張志敏 周穎杰 孫亞飛 魯春陽

（河南城建學(xué)院，河南 平頂山 467036）

1 “雙創(chuàng)”背景下構(gòu)建遙感類課程體系的重要性

2018 年9 月18 日，國務(wù)院下發(fā)了《關(guān)于推動創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展打造“雙創(chuàng)”升級版的意見》（國發(fā)〔2018〕32 號），支持和鼓勵各行各業(yè)加入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動中來，至此，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)（簡稱“雙創(chuàng)”）改革已經(jīng)成為時代發(fā)展的新潮流[1,2]。高校作為素質(zhì)人才的培養(yǎng)基地，肩負(fù)為國家培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重任，更需要及時順應(yīng)時代發(fā)展趨勢，積極開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，為提升學(xué)生綜合素質(zhì)和培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力做貢獻(xiàn)。

遙感技術(shù)，是在測繪科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)、生命科學(xué)及其他多學(xué)科融合滲透基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興交叉學(xué)科[3]。它利用非接觸傳感器來獲取目標(biāo)時空信息，不僅著眼于傳統(tǒng)目標(biāo)的幾何定位，更能對影像和非影像信息解譯提取客觀世界不同目標(biāo)的物理特征。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，目前遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于水文氣象反演、環(huán)境遙感監(jiān)測、城市土地資源探測、城市環(huán)境污染監(jiān)測、城市規(guī)劃與管理、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等多種地學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域[4]。遙感技術(shù)的深入發(fā)展與廣泛應(yīng)用，為國家創(chuàng)新知識體系建設(shè)和大眾創(chuàng)業(yè)計(jì)劃開展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障，與此同時，對應(yīng)用型本科高校遙感類課程體系的改革和完善也迫在眉睫。

河南城建學(xué)院是河南省唯一一所以工科為主、以“城建”為特色的多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的省屬本科高校，學(xué)校工科優(yōu)勢突出，城建學(xué)科特色鮮明[5]，以培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)類型人才為辦學(xué)目標(biāo)，在已開辦的55 個本科專業(yè)中，需要開設(shè)遙感原理與應(yīng)用課程的專業(yè)有遙感科學(xué)與技術(shù)、測繪工程、地理信息科學(xué)、土地資源管理、城市管理、土木工程、城鄉(xiāng)規(guī)劃、環(huán)境設(shè)計(jì)等專業(yè)。隨著國家對大學(xué)生創(chuàng)業(yè)支持力度的增大[6,7]，如何在“雙創(chuàng)”背景下構(gòu)建更加完善的遙感類課程教學(xué)體系、完成專業(yè)知識與遙感技術(shù)的完美融合、幫助學(xué)生更好地理解創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維、保證學(xué)生獲得更好的職業(yè)發(fā)展是一個亟待解決的問題。本文結(jié)合河南城建學(xué)院實(shí)際，以遙感原理與應(yīng)用課程為例，創(chuàng)新應(yīng)用型本科課程教學(xué)實(shí)踐改革，為培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新性工科人才奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 應(yīng)用型本科遙感類課程在教學(xué)中存在的問題

（1）學(xué)時分配不合理

遙感原理與應(yīng)用是一門理論性、實(shí)踐性和應(yīng)用性均較強(qiáng)的課程，尤其對于非遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生來說，遙感技術(shù)在本專業(yè)的實(shí)際應(yīng)用備受關(guān)注。然而，現(xiàn)有的課程體系未充分考慮應(yīng)用型人才的培養(yǎng)特點(diǎn)，存在理論課時較多（約占75%～80%）而實(shí)踐課時較少（約占20%～25%），缺乏系統(tǒng)、完整的課程實(shí)習(xí)（設(shè)計(jì)）環(huán)節(jié)等問題。理論課時與實(shí)踐課時的不均衡分配，導(dǎo)致很多學(xué)生雖然學(xué)習(xí)了該課程，但是由于對遙感技術(shù)的內(nèi)涵和應(yīng)用原理缺乏深入理解，而產(chǎn)生“不知道為什么要學(xué)習(xí)遙感課程”“遙感好像與本專業(yè)課程沒有關(guān)系”的錯覺，以至于無法在學(xué)生的知識積累、專業(yè)提升和職業(yè)規(guī)劃等方面形成合力。

（2）課程內(nèi)容設(shè)置不完善

作為一門應(yīng)用性的科學(xué)技術(shù)，遙感的專業(yè)知識和學(xué)習(xí)內(nèi)容十分復(fù)雜，為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維，構(gòu)建科學(xué)合理的課程體系，就要從龐雜的教學(xué)內(nèi)容中精簡重要知識，完成基礎(chǔ)理論、實(shí)踐應(yīng)用和素質(zhì)培養(yǎng)等各個環(huán)節(jié)。然而，現(xiàn)有的課程內(nèi)容設(shè)置存在很多缺陷，比如 ：①理論教學(xué)內(nèi)容較為陳舊，未能根據(jù)時代發(fā)展，將最新的一些遙感技術(shù)納入課堂教學(xué)；②課程教學(xué)知識專業(yè)性較強(qiáng)，忽視了與已開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程的融合；③課程內(nèi)容安排較為單一，尚不能根據(jù)不同專業(yè)的特色和應(yīng)用目的進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

（3）實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容陳舊

學(xué)習(xí)遙感的目的是用遙感來解決本專業(yè)相關(guān)的實(shí)際問題，然而，受制于實(shí)踐教學(xué)學(xué)時的不足，很多非遙感專業(yè)開設(shè)的遙感原理與應(yīng)用課程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容較為陳舊，實(shí)踐教學(xué)中只能包含一些必須的輻射定標(biāo)、大氣校正、圖像融合、幾何校正等基本的遙感圖像預(yù)處理知識，而無法融入對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)要求較高的目標(biāo)識別、信息提取、定量反演等專題遙感應(yīng)用內(nèi)容，因而也未能將學(xué)生的專業(yè)知識和遙感技術(shù)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)要求緊密結(jié)合，專業(yè)知識學(xué)習(xí)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育之間嚴(yán)重分離，學(xué)科之間缺乏聯(lián)動和促進(jìn)。

（4）教學(xué)模式較為單一

當(dāng)前已開設(shè)的遙感原理與應(yīng)用課程教學(xué)，大都沿用傳統(tǒng)教學(xué)模式 ：在課堂教學(xué)中，“老師講、學(xué)生聽”；在課下，學(xué)生按照老師要求完成作業(yè) ；在實(shí)踐教學(xué)中，學(xué)生根據(jù)老師下發(fā)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書在規(guī)定時間內(nèi)、按照規(guī)定要求完成已定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這種較為單一的教學(xué)模式，過于依賴任課教師而忽略了發(fā)掘和培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立自主學(xué)習(xí)能力，缺乏遙感技術(shù)與通識教學(xué)內(nèi)容、專業(yè)知識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的有機(jī)融合，忽視了學(xué)生在專業(yè)知識學(xué)習(xí)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)技能培訓(xùn)這兩個方面的聯(lián)合培養(yǎng)，因而無法發(fā)揮遙感技術(shù)本身的學(xué)科優(yōu)勢。

上述問題的存在導(dǎo)致學(xué)生理論知識掌握不扎實(shí)、實(shí)踐操作能力薄弱、專業(yè)應(yīng)用水平偏低，從而限制了遙感技術(shù)專業(yè)特點(diǎn)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的有效融合，使學(xué)生難以從現(xiàn)有的課程結(jié)構(gòu)中同時實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識和創(chuàng)新技能的聯(lián)動，學(xué)生畢業(yè)后開展自主創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的難度較大，因此，在“雙創(chuàng)”背景下對非遙感專業(yè)遙感類課程的教學(xué)改革勢在必行。

3 遙感類課程體系建設(shè)的實(shí)踐和探索

為有效解決遙感原理與應(yīng)用課程在開設(shè)過程中存在的問題，筆者利用在教學(xué)過程中積累的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，結(jié)合河南城建學(xué)院的辦學(xué)定位、學(xué)科背景和辦學(xué)條件，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段三個方面進(jìn)行了一系列改革創(chuàng)新，探索了應(yīng)用型本科高校在“雙創(chuàng)”背景下的人才培養(yǎng)模式和課程體系建設(shè)。

3.1 教學(xué)內(nèi)容改革

針對非遙感專業(yè)該課程實(shí)踐課時相對較少的問題，調(diào)整理論課與實(shí)踐課的教學(xué)內(nèi)容，在不改變總課時情況下，根據(jù)專業(yè)特色和專業(yè)應(yīng)用要求壓縮某些不必要的基礎(chǔ)理論，增加遙感技術(shù)在本專業(yè)應(yīng)用的前沿知識和綜合拓展，將輻射校正、幾何校正、圖像裁剪等數(shù)字圖像處理內(nèi)容進(jìn)行合并，提高圖像分類、特征目標(biāo)提取和遙感綜合應(yīng)用等實(shí)踐內(nèi)容比例，從而將遙感類課程的學(xué)習(xí)從枯燥、干癟的理論知識轉(zhuǎn)化為豐富、具體的實(shí)驗(yàn)操作，提高學(xué)生對遙感技術(shù)的理解，拓寬學(xué)生對遙感技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的眼界。

改革后的課程教學(xué)內(nèi)容，既保留了遙感技術(shù)中遙感成像理論、數(shù)據(jù)獲取原理和圖像處理方法等基礎(chǔ)知識，又增加了遙感在本專業(yè)應(yīng)用的創(chuàng)新實(shí)踐內(nèi)容，尤其對于實(shí)踐課時的調(diào)整，將圖像分類、特征提取、目標(biāo)識別和專題遙感應(yīng)用作為實(shí)踐課程的主體，而將輻射定標(biāo)、大氣校正、幾何校正、圖像鑲嵌等數(shù)據(jù)預(yù)處理融入主體實(shí)踐內(nèi)容，既能鍛煉學(xué)生對軟件的操作能力、擴(kuò)充學(xué)生的專業(yè)知識儲備，又能完善學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程體系，深化遙感技術(shù)在本專業(yè)的應(yīng)用深度，達(dá)到“一舉多得”的目的。

3.2 教學(xué)方法改革

綜合考慮不同學(xué)生的專業(yè)背景、知識水平和興趣愛好等多種因素，開展合理有效的分層次教學(xué)，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的理念、思維和方法融入課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和課下自學(xué)等各個環(huán)節(jié)。

（1）課堂教學(xué)

課堂教學(xué)以啟發(fā)式教學(xué)為主，以學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為出發(fā)點(diǎn)，以學(xué)生學(xué)會知識為根本落腳點(diǎn)，結(jié)合專業(yè)學(xué)習(xí)中的實(shí)際應(yīng)用案例，利用“提出問題、知識講解、知識應(yīng)用和鼓勵探索”四個階段層層深入、環(huán)環(huán)相扣，提前設(shè)計(jì)好課程教學(xué)內(nèi)容和課后討論題目。為了避免傳統(tǒng)刻板的教學(xué)方法，從根本上改變“老師講、學(xué)生聽”的課堂教學(xué)模式，將每節(jié)課45 分鐘劃分為兩部分，前30 分鐘由老師講解重要專業(yè)知識，后15 分鐘用作提問和討論，利用“學(xué)生問、老師答、師生同討論”的方式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度。對專業(yè)知識廣泛而深入的探討不僅有利于知識的掌握和理解，更有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素養(yǎng)。同時，還可在課堂上專門開辟時間，請學(xué)生站上講臺分享個人學(xué)習(xí)心得，而教師化身學(xué)生的“指導(dǎo)者、合作者、幫助者和學(xué)習(xí)伙伴”，通過現(xiàn)場答疑、知識問答和專題討論等多種形式，活躍課堂氣氛、培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和創(chuàng)新開拓思維。

（2）實(shí)踐教學(xué)

在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)中，理論與實(shí)踐是一個不可分割的有機(jī)整體，如果出現(xiàn)理論與實(shí)踐脫節(jié)的情況，就難以理解和掌握所學(xué)知識，因此，在該課程體系建設(shè)過程中，必須保證理論課程與實(shí)踐課程的充分融合。為了進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維、開拓學(xué)術(shù)視野，在實(shí)踐教學(xué)過程中，除了一些必須的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目外，還可以設(shè)置“分組挑戰(zhàn)”“高階任務(wù)”“探索創(chuàng)新”等多種實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生根據(jù)興趣愛好自由選擇，也可自行安排課后時間完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，以此來培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)、團(tuán)結(jié)合作和敢于創(chuàng)新的意識。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排上，指導(dǎo)教師側(cè)重于講解實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)和布置實(shí)驗(yàn)要求，而不再指定詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)方法，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)要求自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，教師只需做好過程把控、問題解決和結(jié)果評價即可。這些改革方式能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中理解遙感技術(shù)與專業(yè)知識的契合點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、個性發(fā)展和創(chuàng)新開拓精神，提高學(xué)生解決實(shí)際專業(yè)問題的能力。

（3）課下自學(xué)

傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)，在學(xué)習(xí)過程中以簡單記憶和技能反復(fù)訓(xùn)練為主，弱化了學(xué)生自身的思考和理解，也不強(qiáng)調(diào)質(zhì)疑和創(chuàng)新鍛煉，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果大大降低[8]。為了改變這種情況，在課堂集中授課之后，通過分組形式布置課后討論作業(yè)，鼓勵學(xué)生在課下查閱資料、探究討論、共同學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)新性和學(xué)習(xí)積極性。此外，為了更好地提升學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、檢驗(yàn)專業(yè)理論與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的融合效果，鼓勵學(xué)生利用課余時間參與科研項(xiàng)目，促進(jìn)產(chǎn)、教、研、學(xué)的進(jìn)一步融合，引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)研究角度學(xué)習(xí)先進(jìn)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念，提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。近三年來，筆者依托“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和河南城建學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目，指導(dǎo)學(xué)生申請并完成了多項(xiàng)大學(xué)生“雙創(chuàng)”項(xiàng)目（如表1 所示），加之在教學(xué)過程中調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)形式、營造良好教學(xué)氛圍，提高了該課程的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)效果，所培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力也得到了用人單位的一致好評。

3.3 教學(xué)手段改革

教學(xué)手段是教師在教學(xué)過程中傳遞信息的工具和媒介。除了傳統(tǒng)的課堂面授外，考慮到疫情防控期間師生無法見面的實(shí)際情況，筆者充分利用現(xiàn)有的教育教學(xué)技術(shù)探索了“線上+線下”混合教學(xué)模式，即課堂教學(xué)+網(wǎng)絡(luò)平臺（“學(xué)在城建”）的綜合運(yùn)用，實(shí)時參與和監(jiān)控學(xué)生“課前、課中和課下”的多個學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，極大地推動了教學(xué)手段和教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新，“線上+線下”混合教學(xué)模式流程如圖1 所示。

圖1 “線上+線下”混合教學(xué)模式流程

課前，主講教師上傳視頻、文檔等學(xué)習(xí)資料，根據(jù)章節(jié)內(nèi)容對知識點(diǎn)進(jìn)行梳理，制定章節(jié)學(xué)習(xí)計(jì)劃和學(xué)習(xí)目標(biāo)，并提前發(fā)布在“學(xué)在城建”平臺，供學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)；在線下教學(xué)過程中，通過課堂講授、復(fù)習(xí)提問、溝通交流、課堂總結(jié)等形式講解重點(diǎn)專業(yè)

4 結(jié)語

隨著國家對大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)支持力度的增大，目前已開設(shè)的遙感類課程逐漸凸顯出學(xué)時分配不合理、課程內(nèi)容不完善、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容陳舊、教學(xué)模式單一等問題。本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面對非遙感專業(yè)遙感類課程教學(xué)進(jìn)行了深入探究和實(shí)踐，力求在提高學(xué)生綜合素質(zhì)和專業(yè)能力的基礎(chǔ)上，將創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)貫穿于人才培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)。通過三年的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生專業(yè)素質(zhì)顯著提升，榮獲第十二屆全國高等學(xué)校大學(xué)生測繪科技論文大賽“二等獎”一項(xiàng)、2022 年全國大學(xué)生測繪學(xué)科創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)智能大賽“一等獎”和“二等獎”各一項(xiàng)、2022 易智瑞杯中國大學(xué)生GIS 開發(fā)競賽“二等獎”和“三等獎”各一項(xiàng)。本課程的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可為同類型課程的改革探索提供參考。