕?biāo)的教學(xué)改革思路：反向設(shè)計(jì)、正向?qū)嵤?，重?gòu)遙感課程體系、教學(xué)全程化融合、完善目標(biāo)考核制度等。教學(xué)改革成果可為資源環(huán)境專業(yè)培養(yǎng)方案制定提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：遙感；成果導(dǎo)向；教改；應(yīng)用型人才

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2018）11-0140-04

Abstract： In order to adapt to transformation and development for local application-oriented undergraduate colleges， we analysis the educational reform theory basis for remote sensing course teaching， points out the existing problems， poses the solutions to improve the teaching quality and puts forward teaching reform base on outcomes-based education： reverse design， forward implementation， the reconstruction of the knowledge system of curriculum， comprehensive integration of teaching， perfection of target assessment system. The results of teaching reform can provide references for the formulation of training programs for resources and environment majors.

Keywords： remote sensing； outcome-based education； educational reform； applied talent

遙感在資源環(huán)境觀測(cè)研究發(fā)揮重要作用，作為新興的交叉應(yīng)用性科學(xué)，最早民用于氣象預(yù)報(bào)，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于林業(yè)、農(nóng)業(yè)、災(zāi)害評(píng)估、國(guó)土資源、城市規(guī)劃等領(lǐng)域的科學(xué)決策[1，2]。遙感影像作為地理空間信息獲取的主要形式，可快速、大面積獲得資源環(huán)境各種要素的時(shí)空信息采集、評(píng)估[3]。普通地方本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)過程中，需重構(gòu)課專業(yè)程體系、建立課程地圖，改革教學(xué)模式、優(yōu)化課程模塊，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)專業(yè)應(yīng)用型人才。遙感課程作為資源環(huán)境科學(xué)核心專業(yè)課，傳統(tǒng)的遙感課程教學(xué)模式已經(jīng)很難適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求，因此，亟待探索符合資源環(huán)境科學(xué)專業(yè)遙感課程改革模式，對(duì)遙感課程理論、實(shí)踐等方面進(jìn)行課程優(yōu)化配置。筆者針對(duì)三明學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)專業(yè)遙感教學(xué)存在的問題，提出教學(xué)改革對(duì)策與思路，可供相關(guān)地方應(yīng)用型本科院校參考。

一、課程教學(xué)改革的理論依據(jù)

依據(jù)教育部《關(guān)于全面深化課程改革，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》中提出 “人才培養(yǎng)模式改革不斷深化，自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式與啟發(fā)、討論、參與的教學(xué)方式不斷推廣，育人的針對(duì)性、實(shí)效性進(jìn)一步增強(qiáng)”、“研究提出各學(xué)段學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系，明確學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力”等要求，教學(xué)改革主要依據(jù)以下幾個(gè)方面：1. 學(xué)習(xí)效率金字塔理論（Cone of Learning），開發(fā)在線課程，混合教學(xué)等[4]；2.教育目標(biāo)金字塔分類：記憶、理解、 應(yīng)用、 分析、評(píng)估、創(chuàng)新，想要達(dá)到越高階的教育目標(biāo)，理論基礎(chǔ)就要扎實(shí)，重點(diǎn)培養(yǎng)在應(yīng)用與分析能力[5]；3. 學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)激發(fā)理論，課堂組織教學(xué)活動(dòng)應(yīng)依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的狀態(tài)進(jìn)行教學(xué)策略調(diào)整，依據(jù)“認(rèn)知發(fā)現(xiàn)理論”、“建主義的學(xué)習(xí)理論”，學(xué)習(xí)最好的動(dòng)機(jī)是發(fā)現(xiàn)所學(xué)材料的興趣，學(xué)習(xí)也是認(rèn)知結(jié)構(gòu)的重組過程。所以在遙感教學(xué)中，以生活中環(huán)境污染、三農(nóng)、城市執(zhí)法等熱點(diǎn)問題為導(dǎo)向，以學(xué)習(xí)者為主體，教師的指導(dǎo)提前，用探索法、發(fā)現(xiàn)法要求學(xué)生主動(dòng)收集有關(guān)信息并分析，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者在真實(shí)情景中進(jìn)行問題解決，即采用項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)法教學(xué)，開展“真題真做”實(shí)驗(yàn)。

二、遙感教學(xué)存在的問題與對(duì)策

傳統(tǒng)課堂教學(xué)主要是以“教師主講+學(xué)生被動(dòng)聽”滿堂灌式教學(xué)，教學(xué)效果比較差由于培養(yǎng)對(duì)象的專業(yè)、教學(xué)支撐條件及師資條件的不同，需分析原因、因地制宜、分類施策，目前課程的教學(xué)主要存在以下幾個(gè)方面的問題。

（一）教學(xué)中存在的問題

1. 課程知識(shí)結(jié)構(gòu)不合理、學(xué)習(xí)動(dòng)力不足低

“遙感”是一門多學(xué)科交叉綜合應(yīng)用型的一門課程，原有資源環(huán)境科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案在課程結(jié)構(gòu)上偏重環(huán)境工程方面的專業(yè)基礎(chǔ)課，專業(yè)課程設(shè)置上沒有遙感相關(guān)基礎(chǔ)課，如地球資源環(huán)境要素認(rèn)識(shí)的《自然地理學(xué)》、涉及各種算法應(yīng)用與比較《數(shù)字圖像處理》，《測(cè)量學(xué)》或《地圖制圖學(xué)》等，遙感的物理基礎(chǔ)是電磁波原理，但《大學(xué)物理》課中“電磁波”這一章節(jié)沒有講授。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)遙感這門新課時(shí)普遍認(rèn)為難，主要是因?yàn)檫b感圖像處理很多涉及的算法、原理，內(nèi)容比較抽象，不易理解。學(xué)生差異明顯，文理科生均勻、多數(shù)學(xué)生中西部地區(qū)學(xué)生；很難調(diào)動(dòng)學(xué)生開展討論式教學(xué)，缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自覺性，多數(shù)男生自主學(xué)習(xí)能力弱、學(xué)習(xí)動(dòng)力不足，多數(shù)女生對(duì)空間抽象理解能力相對(duì)較弱。

2. 沒有適合的應(yīng)用型教材

適宜的應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)教材缺乏。很多遙感概念、原理等理論教學(xué)比較抽象，遙感教學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的教學(xué)活動(dòng)，但很多教材要么是純理論課，要么純實(shí)驗(yàn)教程，理論與實(shí)驗(yàn)配套的教材非常少。如陳述彭1990年編著的《遙感地學(xué)分析》，針對(duì)自然資源分析應(yīng)用，王橋2006年編著的《環(huán)境遙感》，這些內(nèi)容較早，遙感技術(shù)更新日新月異，很多內(nèi)容比較陳舊。目前選擇教材有尹占娥主編寫的《現(xiàn)代遙感導(dǎo)論》，內(nèi)容比較豐富，涉及遙感的原理、方法及應(yīng)用，但應(yīng)用型不強(qiáng)，以及孫家炳主編的《遙感原理與方法》，內(nèi)容層次清晰、原理介紹比較深，書中很多數(shù)學(xué)公式推理較難理解，涉及資源環(huán)境監(jiān)測(cè)方面應(yīng)用具體案例少。

3. 遙感課時(shí)少，實(shí)踐能力培養(yǎng)弱

培養(yǎng)學(xué)生利用遙感技術(shù)解決資源、環(huán)境監(jiān)測(cè)問題，加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng)是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。2015年之前資源環(huán)境科學(xué)專業(yè)中培養(yǎng)方案將《遙感概論》作為專業(yè)選修課，學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)，理論32學(xué)時(shí)、實(shí)踐16學(xué)時(shí)；為了加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，2016年調(diào)整培養(yǎng)方案后總學(xué)時(shí)不變，實(shí)踐課占32學(xué)時(shí)。理論課重點(diǎn)講解經(jīng)典內(nèi)容、原理與方法，采用“在線學(xué)習(xí)+課堂討論” 翻轉(zhuǎn)混合式教學(xué)，提高教學(xué)效果。

4. 師資力量單薄

教學(xué)質(zhì)量的高低很大程度上取決于教師隊(duì)伍的能力建設(shè)，但很多地方新建本科院校的師資力量相對(duì)薄弱、缺乏團(tuán)隊(duì)，教師的授課任務(wù)也比較重，很多情況是一位老師獨(dú)立授課2～3門專業(yè)課。地方本科院校遙感教學(xué)的教師往往來(lái)自研究林業(yè)、農(nóng)業(yè)、測(cè)繪等資源監(jiān)測(cè)背景的博士，研究往往各有側(cè)重點(diǎn)，很難利用身邊的研究案例反哺教學(xué)，有些案例講授時(shí)缺乏“自信度”、“親身感”。

（二）教學(xué)改革對(duì)策

1. 激發(fā)學(xué)生興趣

因此，課堂教學(xué)改革與設(shè)計(jì)上要注意：（1）要排解學(xué)生畏難情緒，利用學(xué)生的容易理解的案例進(jìn)行教學(xué)；（2）利用圖形、圖像、甚至動(dòng)畫視頻演示等講解遙感的相關(guān)原理、方法。（3）形象化的語(yǔ)言便于學(xué)生理解，如在介紹遙感概念時(shí)，采集目標(biāo)圖像的過程，用人的眼睛比喻遙感傳感器。

2. 完善教學(xué)支撐條件

由于遙感影像處理軟件購(gòu)買成本高、更新快，對(duì)計(jì)算機(jī)性能要求高，需加大資金投入，與虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)共建遙感實(shí)驗(yàn)室，建立實(shí)踐教學(xué)素材庫(kù)、實(shí)驗(yàn)考查試題庫(kù)、教學(xué)視頻庫(kù)等，利用網(wǎng)絡(luò)資源平臺(tái)優(yōu)化教學(xué)環(huán)境。如針對(duì)難點(diǎn)、重點(diǎn)的遙感原理、方法方面的知識(shí)，制作介紹遙感原理的動(dòng)畫、或錄制實(shí)踐教學(xué)視頻，如講解遙感物理學(xué)基礎(chǔ)原理方面，學(xué)生對(duì)看不到、摸不著的“電磁波”缺乏認(rèn)知，內(nèi)容比較抽象，通過動(dòng)畫比“文字+圖片”能達(dá)到更好的教學(xué)效果；如介紹遙感的物理學(xué)基礎(chǔ)過程，開發(fā)一些典型遙感信息采集過程的動(dòng)畫，能夠更好展示遙感的整個(gè)信息采集過程。建立教學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，有效利用免費(fèi)的遙感數(shù)據(jù)，購(gòu)買一批學(xué)校所在城市的多光譜、高空間解析度的遙感數(shù)據(jù)用于圖像判讀與目視解譯等，增加學(xué)生做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的貼近感。另外利用“實(shí)物”展示能提高學(xué)生的注意力，比如介紹光學(xué)遙感（即可見光成像遙感），借用智能手機(jī)進(jìn)行拍照采集圖像說明遙感的過程（漆黑的空間里，沒有閃關(guān)燈就不能獲取圖像、對(duì)象）；介紹熱輻射遙感時(shí)，用“紅外線額溫槍耳溫槍溫度計(jì)”說明熱紅外的機(jī)理，用X片影像成像原理說明電磁波與“目標(biāo)物”的相互作用關(guān)系等。

3. 加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng)

實(shí)踐課以案例教學(xué)法、項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)法進(jìn)行講授，提前布置任務(wù)后讓學(xué)生提前練習(xí)，課堂上在線考核測(cè)試軟件操作解決實(shí)際問題的能力；增加“3S技術(shù)”綜合實(shí)習(xí)，“遙感技術(shù)應(yīng)用”、“GIS技術(shù)應(yīng)用”與《環(huán)境監(jiān)測(cè)》、《環(huán)境規(guī)劃》等專業(yè)課融合，利用遙感、地理信息系統(tǒng)技術(shù)開展大綜合實(shí)習(xí)項(xiàng)目。通過科研平臺(tái)，以項(xiàng)目化形式加強(qiáng)學(xué)生課程結(jié)束后的培養(yǎng)；通過遙感與GIS“大賽”培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的創(chuàng)新能力。完善實(shí)踐教學(xué)體系，以問題導(dǎo)向的案例教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目模塊化教學(xué)、以“技能競(jìng)賽+畢業(yè)設(shè)計(jì)”的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新。

4. 加快“內(nèi)培外引”人才機(jī)制

教師隊(duì)伍亟待加強(qiáng)建設(shè)，一方面是授課老師“走出去”與相關(guān)院校交流學(xué)習(xí)，培養(yǎng)“雙師型”人才，吸取優(yōu)秀典型的案例，通過教學(xué)研究提高教學(xué)質(zhì)量；積極爭(zhēng)取科研項(xiàng)目，讓學(xué)生參與真實(shí)課題，通過科研項(xiàng)目反哺教學(xué)。另一方面是“請(qǐng)進(jìn)來(lái)”， 結(jié)合“產(chǎn)業(yè)學(xué)院”、“一課雙師”制度吸取企事業(yè)優(yōu)秀人才到高校給大學(xué)生授課，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開展中提高“真題真做”的比例。近年來(lái)，與福建大學(xué)、福建農(nóng)林大學(xué)等高校合作，通過兼職碩士生導(dǎo)師，融入?yún)^(qū)域遙感研究團(tuán)隊(duì)，加強(qiáng)師資隊(duì)伍能力建設(shè)，為應(yīng)用型專業(yè)型碩士點(diǎn)建設(shè)提供經(jīng)驗(yàn)。

三、遙感課程教學(xué)改革實(shí)踐

遙感技術(shù)應(yīng)用課程針對(duì)資源環(huán)境專業(yè)培養(yǎng)方案基礎(chǔ)與現(xiàn)狀，確定課程改革的主要思路：“以學(xué)生為中心”的教育理念，激發(fā)學(xué)生的好奇心、興趣，培養(yǎng)學(xué)生自助學(xué)習(xí)能力；以生為本、分類指導(dǎo)，構(gòu)建以能力培養(yǎng)的課程體系；以產(chǎn)出導(dǎo)向（Outcomes-based Education，OBE）為目標(biāo)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，充分思考組織教學(xué)活動(dòng)后學(xué)生最后“學(xué)到了什么、學(xué)會(huì)了什么、學(xué)好了什么”作為中心；優(yōu)化遙感課程學(xué)習(xí)地圖，將遙感技術(shù)與《環(huán)境監(jiān)測(cè)》、《環(huán)境規(guī)劃》等專業(yè)課需求融合，探索綜合實(shí)踐教學(xué)模式，注重對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（一）遙感課程教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)

理論教學(xué)內(nèi)容僅僅圍繞為實(shí)踐教學(xué)服務(wù)，依據(jù)遙感課程教學(xué)需求，通過相關(guān)選修課方式讓基礎(chǔ)差的學(xué)生補(bǔ)修“前課”，明確需理解地理測(cè)繪基礎(chǔ)知識(shí)、圖像處理基礎(chǔ)，將電磁波納入《大學(xué)物理》課程的教學(xué)內(nèi)容。以問題為導(dǎo)向，對(duì)遙感課程知識(shí)體系進(jìn)行全面梳理，重點(diǎn)講授核心內(nèi)容和關(guān)鍵解決問題，構(gòu)建一個(gè)突出應(yīng)用能力的理論教學(xué)體系，見表1。

（二）教學(xué)全程化融入

依據(jù)構(gòu)建主義理論，以實(shí)踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)導(dǎo)向，采用全程化的教學(xué)培養(yǎng)模式，改變傳統(tǒng)遙感教學(xué)“一學(xué)期制”，遙感教學(xué)融合資源環(huán)境全程化設(shè)計(jì)見表2，主要涉及《專業(yè)課導(dǎo)論》介紹遙感技術(shù)基本原理及應(yīng)用，《資源學(xué)科》、《環(huán)境科學(xué)概論》等遙感技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)基礎(chǔ)課，《遙感技術(shù)應(yīng)用》、《地理信息系統(tǒng)》等空間信息采集、管理、制圖等遙感技術(shù)核心課，面向《環(huán)境監(jiān)測(cè)》《環(huán)境規(guī)劃》等專業(yè)課資源、環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)需求，通過綜合實(shí)習(xí)提升工程化應(yīng)用能力。

（三）課程考核多樣化

完善考核方式，采用階段性與終期性考核相結(jié)合的考核評(píng)價(jià)體系。為了避免傳統(tǒng)期末“一張?jiān)嚲怼笨己朔绞剑瑴p少學(xué)生為了考試而“期末突擊背誦知識(shí)點(diǎn)”學(xué)習(xí)的行為，增加階段性考核，引入超星網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)平臺(tái)，將教學(xué)視頻庫(kù)定期開發(fā)給學(xué)生學(xué)習(xí)，將課程學(xué)習(xí)情況痕跡化管理，建立過程化考核實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。過程考核實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?yōu)良率在75%以上者，可以參加終期考試。課程考核權(quán)重設(shè)置為過程階段考核占40%（階段性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目）、終期考核占60%（其中理論考試試卷占60%+上機(jī)實(shí)驗(yàn)操作技能40%），理論考試以主要考查對(duì)遙感原理、方法及具體應(yīng)用的分析問題、解決問題等，上機(jī)實(shí)驗(yàn)操作在有限的時(shí)間內(nèi)完成一道綜合題目，考察學(xué)生對(duì)基本技能的熟練掌握程度。完善激勵(lì)政策，引導(dǎo)學(xué)生參加創(chuàng)新班、競(jìng)賽小組等“第二課堂”實(shí)踐活動(dòng)，建立科研創(chuàng)新實(shí)踐第二課程認(rèn)證附加分。

四、結(jié)束語(yǔ)

遙感是當(dāng)前國(guó)土資源、環(huán)境監(jiān)測(cè)、災(zāi)害預(yù)警等領(lǐng)域的重要應(yīng)用技術(shù)之一，隨著空間技術(shù)快速發(fā)展，遙感所服務(wù)的對(duì)象不斷得到擴(kuò)展[6]。在應(yīng)用型本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展過程，以提高教學(xué)質(zhì)量為宗旨，深化課程教學(xué)改革與實(shí)踐能力培養(yǎng)，以成果產(chǎn)出為導(dǎo)向，重構(gòu)課程知識(shí)體系、改善教學(xué)支撐環(huán)境、應(yīng)用混合式教學(xué)模式、提高師資教學(xué)能力，完善考核體系，有利于培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展所需要的遙感技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新人才[7]。課程教學(xué)能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性、發(fā)揮學(xué)生的主體學(xué)習(xí)作用，讓學(xué)生有目標(biāo)感、任務(wù)感、成果產(chǎn)出有成就感。

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