《遙感原理及應用》課程「三段式教學法」探析
夏清1王衛紅1王志崗2
（1.西南科技大學，四川 綿陽 621010；2.四川科技職工大學礦業工程系，四川 成都 610101）
【摘要】基於遙感原理及應用課程的特點及教學目標，綜合多方面的因素的分析，提出了適合本課程進一步提高教學效果、改善教學質量的新的教學改革思路——三段式教學法，即：理論教學、實驗演練、校外實踐三個階段。該方法將理論與基礎實驗和綜合實踐應用結合在一起，這不僅有助於學生掌握遙感原理的基本知識，更加強了學生解決實際問題的能力，調動了學生學習的積極性。
關鍵詞 三段式；遙感；教學法
1理論教學階段
古人云：「授人以魚，僅供一飯之需，教人以漁，終身受用無窮。」老師傳授給學生的是「魚」還是「漁」，是每位任課老師必須首先要考慮的問題。理論知識學習是一切學習的基礎，在學習過程中，關鍵在於要讓學生能真正理解每個概念、每個理論的涵義，今後如何將理論知識加以運用，而不是讓他們僅僅停留在基本認知的階段。
《遙感原理及應用》課程，既是一門理論性、實用性很強的專業課程，具有應用的廣泛性和技術性的特點，同時，又包含嚴謹的物理數學理論，具有其抽象性和科學性的特點[1-2]。因此，在理論教學過程中不能是簡單的重複式教學，更不能以「說教式」的方式進行，而儘量以「問題驅動式基礎理論教學」為主,即，在理論知識講授的過程中儘可能將經典理論知識與案例相融合，將有針對性的案例展示給學生，並把案例中涉及的理論知識由淺入深、循序漸進的以問題形式引出，再由學生自行思考、討論，利用所學基本理論對案例所呈現的現象和問題進行分析和解釋。這樣不僅可達到鞏固和加深基礎理論知識的目的，而且，在學生討論的同時，也極大地調動了學生學習的積極性。例如：在講解遙感圖像處理時，針對不同的增強方法，其增強特點可結合具體的案例先由老師進行詳細分析，在分析過程中提出一些問題讓學生自己思考、討論，之後再進行總結每種方法的特點，讓學生加深理解，同時配套一些練習題，讓學生根據要求自行設計增強方法。
除了上述例子之外，對於課程中所涉及到的其他理論知識的講解，同樣要緊密結合教學內容，有針對性的選取相關案例，不追求多但要精，通過詳盡的分析講解，使學生不僅知其然，而且知其所以然，這樣才能更充分激起學生學習的積極性，營造一個師生相互配合、積極探討的教學氛圍[3]。正如前史丹福大學校長唐納德·甘迺迪所說:「在大學裡沒有任何比清晰而有效的交流更重要的技能需要傳授給學生,假如我們不把這當成貫穿整個課程的事情,那我們就並非在盡一個教師的職責。」的確，很多問題的提出都是通過交流而產生的，問題的深化同樣也是在交流中產生。
2實驗演練階段
實驗教學是理論教學的深化和補充，是學生通過理論與實踐的相結合來感悟抽象的理論知識的學習過程，要求突出基礎性與綜合性[4-5]。而在以往的教學中，對於實驗課程多以驗證性實驗為主，學生只是按部就班完成實驗內容，對於實驗的目的根本未能參透，更不用說綜合所學解決實際問題了，這樣既嚴重影響了教學質量，同時也降低了學生學習的積極性。
因此，結合上述特點，在實驗教學中，內容設計上要力求體現出「層層遞進式實踐教學」——即驗證性實驗、綜合性實驗和設計性實驗。驗證性實驗是基礎，綜合性實驗是對驗證性實驗的綜合應用，而設計性實驗是在綜合性實驗基礎上的提高。這樣既保證學生對基礎知識的把握，同時在理解和掌握基礎知識的基礎上能夠自行設計方案並進行綜合應用，使該課程的實驗環節形成一個多層次、系統的實踐教學體系，那麼學生在學生的過程中才會產生興趣，才能充分調動學生學習的積極性。例如：在綜合性實驗中，給定學生一幅高解析度遙感圖像，讓學生結合前面所學的理論知識，完成面向對象的城市綠地信息提取。這樣，可讓學生在掌握基本理論知識、相應軟體基本操作的基礎上，獨立完成對數據的預處理、數據的增強處理及數據的信息提取過程，將數據處理的整個流程全部都連貫起來進行綜合應用。通過這樣的處理流程，既加深了的學生對理論知識的理解，同時，又能將基礎理論連貫起來進行綜合應用。
對於設計性實驗，既要考察學生綜合應用的能力，同時，也要體現出學生的主觀能動性。因此，在設計性實驗中，可考慮給定相關條件，讓學生獨立設計完成此項目的設計思路。例如，給定學生不同時相的兩幅圖像，由學生自己設計方案，實現不同時相遙感信息的動態監測並對動態監測結果進行分析評價等等，學生可根據自己對課程掌握的情況靈活選擇適合自己的方法來實現。這樣，既培養了學生的獨立思考能力，又進一步調動了學生學習的積極性。
3校外實踐階段
加強實踐教學的建設和改革，既是提高綜合性人才培養質量的關鍵環節，也是當前教學改革與發展的重中之重[5-6]。理論是基礎，實踐是目的，但不能僅僅局限在十幾個學時的實驗課程，要培養出真正的綜合性人才，在這個階段可分兩步走，第一步，採用項目促進式實踐教學。當然，面對數量眾多的學生，僅靠任課老師的項目畢竟有限，而且有時也可能與用人單位的實際需求還有些脫節。因此，結合上述特點，在校外實踐階段， 主要以「項目式促進式實踐教學」為主。而聯合辦學是本專業加強校外實踐階段所採用的主要手段，也是學生將理論與實踐聯繫起來提升運用的最好學習場地。目前，與本校遙感相關的實習基地已有3個並切實發揮了其作用。近兩年來，先後有幾十名學生在實習基地進行畢業實習，其中有十幾名學生在實習基地就業。
第二步，整合校內已有資源。藉助校內已有的數據採集及處理設備，著重培養學生的綜合能力，包括對數據的採集、數據處理、圖像信息提取以及成圖等，內容涵蓋了該門課程中所涉及到的重要知識點和操作。
目前，本校GIS專業實驗室已購買有光譜儀，這讓學生可切身體會到實際地物光譜與影像上相應地物光譜之間的聯繫，對比它們的特點，構建地物光譜庫。另外，本實驗室也購買有遙感圖像處理軟體ENVI，學校也購買有德國Z+F公司IMAGER 5010三維雷射掃描儀和相關的數據處理軟體Geomagic Studio，這為今後的研究所涉及的數據獲取和數據處理提供了支持。這些都為學生實踐的順利展開提供了保障。
4結論
三段式教學法的合理設計，擺脫了傳統的「說教式」教學模式，優化了教學過程，讓教師的「教學」向「導學」的方向轉變，使學生在學習的過程中充分體現出了學生學習的主體地位，激活了學生的思維，激發了學生學習的興趣，使學生在鞏固所學知識的基礎上懂得將理論付諸於實踐，在實踐中深化理論，能夠舉一反三，真正理解將理論與實踐結合起來的真諦。實踐證明：該方法不僅有助於學生掌握遙感原理的基本知識，更加強了學生解決實際問題的能力，調動了學生學習的積極性。
參考文獻
［1］趙銀娣.遙感原理與應用課程教學改革探析[J].中國成人教育,2008,10.
［2］鄭文武.GIS專業遙感課程實踐教學體系研究[J].中國電力教育,2011(7):132-133.
［3］朱慶華.選修課「文學名著鑑賞」的三段式教學方法探析[J].中國大學教學,2011(4):60-62.
［4］閔愛蓮,張翠.遙感應用實驗教學中心開放式建設的探索與實踐[J].實驗室科學,2011,14(6):156-158.
［5］張安定,衣華鵬,崔青春.遙感原理研究性教學的探索與實踐[J].測繪通報,2005,12:59-61.
［6］孫志群,張飛.遙感地學分析課程教學方法研究[J].教育教學論壇,2013(30):130-131.
［責任編輯：鄧麗麗］
夏清1王衛紅1王志崗2
（1.西南科技大學，四川 綿陽 621010；2.四川科技職工大學礦業工程系，四川 成都 610101）
【摘要】基於遙感原理及應用課程的特點及教學目標，綜合多方面的因素的分析，提出了適合本課程進一步提高教學效果、改善教學質量的新的教學改革思路——三段式教學法，即：理論教學、實驗演練、校外實踐三個階段。該方法將理論與基礎實驗和綜合實踐應用結合在一起，這不僅有助於學生掌握遙感原理的基本知識，更加強了學生解決實際問題的能力，調動了學生學習的積極性。
關鍵詞 三段式；遙感；教學法
1理論教學階段
古人云：「授人以魚，僅供一飯之需，教人以漁，終身受用無窮。」老師傳授給學生的是「魚」還是「漁」，是每位任課老師必須首先要考慮的問題。理論知識學習是一切學習的基礎，在學習過程中，關鍵在於要讓學生能真正理解每個概念、每個理論的涵義，今後如何將理論知識加以運用，而不是讓他們僅僅停留在基本認知的階段。
《遙感原理及應用》課程，既是一門理論性、實用性很強的專業課程，具有應用的廣泛性和技術性的特點，同時，又包含嚴謹的物理數學理論，具有其抽象性和科學性的特點[1-2]。因此，在理論教學過程中不能是簡單的重複式教學，更不能以「說教式」的方式進行，而儘量以「問題驅動式基礎理論教學」為主,即，在理論知識講授的過程中儘可能將經典理論知識與案例相融合，將有針對性的案例展示給學生，並把案例中涉及的理論知識由淺入深、循序漸進的以問題形式引出，再由學生自行思考、討論，利用所學基本理論對案例所呈現的現象和問題進行分析和解釋。這樣不僅可達到鞏固和加深基礎理論知識的目的，而且，在學生討論的同時，也極大地調動了學生學習的積極性。例如：在講解遙感圖像處理時，針對不同的增強方法，其增強特點可結合具體的案例先由老師進行詳細分析，在分析過程中提出一些問題讓學生自己思考、討論，之後再進行總結每種方法的特點，讓學生加深理解，同時配套一些練習題，讓學生根據要求自行設計增強方法。
除了上述例子之外，對於課程中所涉及到的其他理論知識的講解，同樣要緊密結合教學內容，有針對性的選取相關案例，不追求多但要精，通過詳盡的分析講解，使學生不僅知其然，而且知其所以然，這樣才能更充分激起學生學習的積極性，營造一個師生相互配合、積極探討的教學氛圍[3]。正如前史丹福大學校長唐納德·甘迺迪所說:「在大學裡沒有任何比清晰而有效的交流更重要的技能需要傳授給學生,假如我們不把這當成貫穿整個課程的事情,那我們就並非在盡一個教師的職責。」的確，很多問題的提出都是通過交流而產生的，問題的深化同樣也是在交流中產生。
2實驗演練階段
實驗教學是理論教學的深化和補充，是學生通過理論與實踐的相結合來感悟抽象的理論知識的學習過程，要求突出基礎性與綜合性[4-5]。而在以往的教學中，對於實驗課程多以驗證性實驗為主，學生只是按部就班完成實驗內容，對於實驗的目的根本未能參透，更不用說綜合所學解決實際問題了，這樣既嚴重影響了教學質量，同時也降低了學生學習的積極性。
因此，結合上述特點，在實驗教學中，內容設計上要力求體現出「層層遞進式實踐教學」——即驗證性實驗、綜合性實驗和設計性實驗。驗證性實驗是基礎，綜合性實驗是對驗證性實驗的綜合應用，而設計性實驗是在綜合性實驗基礎上的提高。這樣既保證學生對基礎知識的把握，同時在理解和掌握基礎知識的基礎上能夠自行設計方案並進行綜合應用，使該課程的實驗環節形成一個多層次、系統的實踐教學體系，那麼學生在學生的過程中才會產生興趣，才能充分調動學生學習的積極性。例如：在綜合性實驗中，給定學生一幅高解析度遙感圖像，讓學生結合前面所學的理論知識，完成面向對象的城市綠地信息提取。這樣，可讓學生在掌握基本理論知識、相應軟體基本操作的基礎上，獨立完成對數據的預處理、數據的增強處理及數據的信息提取過程，將數據處理的整個流程全部都連貫起來進行綜合應用。通過這樣的處理流程，既加深了的學生對理論知識的理解，同時，又能將基礎理論連貫起來進行綜合應用。
對於設計性實驗，既要考察學生綜合應用的能力，同時，也要體現出學生的主觀能動性。因此，在設計性實驗中，可考慮給定相關條件，讓學生獨立設計完成此項目的設計思路。例如，給定學生不同時相的兩幅圖像，由學生自己設計方案，實現不同時相遙感信息的動態監測並對動態監測結果進行分析評價等等，學生可根據自己對課程掌握的情況靈活選擇適合自己的方法來實現。這樣，既培養了學生的獨立思考能力，又進一步調動了學生學習的積極性。
3校外實踐階段
加強實踐教學的建設和改革，既是提高綜合性人才培養質量的關鍵環節，也是當前教學改革與發展的重中之重[5-6]。理論是基礎，實踐是目的，但不能僅僅局限在十幾個學時的實驗課程，要培養出真正的綜合性人才，在這個階段可分兩步走，第一步，採用項目促進式實踐教學。當然，面對數量眾多的學生，僅靠任課老師的項目畢竟有限，而且有時也可能與用人單位的實際需求還有些脫節。因此，結合上述特點，在校外實踐階段， 主要以「項目式促進式實踐教學」為主。而聯合辦學是本專業加強校外實踐階段所採用的主要手段，也是學生將理論與實踐聯繫起來提升運用的最好學習場地。目前，與本校遙感相關的實習基地已有3個並切實發揮了其作用。近兩年來，先後有幾十名學生在實習基地進行畢業實習，其中有十幾名學生在實習基地就業。
第二步，整合校內已有資源。藉助校內已有的數據採集及處理設備，著重培養學生的綜合能力，包括對數據的採集、數據處理、圖像信息提取以及成圖等，內容涵蓋了該門課程中所涉及到的重要知識點和操作。
目前，本校GIS專業實驗室已購買有光譜儀，這讓學生可切身體會到實際地物光譜與影像上相應地物光譜之間的聯繫，對比它們的特點，構建地物光譜庫。另外，本實驗室也購買有遙感圖像處理軟體ENVI，學校也購買有德國Z+F公司IMAGER 5010三維雷射掃描儀和相關的數據處理軟體Geomagic Studio，這為今後的研究所涉及的數據獲取和數據處理提供了支持。這些都為學生實踐的順利展開提供了保障。
4結論
三段式教學法的合理設計，擺脫了傳統的「說教式」教學模式，優化了教學過程，讓教師的「教學」向「導學」的方向轉變，使學生在學習的過程中充分體現出了學生學習的主體地位，激活了學生的思維，激發了學生學習的興趣，使學生在鞏固所學知識的基礎上懂得將理論付諸於實踐，在實踐中深化理論，能夠舉一反三，真正理解將理論與實踐結合起來的真諦。實踐證明：該方法不僅有助於學生掌握遙感原理的基本知識，更加強了學生解決實際問題的能力，調動了學生學習的積極性。
參考文獻
［1］趙銀娣.遙感原理與應用課程教學改革探析[J].中國成人教育,2008,10.
［2］鄭文武.GIS專業遙感課程實踐教學體系研究[J].中國電力教育,2011(7):132-133.
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［4］閔愛蓮,張翠.遙感應用實驗教學中心開放式建設的探索與實踐[J].實驗室科學,2011,14(6):156-158.
［5］張安定,衣華鵬,崔青春.遙感原理研究性教學的探索與實踐[J].測繪通報,2005,12:59-61.
［6］孫志群,張飛.遙感地學分析課程教學方法研究[J].教育教學論壇,2013(30):130-131.
［責任編輯：鄧麗麗］
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