遙感數(shù)字圖像處理實習課程教學改革探索

遙感數(shù)字圖像處理實習課程教學改革探究〔〕:

摘要：遙感數(shù)字圖像處理是地理信息科學專業(yè)的核心課程，作為該課程的后續(xù)理論課程，遙感數(shù)字圖像處理實習課程更側重于激發(fā)學生的興趣，進步學生的動手才能和創(chuàng)造性。本文針對該課程現(xiàn)存問題，結合多年教學經(jīng)歷，針對如何提升遙感數(shù)字圖像處理理論課程的本科教學效果提出一些淺見，以望能為該課程的改革提供一些參考。

關鍵詞：地理信息科學；遙感數(shù)字圖像處理；教學改革

本文引用格式：于文憑,馬明國,周廷剛.遙感數(shù)字圖像處理實習課程教學改革探究[J].教育現(xiàn)代化,2022,6(73):153-154.

隨著衛(wèi)星對地面觀測的日益頻繁，多源、多尺度衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)成為了構成地球大數(shù)據(jù)的重要局部【1】，促進人類對于世界的宏觀認知及模擬構建，且其已經(jīng)被廣泛用于全球氣候變換、自然災害監(jiān)測、環(huán)境保護、農(nóng)業(yè)管理、海洋調(diào)查、氣象預報等領域。因此迫切需要培養(yǎng)可以系統(tǒng)掌握遙感理論知識，能純熟處理遙感圖像和應用技能的人才。這也是1998年教育部新增的地理信息系統(tǒng)專業(yè)的培養(yǎng)重要目的，目前國內(nèi)已經(jīng)有140多所高校開設該專業(yè)【2】。經(jīng)過20余年的教學理論探究，遙感數(shù)字圖像處理已經(jīng)作為該專業(yè)的核心課程，在本科學生教學的知識構建中發(fā)揮著重要作用。

隨著遙感數(shù)字圖像處理課程的內(nèi)容的不斷更新和對培養(yǎng)學生理論才能的迫切需要，近幾年西南大學〔后文簡稱"我校";〕的地理信息科學專業(yè)已經(jīng)將遙感數(shù)字圖像處理理論課程單獨開設成一門課程"遙感數(shù)字圖像處理實習";，其作為遙感數(shù)字圖像處理理論課程的后續(xù)根底課程，以遙感圖像處理軟件ENVI軟件為處理平臺，培養(yǎng)學生結合遙感理論知識掌握遙感圖像處理的根本操作；引導學生理解遙感數(shù)字圖像處理在植被、生態(tài)、土壤、土地利用、資源環(huán)境監(jiān)測方面的根本處理過程。筆者從目前教學過程存在的問題入手，圍繞著如何進步這門理論性課程的教學質(zhì)量，優(yōu)化教學內(nèi)容和教學方法等方面，提出一系列改革的措施，為推進這門課程的教學提供參考。

一課程現(xiàn)狀及存在問題

遙感數(shù)字圖像處理實習課程需要培養(yǎng)學生具有系統(tǒng)的遙感圖像處理知識，純熟掌握遙感處理技術，并加深對遙感數(shù)字圖像處理技術的理解，進步應用遙感技術解決問題的才能。但現(xiàn)實的教學并沒完全到達效果，培養(yǎng)出的學生無法靈敏應用圖像處理技術，大大局限了學生探究創(chuàng)新的才能【3】。究其原因，重要有以下幾點：

〔一〕缺乏適宜的教材

目前國內(nèi)有很多適宜"遙感數(shù)字圖像處理";理論課程的教材，但對于與之匹配的理論課程并沒有給予足夠的重視,缺乏針對性的教材。因此，本門理論課程的參考教材多是基于某一種圖像處理軟件操作類書籍，側重于軟件操作和功能的介紹，內(nèi)容繁多，缺乏針對性和學科系統(tǒng)性，不利于教師講授，也嚴重影響學生對理論課程內(nèi)容的理解和掌握。

〔二〕講授方法比擬單一

基于傳統(tǒng)遙感數(shù)字圖像處理方法實習課程教學的方式方法，教師講授重點多側重于根本操作步驟，講授方法比擬單一，經(jīng)常忽略將詳細操作步驟和詳細參數(shù)設置，與理論課程的知識和原理結合，最終導致學生只盲目重復教師的操作步驟，缺乏對遙感數(shù)字圖像處理的感性認知，無法靈敏應用圖像處理軟件遙感對不同的數(shù)字圖像進展針對性的處理和應用。

〔三〕課程內(nèi)容以根本驗證性實驗性為主

目前我校本專業(yè)的遙感數(shù)字圖像處理實習課程的內(nèi)容設置見表1，從表可知課程內(nèi)容主要包括軟件介紹和根本操作、遙感圖像校正、圖像增強、和遙感圖像分類及制圖，而只有第四章的實驗內(nèi)容是綜合性的實驗，其他的實驗均是驗證性實驗。因此在本門課程的實驗體系中，驗證實驗的比例遠遠高于綜合性實行，因此，從實驗內(nèi)容的設計上，目前的課程內(nèi)容不利于學生的創(chuàng)新素質(zhì)和理論才能的培養(yǎng)。

〔四〕傳統(tǒng)的考核體系

我校本門課程的考核方式是以期末上機考試和平時考核按照70%和30%的比例分配，這種考核方式中明顯上機考試的占的比例比擬多。而期末考試往往是在有限的時間內(nèi)完成，因此，上機考試一般多側重于考核學生根本操作的才能，無法考核學生獨立解決綜合性問題的才能和創(chuàng)造性素質(zhì)【4】。

二改革詳細措施

針對目前遙感數(shù)字圖像實習課程的如今，筆者嘗試提出以下改善本課程教學效果的措施以供讀者參考：

〔一〕建立新的課程體系，并編寫針對性的課程教材

根據(jù)認知規(guī)律和遙感數(shù)字圖像處理實習課程的特點，突出理論課程的培養(yǎng)學生理論才能與創(chuàng)造力，需要更新本門課程目前的實驗課程體系，重組實驗課程，努力減少驗證性實驗的比例，設計由根底性實驗、綜合性實驗、研究創(chuàng)造性實驗組成的梯度實驗。新課程體系的順利施行需要編撰配套內(nèi)容的教材作為支撐，以保證新的課程體系下的教學質(zhì)量。新教材的內(nèi)容除了包括課程體系中安排的實驗內(nèi)容，還需要涵蓋由于課時安排無法安排到課程體系內(nèi)的驗證性實驗和創(chuàng)造性開放實驗，留給學生課后通過自學來進步自身的根本技能，同時為學有余力的同學預留足夠的才能擴展材料。

〔二〕豐富講授方法

在實驗課程的教學過程中，改變原有的由教師以講授式授課，學生盲目模擬的形式，采用多樣化的教學方法和手段，充分調(diào)動學生的積極性和學習能動性，變成一種師生互動，學生充分參與的新模型。尤其在綜合性和創(chuàng)造性實驗課程過程中，在實驗教室的教師教學管理系統(tǒng)的輔助下，教師可以綜合利用啟發(fā)式、問題式教學方法，由學生來設計詳細理論操作，并進展操作演示和講解，最后教師進展綜合。這種形式一方面讓教師快速理解學生根本知識和根本技能的掌握程度，另一方面可以激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生自主思維和創(chuàng)造性。

〔三〕確立新考核方式

根據(jù)培養(yǎng)目的，調(diào)整目前以考試為主的考核方式，確立新的遙感數(shù)字圖像處理實習課程的考核方式，最好以綜合性遙感應用大作業(yè)和實驗辯論的形式來開展，以便能充分考察學生根本技能，又可以培養(yǎng)學生獨立探究素養(yǎng)和團隊協(xié)作精神。同時，開放性的、綜合性的題目有利于學生發(fā)揮主觀能動性和創(chuàng)造性。

〔四〕開展編程才能拓展教學探究

地理信息科學專業(yè)的學生需要具有一定的編程才能，因此可以根據(jù)本專業(yè)的編程語言課程內(nèi)容安排，基于學生已經(jīng)學習的語言，比方python、IDL、MATLAB等，編寫一些圖像處理小程序來穩(wěn)固所學圖像處理的理論，加強學生對解決圖像處理實際問題的認識。同時作為課程拓展可以嘗試性為學生講授編寫代碼完成批量處理和可視化大量遙感數(shù)據(jù)的內(nèi)容，大大進步學生的處理遙感數(shù)據(jù)的技能和效率，為后續(xù)學生獨立解決基于遙感的現(xiàn)實問題、開展科學研究奠定技能根底【5】。

三結語

從地理信息系統(tǒng)專業(yè)的設立到今天的地理信息科學專業(yè)，經(jīng)過不斷探究，遙感數(shù)字圖像處理理論內(nèi)容在很多高校已經(jīng)單獨成為一門根底課程。開展至今，本門課程的教學質(zhì)量穩(wěn)步進步，學生普遍掌握圖像處理的根本技能。但培養(yǎng)的學生仍存在著欠缺獨立思維和創(chuàng)造性的問題，導致學生缺乏基于遙感數(shù)據(jù)獨立解決現(xiàn)實問題的才能，更無法參與或獨立開展科學研究。因此，本門實驗課程仍需從實驗課程體系、教材、教學方法、考核方式、編程才能拓展等多方面加強課程建立，進步遙感數(shù)字圖像處理實習課程的教學質(zhì)量。雖然本文提出了一些課程改革措施，并在實際的教學中獲得良好的效果。但遙感技術具有快速開展的特點，因此，如何不斷適應遙感技術的開展需要，培養(yǎng)高程度的遙感專業(yè)人才，仍需要本門課程的教師和從事遙感數(shù)字圖像處理研究的研究者在教學和科研過程中不斷推進。

參考文獻

【1】胡云鋒,商令杰,張千力，等.基于GEE平臺的1990年以來北京市土地變化格局及驅動機制分析.遙感技術與應用.2022,33(04):573-83.

【2】陳鋒銳,喬家君,閆衛(wèi)陽，等."遙感數(shù)字圖像處理";教學改革初探.計算機時代.2022(06):67-8+71.

【3】阿里木江-卡斯木."遙感數(shù)字圖像處理";課程教學改革探析.吉林省教育學院學報(上旬)./