土地资源管理专业遥感课程教改实践与探索

土地资源管理专业遥感课程教改实践与探索

于淑玲,,蔡为民，王越,,贾丽霞

天津工业大学 环境科学与工程学院, 天津 300387

摘要：针对土地资源管理专业培养目标和遥感技术特点，从改进教学内容、转变教学方法和提高学生实践创新能力等方面探索遥感课程在土地资源管理专业中的教改新思路，提出在教学内容上应增加遥感应用教学比重，实时更新前沿教学内容，在教学方法上应采用多媒体教学、翻转课堂以及构建多元化考核体系，培养学生的软件操作、野外实习实践和科研能力，从而提高遥感课程教学质量、培养学生利用遥感技术解决实际问题的能力，为高等院校土地资源管理专业学生遥感课程教学改革和遥感技能培养提供借鉴和参考。

关键词：遥感；土地资源管理；教学改革；实践教学；教学模式

土地资源管理是中国普通高等学校本科专业，该专业培养学生掌握土地管理方面的基本理论和基本知识，主要包括经济学、资源学、土地管理等方面的基本理论知识，以及测量和制图等基本技能，进行土地资源调查、土地评估、土地利用规划、地籍管理等训练[1]。遥感作为一种可快速监测与跟踪地表动态变化信息的重要技术，在土地资源管理中的土地资源调查、土地利用动态监测和环境监测等方面有着普遍的应用，因此各高校将遥感课程列为土地资源管理本科专业的一门必修课[2]。

现有遥感课程的授课方式还存在以教师讲授为主的填鸭式教学方式，这就导致由于课时有限而使学生缺乏独立思考的时间，学生兴趣降低，不利于理论知识的消化吸收。多数院校对土地资源管理专业遥感课程的讲授主要侧重在理论知识方面，对实践教学相对薄弱，导致学生对所学理论知识的理解浮于表面，出现学完理论知识不知道如何应用的问题，制约了学生的遥感技术应用能力。因此，本文结合土地资源管理专业遥感课程的授课情况和教学实践，针对以上教学过程所存在的问题，将遥感课程教学与土地资源管理人才需求有机结合起来，从教学内容、教学方法和手段优化等方面对该课程教学进行探索和改革，以实现更好的教学效果和目标，提高学生利用遥感技术解决土地资源调查及规划和评估等实际问题的能力。

1遥感课程教学内容的改革

1.1合理选择教材，明确目标定位

选择一本合适的教材对合理设计教学内容至关重要，也是遥感教学首先要解决的问题[3]。当前针对遥感课程存在不同的教材，这些教材难易程度不同，侧重点不同，有的教材偏重理论方法，有的偏重应用；偏重理论方法的教材中通常理论模型较多，这种教材容易让学生对遥感望而生畏，尤其对于数学和物理基础相对薄弱的文科生，容易打击学生学习遥感课程的信心和兴趣。土地资源管理专业的遥感课程注重培养学生利用遥感技术对土地资源进行监测、评估和管理的能力，因此本课程适宜选取侧重于应用的教材。同时，选取适宜的实习教材，遥感实习教材种类较多，主要是针对不同的遥感教学软件，包括Idrisi、ERDAS、PCI和ENVI等遥感软件。考虑到软件的可操作性、实用性和开发的灵活性，可选取ENVI软件的操作实习来满足实践教学的需要。而当前遥感实习实践教材欠缺，实习实践课主要以教师讲授和分享的资料为主，给学生的学习带来了一定的困难。因此，有必要为实习实践课配备教材，如《ENVI遥感图像处理方法》等。

遥感课程内容较多，在学时有限的情况下，明确教学目标有利于课程的讲授和学生对关键内容的掌握。本课程旨在向学生介绍遥感技术的基本原理、使学生掌握常用遥感数据的特征和应用、信息提取的方法，了解遥感信息的应用；本课程以遥感技术过程为主线，以遥感电磁辐射理论为基础，让学生掌握传感器及其成像方式、遥感平台、遥感图像的存储、遥感图像的几何处理和辐射处理、图像判读与解译、遥感应用等几个方面内容。并且在遥感图像获取-遥感图像处理-遥感图像判读、分类及后处理-遥感应用教学内容部分，相应的设置实习实践课程；最后则以天津滨海湿地的变化为背景，围绕土地利用变化监测、滨海湿地损失以及围填海对滨海湿地的占用评估等主题进行应用实例教学，重在提高学生利用遥感技术解决实际问题的能力和兴趣。

1.2更新教学内容，拓宽学科交叉

随着科技的发展，遥感技术也在不断更新，新技术、新方法和新的研究领域也在不断出现，因此在教学过程中应不断对现有教材内容进行更新，使学生能够掌握遥感技术中的最新应用和最新动态，解决教材内容存在的时间滞后性，也能够增加学生应对未来就业中用人单位对其所需求前沿需求的能力。主要通过不断跟进本学科重要研究机构和重要科技期刊（包括遥感学报、地理学报和Remote Sensing of Environment等）的相关研究前沿，并将相关研究进展融入到课程设计中，不断更新和补充教学内容，使教学内容具有前瞻性。

在遥感课程的教学中注意吸收相应的科研项目成果，使学生了解遥感在交叉学科中的实际应用。另外，主讲教师还可适当的分享一些学术会议信息，随着网络会议的不断增多和盛行，学生不离校园即可听到一些前沿学术讲座已成为可能，如全国生态学大会和中国环境地学分会等都有着遥感在不同研究领域中应用的学术报告，可以突出强调遥感理论和技术在相关领域中的关键作用。这样安排教学内容，既可以突出本课程的重点，避免教学内容的重复，又可保证教学质量，提高教学效果。为学生毕业后从事相关的工作和备考本学科或跨学科研究生打下良好基础，指明了努力的方向。

2教学手段和方法的创新

2.1使用多媒体教学，增强理论知识的理解

遥感课程包含大量的遥感图像信息以及具有理论性繁杂和实践性较强的特点，采用多媒体教学可大大提高教学效果，增强学生对相关概念的理解。遥感课程内容较多，使用多媒体教学通过演示课件，使授课方式变得方便、快捷，从而可以节省教师授课时的板书时间，从而使板书可用来进一步作公式推导或课程主要内容框架提取，提高了教学效率。多媒体教学还可综合应用文字、图片、动画和视频等资料来进行教学活动，使应用普通教学手段难以讲清楚，甚至无法讲清楚的知识重点、难点，直观而形象的将遥感课程中的一些抽象难懂的知识变得更加直观更形象。

2.2借助翻转课堂，强化师生互动

翻转课堂是指重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。积极运用启发式、探究式、讨论式教学方法及超星学习通等现代化教学工具，强化师生互动，增强学生学习的主动性与积极性，尤其在应对疫情期间只能上网课的形势，翻转课堂为提高网课教学效果具有重要作用。课前可在“超星学习通”[4]上发布与教学内容相关的视频和资料供学生自学，并设置相应问题供学生回答，以检查学生预习的质量，学生能在网络上与别的同学讨论，能在任何时候去查阅需要的材料。在课中，教师可利用上课时间进行分小组讨论、学生汇报和教师导向式精讲，提高课程教学的趣味性，增加学生参与学习的主动性和积极性。并且在课后通过超星学习通给学生布置课后作业以及分享相关科技论文，补充、完善和强化对知识点的理解和掌握。如在植被光谱特征的讲授中，可在超星学习通上分享基于全色和多光谱等常用遥感卫星数据，呈现不同植被类型、以及不同植被的生长阶段和状况的遥感图像差异，让学生自己去发现问题，并查阅出现这种差异的原因，从而增强学生对“同谱异物”和“同物异谱”遥感知识的理解和掌握。

2.3构建多元化考核体系

    为了衡量学生对遥感课程知识的掌握情况，也为了监督学生的学习，应构建多元化的考核体系。传统的考核方式主要以期末考试为主要形式，导致出现较多学生平时学习不努力，考前突击以及考试作弊等现象，达不到理想的教学效果，因此应增加理论环节课堂提问、讨论、以及实践环节的软件操作和科研能力考核。考核比重可设置为期末成绩占50%，课堂回答问题和考前占10%，超星学习通课前预习和课后作业占10%，上机软件操作占10%，野外实验报告占10%，科研项目设计报告占10%。通过以上考核体系的多元化，使学生上课听讲的纪律和专注度大大提高，也更加注重野外实验观测、软件操作以及科研项目设计等实践环节，增加学生的成就感和专业学习的兴趣和热情，同时也为学生的毕业设计及科研立项的工作奠定基础。

3实践创新能力的培养

3.1增强课堂练习和软件操作实习

课堂练习除了要给予学生示范性的讲解，还要留出操作时间供学生练习。课堂练习可以帮助教师及时了解学生对本堂课理论知识点的理解、接受的基本情况，并且通过教学实例的讲解，也可加深学生对理论知识的理解和验证。如在讲授遥感图像彩色合成时，让学生通过自己操作练习对真彩色和假彩色合成影像进行验证，帮助学生更好的理解相关概念，也可引导学生对如何根据实际应用目的对遥感图像进行合成处理。课堂练习也可以帮助学生及时地了解自己有没有达到学习要求，有些问题在听课时还不容易暴露，通过课堂练习，学习的效果如何马上就暴露出来。

在课堂中增加遥感软件的演示教学和软件操作实习，可以将遥感图像几何矫正、遥感图像辐射处理以及遥感图像解译等理论及方法用图像的操作形式直观表达，激发学生的学习兴趣。学生掌握数据的来源方法也很重要，演练的数据可广泛应用国家地理空间数据云、国家地球系统科学数据共享平台和国际科学数据服务平台等网络资料，介绍不同数据的下载方法，增强学生的科学精神。同时，ENVI软件具有强大的交互式数据处理开发语言IDL，因此其不但具有强大的分析和可视化功能，还具有一定的扩展开发功能，能够非常方便的为ENVI添加新的功能和算法。因此在ENVI软件操作教学过程中，可增加利用IDL编写命令调用ENVI函数的实例教学，使学生了解软件操作的本质。

3.2注重实验教学，增强学生技能训练

遥感课程是实验性与理论性并重的学科，实验教学对于保证遥感课程教学的成效性、技术性、综合性和基础性具有重要意义，对于培养学生的实践动手能力，发现基础科学问题具有积极的重要作用。因此在遥感课程的教学中，我们在学生掌握了一定的遥感理论知识和土地资源基础理论知识和计算机技能后，可适当的进行一些实验设计，如地物光谱野外测量，使学生了解地物光谱野外测量的基本思想以及注意事项，让学生能够理解并掌握典型地物的反射波谱特性。同时实验教学有助于提高学生的学习兴趣，缓解学生对传统教学方式产生的疲劳感。而这也就对教学设备提出了更高的要求，需要加强遥感相关仪器设备的购置和实验室的改造，如便携式野外光谱仪、水体剖面光谱仪、具有实时动态测量仪和多光谱相机的无人机等，并购置能够用于处理海量遥感数据的大型服务器系统等设备。

3.3提供舞台，提高学生科研能力

实践教学环节对培养学生的创新思维和科研能力等方面具有重要作用，为了进一步强化学生运用遥感技术和专业知识解决实际问题的能力，还需要带领学生参加各种形式的科研实践活动。科研活动的形式可以包括参与主讲教师科研项目、大学生创新创业项目、全国节能减排竞赛等。为学生提供展现自己的舞台，将学生分成不同的几个兴趣小组，如滨海湿地面积变化组、滨海湿地植被变化组、滨海湿地水体变化组以及滨海湿地碳储量变化组等，要求学生小组完成遥感图像解译、数据资料的查找、设计实验方案、分析数据、制定技术路线、对结果进行分析和讨论、撰写研究报告等工作，最后以小组为单位进行汇报，从而增强学生综合分析问题的能力，也使学生熟悉科研中的基本方法和学术思路，同时也锻炼了学生的语言表达能力，激发学生自主探索的热情。

4结语

随着遥感技术的快速发展和人们对空间探测需求的增加，以及遥感在资源环境应用领域中的地位和作用，对遥感教学提出了更高的要求。本文针对土地资源管理专业开始遥感课程的需求，将遥感课程教学与土地资源管理的人才需求有机结合起来，以提高学生学习质量和增强学生实践能力、研究能力和创新能力为目标。本文对满足社会对遥感应用创新人才的需求，探索适合遥感学科发展特点的教学新思路和新方法，以进一步完善教学体系具有重要意义。

参考文献：

[1]李会杰, 李艳, 刘玉红, 孙敬克. 应用型本科院校土地资源管理专业人才培养目标定位探析[J].大学教育, 2021(12): 79-81.

[2]隋瑜, 徐泮林, 谷彦斐. 基于遥感数据的土地资源分类方法比较研究[J]. 测绘与空间地理信息, 2021(2): 107-110.

[3]张彦丽, 李泽湖. 资环专业《遥感》课程创新教学探索[J].地理空间信息,2014(3):169-171.

[4]杨国华. 基于学习通的理论力学混合式翻转课堂教学模式探索[J]. 科技视界, 2021(32): 65-66.

作者简介：于淑玲（1988-），女，汉族，黑龙江省绥化人，博士，助理研究员，研究方向：湿地保护与可持续发展