時間:2023-03-20 16:27:36
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇遙感課程論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
2.遙感技術(shù)對環(huán)境工程專業(yè)應(yīng)用能力的培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)的“GIS原理與應(yīng)用”課程是先于“遙感原理與應(yīng)用”課程開設(shè)的,在教學(xué)實踐中遙感和GIS交叉應(yīng)用,使學(xué)生在這個方面知識的掌握較為牢固。專業(yè)課程“環(huán)境監(jiān)測”和“環(huán)境規(guī)劃”與“遙感原理與應(yīng)用”課程是同步開設(shè)的。“環(huán)境監(jiān)測”和“環(huán)境規(guī)劃”課程的課程設(shè)計可以與遙感課程的實驗相結(jié)合。通過這些學(xué)科交叉的專業(yè)課程實踐,培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用遙感技術(shù)的能力,彌補課堂實習課時、綜合性和應(yīng)用性的不足,對鞏固學(xué)生實踐能力,激發(fā)他們的學(xué)習興趣及解決具體專業(yè)問題的能力培養(yǎng)具有現(xiàn)實意義。遙感原理與應(yīng)用課程對環(huán)境工程專業(yè)的應(yīng)用能力培養(yǎng)主要通過開展如下實驗項目進行知識鞏固,
3.學(xué)生遙感技術(shù)應(yīng)用能力分析環(huán)境工程專業(yè)的“遙感原理與應(yīng)用”課程通過課程實踐教學(xué)探索,課程的基礎(chǔ)實驗、專業(yè)綜合應(yīng)用性實驗,學(xué)生參與的積極性有了一定的提高,情況如表3所示。從表3可以看出,學(xué)生選擇遙感技術(shù)在專業(yè)綜合方面的應(yīng)用上,主要選擇基礎(chǔ)性、容易實現(xiàn)的實驗項目,部分學(xué)生選擇了具有一定復(fù)雜度的實驗,還有部分同學(xué)以合作方式共同完成某一專業(yè)綜合實驗(評定成績時是做主要工作的學(xué)生給予優(yōu)秀成績,參與了的同學(xué)給予良好成績)。另外,年間畢業(yè)論文中涉及了遙感技術(shù)方面內(nèi)容有了一定的提高,這主要取決于畢業(yè)論文的選題、內(nèi)容和遙感技術(shù)的相關(guān)性。因此,遙感和GIS技術(shù)課程在環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)中在應(yīng)用能力方面還是有了一定的提高,但是很難定量評價,本文只做了定性評估。
信息化是當今時代的重要特征,是現(xiàn)代社會的重要標志。加強林業(yè)信息化建設(shè)工作,是轉(zhuǎn)變林業(yè)管理方式、提高林業(yè)現(xiàn)代化管理水平、推進現(xiàn)代林業(yè)建設(shè)的必然選擇。林業(yè)信息化建設(shè)的速度、質(zhì)量,從某種程度上說,必須靠人、靠人的素質(zhì)的提升,必需依靠大量林業(yè)從業(yè)人員的信息技術(shù)整體素質(zhì)。中國
信息社會對林學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了更高更新的要求,而林學(xué)專業(yè)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)有明顯的偏差,以計算機為主的信息技術(shù)能力普遍偏低。一方面人才市場需求遠遠不能滿足;另一方面林學(xué)專業(yè)學(xué)生難以就業(yè)。林學(xué)專業(yè)教育如何主動適應(yīng)我國現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展的需要,培養(yǎng)出適應(yīng)不同崗位的林業(yè)信息技術(shù)人才是值得探討的課題。
一、林學(xué)專業(yè)信息技術(shù)人才的培養(yǎng)目標
高等教育如何培養(yǎng)適應(yīng)新時代要求的具有創(chuàng)新精神的復(fù)合型人才,是目前各級教育部門所關(guān)心的重點,也是擺在高等林業(yè)教育面前的一道難題。
《浙江省“十一五”科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》明確把信息技術(shù)在農(nóng)林業(yè)中的推廣應(yīng)用作為今后發(fā)展的戰(zhàn)略重點。林業(yè)信息化建設(shè)人員信息化素質(zhì)偏低,有些單位也試圖依靠引進計算機科學(xué)及相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生來承擔林業(yè)信息化建設(shè)的重任。事實表明,這些畢業(yè)生在進入林業(yè)行業(yè)后由于缺乏林業(yè)知識背景,很難適應(yīng)林業(yè)信息化建設(shè)。因此,培養(yǎng)一大批既熟悉林業(yè)知識又掌握信息技術(shù)的復(fù)合型人才迫在眉睫。
林業(yè)信息化建設(shè)需要不同水平不同層次的信息技術(shù)人才,有些對信息技術(shù)要求很高同時對林學(xué)沒有要求或要求較低的崗位可以通過引進計算機科學(xué)技術(shù)專業(yè)的人才來擔任,但大多數(shù)崗位還需要林學(xué)專業(yè)的人才。因此,我們首先要明確林學(xué)專業(yè)信息技術(shù)人才培養(yǎng)的目標,即學(xué)生通過四年課程的學(xué)習應(yīng)該達到和掌握怎樣的技能和水平?筆者的設(shè)想是,要求林學(xué)專業(yè)學(xué)生不僅能夠熟練地掌握辦公自動化軟件、常用的軟件工具和基本網(wǎng)絡(luò)技術(shù),而且還能熟悉使用一種林業(yè)應(yīng)用信息系統(tǒng);另外還應(yīng)掌握處理常見的計算機故障和簡單的維修技術(shù),部分學(xué)生熟悉一種地理信息系統(tǒng)軟件或一種遙感軟件。對于少數(shù)學(xué)生還應(yīng)多了解一些軟件開發(fā)的知識,了解軟件開發(fā)人員的思路和需求,掌握一門編程語言和一門數(shù)據(jù)庫技術(shù),具備較高的計算機編程能力,或者較好地掌握網(wǎng)絡(luò)技術(shù),以便于在以后的工作中成為滿足林業(yè)信息化建設(shè)需要的人才,成為林業(yè)信息化建設(shè)的主要技術(shù)骨干。
二、林學(xué)專業(yè)信息技術(shù)人才的培養(yǎng)
當前我國林業(yè)行業(yè)的主要任務(wù)很多,決定了林學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)的方向較多。林學(xué)專業(yè)學(xué)生不可能都朝著林業(yè)信息技術(shù)的方向發(fā)展,在培養(yǎng)計劃中也不可能設(shè)置很多的信息技術(shù)課程和課時。這就要求在有限的信息技術(shù)課程和有限的課時內(nèi)培養(yǎng)出適應(yīng)林業(yè)信息化建設(shè)不同層次的人才,實現(xiàn)林學(xué)專業(yè)信息技術(shù)人才的培養(yǎng)目標。
浙江林學(xué)院林學(xué)專業(yè)采用“平臺+模塊”的培養(yǎng)模式,確保林業(yè)各種特色人才的培養(yǎng)。第一平臺為公共基礎(chǔ)平臺,第二平臺為學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)平臺。前兩年以素質(zhì)培養(yǎng)為主,寬口徑、厚基礎(chǔ);第三年為專業(yè)平臺,完成專業(yè)模塊課和專業(yè)選修課,實現(xiàn)特色+技能培養(yǎng);第四年為個性培養(yǎng),學(xué)生根據(jù)需求進行畢業(yè)設(shè)計。
教學(xué)內(nèi)容與課程體系是人才成長的養(yǎng)料,也是影響人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要因素。為了更好地對林學(xué)專業(yè)學(xué)生信息化能力的培養(yǎng),我們對教學(xué)計劃進行了全面修訂,并對課程體系進行了改革。主要以信息技術(shù)課程為依托,同時創(chuàng)造性地在非信息技術(shù)課程中穿插安排信息技術(shù)內(nèi)容的傳授和實踐,并對少數(shù)對信息技術(shù)有濃厚興趣的學(xué)生在非課程教學(xué)環(huán)節(jié)中進行重點培養(yǎng)。
(一)信息技術(shù)課程中的信息技術(shù)教育
浙江林學(xué)院林學(xué)專業(yè)的課程主要由公共基礎(chǔ)平臺課程、學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)平臺課程、專業(yè)必修課程、專業(yè)選修模塊課程和公共選修課程組成。在公共基礎(chǔ)平臺中,林學(xué)專業(yè)的信息技術(shù)課程主要由兩個階段兩門課程組成,即“計算機與信息技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程(第一學(xué)期開設(shè))和“高級程序設(shè)計”課程(第二學(xué)期開設(shè)),二者是遞進關(guān)系。專業(yè)平臺中設(shè)置了“遙感導(dǎo)論”課程(第四學(xué)期開設(shè))、“地理信息系統(tǒng)”課程(第五學(xué)期開設(shè))和“森林資源管理信息系統(tǒng)”(第七學(xué)期開設(shè))。公共選修課程中設(shè)置了其他信息技術(shù)課程供學(xué)生選修。
1 “計算機與信息技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程。這是信息技術(shù)的第一門課程,也是最基礎(chǔ)的課程。主要介紹計算機文化基礎(chǔ)知識、辦公自動化軟件microsoftoffice、常用軟件工具、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等知識。主要任務(wù)是使學(xué)生掌握在信息化社會工作所必備的辦公自動化、計算機網(wǎng)絡(luò)基本操作技能,了解計算機應(yīng)用的基本知識和操作技能,提高計算機的應(yīng)用能力,使學(xué)生樹立起牢固的“信息意識”。
學(xué)生學(xué)完課程之后,有的看不懂幫助,不會安裝操作系統(tǒng),甚至連簡單的軟件都不會安裝,一些簡單的計算機維護也要請人指導(dǎo)幫助,這些現(xiàn)象都應(yīng)當避免。這門課程應(yīng)以注重有效提高學(xué)生的實踐能力和舉一反三的能力為主,因為教師不可能把所有的常用軟件都一一講到,學(xué)生也不能等老師講了之后才能使用。我們要教會學(xué)生一種正確的學(xué)習方法,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和動手能力,為信息化能力的培養(yǎng)奠定扎實的基礎(chǔ)。
2 “高級語言程序設(shè)計”課程?!案呒壵Z言程序設(shè)計”是林學(xué)學(xué)生信息技術(shù)教育中最基本和最重要的內(nèi)容。本課程以培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計能力為主,要求學(xué)生在掌握高級語言的基本結(jié)構(gòu)并能熟練用之編寫程序的基礎(chǔ)上,掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的基本概念,掌握窗體和常用控件的使用,具有程序調(diào)試和出錯處理的能力,能較熟練地運用開發(fā)windows環(huán)境下簡單應(yīng)用程序的能力。主要任務(wù)是使得學(xué)生初步掌握一門高級語言。
在本課程的學(xué)習中,學(xué)生往往對該課程的語句結(jié)構(gòu)還能掌握,但一碰到自己動手編程的設(shè)計問題就束手無策,不知如何下手。所以,在程序設(shè)計的教學(xué)過程中,一定要注重培養(yǎng)學(xué)生的程序調(diào)試能力和編程的思維導(dǎo)向,強調(diào)實際操作能力的訓(xùn)練,想方設(shè)法提高學(xué)生的編程能力和編程思維能力,并對編程能力較突出的學(xué)生及早發(fā)現(xiàn),進行重點培養(yǎng),為培養(yǎng)較高層次的林業(yè)信息技術(shù)人才奠定基礎(chǔ)。
轉(zhuǎn)貼于中國
3 “遙感導(dǎo)論”和“地理信息系統(tǒng)”課程。“遙感導(dǎo)論”和“地理信息系統(tǒng)”是林學(xué)專業(yè)的兩門專業(yè)選修課,也是信息技術(shù)培養(yǎng)最為重要的兩門課程?!斑b感導(dǎo)論”課程注重反映遙感的基礎(chǔ)知識與理論,結(jié)合遙感技術(shù)的最新成果及應(yīng)用,以“林”為特色,詳細講解遙感的基本概念、遙感成像原理、遙感圖像特征、 遙感圖像處理和信息的提取的基本方法等內(nèi)容,要求學(xué)生能夠熟悉一種遙感圖像處理軟件的使用操作,為森林資源調(diào)查打下基礎(chǔ)?!暗乩硇畔⑾到y(tǒng)”課程要求學(xué)生加深對地理信息系統(tǒng)的基本概念、基本原理的理解;掌握應(yīng)用地理信息系統(tǒng)進行空間數(shù)據(jù)的采集、編輯、處理的方法、空間數(shù)據(jù)分析功能方法;熟練掌握常用地理信息系統(tǒng)軟件的應(yīng)用與操作。中國
遙感和地理信息系統(tǒng)是林業(yè)信息化建設(shè)的主要技術(shù),在課程講解過程中注重結(jié)合林業(yè)信息化建設(shè)實際是進行林學(xué)人才信息化能力培養(yǎng)的關(guān)鍵。
4 “森林資源管理信息系統(tǒng)”課程。“森林資源管理信息系統(tǒng)”是本校林學(xué)專業(yè)的專業(yè)選修特色課,是將前面3年所學(xué)信息技術(shù)總結(jié)集成提高的課程,占有相當重要的作用和地位,也是大學(xué)4年最后的一門信息技術(shù)課程,具有很強的綜合性和實踐性。
通過課程的學(xué)習,要使學(xué)生具備信息管理和信息系統(tǒng)方面的知識,掌握管理信息系統(tǒng)的基本概念和原理,系統(tǒng)分析、設(shè)計、實施和評價的方法,空間信息的管理技術(shù),熟悉信息技術(shù)在組織管理中和森林資源管理中的應(yīng)用,基本掌握信息系統(tǒng)開發(fā)的過程和方法,初步具有正確使用、管理和組織信息系統(tǒng)的能力,培養(yǎng)學(xué)生具有將管理理念融入管理信息系統(tǒng)中的能力,使學(xué)生對信息系統(tǒng)的理論和在林業(yè)中的應(yīng)用有較深刻的了解,使之成為信息社會的中高層管理者。
5 其他信息技術(shù)課程。除了上述的信息技術(shù)課程之外,公選課程中還設(shè)置了“高級語言程序設(shè)計”(其他語言)、“動漫技術(shù)基礎(chǔ)”、“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”、“網(wǎng)頁制作”、“數(shù)據(jù)庫原理與技術(shù)”等課程供林學(xué)學(xué)生進行選修。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和愛好選擇適當?shù)恼n程進行學(xué)習,從而提高自己的信息技術(shù)素質(zhì)。
(二)非信息技術(shù)課程中的信息技術(shù)教育
在目前的培養(yǎng)計劃中,由于課時限制的原因,學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)平臺和專業(yè)必修課程中沒有(也沒有必要)設(shè)置專門的信息技術(shù)課程。教育部要求計算機教育應(yīng)貫穿于整個大學(xué)教育,做到學(xué)習期間不斷線。在教學(xué)管理上讓講授專業(yè)課的老師參與信息技術(shù)不同層次課程的教學(xué)研究,在專業(yè)課程教學(xué)中體現(xiàn)信息技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容,有助于課程體系的建設(shè)、發(fā)展和完善。
在信息技術(shù)課程學(xué)習過程中,學(xué)生不知道信息技術(shù)能在林業(yè)中干什么,有什么用。對于林學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說,要學(xué)習如何通過信息技術(shù)來解決林業(yè)問題。如果只是單純地學(xué)習信息技術(shù)知識,而不能將其與林業(yè)進行充分的結(jié)合,學(xué)生會感到所學(xué)的信息技術(shù)知識得不到應(yīng)用,同時林業(yè)信息技術(shù)的復(fù)合型人才培養(yǎng)目標也不能實現(xiàn)。
因此,值得在非信息技術(shù)課程中,如“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”(第三學(xué)期開設(shè))、“測樹學(xué)”(第五學(xué)期開設(shè))、“森林經(jīng)理學(xué)”(第六學(xué)期開設(shè))等,探討如何結(jié)合專業(yè)進行信息技術(shù)教育。
1 microsoft office的深入學(xué)習。在大一的“計算機與信息技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程完成之后,學(xué)生對word的文字處理基本操作、excel的制表、繪圖和計算等基本功能和powerpoint演示文稿的基本操作已有了基礎(chǔ)的認識,但是還有很多的菜單和功能不清楚,認識還很粗淺,離社會實踐要求有一定距離。需要在以后的課程學(xué)習中繼續(xù)加強使用和體會,以掌握更多的技巧。
在專業(yè)課程中要求學(xué)生按照教師提供的文檔格式在計算機上寫出實驗報告和作業(yè);安排學(xué)生上講臺做讀書報告等,使他們進一步熟悉word和pow—erpoint的菜單和功能,按照預(yù)定目標編排出圖文并茂的文檔,提高學(xué)生的排版能力和演示文稿的水平。
為了深入學(xué)習excel,授課老師可以通過安排適當?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容和實驗項目,將excel功能很強的函數(shù)、圖表、統(tǒng)計與工程分析功能逐一結(jié)合實例具體說明其操作步驟、計算方法和計算過程,比如“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”中的一元回歸分析、方差分析、t檢驗、統(tǒng)計量的臨界值等內(nèi)容;“測樹學(xué)”中一元材積表的編制、樹高曲線的繪制等內(nèi)容;“森林經(jīng)理學(xué)”中一些圖表的繪制、線性規(guī)劃問題等內(nèi)容。通過類似的學(xué)習,使學(xué)生感覺到自己所學(xué)的信息技術(shù)能真正地解決林業(yè)上的實際問題,增強其成就感,從而不斷激發(fā)學(xué)習興趣,提高林學(xué)和信息技術(shù)水平。
2 高級語言程序設(shè)計的深入學(xué)習。提高學(xué)生的編程能力不是一朝一夕就能完成的,而是一個長期訓(xùn)練的過程。學(xué)生反映在通過計算機二級考試以后編程能力不但沒有提高,反而很快就把原來學(xué)習過的程序設(shè)計內(nèi)容都忘記了。因此,教師要根據(jù)學(xué)生的具體情況,在相關(guān)的專業(yè)課程教學(xué)實踐中結(jié)合編程練習,采取切合實際的教學(xué)方法,不斷的積累總結(jié)經(jīng)驗,以達到預(yù)期的教學(xué)目的。比如“測樹學(xué)”中一些常用算法就可以結(jié)合高級語言程序設(shè)計來編程實現(xiàn),可以根據(jù)學(xué)生的編程水平,從易到難地選擇安排單木材積測算、林分蓄積測算、林分出材量及板方材材積計算、生長量計算、擬合模型參數(shù)計算、一元材積表編制、地位指數(shù)表編制等編程內(nèi)容。
3 遙感和地理信息系統(tǒng)的深入學(xué)習。遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)已在森林資源管理上得到廣泛應(yīng)用,正逐步普及到市(縣)林業(yè)局和林場管理上。由于遙感獲取大尺度數(shù)據(jù)的能力,地理信息系統(tǒng)強大的空間管理分析能力及森林資源所具有的分布的時空特征,在林業(yè)信息化建設(shè)中,遙感和地理信息系統(tǒng)已成為林業(yè)信息化建設(shè)的不可缺少的工具。
在遙感和地理信息系統(tǒng)學(xué)習完成后,可以在“森林經(jīng)理學(xué)”(第六學(xué)期開設(shè))課程教學(xué)中,突出遙感和地理信息系統(tǒng)在森林資源經(jīng)營管理中的應(yīng)用。比如,在森林區(qū)劃和森林調(diào)查章節(jié)中,講授gis的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)編輯功能。在森林采伐、經(jīng)營方案、森林資源動態(tài)、森林景觀動態(tài)等章節(jié)中,講授gis的空間分析功能。在綜合實習時,利用實時的遙感圖象作為森林資源的主要信息源,采用gps作為地面控制點的手段,對地形圖進行矢量化,以arcgis為軟件平臺,進行某個林場的森林資源gis空間數(shù)據(jù)的制作,包括森林林相圖、各種專題圖、森林資源統(tǒng)計表的生成和森林經(jīng)營方案的編制,并利用兩期數(shù)據(jù),進行林業(yè)土地利用變化的動態(tài)分析,進而使學(xué)生切實提高信息技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用能力。
轉(zhuǎn)貼于中國
(三)非課程教學(xué)中的信息技術(shù)教育
對林學(xué)專業(yè)的學(xué)生進行以計算機能力為主的信息技術(shù)教育重點要依靠課程教學(xué)和實踐,教師要注重引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習時掌握基本理論和方法,做到觸類旁通,同時更要注重培養(yǎng)學(xué)生今后繼續(xù)獲取知識的能力。信息技術(shù)相關(guān)課程的教學(xué)與其他課程教學(xué)一個明顯的區(qū)別就是要給學(xué)生提供充分的實踐機會,這樣才能把信息技術(shù)理論和知識變?yōu)橐环N熟練的技能,才有可能把信息技術(shù)熟練地應(yīng)用到林業(yè)中去。但是,僅依靠課程教學(xué)和實踐來提供學(xué)生足夠的實踐機會是不可能實現(xiàn)的。在每一屆學(xué)生中,總有少部分學(xué)生專業(yè)知識扎實,且對信息技術(shù)的興趣極大。對于這樣的學(xué)生,要充分挖掘他們的潛力,積極利用非課程教學(xué)環(huán)節(jié)展開多層次、多方位的重點培養(yǎng)。中國
在近些年的實踐中,我們主要是利用了畢業(yè)設(shè) 計(論文)、科研實訓(xùn)(學(xué)生課題和教師課題)和實驗室開放項目3個教學(xué)環(huán)節(jié)。在這3個教學(xué)環(huán)節(jié)中可以選擇遙感在林業(yè)上的應(yīng)用、地理信息系統(tǒng)在林業(yè)上的應(yīng)用或程序設(shè)計開發(fā)一個管理信息系統(tǒng)等大型實驗對學(xué)生進行信息技術(shù)的較高層次的培養(yǎng)。
1 畢業(yè)論文。畢業(yè)設(shè)計(論文)是實現(xiàn)林學(xué)本科信息技術(shù)人才培養(yǎng)目標的重要教學(xué)環(huán)節(jié),也是最后一個教學(xué)環(huán)節(jié),為了更好地發(fā)揮畢業(yè)設(shè)計(論文)對學(xué)生信息技術(shù)能力提高的作用,同時減少學(xué)生找工作與畢業(yè)設(shè)計(論文)的沖突,我們于第六學(xué)期末就完成學(xué)生的畢業(yè)選題工作,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下早早地從暑假就開始畢業(yè)設(shè)計(論文)工作。
2 科研實訓(xùn)。浙江林學(xué)院設(shè)立了“大學(xué)生創(chuàng)新人才培養(yǎng)基金”,每年撥出專款用于大學(xué)生科技創(chuàng)新活動,使學(xué)生在導(dǎo)師指導(dǎo)下,接受較為嚴謹?shù)目蒲泄ぷ饔?xùn)練,開展一些初步探索性的研究工作。每學(xué)期進行一次大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃項目申報,學(xué)生圍繞一個課題自由組合組成科研小組。所申報的項目要求有一定的創(chuàng)新性,對學(xué)生某方面的能力有所鍛煉,并具有實際應(yīng)用性或現(xiàn)實意義。教師利用大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃,指導(dǎo)學(xué)生申報信息技術(shù)在林業(yè)上的應(yīng)用等相關(guān)項目,或者允許學(xué)生直接加入到指導(dǎo)教師的相關(guān)科研課題中進行研究。這樣的科研實訓(xùn),使學(xué)生有接受科學(xué)研究訓(xùn)練的機會,有利于信息技術(shù)能力的提高。
3 開放實驗室項目。浙江林學(xué)院于2006年設(shè)立實驗室開放專項經(jīng)費,支持開放實驗室項目,允許學(xué)生進入實驗室,給學(xué)生創(chuàng)造了實驗活動的環(huán)境。教師根據(jù)培養(yǎng)林業(yè)信息技術(shù)人才的要求,提出合適的實驗室開放項目,向?qū)W校教務(wù)處提出申請,教務(wù)處批準后公布開放實驗室項目清單并組織學(xué)生申報。學(xué)生以小組為單位,根據(jù)實驗項目的不同,小組人員由學(xué)生自由組合,自己選擇已公布的實驗項目,向開放實驗室提出申請,實驗室批準后即可著手實施。
相對于課程教學(xué)而言,這3個教學(xué)環(huán)節(jié)在信息技術(shù)培養(yǎng)方面有其優(yōu)越性。第一,前者是以教師為主,后者是以學(xué)生為主,教師不是前臺的講解,而是變?yōu)槟缓蟮闹笇?dǎo),整個教學(xué)環(huán)節(jié)以學(xué)生為中心而展開。第二,學(xué)生更為主動,學(xué)生自主選擇題目作為自己的畢業(yè)設(shè)計、科研課題或開放項目,更有利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。第三,后者對林業(yè)信息技術(shù)的綜合性更強,要求更高,要求學(xué)生花費相當?shù)木蜁r間來掌握相關(guān)的知識和技能。
1.人才創(chuàng)新方面的需求與專業(yè)課程有限性之間的矛盾。如今我們的社會已經(jīng)進入了信息時代,各種專業(yè)的地理信息技術(shù)到了日新月異的發(fā)展,快速更新的學(xué)科知識以及社會發(fā)展的要求,都為人才培養(yǎng)提出了更高的新要求。時代對高等院校提出的要求,就是進行高素質(zhì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng),這也是素質(zhì)教育實施的根本目的。培養(yǎng)創(chuàng)新人才首先需要進行創(chuàng)新課程教學(xué)體系的建立,不但要與目前的情形相適應(yīng),而且要足夠完善,同時將課內(nèi)外結(jié)合起來。但是大學(xué)中的課程不管是時間安排還是內(nèi)容方面的局限性都比較大,因為課程的整體時間和數(shù)量是有限制的,因此不可能在有限的時間內(nèi)將這些新的知識全部規(guī)劃課程中,人才需求創(chuàng)新性和專業(yè)課程有限性之間的矛盾就是這么產(chǎn)生的。
2.人才需求多樣性和建設(shè)課程滯后性之間的矛盾。如今現(xiàn)代學(xué)科的發(fā)展呈現(xiàn)出了越來越明顯的交叉綜合特征,例如遙感這項地理信息系統(tǒng)專業(yè)知識,在得到了廣泛應(yīng)用的同時遙感交叉綜合也更深入。很多地理信息專業(yè)知識都從單一的技術(shù)服務(wù)發(fā)展成為了綜合性的技術(shù)服務(wù),社會在人才需求方面也從單一的應(yīng)用型需求變成了高素質(zhì)復(fù)合型,而傳統(tǒng)的教學(xué)方式顯然與現(xiàn)代社會的需求不相滿足。但是教育型的地方高校受到體制限制、經(jīng)費和觀念等因素的影響,在地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程建設(shè)方面難免有滯后的問題,與社會需求以及學(xué)科的發(fā)展脫節(jié),學(xué)生不能通過課堂學(xué)習掌握到最先進的知識,也沒有機會去進行實踐等,影響了學(xué)生解決實際問題的能力。
3.教學(xué)和科研聯(lián)系不夠緊密的現(xiàn)實與培養(yǎng)復(fù)合型人才之間的矛盾。很多高校在培養(yǎng)學(xué)生的過程中不夠重視培養(yǎng)他們的科研素質(zhì),在科研教學(xué)方面投入較少,學(xué)生既沒有較強的科研意識,也沒有形成良好的能力素質(zhì),與社會發(fā)展不相適應(yīng)的同時也不符合經(jīng)濟建設(shè)方面的要求。部分教師只進行教學(xué),缺乏課研成果導(dǎo)致講課沒有新意,不能吸引學(xué)生的注意力,并且課堂上沒有傳遞足夠的信息量,對教學(xué)質(zhì)量產(chǎn)生了很大的影響。而有課題的教師則會在科研方面投入絕大部分的時間和精力,沒能科研成果轉(zhuǎn)化成為有效的教學(xué)內(nèi)容。這樣造成最終的結(jié)果就是科研和教學(xué)之間嚴重脫節(jié)或者科研超越了教學(xué),科研并沒有對教學(xué)進行服務(wù),也沒有發(fā)揮作用促進教學(xué)的發(fā)展,對高校培養(yǎng)復(fù)合型高素質(zhì)人才這項培養(yǎng)目標產(chǎn)生了不利的影響。
二、地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程建設(shè)中教學(xué)和科研的相互關(guān)系
科研和教學(xué)并不是兩個獨立分離的部分,而是相互依存彼此促進的,教學(xué)可以傳播科研成果、學(xué)科前沿知識,而科研又是教學(xué)基礎(chǔ)所在。高校要持續(xù)發(fā)展并且保持健康而穩(wěn)定的狀態(tài),就必須將這二者之間的關(guān)系妥善地處理好。
1.樹立正確的觀念,進一步深化改革課程教學(xué)。地方經(jīng)濟近年來得到了快速的發(fā)展,所以在培養(yǎng)教育型地方高校人才這方面提出了更高的要求。從教育型地方高校自身來說教學(xué)的中心位置不可動搖,同時還需要處理好各個方面之間的關(guān)系。所以教學(xué)型地方高校地理信息系統(tǒng)專業(yè)教師應(yīng)從學(xué)校的現(xiàn)狀、地方特色和教學(xué)內(nèi)容出發(fā),樹立科研育人相關(guān)理念,對課程教學(xué)進行深化而科學(xué)地改革,進一步提升教學(xué)水平。有了這種理念的指導(dǎo),就可以將具體的科研課題和課程建設(shè)融為一體,深化改革課程教學(xué),教學(xué)開展的背景可以是科學(xué)研究,將傳統(tǒng)而單一的研究過程變成培養(yǎng)學(xué)生能力并且改革課程的綜合過程,更好地將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容并且傳授給學(xué)生,提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。
2.將教學(xué)和科研的互動作為主線來培養(yǎng)學(xué)生能力,在教學(xué)過程中轉(zhuǎn)化成果成為目標。首先以大綱的要求為標準,以科研為依據(jù)來整合課程的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容并且進行優(yōu)化設(shè)計,將與時代不符合的陳舊內(nèi)容刪除;選取國內(nèi)外其他的教材中對本學(xué)科的形成和發(fā)展有幫助的內(nèi)容融合到主講教材中,同時例如地理研究、地理學(xué)報、Journal of Geographical Science等期刊也可作為參考資料,進行科學(xué)合理的地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程體系構(gòu)建。
教師及時轉(zhuǎn)化科研成果成為教材內(nèi)容,融入課堂教學(xué)的內(nèi)容。很多科研成果在融入了教學(xué)內(nèi)容中后可以充實課堂教學(xué)的信息量,例如土壤侵蝕遙感監(jiān)測、典型綠洲景觀動態(tài)變化等,不僅可以活躍課堂氣氛,還可以使師生間有更多的交流和互動機會。教師自己進行科研活動的時候也會有一些新技術(shù)、新理論或者新方法等產(chǎn)生,這些都可以在教學(xué)中引用,對教學(xué)內(nèi)容進行充實和修正。例如在教授地質(zhì)遙感或者環(huán)境災(zāi)害相關(guān)內(nèi)容時,可以給學(xué)生展示汶川地震、舟曲泥石流期間的遙感影像;在講解熱紅外遙感相關(guān)內(nèi)容的時候可以將利用熱紅外監(jiān)測城市“熱島”效應(yīng)的研究引入進來,開拓教學(xué)內(nèi)容的前沿性。
對現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行充分的利用,將教學(xué)科研資源充分地挖掘出來,豐富教學(xué)和互動的方式。如今網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)都得到了飛速的發(fā)展,不管是教師還是學(xué)生都要學(xué)會充分地利用這些技術(shù),例如通過網(wǎng)站獲取與地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程相關(guān)的圖片、資料,既可以用于課堂教學(xué)也可以作為科研數(shù)據(jù)。對于網(wǎng)絡(luò)上的各種熱點事件師生也可以共同關(guān)注并進行交流,例如我國發(fā)射的“嫦娥二號”等。還可以借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行網(wǎng)絡(luò)課程的開發(fā),不僅能將學(xué)生學(xué)習課程的空間擴展開來,還提供了更多的學(xué)習手段給學(xué)生。
3.培養(yǎng)學(xué)生能力的同時強化科研,為學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的提升起推動作用。實驗教學(xué)對于很多地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程來說都是很重要的教學(xué)組成部分,可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的實踐技能,在實驗教學(xué)中也需要將科研成果引入,對專業(yè)實驗技能的培養(yǎng)進行不斷的強化。學(xué)校在設(shè)計實驗的時候可以在綜合性和設(shè)計性方面更加重視,學(xué)生一邊完成了學(xué)習過程,一邊鍛煉了自身分析綜合問題并且將其解決的能力,對教師的科研方法和科研活動的過程也有了更多的了解,在今后的學(xué)習中學(xué)生會更有熱情和興趣進行自主探索。
盡可能實現(xiàn)本科畢業(yè)論文和科研課題的結(jié)合,真正將科研與教學(xué)融為一體??蒲姓n題的研究性很強,一般都是對專業(yè)知識領(lǐng)域最近出現(xiàn)的問題進行研究,而畢業(yè)論文對于本科生來說非常重要。將畢業(yè)論文結(jié)合科研課題,學(xué)生可以通過參加科研項目來完成畢業(yè)論文,這相當于為學(xué)生創(chuàng)造參與科研活動的機會。學(xué)生在這個過程中不僅培養(yǎng)了創(chuàng)造性思維,還能學(xué)習科學(xué)研究的方法,這樣產(chǎn)生的論文也是獨一無二的,不用擔心抄襲問題。教師可以吸收學(xué)生參與到科研項目中,或者介紹學(xué)生去相應(yīng)的單位實習,對于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新科研意識有很大的促進作用,很多畢業(yè)生都是在導(dǎo)師的項目中完成了自己的畢業(yè)論文,這些論文的學(xué)術(shù)價值也都比較高。
定期邀請相關(guān)的專家來學(xué)校開設(shè)專題科研講座,鼓勵學(xué)生進行學(xué)術(shù)論文的創(chuàng)作和發(fā)表,或者是進行大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目的申報。學(xué)校應(yīng)該積極開展各種相關(guān)知識的學(xué)科知識大賽,并鼓勵學(xué)生參加,將科研成果在這些活動中轉(zhuǎn)化成為教學(xué)內(nèi)容,并利用這些活動培養(yǎng)學(xué)生的能力,將被動的學(xué)習過程變?yōu)橹鲃樱寣W(xué)生擁有足夠的自信以及更好的綜合能力。例如:安徽省大學(xué)生GIS技能大賽以及安徽理工大學(xué)大學(xué)生GIS技能大賽等學(xué)科競賽,鼓勵學(xué)生積極參與教師的科研活動,培養(yǎng)專業(yè)興趣、提升專業(yè)技能等。
本研究所選取的學(xué)校與地理科學(xué)專業(yè)的總學(xué)分和各模塊的學(xué)分比例不完全相同,存在一定差異。在對各種不同類別的課程所占學(xué)分進行比較時,將各個學(xué)校的課程經(jīng)過重新分類組合,主要有4類,即公共課程、專業(yè)課程、教育課程和實踐課程,結(jié)果如表1。
[學(xué)分(比例)\&公共課程\&專業(yè)課程\&教育課程\&實踐課程\&總學(xué)分\&北京師范大學(xué)\&44(27%)\&81(49%)\&10(10%)\&15(14%)\&166\&華東師范大學(xué)\&44(28%)\&74(47%)\&24(15%)\&16(10%)\&158\&東北師范大學(xué)\&51(33%)\&75(48%)\&25(16%)\&14(9%)\&155\&四川師范大學(xué)\&55(32%)\&73(43%)\&30(18%)\&12(7%)\&170\&湖南師范大學(xué)\&55(33%)\&79(48%)\&20(12%)\&12(7%)\&166\&徐州師范大學(xué)\&54(32%)\&78(45%)\&18(10%)\&22(13%)\&172\&長春師范學(xué)院\&60(34%)\&61.5(35%)\&21.5(12%)\&33(19%)\&176\&寧波大學(xué)\&50.5(30%)\&66.5(41%)\&33(20%)\&14(9%)\&164\&安慶師范學(xué)院\&57.5(31%)\&69(37%)\&24(12%)\&37.5(20%)\&188\&][表1][大學(xué)本科地理科學(xué)專業(yè)課程學(xué)分安排]
從表1可以看出,各學(xué)校的總學(xué)分存在一定的差異。大學(xué)本科地理科學(xué)專業(yè)所開設(shè)的課程中,專業(yè)課程所占比例最大,其次分別為公共課程、教育課程和實踐課程。教育部重點高校――北師大、華東師大、東北師大這三所學(xué)校專業(yè)課程所占比例較大;教育課程也占有一定比例,均在10%~20%。寧波大學(xué)和東北師范大學(xué)的教育課程學(xué)分及其所占比例最大,這在一定程度上反映了這兩所學(xué)校比較注重教師教育,教師教育課程開設(shè)得較多。
二、專業(yè)特色課程
在公共課程、專業(yè)課程、教育課程以及實踐課程中,各學(xué)校的公共課程和實踐課程基本相同,而專業(yè)課程和教育課程都有特色課程。研究所選取的各學(xué)校公共課程基本相同,大致包括政治、歷史、數(shù)學(xué)、外語、體育、計算機;而實踐課程則幾乎完全一致,包括部門地理野外實習、綜合自然地理野外實習、教育見習、教育實習、畢業(yè)論文。專業(yè)課程可以概括為“大同小異”,“大同”指這些學(xué)校都開設(shè)的專業(yè)課程,大致包括引入性課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程。引入性課程主要是《地理科學(xué)導(dǎo)論》。專業(yè)基礎(chǔ)課程包括相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)課程、部門地理課程、區(qū)域地理課程以及技術(shù)性課程。相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)課程主要為物理、化學(xué)方面的課程。部門地理課程分為自然地理和人文地理兩個方面,自然地理包括《地質(zhì)學(xué)》、《土壤地理學(xué)》、《水文學(xué)》、《生物地理學(xué)》等,也包括環(huán)境方面的一些課程,如《環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論》、《環(huán)境影響評價》等;人文地理包括《文化地理學(xué)》、《經(jīng)濟地理學(xué)》、《城市地理學(xué)》、《人口地理學(xué)》等;區(qū)域地理課程主要為《中國地理》、《世界地理》;技術(shù)性課程分為地圖、地理信息系統(tǒng)、遙感方面的課程,如《測量與地圖學(xué)》、《GIS概論與應(yīng)用》、《遙感概論》等。專業(yè)課程中的“小異”主要是各個學(xué)校的專業(yè)拓展課程存在差異,這在一定程度上反映了學(xué)校地理科學(xué)專業(yè)的特色課程。如表2所示,北京師范大學(xué)的專業(yè)特色課程最多,主要集中在遙感方向。在鄉(xiāng)土地理方面,北京師范大學(xué)有《鄉(xiāng)土地理》,但湖南師范大學(xué)和徐州師范大學(xué)則有較為具體的鄉(xiāng)土地理課程,分別為《湖南地理》和《江蘇地理》。華東師范大學(xué)較為明顯的專業(yè)特色課程主要是《河口與海岸》、《現(xiàn)代沉積學(xué)》、《環(huán)境考古》。筆者認為各所學(xué)校的專業(yè)特色課程一般與學(xué)校的優(yōu)勢專業(yè)方向以及該方向的教師有關(guān)。如北京師范大學(xué)地理科學(xué)專業(yè)李小文院士的研究方向為遙感;而華東師范大學(xué)有河口海岸研究所國家重點實驗室以及研究該方向的陳吉余院士。另外,其余學(xué)校也有相應(yīng)的專業(yè)特色課程,如湖南師范大學(xué)的《天體觀測》和長春師范學(xué)院的《地球與宇宙》。
[學(xué) 校\&特 色 課 程\&北京師范大學(xué)\&《政治地理學(xué)》《交通地理學(xué)》《鄉(xiāng)土地理》《GPS原理與應(yīng)用》《地表水熱平衡》《流域管理》《數(shù)字地面模型》《微波遙感》《遙感影像地學(xué)分析》《海洋遙感》《3S綜合實習》\&華東師范大學(xué)\&《河口與海岸》《現(xiàn)代沉積學(xué)》《環(huán)境考古》《最新地理文獻閱讀》《軟件工程與GIS設(shè)計》\&東北師范大學(xué)\&《濕地科學(xué)》《地理科學(xué)進展》\&四川師范大學(xué)\&《災(zāi)害學(xué)原理與減災(zāi)》\&湖南師范大學(xué)\&《天體觀測》《城市氣候?qū)W》《礦產(chǎn)資源學(xué)》《湖南地理》\&徐州師范大學(xué)\&《江蘇地理》《海洋學(xué)》《工業(yè)地理學(xué)》\&長春師范學(xué)院\&《地球與宇宙》《可持續(xù)發(fā)展研究》\&寧波大學(xué)\&無\&安慶師范學(xué)院\&《地理調(diào)查研究方法》\&][地理科學(xué)專業(yè)特色課程][表2]
三、教師教育類課程
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)09-0059-03
遙感是農(nóng)業(yè)高等院校一些專業(yè)(如資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃、土地資源管理、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、環(huán)境科學(xué)等)的本科生必修的專業(yè)核心課程。遙感技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于社會生產(chǎn)的各個領(lǐng)域,培養(yǎng)遙感應(yīng)用型的高級技術(shù)人才非常重要,但目前農(nóng)業(yè)院校的遙感課程的教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式難以適應(yīng)遙感技術(shù)的快速發(fā)展,存在不少問題,使培養(yǎng)的人才與社會產(chǎn)生脫節(jié)。
一、農(nóng)業(yè)院校遙感教學(xué)存在的主要問題
1.遙感課程理論多而雜、抽象化等特點,抑制了學(xué)生的學(xué)習興趣。遙感技術(shù)具有理論抽象、知識點龐雜的特點,其多學(xué)科交叉,基礎(chǔ)知識面廣而雜,技術(shù)性和實踐性較強且多應(yīng)用于大型項目。農(nóng)業(yè)院校的本科生一般是第一次接觸,缺乏與課程相關(guān)的預(yù)備基礎(chǔ)知識和背景知識,學(xué)習遙感課程太抽象,實際生活中也很難接觸到遙感應(yīng)用方面的項目,這樣會導(dǎo)致學(xué)生覺得遙感課程“遙不可測”,具有一定的距離感和陌生感。另外,遙感課程在農(nóng)業(yè)類院校中一般屬于專業(yè)基礎(chǔ)性學(xué)科,得不到足夠的重視,以及學(xué)時不多等原因都在一定程度上抑制了學(xué)生的學(xué)習興趣。
2.教材內(nèi)容過于突出前沿科學(xué),忽略了其應(yīng)用性?,F(xiàn)在的農(nóng)業(yè)院校遙感教材已經(jīng)采用國家農(nóng)林類普通高等教育“十一五”、21世紀規(guī)劃教材,雖然教學(xué)內(nèi)容進行了更新,基本上不存在以前的內(nèi)容過于陳舊的問題,但仍然出現(xiàn)不少問題。主要存在教學(xué)內(nèi)容過于突出其前沿科學(xué)以及發(fā)展趨勢,導(dǎo)致部分教學(xué)內(nèi)容或過于深奧,或與農(nóng)業(yè)類等相關(guān)專業(yè)的結(jié)合性不大,在農(nóng)業(yè)院校等相關(guān)領(lǐng)域中幾乎應(yīng)用不到;如“微波遙感原理”深奧難懂,在農(nóng)業(yè)院校相關(guān)專業(yè)幾乎很少用到;又如“高光譜的影像分析”過于深奧,對于遙感課程學(xué)時很有限的農(nóng)業(yè)院校本科生關(guān)聯(lián)系不多且過于深奧?,F(xiàn)在國民生產(chǎn)的各領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的遙感技術(shù)或結(jié)合性較強的教學(xué)內(nèi)容,很少有教材提及或提及極少。如近年在災(zāi)害監(jiān)測中廣泛應(yīng)用高分辨率的QUICKBIRD、WORLDVIEW衛(wèi)星數(shù)據(jù)WORLDVIEW;又如在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用較多的測定地物光譜儀的設(shè)備和我國“北京一號”小衛(wèi)星在北京近郊農(nóng)業(yè)監(jiān)測中應(yīng)用等內(nèi)容卻無體現(xiàn)。脫離生產(chǎn)實踐與應(yīng)用的前沿技術(shù),就像是沒有方向的深海之舟,與農(nóng)業(yè)類院校本科生的教學(xué)宗旨與教學(xué)目標背道而馳。
3.教學(xué)手段不夠豐富,學(xué)生參與不夠,缺乏學(xué)習熱情。農(nóng)業(yè)院校遙感課程雖然普遍使用了多媒體教學(xué)技術(shù),但仍是以教師講授為核心,缺乏形象教學(xué)必要的教學(xué)手段與輔助教學(xué)資料,很少有本科生參與教師的科研項目或大型的工程應(yīng)用項目。由于時間等種種原因,也很少本科生參加課內(nèi)外的遙感應(yīng)用的體驗與交流報告,缺乏學(xué)習遙感課程的源動力與熱情。
4.現(xiàn)有的考試制度抑制了學(xué)生的創(chuàng)新。現(xiàn)有的考試制度以考試為主,側(cè)重卷面成績,試卷考核方式很難考驗學(xué)生對理論體系的系統(tǒng)性掌握、知識點的內(nèi)在聯(lián)系以及實際技能的掌握程度與應(yīng)用程度。農(nóng)業(yè)院校的遙感實驗課程學(xué)時設(shè)置少,實驗個數(shù)少,實驗成績占課程成績的比重不大,一般隸屬于遙感課程理論教學(xué)的一部分,很少單獨開設(shè),實踐環(huán)節(jié)教學(xué)得不到足夠的重視,且多側(cè)重實驗報告成績,忽視了實踐環(huán)節(jié)學(xué)生能力的表現(xiàn)?,F(xiàn)有的課程成績構(gòu)成缺乏討論、專題制作、文獻檢索、學(xué)習報告等多手段,在一定程度上抑制了學(xué)生參與的積極性和主觀能動性,導(dǎo)致學(xué)生自主學(xué)習的熱情不夠,缺乏創(chuàng)新的激情。
5.實踐學(xué)時偏少,缺乏針對農(nóng)業(yè)院校的上機教材。遙感實踐課程少,難以培養(yǎng)學(xué)生的感性認識,動手能力的提高更是無從談起。目前,與遙感課程配套上機的教材多是針對高等院校測繪類專業(yè),缺乏與農(nóng)業(yè)院校遙感課程配套的上機實驗教材,市場上偶見農(nóng)業(yè)院校專用教程,在內(nèi)容的設(shè)置上與上機實驗數(shù)據(jù)或樣例數(shù)據(jù)方面卻與測繪類專業(yè)并無多大區(qū)別。農(nóng)業(yè)院校類本科生感覺不到遙感實踐與專業(yè)的相關(guān)性或結(jié)合性,無法滿足農(nóng)業(yè)院校專業(yè)學(xué)生的實踐教學(xué)的需求。
二、教學(xué)改革的基本內(nèi)容與途徑
1.教學(xué)內(nèi)容的完善與改革。(1)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置應(yīng)重點突出。在農(nóng)林院校遙感課程學(xué)時很有限,而遙感技術(shù)體系本身內(nèi)容非常龐雜,教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時的設(shè)置除了體現(xiàn)理論的系統(tǒng)性,一定要注重各部分內(nèi)容的內(nèi)在的邏輯聯(lián)系,突出主要內(nèi)容和重要內(nèi)容,必要時,應(yīng)進行取舍。使學(xué)生對整個教學(xué)有一個比較宏觀、層次清晰的印象,能夠抓住遙感主要的原理和難點內(nèi)容。農(nóng)業(yè)院校的遙感課程主要內(nèi)容包括航空像片與遙感相關(guān)的基本概念、地物的反射光譜特性、航空攝影測量的基礎(chǔ)知識、遙感圖像的像點誤差、航空攝影測量的內(nèi)外業(yè)、衛(wèi)星傳感器數(shù)據(jù)、遙感圖像的目視判讀與調(diào)繪、遙感數(shù)字圖像處理原理與操作技能,以及遙感技術(shù)的應(yīng)用案例,尤其是在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用實例。(2)根據(jù)應(yīng)用情況對前沿性內(nèi)容取舍?,F(xiàn)在很多教學(xué)改革過于突出課程的前沿性內(nèi)容,但受到學(xué)時的限制,很難與生產(chǎn)實踐或?qū)I(yè)聯(lián)系起來,學(xué)生感覺很陌生、很抽象,教學(xué)效果甚不理想。農(nóng)林院校的遙感課程學(xué)時一般都很有限,在突出課程內(nèi)容的系統(tǒng)性和重點內(nèi)容的前提下,對于前沿性的內(nèi)容,可結(jié)合授課專業(yè)情況進行靈活調(diào)整。若在相應(yīng)專業(yè)領(lǐng)域中很少應(yīng)用的可略講或不講(如微波遙感、高光譜);若在相應(yīng)專業(yè)領(lǐng)域?qū)嵺`中有應(yīng)用或應(yīng)用較多的(如在農(nóng)業(yè)和土壤學(xué)科應(yīng)用較多的便攜式地物波譜儀),可側(cè)重于先進的儀器以及在科研或生產(chǎn)實踐中的作用與功能。這樣學(xué)生既不會感到深奧難懂,又會覺得該課程很貼合實際需求,這樣就可在有限的學(xué)時取得較好的教學(xué)效果。(3)實驗內(nèi)容的調(diào)整。遙感課程實驗內(nèi)容的設(shè)置應(yīng)與基本理論、基本方法相呼應(yīng),突出其主要技能、實踐技能,平衡傳統(tǒng)方法與現(xiàn)代作業(yè)方法,采用的實驗器材或軟件應(yīng)與當?shù)厣a(chǎn)部門基本保持一致,若有條件應(yīng)盡量將實驗課單獨開設(shè)。遙感技術(shù)在實際作業(yè)中,數(shù)據(jù)源以及產(chǎn)品都是采用遙感數(shù)字圖像,因此,傳統(tǒng)的遙感課程實驗內(nèi)容應(yīng)根據(jù)行業(yè)發(fā)展情況適當?shù)貏h除過時的實驗,保留主要的遙感實驗外,應(yīng)盡量根據(jù)授課對象的就業(yè)方向、科研情況以及學(xué)時情況選擇性地增加設(shè)置遙感數(shù)字圖像處理的實驗內(nèi)容與課時數(shù),如“熟悉ERDAS或ENVI遙感圖像處理軟件的基本操作”、“遙感數(shù)字圖像的增強處理”、“遙感數(shù)字圖像的幾何處理”、“遙感數(shù)字圖像的計算機自動分類”。
2.教學(xué)手段與教學(xué)方法的改革。(1)從興趣點或生產(chǎn)應(yīng)用入手展開教學(xué)。由于遙感課程理論知識點多而雜,在教學(xué)內(nèi)容的組織上可從學(xué)生感興趣的知識點入手,適當引用遙感在測繪、國土、農(nóng)業(yè)等重要部門的一些視頻資料。闡述基本原理與基本方法時注重加強學(xué)生思維的引導(dǎo),主要內(nèi)容與重點內(nèi)容可采用精講、細講,生產(chǎn)中不常用的原理與方法采取學(xué)生課外自主學(xué)習為主,遙感在實踐中應(yīng)用可采取具體案例分析,這樣既可保證激發(fā)學(xué)生學(xué)習的興趣,在面上對遙感有全面的把握,又可在重點內(nèi)容上有所深入。除了現(xiàn)代常用的多媒體教授的教學(xué)方法,可布置與課程內(nèi)容相關(guān)且很有趣的課外小作業(yè),如可通過讓學(xué)生在Google Earth上查找校舍或旅游目的地的方式對衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的認識。(2)制作遙感教學(xué)輔助材料。遙感教學(xué)輔助材料包括航空圖像與衛(wèi)星遙感圖像樣片的制作、各類教學(xué)視頻的制作、試題庫與習題庫的制作、遙感精品課程在線網(wǎng)址的收集,完善各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫的建設(shè)等。將生澀難懂且方便用于直觀教學(xué)的遙感圖像的分類與遙感圖像的解譯標志等內(nèi)容制作教學(xué)樣片,如可將全色圖像、紅外、彩紅外、多光譜等航空像片與各種常用的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)制作樣片,形象而直觀,易于理解與記憶。對于比較抽象、生活中接觸較少的知識點用于制作1~5分鐘的輔助視頻,如航空拍攝的過程、衛(wèi)星遙感以及傳感器的工作原理等。將近年來遙感技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)實生活中有影響力的重大事件的新聞視頻片段制作教學(xué)視頻資料,如“國土部:用衛(wèi)星遙感圖片嚴查違法用地”、“我國‘北京一號’、‘小衛(wèi)星’監(jiān)測北京近郊農(nóng)作物長勢”、“汶川地震前后遙感圖像前后對比”等新聞視頻片段。教學(xué)輔助材料在有些教學(xué)內(nèi)容方面可發(fā)揮很大的教學(xué)作用與效果。(3)重視遙感技術(shù)應(yīng)用案例分析。一般農(nóng)業(yè)院校的遙感技術(shù)的應(yīng)用所占學(xué)時極少,與專業(yè)結(jié)合性不夠。一般只是泛泛地提到或者一帶而過,沒有具體的案例或應(yīng)用視頻,學(xué)生缺乏對遙感技術(shù)實際應(yīng)用情況的了解。可根據(jù)授課對象與專業(yè)方向選擇教學(xué)輔助材料,根據(jù)授課對象及專業(yè)方向播放其相關(guān)內(nèi)容,重點分析應(yīng)用案例。如面向土管專業(yè)授課時可側(cè)重土地資源調(diào)查與土地執(zhí)法的案例分析;面向農(nóng)資專業(yè)時,可側(cè)重農(nóng)作物長勢監(jiān)測與估產(chǎn)、光譜反射率的野外測定與分析等案例分析,面向環(huán)境類專業(yè),可側(cè)重環(huán)境監(jiān)測與災(zāi)害監(jiān)測的案例分析。(4)實現(xiàn)教學(xué)手段的多元化,激發(fā)學(xué)生學(xué)習熱情。除了常用的多媒體教學(xué)與板書等教授方式外,還可適當采取學(xué)生教學(xué)的方式,加強與學(xué)生互動交流,提高學(xué)生自主學(xué)習的能力。利用課前與課間的時間或借助網(wǎng)絡(luò)平臺,與學(xué)生進行充分交流,及時掌握他們的興趣、學(xué)習難點以及就業(yè)意向等,因材施教。利用國家、省和校級精品課程建設(shè)的成果,建立網(wǎng)絡(luò)實踐教學(xué)平臺,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互動式教學(xué),設(shè)置“課件下載”、“實驗報告上載”、“答疑”、“FTP”等功能??山柚c測量學(xué)等課程的重疊交叉知識,進行觸類旁通式的教學(xué)。通過小型專題報告的形式,促使學(xué)生課外收集文獻資料學(xué)習實踐應(yīng)用性強、與專業(yè)結(jié)合緊密的內(nèi)容,擇優(yōu)以多媒體的形式課堂交流并點評,并作為學(xué)生課程考核的一部分,有意識地將教學(xué)內(nèi)容與科研、就業(yè)與生產(chǎn)項目管理等結(jié)合起來,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習,激發(fā)學(xué)習的創(chuàng)造性。
3.建立考試制度的改革,提高其學(xué)習的積極性。進行課程考試制度的改革,改進考核方法,建立考察學(xué)生全面素質(zhì)的考核體系、建立科學(xué)的考察學(xué)生綜合知識、綜合素質(zhì)、綜合能力的實踐考核體系,采取靈活多樣的考試方式。在課程考試構(gòu)成增加小型專題報告制作、文獻檢索與總結(jié)等,理論環(huán)節(jié)可增加課堂互動環(huán)節(jié)(如提問、討論等)考核的比重;實踐環(huán)節(jié)可強化動手實踐與儀器操作的考核,淡化實驗報告等書面成績。通過建立考試制度的改革,促進學(xué)生積極學(xué)習。
三、教改效果分析
近年來遙感課程改革探索初步取得較為明顯的成效,具體表現(xiàn)在以下幾個方面。
1.學(xué)習態(tài)度的改變。學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的興趣和注意力明顯提高,課堂互動變得更為積極,課外自主學(xué)習的激情提高,教學(xué)氛圍良好,“教與學(xué)”變成了一件較為愉快的教學(xué)活動,學(xué)生對遙感方向的學(xué)術(shù)報告與畢業(yè)論文選題感興趣的人數(shù)明顯增加。
2.學(xué)生對遙感教學(xué)的評價。每學(xué)期都對全部遙感課程進行教學(xué)評估,學(xué)生無記名網(wǎng)上評教,結(jié)果表明總體優(yōu)良。說明學(xué)生對于教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)形式是認可與肯定的。
3.學(xué)生的收獲。國土資源管理、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境等專業(yè)分別成立了興趣小組,在老師的指導(dǎo)下能夠獨立完成校級創(chuàng)新型實驗項目。學(xué)生的動手實踐能力明顯得到鍛煉與提高,有機會參與到多項遙感技術(shù)應(yīng)用的工程項目,特別優(yōu)秀的學(xué)生能在測繪遙感相關(guān)的事業(yè)單位就業(yè)。也有本科生在國內(nèi)的學(xué)術(shù)期刊上公開發(fā)表遙感領(lǐng)域內(nèi)的科研論文。
雖然筆者針對農(nóng)業(yè)類院校的遙感課程實踐教學(xué)改革進行了探索與實踐,然而,許多問題有待進一步探討,諸如教學(xué)平臺的完善、教學(xué)形式的改進、產(chǎn)學(xué)研實習基地建立、專業(yè)實踐素材庫的建立等。面向未來,我們需要更好地根據(jù)社會需求,積極進行遙感教學(xué)課程改革,為社會培養(yǎng)出更多的遙感應(yīng)用型的高級人才。
參考文獻:
[1]尹占娥.現(xiàn)代遙感導(dǎo)論[M].北京:科學(xué)出版社,2008.
[2]鄧良基.遙感基礎(chǔ)與應(yīng)用[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2009.
[3]常慶瑞,蔣平安,周勇.遙感技術(shù)導(dǎo)論[M].北京:科學(xué)出版社,2004.
一、現(xiàn)代遙感技術(shù)的發(fā)展
《遙感導(dǎo)論》是作為一名地理專業(yè)的學(xué)生需要在大學(xué)學(xué)習的基礎(chǔ)課程。在高中的課程學(xué)習中,我們就已經(jīng)知道地球上的物體都在不停發(fā)射、反射和吸收電磁波,而且不同物體對電磁波發(fā)射、反射和吸收的特性不同。而遙感(Remote sensing,簡稱RS)就是指借助對電磁波敏感的儀器,在不與探測目標接觸的情況下,記錄目標物對電磁波的輻射、反射、散射等信息,揭示目標物的特征和性質(zhì)及其變化的綜合探測技術(shù)。[1]
遙感技術(shù)是在20世紀60年代興起的一門技術(shù)。人類從古代就向往著“順風耳”、“千里眼”,隨著這一技術(shù)的產(chǎn)生,它就像人類的另一雙眼睛,能夠從另一個高度感知地球。但是在以前這是一門處于高科技領(lǐng)域的技術(shù),普通人很難接觸到,當然也很難運用到。但是隨著社會的發(fā)展、科學(xué)的進步,這一門以前“高高在上”的技術(shù)在生活中的運用也越來越普遍,各種遙感軟件平臺大眾化,普通群眾也能夠很容易地在某些網(wǎng)站下載遙感影像。
另一方面,遙感技術(shù)會被廣泛應(yīng)用,也正是因為它的功能十分強大。現(xiàn)代遙感技術(shù)視域廣闊,檢測范圍大,可覆蓋整個地球。能夠瞬時成像、實時傳輸、快速處理,迅速獲取信息和實施動態(tài)監(jiān)測,在自然災(zāi)害監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、遺產(chǎn)保護及可持續(xù)發(fā)展等多個領(lǐng)域都能夠發(fā)揮其作用。例如在08年汶川地震震后、10年玉樹地震震后以及13年廬山縣震后,航空影像圖都起到了關(guān)鍵作用。強烈地震往往會造成一些地區(qū)交通和通信中斷,嚴重影響外界對受災(zāi)情況的判斷和相應(yīng)決策。如何盡快獲取受災(zāi)信息,成為指導(dǎo)救災(zāi)工作的關(guān)鍵。而高分辨率遙感觀測技術(shù),正是精確獲取災(zāi)區(qū)數(shù)據(jù)的最重要的手段之一。遙感地球所將地震后獲取的遙感數(shù)據(jù),共享給參與救災(zāi)的國家有關(guān)部門和災(zāi)區(qū)政府,并將衛(wèi)星數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)站上供社會免費使用,為精確判斷災(zāi)情和救災(zāi)指導(dǎo)發(fā)揮了重要參考作用。
二、遙感技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用
由此可見,遙感技術(shù)已不再高深莫測,它逐步走進我們的生活并為我們所用。作為一名地理師范生,我們將來更多地會參與到中學(xué)地理教學(xué)當中,雖然偶爾會有部分教師在教學(xué)中也運用到了一些遙感影像,但總的來說這種趨勢還并不明顯。那到底遙感技術(shù)能不能運用到中學(xué)地理教學(xué)中呢?我認為是能的。
比如在人教版高中地理必修一第四章第三節(jié)《河流地貌的發(fā)育》中,就有講述黃河三角洲的發(fā)育。教材當中只用到了一張黃河三角洲的衛(wèi)星影像圖,但是為了讓學(xué)生能夠更清楚地感知到黃河三角洲的發(fā)育速度十分迅速,我們可以采用多張不同時期的衛(wèi)星影像圖來進行對比教學(xué)?,F(xiàn)代黃河三角洲是1855年以來,黃河沖積作用形成的,從那時至今衛(wèi)星影像的數(shù)量有很多,教師也很容易獲取。
除了在必修一自然地理的教學(xué)中運用到遙感技術(shù),必修二人文地理也同樣可以大量的運用到遙感技術(shù)。例如城市內(nèi)部的空間結(jié)構(gòu)、城市化、農(nóng)業(yè)地域與工業(yè)地域類型、交通運輸?shù)牟季忠约叭祟惻c地理環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展都可以通過加入遙感影像豐富課堂素材,提升教學(xué)質(zhì)量。以高中地理必修二第二章第三節(jié)的《城市化》為例,教材上使用了大量的圖片,但都是一些地圖或者圖表,學(xué)生們只能抽象的去理解城市化的進程,卻難以有一個具體的印象。然而遙感影像卻能夠很好地解決這個問題。從不同時期的遙感影像上我們能夠很清楚地看出一個城市城市化進程地快慢與程度。學(xué)生也能夠從影像上清晰地找出一個區(qū)域的房屋、河流、植被等等,從而通過自主學(xué)習得出《城市化》這一節(jié)內(nèi)容的知識點,打破了以往的傳統(tǒng)教學(xué)。
當然,遙感技術(shù)不僅可以運用到中學(xué)地理教學(xué)當中,也應(yīng)該運用到其中。一方面是遙感技術(shù)可以豐富地理教學(xué)的課程資源。地理重在觀察,學(xué)生們習慣了看各種地圖、圖表,而遙感影像看得卻并不多。事實上遙感圖像可以真實、客觀的觀察到廣闊的地域空間和地物,實時性強。且信息豐富,具有綜合性的特點,因此打破了傳統(tǒng)教學(xué)中圖片信息過時、圖片范圍太小的缺點,進一步充實課堂。另一方面遙感技術(shù)也能夠培養(yǎng)學(xué)生從影像中獲取信息的能力。在遙感影像上有許許多多的信息,它們有的是直接的,有的是間接的。直接信息能夠提升學(xué)生的讀圖看圖能力,而間接信息能夠增強學(xué)生間接獲取信息的綜合能力,同時還能讓學(xué)生明白“眼見不一定為實”,很多知識是隱藏在事件背后的,我們需要去思考、去挖掘,探索求真的精神是科學(xué)創(chuàng)新與進步的原動力。并且要間接獲取隱藏的信息需要用到數(shù)學(xué)、物理、計算機等學(xué)科的知識,從而也培養(yǎng)了學(xué)生的綜合實踐能力。
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2015)10-0108-02
遙感是20世紀70年展起來的空間對地觀測技術(shù),已在土地管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、水文氣象、地質(zhì)地理等方面得到了廣泛應(yīng)用。[1] [2]近年來遙感技術(shù)的長足發(fā)展使得社會對遙感人才的需求量和專業(yè)素質(zhì)的要求日益提升。目前國內(nèi)已有170余所高校設(shè)置了遙感類本科課程[3],其中“遙感原理與應(yīng)用”已成為地學(xué)及測繪專業(yè)的核心課程之一。筆者結(jié)合地理信息科學(xué)專業(yè)“遙感原理與應(yīng)用”多年的教學(xué)實踐對教學(xué)內(nèi)容、方法及實踐環(huán)節(jié)的改革進行初步探討。
一、現(xiàn)階段教學(xué)中存在的問題
縱觀目前高校的遙感基礎(chǔ)課程教學(xué),主要存在以下幾點問題:(1)教學(xué)內(nèi)容陳舊,僅注重基礎(chǔ)性和理論性,對實際應(yīng)用和學(xué)術(shù)前沿關(guān)注不夠;(2)教學(xué)方法有待改進,“滿堂灌”的授課方式只注重“教”而輕視了“學(xué)”,學(xué)生缺乏學(xué)習興趣,教學(xué)效果不佳;(3)實驗環(huán)節(jié)薄弱,學(xué)生得不到充分訓(xùn)練,基本技能和綜合素質(zhì)有待提高。這些問題在“遙感原理與應(yīng)用”課程中也同樣存在。
二、改革措施
(一)在教學(xué)內(nèi)容安排上兼顧基礎(chǔ)性和前沿性
目前,有關(guān)遙感基礎(chǔ)知識或基本技能方面的教材很多,其中以《遙感導(dǎo)論》(梅安新主編)、《遙感概論》(彭望f主編)、《遙感數(shù)字圖像處理教程》(韋玉春主編)和《遙感應(yīng)用分析原理與方法》(趙英時主編)等教材的應(yīng)用較為普遍。各種教材內(nèi)容和重點不一,因此根據(jù)教學(xué)目的和學(xué)生實際,選擇適合的教材和教法尤為重要。筆者選擇《遙感導(dǎo)論》作為主教材,以《遙感數(shù)字圖像處理教程》為輔助教材,從中選取部分內(nèi)容進行重新組合和梳理,安排了如下的教學(xué)內(nèi)容:1.遙感基礎(chǔ)知識,包括遙感基本概念、傳感器、遙感類型、電磁輻射基礎(chǔ); 2.遙感圖像處理,包括遙感大氣校正、幾何校正、影像裁剪、影像增強、影像分類;3.遙感信息提取,包括常用植被指數(shù)、一階和二階紋理參數(shù)的提取,以及基于提取的遙感指標進行植被覆蓋度、植被葉面積指數(shù)的定量估算;4.綜合應(yīng)用訓(xùn)練,包括使用常用遙感影像處理軟件ENVI和ERDAS進行特定研究區(qū)土地利用類型的分類、植被結(jié)構(gòu)參數(shù)的提取以及水體葉綠素含量的估算等。同時,遙感學(xué)科的發(fā)展日新月異,為了讓學(xué)生及時了解遙感領(lǐng)域的最新發(fā)展動態(tài),筆者在教案設(shè)計上注意引用一些國外優(yōu)秀教材,如John A.Richards編寫的Remote Sensing Digital Image Analysis、Canada Centre for Remote Sensing編寫的Fundamentals of Remote Sensing等,并精選若干國內(nèi)外學(xué)術(shù)文獻,如《遙感學(xué)報》、《地理學(xué)報》、《Remote Sensing of Environment》等專業(yè)頂級期刊經(jīng)典文獻供學(xué)生課后閱讀。實踐證明,這一做法不僅能有效提升教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)勢性,也能激發(fā)學(xué)生進一步探索遙感領(lǐng)域的興趣。
(二)教學(xué)方法上結(jié)合案例教學(xué)法,使學(xué)生變被動學(xué)習為主動學(xué)習
傳統(tǒng)的教學(xué)方式以教授為主,往往只注重“教”而輕視了“學(xué)”。針對“遙感原理與應(yīng)用”課程理論性強、內(nèi)容抽象的特點,筆者嘗試采用“互動式教學(xué)法”和“案例教學(xué)法”。在處理教學(xué)難點時,通過設(shè)計疑問,讓學(xué)生分組討論,筆者及時點評,改變了傳統(tǒng)的教師“一言堂”的做法,強化師生互動。筆者根據(jù)學(xué)生的問題反饋進一步深入引導(dǎo),有效化解了教學(xué)難度,并調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習主動性。如輻射傳輸過程比較抽象,筆者在講解時并非圍繞教材上的公式推導(dǎo),而是以日常生活中的拍相片為例,引導(dǎo)學(xué)生理解一張相片的質(zhì)量受到哪些因素的影響。通過合理設(shè)問,或者讓學(xué)生提問,可輕松解決教學(xué)難點,學(xué)生也反映很容易理解。在進行遙感軟件應(yīng)用教學(xué)時主要采用“案例教學(xué)法”??蛇x取一些具有代表性、典型性、實時性的案例進行講解和分析,或者引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)理論對案例進行分析和討論,以加深和鞏固理論知識并學(xué)會靈活運用,培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題能力。[4]例如,基于遙感影像的南方丘陵植被葉面積指數(shù)反演、林地水土保持植被三維綠量估算、南京市土地利用時空演變分析、南京市林地植被覆蓋度信息提取及太湖葉綠素濃度適時監(jiān)測等案例,都涉及多個理論知識點,學(xué)生從中加深對理論的認識,并自覺地在腦海中實現(xiàn)對知識的構(gòu)建和對技術(shù)應(yīng)用的了解。筆者發(fā)現(xiàn),案例教學(xué)法從實際問題出發(fā),通過一系列問題導(dǎo)向的推理或操作,鞏固了諸多知識點,并讓學(xué)生練習了相關(guān)的遙感技能。這一方法打破了教材中的知識體系分割,讓學(xué)生在最終完成任務(wù)后體驗到一種學(xué)習成就感,教學(xué)效果很好。
(三)優(yōu)化實踐教學(xué)體系以錘煉學(xué)生專業(yè)硬功夫
本科階段“遙感原理與應(yīng)用”課程中實踐教學(xué)體系主要包括驗證性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗三類。其中驗證性實驗主要是對基本原理和基本方法的驗證,以幫助學(xué)生理解課程的基本知識和培養(yǎng)學(xué)生的基本技能。如典型地物光譜的測試、遙感影像投影轉(zhuǎn)換、大氣校正、幾何校正、圖像融合、圖像的增強處理、遙感影像分類等,使學(xué)生初步掌握和熟悉常用遙感圖像處理軟件的運行環(huán)境、操作方法及其功能,提高學(xué)生動手能力。綜合性實驗則是將相關(guān)的實驗內(nèi)容有機結(jié)合,例如遙感反演林地葉面積指數(shù)的實驗,基于區(qū)域SPOT影像,首先進行大氣校正、幾何校正等預(yù)處理,然后與野外實測的林地葉面積指數(shù)樣方中心點的矢量圖層疊加,建立基于點的感興趣區(qū),進而提取以實測點為中心,一定范圍(如10m)緩沖區(qū)內(nèi)的各波段反射率均值,計算幾種植被指數(shù),并用植被指數(shù)與實測葉面積指數(shù)建立關(guān)系模型,用該模型反演研究區(qū)林地葉面積指數(shù)。綜合性實驗通??山Y(jié)合學(xué)生的畢業(yè)論文進行。設(shè)計性實驗帶有一定的研究性和探索性,一般由教師給定題目和要求,學(xué)生3-5人組成一個興趣小組來共同完成。教師在實驗方案的選取、專業(yè)文獻的閱讀等環(huán)節(jié)給予指導(dǎo)性意見,細節(jié)問題由學(xué)生把握。如要求學(xué)生利用ERDAS軟件完成一幅1 / 5萬的某市土地利用現(xiàn)狀專題地圖,教師布置這一任務(wù),明確完成時間和要求,可放手讓學(xué)生去做,學(xué)生有問題則及時解答。設(shè)計性實驗給學(xué)生留有較大的自主空間,可培養(yǎng)學(xué)生的科研能力及團隊合作精神,對于創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才培養(yǎng)十分必要。這三類實驗由淺入深,有步驟地提升學(xué)生的遙感應(yīng)用能力。筆者在實踐教學(xué)初始階段就給學(xué)生布置設(shè)計性、綜合性實驗任務(wù),較之傳統(tǒng)的“填鴨式”講解,這樣帶著目標的研討式學(xué)習更能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣和潛力,能達到事半功倍的效果。
(四)迎接“慕課”時代,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享
“慕課(MOOCs)”發(fā)端于美國,是“大規(guī)模公開在線課程”的簡稱,具有規(guī)模大、無時空限制、開放性、可重復(fù)性、互動性、娛樂性等特點。[5]“慕課”是新近涌現(xiàn)出來的一種在線學(xué)習模式,是一種將分散的授課者和學(xué)習者通過某一個共同的話題聯(lián)系起來的方法,上課的時間、地點不受限制,無論你身在何處,只需要一臺電腦和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接即可享受到世界一流大學(xué)的一流課程。慕課尊崇創(chuàng)用共享協(xié)議,24小時全天開放,凡是想學(xué)習的,都可以隨時隨地進來,因此受眾非常廣泛。[6]“慕課”不同于以往的網(wǎng)絡(luò)公開課,其視頻課程被切割成數(shù)分鐘甚至更小的“微課程”,不在“大而全”,而在“小而精”,為新媒體迅速而廣泛的傳播提供了便利?!澳秸n”啟發(fā)了網(wǎng)絡(luò)時代全新的教學(xué)模式――線上(課外)學(xué)習與線下(課堂內(nèi))探究相結(jié)合的“混合教學(xué)”模式。“慕課”平臺有望整合全球的教學(xué)資源并共享之,教師甚至可以自行開發(fā)類似于“慕課”的小視頻,主要側(cè)重理論知識的傳授?!澳秸n”視頻可代替課堂講授,其明顯的優(yōu)勢就是“可重復(fù)性”,所有的課程都可以重復(fù)學(xué)習,學(xué)生可根據(jù)自己的學(xué)習進度選擇回放或快進?!澳秸n”的核心在于“學(xué)”,強調(diào)以“學(xué)”為本的教學(xué)價值取向。[7]“慕課”正在全球引發(fā)一場“學(xué)習的革命”,也激起了專業(yè)教學(xué)領(lǐng)域廣泛的討論。處于教學(xué)一線的教師們應(yīng)把握時機,順應(yīng)時代潮流,充分利用“慕課”平臺,開發(fā)建設(shè)高質(zhì)量在線課程,最大限度地分享全球優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,為“遙感原理與應(yīng)用”課程教學(xué)模式的創(chuàng)新注入新的活力。
三、結(jié)語
遙感是一門技術(shù)更新很快的應(yīng)用型學(xué)科,對人才數(shù)量和質(zhì)量的需求都不斷上升。高校遙感教學(xué)也應(yīng)適應(yīng)本專業(yè)的快速發(fā)展及社會需求,培養(yǎng)出創(chuàng)新能力強、綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型人才。本文結(jié)合筆者的專業(yè)教學(xué)實際從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及實踐應(yīng)用等環(huán)節(jié)對“遙感原理與應(yīng)用”課程的改革進行了探索,提出兼顧教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性和前沿性、采用案例教學(xué)法和互動式教學(xué)、優(yōu)化實踐教學(xué)體系、迎接“慕課”時代等教學(xué)改革措施,對于優(yōu)化遙感課程教學(xué)模式、激發(fā)學(xué)生專業(yè)學(xué)習興趣并全方位鍛煉學(xué)生綜合素養(yǎng)具有積極意義。
[ 注 釋 ]
[1] 梅安新,彭望錄,秦其明,等.遙感導(dǎo)論[M].北京:高等教育出版社,2001.
[2] 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.
[3] 楊衛(wèi)軍,洪港.高校遙感學(xué)科建設(shè)的現(xiàn)狀及其對策[J].湖州師范學(xué)院學(xué)報,2010(4):113-115.
[4] 岳林琳,胡友利.試論案例教學(xué)法在課堂教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2008(20):148.
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2013)23-0048-02
作者簡介:張飛,副教授,研究方向為資源遙感與3S技術(shù)應(yīng)用的教學(xué)。
隨著全球化進程的發(fā)展,世界上各個國家交流的趨勢日益增強,社會對人才所具備的素質(zhì)的需求也越來越高,對國際化人才的需求增多,高等教育的國際化趨勢得到了強化。這種趨勢要求在培養(yǎng)專業(yè)人才的學(xué)科建設(shè)中進行專業(yè)化和國際化的改革,實施國際化的教學(xué)方式,通過實施專業(yè)課程的雙語教學(xué),實現(xiàn)培養(yǎng)既掌握扎實的理論基礎(chǔ)和專業(yè)知識、又通曉國際語言、熟悉國際慣例與規(guī)則的專業(yè)化、國際化人才的目標。[1]雙語教學(xué)是指為了實現(xiàn)學(xué)生能夠運用母語和外語理解、掌握專業(yè)知識,并且能夠熟練應(yīng)用并實現(xiàn)專業(yè)技能目的,通過采用兩種語言――母語及第二外語,同步對同一知識進行描述的教學(xué)方式。[2]經(jīng)過多年的雙語教學(xué)證明,在我國高校推行專業(yè)課程雙語教學(xué)是可行的,教學(xué)效果也是顯著的。鑒于雙語教學(xué)是我國高校培養(yǎng)高素質(zhì)、國際化人才的有效手段之一,[3]因此教育部在《關(guān)于加強高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》中強調(diào)指出:“按照教育面向現(xiàn)代化、面向世界、面向未來的要求,為適應(yīng)經(jīng)濟全球化和科技革命的挑戰(zhàn),各個高校要積極推進雙語教學(xué),本科教育要創(chuàng)造條件使用英語等外語進行公共課和專業(yè)課教學(xué)?!盵4]因此,本文將選擇《遙感地學(xué)分析》課程作為案例,并配合我校精品課程建設(shè)項目,探討開展《遙感地學(xué)分析》課程雙語教學(xué)建設(shè)必要性和內(nèi)容。
一、遙感地學(xué)分析課程雙語教學(xué)的必要性
進行《遙感地學(xué)分析》課程的雙語教學(xué)是3S(GIS,GPS,RS)學(xué)科發(fā)展趨勢的必然需求。該課程是地理信息系統(tǒng)和遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的必修課程,隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,遙感地學(xué)分析已成為地理信息系統(tǒng)學(xué)科的重要部分。地理信息系統(tǒng)學(xué)科目前呈現(xiàn)出應(yīng)用化、國際化的發(fā)展趨勢,這種趨勢一方面體現(xiàn)在對專業(yè)人才的需求不僅局限在3S領(lǐng)域,其它涉及空間信息的領(lǐng)域,如環(huán)保、林業(yè)等部門,對于具有空間信息處理的人才需求很大;另一方面體現(xiàn)在隨著大量外國公司進入中國(如:ESRI公司)和中國公司跨出國門(如:Supermap公司),針對空間信息處理領(lǐng)域既具有專業(yè)技能又有較強專業(yè)外語能力的人才需求強烈,因此推行遙感地學(xué)分析課程的勢在必行;另外,進行《遙感地學(xué)分析》課程的雙語教學(xué)也是3S課程教學(xué)改革的要求。課程教學(xué)改革的目標是培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)硬、應(yīng)用能力高和動手能力強的高素質(zhì)人才,滿足社會對3S專業(yè)人才的需要。由于現(xiàn)在高校中普遍存在的英語學(xué)習與專業(yè)理論學(xué)習脫節(jié)的情況,使得很多學(xué)生雖然通過了CET4、CET6考試,但是在專業(yè)上使用外語的能力差,不能很好理解專業(yè)文獻,不能熟練運用ENVI,ArcGIS,Erdas等專業(yè)軟件,更不能進行專業(yè)方面的國際交流溝通,這種狀況對3S課程的教學(xué)改革目標的實現(xiàn)是一種危害。為了減輕這種危害,目前很多高校都開展了遙感地學(xué)分析的雙語教學(xué),這種教學(xué)方式使學(xué)生將專業(yè)知識的提高與外語的應(yīng)用融合起來,以培養(yǎng)具有較高綜合素質(zhì)的人才,適應(yīng)社會的需求。
二、遙感地學(xué)分析雙語教學(xué)課程建設(shè)內(nèi)容
1.雙語教學(xué)的教材與教案建設(shè)
雙語教學(xué)必須根據(jù)課程性質(zhì)靈活選擇使用原版外文教材或自編教材。在使用原版外文教材時,要遵守適用、適合的原則,積極進行原版教材本土化探索,自編雙語輔助教材。滿足教學(xué)大綱要求的優(yōu)秀雙語教材是雙語教學(xué)成功的前提。筆者根據(jù)學(xué)校遙感地學(xué)分析課程教學(xué)大綱的要求,在參考國外多種原版遙感教材,如《Satellite Remote Sensing》、《Advances in Land Remote Sensing》、《Remote Sensing:Models and Methods for Image Processing》的基礎(chǔ)上,并結(jié)合其它中英文教材編寫《遙感地學(xué)分析》雙語教學(xué)講義。
2.雙語教學(xué)的師資隊伍建設(shè)
一支結(jié)構(gòu)合理、外語教學(xué)水平較高、教學(xué)效果好的雙語教學(xué)團隊是雙語教學(xué)成功的關(guān)鍵。雖然聘請國外專家參與雙語教學(xué)工作可以在一定程度上推動雙語教學(xué),但是立足于本校,建立一支本土化的教師隊伍才是雙語教學(xué)成功的關(guān)鍵。雙語教師應(yīng)具備較強的英語聽、說、讀、寫、譯能力,能夠流利地運用英語進行專業(yè)課程的授課。因此,為了更好地完成雙語教學(xué)任務(wù),教師應(yīng)經(jīng)常閱讀英文版遙感書籍雜志,特別注意閱讀遙感專業(yè)英語期刊論文,如:《Remote Sensing of Environment》、《ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing》、《International Journal of Remote Sensing》、《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》等遙感類權(quán)威雜志,同時也要經(jīng)常瀏覽影響力強的遙感類國際網(wǎng)站,如:美國攝影測量與遙感協(xié)會網(wǎng)站和加拿大遙感協(xié)會網(wǎng)站等,這樣可以及時把握遙感發(fā)展動態(tài),拓寬視野,為講課提供生動的案例。
3.雙語教學(xué)的內(nèi)容建設(shè)
在教學(xué)內(nèi)容的選材方面,需要反映國際上本領(lǐng)域最新的科研成果,緊緊圍繞素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育來組織,力求體現(xiàn)遙感地學(xué)分析的理念,注重基礎(chǔ)知識、基本方法與基本技能的訓(xùn)練。《遙感地學(xué)分析》著重講述遙感物理基礎(chǔ)(Physical basis of remote sensing);遙感平臺及特點(Remote sensing platforms and their characteristics);遙感傳感器及其成像特征(Sensors and imagery characteristics);遙感數(shù)據(jù)源(Remote sensing data sources);可見光~反射紅外遙感(Visible-reflection infrared remote sensing);熱紅外遙感(Thermal infrared remote sensing);微波遙感(Microwave remote sensing);遙感圖像目視判讀(Visual Interpretation of remotely sensed imagery);遙感圖像計算機分類(Classification of imagery by computer);定量遙感(Quantitative remote sensing);土地遙感(Land remote sensing);植物遙感(Vegetation remote sensing)以及水體遙感(Water remote sensing)。通過對遙感地學(xué)分析課程雙語教學(xué)內(nèi)容的建設(shè),使學(xué)生利用中英文對照教材進行預(yù)習,教學(xué)效果將得到大幅度的提高。
4.雙語教學(xué)過程中教學(xué)方法和手段建設(shè)
在教學(xué)方法上,應(yīng)循序漸進、因材施教,根據(jù)學(xué)生對知識的理解與掌握程度逐步推進。在教學(xué)中,采用“預(yù)習――授課――復(fù)習”三段式教學(xué)法,努力營造雙語教學(xué)氛圍,為學(xué)生創(chuàng)造一個良好的雙語教學(xué)環(huán)境。在課堂教學(xué)中,全方位地訓(xùn)練學(xué)生外語思維和應(yīng)用的能力,除了教學(xué)內(nèi)容中的難點與重點增加中文解釋外,教師與學(xué)生互動、作業(yè)等都用英語進行,培養(yǎng)學(xué)生用英語思考問題、解決問題的能力,鍛煉實際英語應(yīng)用能力。課外,鼓勵學(xué)生積極研讀外文文獻,培養(yǎng)利用外文獲取知識的能力,并建立雙語教學(xué)網(wǎng)站,把它作為一個平臺,將相關(guān)的中英文教案、習題、實驗指南、最新動態(tài)等放在網(wǎng)頁中,實現(xiàn)資料共享。
5.本科生英語學(xué)習能力的培養(yǎng)
學(xué)生是雙語教學(xué)的主體,是教學(xué)活動的最終歸宿。我國傳統(tǒng)的英語教學(xué)方法重視語法、句法學(xué)習,忽視聽說訓(xùn)練,忽視英語交流能力的培養(yǎng)。針對這種情況,首先,給學(xué)生布置提前閱讀教材與講義的任務(wù),使他們預(yù)先熟悉課程內(nèi)容,以便上課時能夠跟得上。另外,布置一些聽說作業(yè)并定期檢查,努力培養(yǎng)學(xué)生使用語言進行實際交流的能力。
實施雙語教學(xué)是實現(xiàn)高等教育國際化,培養(yǎng)面向現(xiàn)代化、面向未來的復(fù)合型人才的有效途徑。當然,建立一整套規(guī)范完善的雙語教學(xué)模式,從原版教材的引進、雙語教師的培養(yǎng),到教學(xué)方法的更新完善,還有待于教育工作者大膽探索、不斷實踐。
參考文獻:
[1]葉勤等.關(guān)于攝影測量與遙感雙語教學(xué)的實踐與思考[J].測繪通報,2006,(2).
在學(xué)習上,慢慢的將學(xué)習與工作的重點由只是按部就班埋頭讀書轉(zhuǎn)變到有目標的思考與科研創(chuàng)新中,這是與大學(xué)學(xué)習的極大的不同。而在這一年多的學(xué)習過程中,我的自我學(xué)習的能力與專業(yè)水平都有所提高,這是令人欣慰的。
1)專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習。
經(jīng)過一年的專業(yè)課程的系統(tǒng)學(xué)習,我在遙感專業(yè)方面認識到了自己知識理論的欠缺與綜合能力的不足。雖然本科是遙感專業(yè)出身,但是在遙感這個大方向下還有很多的理論基礎(chǔ)知識不牢固。在不斷的知識學(xué)習中,不僅掌握了遙感的機理、過程及發(fā)展方向,而且明白了不同的遙感方式及遙感類型,為我的研究方向的快速熟悉奠定了基礎(chǔ)。
2)拓展研究內(nèi)容并明確研究方向。
在研一期間不僅僅是學(xué)習專業(yè)基礎(chǔ)知識還在導(dǎo)師的幫助與項目的支持下,拓展了自己的研究內(nèi)容,學(xué)習了當前處于大氣遙感前沿的數(shù)據(jù)同化與模式大氣質(zhì)量模擬。在掌握前沿動態(tài)的條件下將現(xiàn)有知識與成熟的理論研究與當今熱點相結(jié)合,擴展當前的理論體系與知識結(jié)構(gòu),讓我領(lǐng)略了遙感世界的另一片天空。由于工程浩大,現(xiàn)在只能停留在研究與學(xué)習的狀態(tài)下,真正的應(yīng)用實驗還存在一定的困難,所以在鄰近畢業(yè)時最終確定的方向是針對當前我國大連石油管道爆炸所造成的海洋溢油污染研究。在學(xué)術(shù)研究過程中我不斷拓寬知識面,閱讀國內(nèi)外文獻,掌握科研動態(tài)與發(fā)展方向,熟悉了研究方向的現(xiàn)狀、方法,并積極與導(dǎo)師進行交流。積極實踐前人的研究方法,深刻體會前人的技術(shù)路線及研究過程中考慮的遙感問題。并爭取在前人的基礎(chǔ)上創(chuàng)新。對研究過程中遇到的問題能夠通過導(dǎo)師的幫助、通過網(wǎng)絡(luò)資源、圖書館資料、以及周圍老師和同學(xué)的幫助順利解決。
3)掌握遙感數(shù)據(jù)的下載方式和遙感數(shù)據(jù)處理手段。
學(xué)習了常用的免費遙感數(shù)據(jù)的下載,主要包括:landsat-TM,MODIS等。掌握了遙感圖像處理的原理及處理手段,其中主要包括遙感數(shù)據(jù)幾何校正、輻射定標、大氣校正、圖像融合、圖像分類等。
4)遙感圖像處理軟件與空氣質(zhì)量模式。
掌握了遙感專業(yè)圖像處理軟件ERDASIMAGE、ENVI、程序設(shè)計軟件IDL、Matlab等,程序設(shè)計的能力得到提高。且對空氣質(zhì)量模式有了更深一步的了解與初步應(yīng)用。
5)積極參與科研項目,聽取科研報告,學(xué)習科技論文的撰寫。
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)07(a)-0153-02
“3S”技術(shù)是全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感(RS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)三項技術(shù)的總稱,作為實時、客觀獲取空間信息的新興技術(shù)手段,遙感和全球定位系統(tǒng)成為地理信息系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)源,Google Earth(以下簡稱GE)軟件的出現(xiàn),解決了目前高精度圖像難獲取、費用高的問題。Google Earth是美國Google公司于2005年6月推出的全球地理信息系統(tǒng)搜索軟件。它是一個免費的衛(wèi)星影像瀏覽軟件,以各種分辨率的衛(wèi)星影像為最基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集成,采用了成熟的寬帶流技術(shù),能實時地為用戶提供數(shù)據(jù),GE上的全球地貌影像的有效分辨率至少為100 m,通常為30 m,針對大城市、著名風景區(qū)、建筑物區(qū)域提供分辨率為l m和0.6 m左右的高精度影像,并提供任意地點海拔數(shù)據(jù),可生成三維視圖并能任意旋轉(zhuǎn)[1~2]。GE的出現(xiàn)吸引了大量的普通大眾,GIS的應(yīng)用從專業(yè)化、學(xué)術(shù)化開始大規(guī)模走向普通大眾。在短短的5年時間里,基于GE的地理信息開發(fā)與應(yīng)用研究在各行業(yè)展開,朱超平[3]探討了基于GE繪制校園平面圖的方法,劉家興[4]基于GE建立了野外實習基地數(shù)字化教學(xué)模型,李娟[5]探討了基于GE的旅游規(guī)劃技術(shù),郭仲樸[6]概述了GE和GPS集合應(yīng)用于林業(yè)調(diào)查,于冰[7]探討了以GE為平臺,構(gòu)建三維GIS的方法等。
在高校,“3S”技術(shù)是一門代表科技前沿的實踐性極強的新興課程,為適應(yīng)新世紀高科技的迅猛發(fā)展和滿足社會各行業(yè)、各部門對“3S”技術(shù)專門人才的需求,必須培養(yǎng)在校大學(xué)生具有在高科技領(lǐng)域工作的綜合能力。由于“3S”技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容廣泛,涉及面廣,國內(nèi)外均沒有相應(yīng)的專業(yè)教材作為參考,大多數(shù)教學(xué)單位使用的“3S”技術(shù)相關(guān)的教材,主要編寫于20世紀90年代初甚至更早,使其與相關(guān)領(lǐng)域日新月異的發(fā)展脫節(jié)[8],在這樣的背景下,一種新的能夠在有限空間和有限時間里,培養(yǎng)學(xué)生趣味性、互動性、實踐性,利用現(xiàn)代化技術(shù)手段獲取知識和信息的教學(xué)模式亟需出現(xiàn)。本研究利用Google Earth獲取高精度地面遙感數(shù)據(jù),通過遙感軟件對其進行校正,GIS對信息進行提取、加工,利用GPS進行野外調(diào)繪,使學(xué)生能夠理解所學(xué)的理論知識,而且能夠熟練運用到實踐中,通過實習學(xué)生可以掌握利用“3S”技術(shù)解決問題的方法。
1 遙感數(shù)據(jù)的獲取與處理
1.1 衛(wèi)片的下載
實習區(qū)域為新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)校園,首先需要獲取該區(qū)域的遙感影像。Google Earth以高分辨率衛(wèi)星影像和航片為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),能夠快速的確定主要位置,清晰的看到所指定的社區(qū)環(huán)境。在GE主界面左側(cè)的管理面板中點擊“Search/Fly To”標簽,直接輸入烏魯木齊市的英文名稱Urumqi,然后點擊“搜索”按鈕即可,然后根據(jù)方位與圖像特征找到研究區(qū)域(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué))。
為了獲得高精度的衛(wèi)片,將衛(wèi)片盡量放大至地理要素的細節(jié)清晰可辨(空間分辨率1 m左右),當圖像下載進度達到100%時,點擊File菜單下的Save―Save Image即可保存顯示的圖片,共下載了108張衛(wèi)片。下載圖像時應(yīng)注意該遙感圖像只有中間區(qū)域分辨率高,所以為了保證遙感圖像的高精度,保存圖像時應(yīng)保留一定的重疊區(qū)域,而且移動視窗時要保持比例尺一致。
1.2 衛(wèi)片的拼接
由于GE中影像數(shù)據(jù)只經(jīng)過坐標系統(tǒng)的糾正,統(tǒng)一到虛擬地球中,影像的色彩和拼接沒有進行特別處理,沒有追求專業(yè)地理信息公司所要求的數(shù)據(jù)無縫集成[9],因此,需要對下載的圖像進行旋轉(zhuǎn)、裁切、拼接等操作,這些工作可以利用Photoshop軟件來完成。
Photoshop是Adobe公司旗下最為出名的圖像處理軟件之一,集圖像掃描、編輯修改、圖像制作、圖像輸入與輸出于一體的圖形圖像處理軟件。專業(yè)遙感圖像處理軟件可進行影像的輻射增強、色彩處理和拼接等,但是處理過程復(fù)雜,成本太大。而Photoshop作為一種國際上通用的圖像處理工具,操作簡便,圖像處理工具比較齊全,工作效率和處理效果都不錯,因此,慢慢被遙感技術(shù)人員所推崇,在圖像數(shù)據(jù)輸入輸出、色彩調(diào)整、遙感影像糾正融合、鑲嵌和裁切、濾波和數(shù)字分析等方面使用廣泛[10]。
1.3 衛(wèi)片的注冊
地理信息系統(tǒng)軟件支持的是具有真實空間參考信息的地理要素和地理現(xiàn)象,而通過Photoshop軟件處理、拼接的遙感影像圖沒有這一信息,需要經(jīng)過專業(yè)遙感圖像處理軟件對其進行注冊,注冊方法有兩種。
方法一:利用Google Earth中的自帶工具,給研究區(qū)衛(wèi)片添加經(jīng)緯網(wǎng)格,設(shè)置與下載圖像的相同比例尺,在研究區(qū)搜索特征地物點,如道路的交叉點,噴泉的中心、國旗桿等、讀出鼠標所指處的經(jīng)緯度值,在ENVI軟件中,利用RegistrationImage to Map功能進行影像的注冊。
方法二:在校園中找尋特征地物點,用GPS定位,記錄每個特征點的經(jīng)緯度,然后在ENVI軟件中進行影像的注冊。GPS定位時注意避開高大的建筑物,在開闊地上進行。
對遙感圖像進行注冊時,控制點的數(shù)量盡可能多,并且盡可能的分布均勻,以保證精度,最后把注冊好的影像存為JPEG或Geo TIFF柵格數(shù)據(jù)格式。
2 基于GIS的專題圖的制作
地理信息系統(tǒng)軟件普遍支持多種格式的柵格數(shù)據(jù),在GIS軟件中打開已注冊的遙感影像。
2.1 遙感圖像的解譯和空間信息的提取
由于此遙感圖的分辨率較高,且接近于真彩色,學(xué)生對學(xué)校較熟悉,所以對圖像以目視解譯為主。首先對地物進行分類,可分為學(xué)生公寓,教學(xué)樓,家屬區(qū),主要道路,學(xué)校餐廳等,然后沿地物的邊界進行數(shù)字化。
2.2 信息收集
指導(dǎo)學(xué)生有目的地收集各地理要素的相關(guān)信息,如:家屬樓的單元號、樓層數(shù)、建筑結(jié)構(gòu)等信息;學(xué)生公寓的樓層數(shù)、入住人數(shù);道路的名稱等。同時指導(dǎo)學(xué)生用數(shù)碼相機拍攝可以反映地物特征的照片,利用圖像編輯軟件將照片格式另存為GIF格式。
在GIS中,矢量圖形與屬性數(shù)據(jù)庫是一一對應(yīng)的,在屬性數(shù)據(jù)庫中添加字段,將收集到的信息添加到屬性數(shù)據(jù)庫中。
部分GIS軟件支持多媒體信息的展示,如ArcGIS提供熱鏈接(hot link)功能。Hotlink先在屬性表中設(shè)置一個字段存放圖片等多媒體信息數(shù)據(jù)的地址,然后在themeproperties下設(shè)置hotlink的field等屬性,可以實現(xiàn)專題與照片對象的熱鏈接。一旦定義好熱鏈接之后,在地圖上點取一個要素符號,就立即會彈出進一步說明該要素的資料來。
2.4 專題地圖的制作
2.4.1 校園平面圖的制作
將圖層按照符號、線劃在上,面積色在下,最下層為底色的原則排列,根據(jù)圖層所反映的地物特點,定義每一個圖層的顯示樣式(邊框樣式、填充樣式、顏色樣式),利用label功能定義標注地物所用的字段,實現(xiàn)地物的自動標注,制成校園平面電子圖。
2.4.2 遙感專題圖的制作
將數(shù)字化的矢量圖形不顯示,僅對遙感圖上的要素進行文字標注,即形成校園遙感專題圖。
將電子圖進行必要的圖面設(shè)計與修飾,在GIS軟件的Layout中設(shè)定出圖比例尺即可打印輸出成紙質(zhì)地圖。
3 GPS定位技術(shù)的應(yīng)用
實習中,GPS技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)在兩點:第一,在注冊遙感圖像時使用GPS獲取地面控制點的坐標;第二,Google Earth所的影像一般不是最近期的,現(xiàn)勢性有些滯后,因此,需實地使用GPS測出地物的特征點,在GIS中進行增補。
4 結(jié)論
通過實習使學(xué)生能夠?qū)W會利用互聯(lián)網(wǎng)搜集遙感影像,并將其下載保存。掌握GPS的使用原理,使用方法。鞏固了遙感的基本原理,增強了目視解譯能力,鍛煉了遙感圖像處理軟件常用功能的操作和應(yīng)用能力,掌握了地理信息系統(tǒng)軟件的使用和專題圖的制作方法。
該實驗作為一門綜合性設(shè)計性實驗,一方面充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習興趣;另一方面也提高了學(xué)生的動手解決問題的能力,真正做到理論聯(lián)系實際,教學(xué)結(jié)合生產(chǎn)。這門實驗課在提高“3S”技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量的同時也深受學(xué)生的喜愛。
參考文獻
[1] 王東,趙忠賢.Google Earth使用詳解[J].工程地質(zhì)計算機應(yīng)用,2006,41(1):23-31.
[2] 唐東躍,熊助國,王金麗.Google Earth及其應(yīng)用展望[J].地理空間信息,2008,6(4):110-113.
[3] 朱超平,王海濱,周亮,等.如何利用Google Earth繪制校園平面圖――以湖北大學(xué)為例[J].湖北大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2008,30(1):93-96.
[4] 劉家興,蔡砥,鄭芷青.基于Google Earth的“地理野外實習基地”數(shù)字化教學(xué)模型研究[J].廣州大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2009,8(5):41-45.
[5] 李娟,郝志剛.基于Google Earth虛擬地球平臺的旅游規(guī)劃研究[J].國土資源遙感,2010,1:130-133.
[6] 郭仲樸,王金枝,韓麗麗.Google Earth和GPS在林業(yè)調(diào)查中的應(yīng)用[J].天津農(nóng)林科技,2010,2:34-35.
[7] 于冰,徐柱,劉國祥.Google Earth支持下校園真實感三維建模方法及應(yīng)用[J].測繪工程,2010,19(1):61-64.