农业院校遥感类课程教学改革模式探讨*

翟涌光

（内蒙古农业大学 水利与土木建筑工程学院，内蒙古 呼和浩特 010018）

遥感是当前对地观测最重要的技术手段之一，随着遥感传感器时间分辨率、空间分辨率和光谱分辨率的不断提高，获得的对地观测数据的种类越来越丰富、数量越来越多，“地球大数据”体系已经形成[1-2]。这使得遥感技术在资源环境、生态建设、城市规划、国土测绘、农业监测、灾害评估等领域发挥着极其重要的作用[3]。遥感技术的进步也推动了遥感教育事业的发展，截至目前，我国开设遥感科学与技术本科专业的高校超过50所，开设测绘工程本科专业的高校达150所，开设地理信息系统本科专业的高校达170所，一些农业类、地质类、土地资源类学科及专业也开设了相关遥感类课程，形成了多层次共存、多架构并行的遥感教育体系，遥感技术发展与遥感课程教育相互促进、共同发展[4]。

在当前地球大数据背景下，如何开展遥感类课程教学改革以加强前沿技术人才培养从而更好地服务于地球科学领域，是相关高校迫切需要思考和解决的问题[5]。为了满足社会经济发展对遥感类毕业生综合能力的需求，同时为了加强不同学科间的交叉与融合，很多高校相关专业设置了遥感原理与应用、遥感地质学、遥感概论、环境遥感等教学与实践课程，并开展各具特色的理论与实践教学改革，取得了巨大的成效[6-8]。

本文以内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院测绘工程专业开设的遥感原理与应用课程为例，探讨当前地球大数据背景下遥感类课程教学内容改革与体系建设存在的问题、相关改革措施的特色与亮点。

1 课程教学现状与存在的问题

遥感原理与应用是内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院测绘工程本科专业的核心课程，该专业已通过工程教育专业认证。在认证准备过程中，该课程已进行了初步的改革实验，取得了良好的效果。但纵观当前社会经济发展趋势，现有课程的教学及实践还不能很好地适应对应用复合型遥感人才的需求，这种现象存在于国内大部分高校的遥感课程教学及实践中，主要问题如下：

1.1 教学和实践内容明显滞后于遥感技术的快速发展

遥感是一门新兴的综合性学科，涉及航空航天、计算机技术、物理学、资源环境等众多学科[9]。得益于科技进步，遥感学科从卫星发射、数据接收、数据处理、信息提取及多学科应用等方面不断改进，但是相对应的遥感课程教材则更新缓慢，学生从教材中获取的知识点大多停留在五年甚至十年前，很多当时准确获取的信息或数据因失去其时效性而可能成为错误，难以在当前实际条件下应用。尽管教师能够及时更新自己的知识点，但无法系统地输送给学生，会导致学生所学理论知识明显脱离实际，无法满足学生对未来深造和工作发展的需求。换句话说，教学和实践内容与实际应用存在脱节现象，学生学习了教材知识，但仍然不知道如何应用和解决实际问题。

1.2 实习及实践教材欠缺

我校遥感课程选用的是武汉大学出版社出版的国家精品课程教材《遥感原理与应用》，但未有与之相匹配的实习及实践教材。当前遥感数据来源广泛、处理手段丰富、成果形式多样，同样的任务可以采用不同平台、不同数据、不同方法来实现，这对实习及实践教材提出了相当高的要求。因此，有必要基于我校的办学定位及当前的软硬件设施条件，综合考虑国内外主要遥感软件平台，例如ENVI、ERDAS、易康和PCI等，编写适合于我校实际情况的实习与实践教材。

1.3 考核评价模式单一

现阶段，遥感原理与应用课程仍然采用理论考试的传统考核评价模式。但显然，传统考核模式难以反映学生掌握遥感技术的真实水平，因为遥感技术是用来解决实际问题的，理论考试仅体现学生对于基本概念、基础理论知识的熟悉程度，如何将这些知识更好地应用于实际则难以通过理论考试来评价，这使得很多学生仅注重理论知识学习，全部精力放在如何获取较高的分数上，而忽视了为什么要学习这些知识。因此，有必要设计新的考核模式来综合评价学生对于遥感课程的掌握程度，包括考核学习能力、动手能力、科研能力和应用能力等，目的是让学生真正将所学到的专业知识运用起来去解决实际问题，而不仅仅是应付考试。

2 课程教学改革建议

2.1 加强课程理论性、实践性与前沿性的统一

遥感技术与应用是涵盖理论、技术和应用的综合性学科，课程设置时有必要考虑这三者的有机结合与互相渗透，确保理论性、实践性与前沿性相统一，形成完备的教学体系内容。在实际教学工作中，根据遥感领域的新动态及社会需求，及时丰富课程内容，调整和优化教学体系，适当采用目的明确的项目式教学，充分发挥和扩大我校测绘工程专业的优势，融入教师科研成果和本学科前沿性知识，不仅能够调动学生的学习热情、激发想象力，而且前沿性知识有助于提升学生创新思维能力、培养创新意识。

2.2 面向地球大数据发展需求的教学体系构建

在当前地球大数据背景下，达到工程教育专业认证建设要求的核心是深化教学及实践模式改革，提高教学及实践质量[10]。模式改革要实现传统课堂灌输方式向课堂启发方式的转变、由以往的知识课堂向当前的能力课堂转变，真正实现以学生为本，提高学生对于知识的渴望及自主学习能力[11]。笔者在该课程教学过程中，引入真实应用案例，让学生全方位立体式地感受遥感大数据、空间大数据、社会属性大数据和视频流等媒体大数据（如图1所示），了解不同类型大数据融合可能带来的社会成效，从传统的遥感数据处理转变为地球大数据融合多源其他类别大数据的综合服务与处理。此外，笔者尝试开展教学与科研互动教学模式，增强教学开放性，引导学生参与到科研项目中，提高学生对于学科热点问题的认知和实践能力，促进学生对于专业知识的渴望，从而提升教师教学水平和学生学习效率。鼓励学生自主申请科研项目或大学生创新创业项目，让学生根据自身兴趣来选择合适的实践课题，通过指导学生探索课题的研究思路和方法，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，为学生的长远发展打下坚实基础。

2.3 改革考核与评价机制

当前，该课程的理论考试已经难以有效反映教师的教学水平与学生的学习水平，这是因为遥感是一门实践性较强的课程，理论考试仅能体现基本概念、基础理论知识的掌握情况，而能否将所学理论知识用于解决实际问题则无法考核。学生面对理论考试时，也往往采用考前突击的方式，这不利于学生扎实地掌握所学知识。显然，该课程不能仅采用单一的理论考试，即平时成绩和期末试卷成绩来评价学生，而应该设计一套能够突出学生能力的考核与评价机制，笔者已经尝试开展多元化考核与评价机制，如图2所示。该多元化考核机制包括阶段性考核、实践专项考核、分组答辩考核和情景模拟考核，力图更加科学、合理地给出学生的课程成绩。四项考核在最终总成绩中的比重相同，各占25%。阶段性考核重点考察学生平时的学习情况、课堂听讲情况、作业完成情况及最终的理论考试情况。实践专项考核则是分解遥感原理与应用课程中的关键知识点，让学生从小问题、小环节入手，逐个击破重点难点。分组答辩考核，则是要求学生在课堂之外搜集与课程有关的资料，丰富学生的知识体系，通过PPT宣讲、知识问答、专题辩论等方式，将自己的知识分享给其他人，实现共同进步。情景模拟考核，则是一个综合性的遥感应用测试，要求学生针对特定的科研项目、生产任务或设计实验，制定一套完整的技术流程，初步获得所需结果，以此考察学生对整门课程的理解和掌握程度。这种多元化的考核机制很好地适应了当前社会经济发展对遥感类专业人才的需求，真正让考核成绩与学生能力关联起来，是一种有效的考核手段。

图2 多元化考核机制

3 结束语

遥感原理与应用作为一门有较强实践性特征的课程，在当前地球大数据背景下，对教学与实践内容都提出了更高的要求。通过该课程教学，学生不仅要具备完善的理论基础，而且还应掌握丰富的实践技术，从而提升解决不同行业或不同领域复杂实际问题的能力。针对上述要求，笔者开展了相关教学改革尝试，本文总结并探讨了该课程教学改革过程中发现的问题和采取的解决措施，从教材、教学内容、教学方法和考核模式等多角度分析了当前该课程需改进的地方，并结合内蒙古农业大学实际情况，提出了针对性的教学体系构建及多元化课程考核方式，经过实际操作，取得了良好的效果。近两年受疫情影响，线下课程开展遇到了前所未有的困难，在今后的教学改革过程中，会考虑进一步增加线上授课内容与资源，线上线下教学混合开展，将遥感原理与应用课程打造为省级甚至国家级精品课程。