遥感科学与技术培养方案

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇遥感科学与技术培养方案范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

遥感科学与技术培养方案范文第1篇

关键词 遥感概论 教学策略 地理师范生

中图分类号：G424 文献标识码：A

0 引言

遥感概论是系统介绍遥感技术系统基本原理和方法的基础课程，其融合理论性、技术性和实践性的特点，在我国高等教育中，不仅是地理科学、地理信息科学、测绘科学等学科专业的核心基础课程，同时，在地理师范生教学体系中，尤其在推行免费师范生教育政策的六所部属高校的地理教学中，也是重要的基础理论课程之一。

随着我国对专业教师培养力度的加大，高等教育地理师范专业的培养方案趋于科学和规范。作为培养方案中的基础课程，遥感概论课程成为越来越多的地理师范生要面对的课程，以笔者所在的陕西师范大学旅游与环境学院的地理免费师范生为例，每年约有250个地理师范生要学习该课程，不仅要学，还要学好。然而，在该课程的实践教学过程中，由于地理师范专业的特殊性，笔者发现还存在诸多问题，极大地困扰着地理师范专业学生对遥感概论课程核心知识的理解与掌握，成为提高地理师范学科教育质量所亟待解决的问题。

1 遥感概论课程的“教”与地理师范生在“学”中存在问题

按照地理师范生教学大纲要求，该门课程需要学生掌握遥感的基本概念和基础理论，能力培养方面则要求了解并掌握遥感信息处理的基本原理和方法。然而，该学科是一门学科融合和交叉很强的学科，涉及测绘科学、空间信息科学、电子科学、物理学、计算机科学以及其他学科的相关知识。在针对师范生授课时，其教学内容和授课方式有别于传统的地理基础课程，在实际课堂教学过程中，笔者发现在教与学之间，存在诸多矛盾，诸如：学科交叉融合所形成的知识点众多与地理师范生基础知识储备不足的矛盾、学科知识体系与学生兴趣点不对接的矛盾、遵从科研实践案例引导教学还是遵从模式化课程体系引导教学的矛盾、海量遥感影像信息与单一课堂呈现模式的矛盾以及教学内容与师范生工作实践脱节的矛盾。

针对以上问题，笔者与学生积极互动交流，并通过抽样调查的方式，总结出针对以上矛盾的可行性较强的解决方案，以供参考。

2 解决方案探讨

2.1 深入浅出，教学初期避免提及过多专业术语

对于地理信息系统（GIS）专业学生而言，遥感概论课程的学习是建立在已经接受地图学、地理信息系统基本原理等基础课程学习的基础上的，教师使用专业术语有助于提高教学效率和增加专业素养培训。然而，在面对地理师范专业学生教授遥感概论课程时，很多的GIS专业老师忽略了知识储备层面上的差异，在教学初期，使用了大量的GIS行业术语，诸如：栅格数据、数据格式、解译等师范专业学生在日常所接触不多的术语，从而造成学生在知识理解上出现困难，产生学科交叉融合所形成的知识点众多，与地理师范生基础知识储备不足的矛盾。在与学生沟通时，很多学生均提到这一矛盾。鉴于此，希望教师在该课程授课初期，尽量避免提及大量的GIS行业的专业术语，在不可避免提到时，应尽量按照学生熟悉的理解方式，进行详尽深入的阐释，加强教学初期学生对专业术语的理解。调研结果显示超过95%的学生认可该看法。

2.2 注重PBL（Problem Based Learning）教学模式的应用，用实际问题激发学生学习兴趣

即使是GIS专业学生，在初次接触遥感概论课程时，最渴望获得解答的问题是遥感技术在实际生产生活应用和科学研究活动中，能解决什么问题。这一问题在针对师范生授课时，更加突出。如果教师不能合理地将解决问题的方法和原理告知学生，学生会失去对该学科的学习兴趣，从而出现学科知识体系与学生兴趣点不对接的矛盾。例如，对于地形起伏引起的像点位移问题，虽然经过原理解析和几何结算，但很多学生仍然存在困惑。笔者引入了在拍大头照和照镜子发现影像存在误差的生活小细节进行类比，起到了很好的教学效果。调研结果显示超过93%的学生认可该方法。

2.3 注重多媒体教学方法的使用，利用现代信息技术展示直观的数字遥感成果

遥感技术作为GIS学科中的数据采集模块，在教学过程中涉及大量的遥感影像数据，例如对于高光谱遥感原理的讲解，文字的描述显得极为乏力。因此，传统的教学手段不能很好地展示教学内容，这就要求教师必须熟练使用现代多媒体教学手段，通过数字化、全方位、立体化的展示，增加学生对遥感技术的理解和掌握。调研结果显示，几乎全部学生认可多媒体的使用。

2.4 注重科研反哺教学实践，灵活使用科研项目引导课堂教学方法

教学实践如若过分遵从模式化课程体系引导，势必会造成学生学习目的性丧失、盲从的结果。如果结合教师所从事的科研项目，按照科研项目引导教学的方式，在该课程教学中能收到很好的教学效果。笔者在实践教学中，进行了初步实验。针对在对归一化植被指数（NDVI）讲解时，结合自己的科研经历，向学生们详细讲解了如何利用该指数进行大规模的农作物估产，使学生认识到原理在实践中的应用，调研结果显示，超过85%的学生对该方式接受或认可。

2.5 寓“教”于学，注重学生教学技能的熏陶

地理师范生与GIS行业学生最大的不同，是大部分学生毕业后从事中小学的地理教学工作而非从事GIS工程或科研，从而产生教学内容与师范生工作实践脱节的问题。针对这一问题，笔者在课堂上尝试尽可能利用遥感原理去解释中学地理教材中的基本理论。例如，通过动态气象卫星数据监测洋流变化、通过热红外影像解释城市的热岛效应等，尽可能地顾及师范生的工作实践需求。调研结果显示，超过90%的学生对该方式接受或认可。

项目来源：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（GK 201102012）；江苏高校优势学科建设工程资助项目

参考文献

[1] 张国伟，赖绍聪.深化地学教学改革的探讨[J].中国大学教学，2009.12.

[2] 汪闽，汤国安.高校地理信息系统专业“空间数据挖掘”本科教学初探[J].高等理科教育，2009.6.

遥感科学与技术培养方案范文第2篇

当我们怀着这样一种感情走近方俊永、走进他的科研世界时，我们原本以为足够宽广的视野顿时显得狭促了。

这位年轻的科学家有着爽朗的性格、流畅的思维，与他的谈话，像是一次前所未有之广阔的旅行。

发轫航空遥感

1999年9月，方俊永开始北京理工大学光学工程专业的博士研究生生涯。从那时起，他的角色就由求学的学生转换为进行科学探索的研究者，在导师赵达尊教授的指导下，方俊永开始进行“层析成像光谱技术及其图像重建”的研究，由此开启了航空遥感领域的大门。

如果说博士论文的工作算方俊永开始从理论和算法方面与航空遥感进行“软接触”的话，2003年方俊永进入中国科学院遥感应用研究所（现中国科学院遥感与数字地球研究所）开展的博士后工作，就是实打实的“硬接触”了。

在博士后研究工作中，他遇到了合作导师――童庆禧院士，这位我国遥感技术和应用领域的最早开拓者之一的科学家。如果说遇到一位科研前辈的指点算幸运，那方俊永无疑是幸运儿。在开展合作的第一个课题研制大面阵多高光谱兼容型数字相机系统时，他又得到中国红外和遥感技术专家薛永祺院士的指导。能够得到两位院士的指导，方俊永直言背负的压力比较大，但同时又感到动力满满，特别是两位院士平易近人的性格和专业上的悉心指导，让方俊永很快进入工作状态。同时，方俊永科研上的潜质也得到两位院士的赞赏和认可。

21世纪初期，大面阵的CCD成像器件还属于限制进口的关键器件，两位院士就抽出宝贵的时间与方俊永一起进行器件和相机厂家调研、设计方案讨论，特别是薛院士就相机采集控制部分给出了非常具体的实施实例供他和同事们使用参考。经过一年多的研制开发，多模态数字相机（MADC）I型样机终于在2005年进行了直升机的搭载飞行试验，获得了预期的高质量航空数字影像。MADCI型虽然整体外观略显粗糙，但能够实现宽视场、前后倾斜多角度、多光谱等成像模态，在国内尚属首例。

在随后的几年当中，在童院士和薛院士的共同指导下，方俊永继续承担了中科院、北京市科委、大科学工程等多项科研装备研制项目，如“稳定平台与像移补偿系统”、“地面成像光谱辐射计研制”、“高性能航空光学遥感器的研制”、“面向矿产资源勘查的地面/机载短波成像光谱仪关键技术研究”、“多模态数字相机”等。在这些项目研制过程中，两位院士的高瞻远瞩以及对总体方案的把握等对项目的顺利实施完成奠定了坚实的基础。每每谈起两位院士的亲身指导，方俊永仍旧是感激万分，“正是站在两位巨人的肩膀上，我的航空遥感之路才会如此的平坦和顺利”。

从集成创新到原始创新

我国国土辽阔，对地理空间数据有着巨大需求，且随着遥感技术的深入发展，多类型的遥感数据得到了更广泛的多领域应用，与此同时，新型遥感数据源就成为了遥感应用发展的瓶颈之一。因此，方俊永科研团队把研究重点聚焦在能够获取高空间分辨率和高光谱分辨率数据的新型遥感观测技术，通过研制新型遥感传感器，为遥感应用提供数据源保障。

目前，多模态数字相机（MADc）已经研制到Ⅲ型了，进一步加强了自主研发能力，从集成创新发展到了原始创新，成为了大科学工程“航空遥感系统”中用于应急监测的主体设备。在MADc的研制过程中，方俊永科研团队提出的多相机组合拼接方法得到了实际验证，申请的发明专利“基于移轴原理的拼接成像系统”得到了认可和授权。

MADcⅢ型相机基于组合拼接成像方法，在保持成像光轴垂直于地面的同时，能获取高分辨率宽视场、宽视场、多光谱、前后立体多角度等多种成像模态，特别是在高分辨率宽视场成像模态时，能够获得旁向幅宽30K像素、旁向幅宽大于12km@10km航高、旁向视场角接近70度、像元分辨率0.05mrad的高质量高分辨率影像，将为应急监测发挥重要作用。

在成像光谱数据获取方面，方俊永科研团队在薛院士指导下，提出采用反射镜旋转扫描方式获得“图谱合一”的成像光谱数据，相对于点测量型的光谱仪，能够在测量地物光谱的同时得到地物的高分辨率影像，从影像上每个像素点都可提取相应地物目标点的光谱曲线，是地物目标光谱测量技术的重大突破和创新。研制的地面成像光谱辐射计（FISS）是国内首台成像型的地面光谱测量设备，该研究成果于2010年12月通过国家科技成果鉴定，并获得”一种地面成像光谱测量系统”发明专利授权。FISS系统已进行了大量野外与实验室成像光谱测量试验，并取得良好应用成果，获得多家用户单位的一致好评。方俊永科研团队目前正致力于FISS系统的改善、短波红外成像光谱仪、高集成度高分辨率的机载成像光谱仪的研制工作。

多项科研课题让方俊永在科研道路上越走越宽，越走越快。2013年，方俊永参与了遥感地球所曹春香研究员课题组的“双色红外环境健康遥感诊断系统研发”项目，负责双色红外成像演示系统的研制。基于半导体所自主研发的中波/热红外双波段探测器，他带领团队开发其探测器驱动、模数转换、数字电路输出、采集和存储等功能，并与双波段红外镜头进行集成调试，形成双波段红外相机演示系统。双色红外系统的研制，创新性地基于国产芯片同时获取中波和热红外影像，采用同一成像光路消除了传统双光路系统的参数不一致性，能够为环境温度反演、环境健康诊断等提供新型有效的遥感数据。

事必躬亲的实干家

遥感传感器的研发工作一直以来在遥感所就不算是主流科研的组成部分，从事遥感传感器专业的科研人员并不多，方俊永属于其中比较年轻的一位，再加上受研究生招生专业的影响，方俊永科研团队中能够辅助进行科研工作的硬件相关专业的研究生也十分匮乏。

在人员配备不是很合理的科研队伍中，大多数情况下，有关遥感传感器的总体设计、硬件开发等工作都是方俊永一肩挑，从总体的方案设计、结构设计、集成设计等大框架的布局，到组件的功能、接口、机加工图纸等小细节的核查，都离不开方俊永详实认真的工作。这些成就了方俊永严谨、细致和缜密的科学家风范。

新型遥感传感器的研发离不开组件的调试、测试以及总体集成、试验，特别是机载设备需要进行多次的飞行试验，这些基本上都是在方俊永的主导下完成的。方俊永科研团队研制的各种航空数字相机，已完成几十个飞行架次的试验和任务执行，飞行时间超过300小时，除极个别的架次外，方俊永都是亲自在飞机上进行设备的操作和调试。

对于这些飞行试验，方俊永解释说，自己上飞机操作的主要原因是，因为进行一次飞行试验，花费少则几万元，多则几十万元，而自己对研制的相机系统是最熟悉的，万一出现问题，在飞机上是可以进行调试和补救的，不至于空飞一个架次。此外方俊永还表示，每次飞行试验，都尽量让更多的研究生参与进来，培养他们对航空飞行的认识以及熟悉设备的操作流程和规范。

谈起这些飞行试验，方俊永的思绪就又开拓了很多，他向记者介绍了一些他们试验当中的几大“最”。飞行高度最高是2005年10月奖状Ⅱ型在9000m高度进行山东济宁地区的遥感试验，飞行高度最低是2008年7月-9月运12在300-500m高度进行青岛奥帆赛区的浒苔应急监测，最南边的飞行是2006年9月在珠海进行的数字石龙项目，最北边最西边的飞行是2005年7月在石河子进行的农场监测项目，一天当中飞行时间最长的是两个架次飞行8个小时。说起这些时，方俊永略显兴奋和轻松，但记者知道，具体的试验过程绝不像他说的这么简单。

方俊永介绍说，目前常用于航空遥感的机型是运5和运12，运5俗称是“空中拖拉机”，运12相比较而言各方面条件要好一些。运5飞行的时候噪音很大，如果不用专用的通讯耳机，就必须在耳边大声喊叫，对方才能听清楚，或者干脆采用纸板书写的方式进行沟通交流；此外，运5的震动颠簸也比较厉害，若再遇到那种闷热天气，没有几个能扛得住不呕吐的。但正是在这样的飞行条件下，方俊永的飞行小组还要对设备进行操作、调试，以保障设备的正常运行获取高质量的航空遥感数据。

谈起最惊险的飞行试验，方俊永回忆起2008年5月的汶川地震应急监测那次。汶川地震牵动全中国人民的心，当时的中国科学院遥感应用研究所快速响应，成立了多种手段的抗震救灾队伍以实现科技救灾的目标。方俊永所在小组是以李紫薇研究员为首的航空飞行团队，携带MADCI型相机系统利用陆航团的米171直升机进行灾区的灾情监测。在汶川进行了三个航次的航空遥感飞行，获取了地震灾区上千幅全色和彩色的航空遥感影像。这些宝贵的数据经过快速紧急处理和信息提取后，仅在几个小时后就提交到前线指挥部手中，为决策者的救灾安排和合理调度提供了重要参考依据。最惊险的是2008年5月26日下午进行的最后一次飞行，沿岷江都江堰到理县，包括震中汶川在内的地区进行了航空监测。而之后的两天，同样型号的直升机，几乎同样的航线，由于天气状况的影响，陆航团的直升机失事了，造成了巨大的损失。回想起这些，方俊永依然心有余悸，但这些担心都无法阻挡科学家在国家的需求和工作使命的召唤下，依然坚定执行应急监测任务的步伐。

在项目实施的具体过程中，方俊永坦言，自己并不总是“设计师”的角色，并不仅仅只是写报告、做PPT，大部分情况还是“工程师”，还要进行许多实际执行层面的工作。在方俊永看来，自身的学术修养、业务水平还没有达到只做“导师”的地步，还有很多新型技术是需要学习和提高的，对科技前沿不能只是“道听途说”，需要真正去实践和掌握。

追逐遥感梦想

科研之旅，本身就是充满着艰辛与寂寞，在黑暗中摸索的道路。随着遥感地球所的机构调整，方俊永科研团队将研究重点定位为低空遥感技术与应用。他们进行低空遥感关键技术攻关并形成工程样机系统，对低空遥感平台和载荷进行系统集成与成果转化，形成遥感地球所的实用化低空遥感系统。针对新的发展目标，方俊永坦言压力和阻力都挺大，但他坚信，只要专注、脚踏实地，做出具有实际效用的系统，终将实现既定目标。

遥感科学与技术培养方案范文第3篇

关键词：教学模式；启发教学；问题牵引

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）02-0079-03

引言：

我国2010―2020年中长期发展规划将“高分辨率对地观测”列为16个重大专项之一，对遥感领域的创新人才具有迫切需求。“遥感图像处理与解译”课程是遥感科学领域发展较快的热门基础研究方向，具有多学科交叉的特点，是一门理论与实践、原理与应用结合紧密的课程。

随着科学技术的发展以及国家对遥感领域人才的需求发展，“遥感图像处理与解译”涉及的一些理论不断完善和扩展，应用案例需要与目前遥感发展主流方向更新；此外，自1999年以来，我国高等教育开始向“大众化”目标迈进，大众化的高等教育质量得到广泛的关注[1]。高等教学改革需求和该课程的特点，需要该课程的教学模式和教学方法不断改革和创新。教学模式和教学方法的改革是当前高校教学改革的重点方向之一[2]，而且，改革过程中必须加入新的教学理念[3]，加入与人才需求相结合的基础知识、专业知识、实践能力等的锻炼与培养环节。本文研究中开展启发式课堂教学，从教学形式、教学资源、教学管理等方面开展课程教与学协同模式创新研究与实践，提升教学质量；以问题牵引设计实践教学环节，培养学生的科学研究与科技创新能力，为理工学科如何提升教学质量、培养学生实践创新能力的教学模式提供有意义的借鉴。

一、启发式的课堂教学，提升学生课堂参与度与知识掌握度

在教学过程中进行教学设计，充分发挥学生的主观能动性和学生深度学习的潜力[4]。在课堂教学过程中，主要采用启发式教学；课程改革后学生主要通过课程中心的课程资源进行主动学习基本理论、方法，课堂上主要进行重要知识点强化以及问题凝练、解答和主题讨论。课堂教学模式主要包括：（1）充分利用网络平台与学生进行互动，并根据学生学习过程中的反馈进一步优化教学方法和教学模式；（2）充分利用多媒体和主题讨论形式，深入浅出地以主题的形式讲解主要理论知识的应用，并根据学生们主题讨论的思路和知识运用情况，进一步优化教学设计；（3）充分利用科研成果，作为应用实例进行课题教学，进一步推动教学模式的延展与深入。在以上研究与实践的基础上，提升学生主动学习、批判学习的能力，同时能够有效掌握相关理论知识和实际应用情况，提升学生的知识掌握度。如图1所示。

1.结合学校网络平台。充分利用我校的课程中心的课程网络平台，结合与传统教学的互补关系，研究课程“课堂教学-网络互动”的教与学协同模式；我校的基于网络平台的课程中心能够实现课程课内、课外资源共享，同时能够与学生互动，该平台为提升课程学生的参与度提供了有效的支撑。在教学过程中，将课题理论内容和应用内容延伸，在我校的课程网络平台以提问的形式和日常生活实例的形式启发学生进一步阅读文献，进一步深入思考，并归纳总结提交网络平台，实现基于网络平台的启发式教学，并针对学生反馈、问题凝练等在课堂上进行重点问题解答，提高学生主动思考和课堂互动的积极性，提升学生课堂理论知识和应用实例掌握度。例如，结合遥感系统误差分析，给出遥感成像系统的成像质量评价如何评价？结合遥感数据处理方法，给出如何将所学的遥感图像特征提取方法应用到植被生长状况监测？等等。

2.多媒体和“圆桌”讨论相结合。充分利用多媒体技术和“圆桌”教学讨论手段，研究课程的“理论应用-实例互动”启发激励与交互教学的教与学协同模式；在教学过程中，课堂学生的积极参与到课程中，能够提升学生对课程内容的理解和知识的掌握度，为了实现这一目标，将多媒体与以“圆桌”形式的主题讨论相结合。结合在网络平台给出的主题，学生们课下查阅文献、延伸阅读，课堂上多媒体展示、分组讨论；此外，课程的理论知识与工程实践相结合、原理与应用实例相结合以多媒体课件的形式给出，并以“圆桌”形式的课程理论要点和应用案例进行讨论、分析。通过以上两种方式提升学生在课程中的参与度和知识掌握度。例如，给出主题讨论的题目：“图像处理滤波方法有哪些？请利用一种滤波方法进行遥感数据处理，并说明实现过程以及应用效果。”学生根据主题题目进行文献与参考书的扩展阅读，然后总结并利用多媒体进行展示，从而锻炼学生文献总结、知识归纳与综合运用、语言表达等能力；然后以“圆桌”分组讨论的形式结合主题和多媒体展示进行提问与讨论，从而提升学生课堂的参与度以及对基本理论方法的深入理解与综合运用能力。

3.科研成果应用案例。充分利用专家优势资源与科研、工程研究成果，研究课程“课题教学-专题研讨”的教与学协同模式。提升知识综合应用的能力。以科研成果作为应用案例进行讲解、讨论，有助于学生能够有效地掌握理论知识以及了解如何应用基本原理、基本方法等解决实际应用问题，理论应用内容则通过与科学研究、工程任务相结合的应用实例给出，并根据该学科技术发展不断更新实例内容，将最新研究成果与学科动态融合进来，激发学生对专业与课程的兴趣，掌握理论知识的应用领域，提高学生的主动性，提升学生将基本概念、基本理论和基本原理运用到实际的、复杂的具体情境中的能力。

例如，在课程教学过程中，利用矿产资源调查应用中的遥感数据进行矿物类型分类项目的科研成果作为应用案例，该应用案例主要包括从获取的原始遥感影像进行辐射校正、几何校正、图像增强以及图像分类等处理，涉及了课程讲述的主要基本原理与技术方法，同时是利用在轨卫星数据进行处理，并综合考虑载荷特性和应用需求，是科研成果与课程教学有机结合的典型的应用案例。这个过程不仅能够有助于学生对科研过程有了解，而且有助于学生针对科研成果应用案例进行知识的综合应用，提升对知识的理解深度和应用方法。

二、问题牵引的实践教学，培养创新能力

结合课堂教学，开展实践教学工作，使学生进一步巩固理论知识，提升动手能力。目前，高校中的实践教学多是观摩或简单的动手实践，很少是从实际问题中提炼实践内容[5]，因此，本文研究过程中并课程在教学改革实践中，分三个层次由浅入深地开展实践环节，以实际科学问题为牵引设计实践教学内容，或由学生提出问题设计实践教学内容，深化学生对问题解决方式等的理解以及鼓励学生对较为复杂、深层次的问题进行挖掘和尝试解决，从而有效地培养学生的创新意识与创新能力。如图2所示，主要包括基本技能实践环节、课程设计实践环节、科研训练实践环节等不同难易程度的三个层次，使学生具备将理论知识和专业知识应用到基础研究和工程任务中的能力。

1.基本技能实践环节。打破传统教师设计实验，学生简单实现的实践教学模式，以专题实验与应用实验的形式扩充实践教学环节，充分调动学生积极性，避免了冗长、枯燥的课堂教学方式；开设大量的读图以及图像应用等课程实验环节，并在授课过程中不断更新遥感图像的类型与种类，根据学生反馈的问题和遥感相关专业的数据源更新，在满足基本技能实验目标的前提下及时更新和修正实践教学内容与方法。

课程改革和实践过程中，基本技能实践环节进行读图的环节进行了最新高分辨率的国产卫星数据，主要包括我国资源一号02C数据和高分一号数据，进行目视判读和基本的图像读取、显示、统计特征计算等实践。学生在应用最新图像的过程中了解图像特点、掌握遥感数据处理软件基本操作、目视解译基本方法等，并且能够了解我国卫星发展趋势以及我国高分辨率对地观测重大专项的前沿成果以及对遥感相关领域人才的需求。

2.课程设计实践环节。在基本技能掌握的基础上，通过软件操作、自主编程等方式开展课程设计实践。实践过程中只规定实验目标与实验内容，采用学生自主学习、自主创新的模式，学生根据实验目标自主设计实验，教师对学生完成实践环节的过程进行辅导，确保实验内容以及相关的学习内容顺利完成。

课程设计实践环节的实验目标为掌握遥感图像处理的基本原理和方法，实验内容包括数据预处理、特征增强、数据分类。课程改革和实践过程中，由原来的任课教师指定题目改革为由学生根据实验目标和实验内容进行自主设计实验，自拟题目，遥感数据处理软件二次开发或VS2010以上环境编程实现，在算法实现与编程调试过程中，学生能够自主查阅相关文献、更加主动地了解实验内容，掌握遥感图像处理算法开发过程，提升学生的遥感图像处理能力。

3.科研训练实践环节。结合科研与工程实际应用，设计包括基础实验和自主设计实验内容的综合实验，并与毕业设计相结合进行科研训练，主要包括前沿性的综合实验训练、设计与论文的综合训练等，对学生的学习能力、团队合作能力、创新能力进行全方位培养。该类的科研训练实践环节在之前的教学中是没有的，导致学生继续深造后，基本的科研方法都不掌握；直接就业工作的同学知识体系不能适应实际工作。因此，基于上述问题，通过把实践学习设置在复杂的实际工程实践问题中，通过解决实际的科学研究中的技术问题，使学生学习隐匿于其中的基础理论和科学知识，形成解决工程实际问题的技能，并培养自主学习、独立科研的能力。

课程改革和实践过程中，给出与遥感图像处理相关的科研训练实践题目，学生需要自己查阅文献，拟定需解决的关键问题以及设计技术方案，并且根据技术方案进行模型、算法开发，最后用实际的遥感图像进行验证分析，并撰写相关论文，完成多媒体展示、软硬件演示等。整个过程教师和助教以问题引导的方式进行辅导，加强学生自主设计、独立科研能力的训练，从而有效地提升学生解决科学问题和工程实践问题的能力。

三、小结

“遥感图像处理”课程之前主要以讲授为主，实践环节是传统的操作实验，学生课程参与度不高，且很难满足目前对遥感相关专业学生解决实际问题能力的人才培养的需求。针对上述问题，开展了课程教学改革与实践，在该过程中，利用网络平台、“圆桌”主题讨论与多媒体展示结合、科研成果应用案例等形式开展启发式的课堂教学，提升学生课堂参与度与知识掌握度；由学生根据实验目标和实验内容自主设计实验，分基本技能实践环节、课程设计实践环节、科研训练实践环节等三个层次由浅入深地开展实践环节，以实际科学问题、工程问题为牵引设计实践教学目标与内容，充分发挥学生的主观能动性，加强学生解决科学问题、工程问题的能力锻炼与培养。通过课堂教学与实践环节的教学改革，提升学生在课程中的主动权、主动性以及增强学生对遥感图像领域前沿发展与问题的了解，培养学生解决复杂科学问题与工程问题的能力以及创新能力，满足相关专业与领域的紧缺人才需求。

参考文献：

[1]邵士权.我国高等学校教学方法创新研究[D].武汉：华中科技大学，2011.

[2]王文静.中国教学模式改革的实践探索――“学为导向”综合型课堂教学模式[J].北京师范大学学报：社会科学版，2012，（1）：18-24.

[3]李子建.课程、教学与学校改革：新世纪的教育发展[M].香港：香港中文大学出版社，2002.

[4]李子建.课程与教学改革的展望：加强理论与实践的对话[J].北京大学教育评论，2004，（2）：75-87.

[5]冯露，亢一澜，王志勇，等.基于问题学习的探究式教学改革实践[J].高等工程教育研究，2013，（4）：176-180.

The Teaching Reform and Practice of "Remote Sensing Image Processing and Interpretation"

LI Na，ZHAO Hui-jie，ZHANG Ying

（School of Instrumentation Science and Opto-electronics Engineering，Beihang University，Beijing 100191，China）

遥感科学与技术培养方案范文第4篇

关键词:大类招生;地理信息科学专业;地方师范院校

21世纪初，北京大学启动“元培计划”，低年级实行大学通识基础教育，高年级实行宽口径专业教育［1］。此后，“宽口径、厚基础”成为我国高等教育改革和发展的新要求，2010年基本形成“大类招生，专业分流”的招生培养新模式。2020年，有115所“双一流”建设高校不同程度地实施了大类招生与专业分流，占同类型高校数量(134所)的85．82%，其中含北京师范大学、华东师范大学、南京师范大学、陕西师范大学等8所师范院校［2］。大类招生改变传统按特定专业的招生方式，一定程度避免了学生选择专业的盲目性，使其获得更多有机会深入认知各个专业，并根据自身兴趣实现专业双向选择，有助于培养满足社会需求的复合型、创新型人才［3］。师范院校地理专业主要承担中小学地理教师培养和教学理论创新的任务，地理信息科学专业作为师范院校的非师范专业，既沿袭了地理学专业的自然地理、人文地理、经济地理等教学内容，又涵盖了软件应用、程序设计、软件开发等计算机专业的实践教学体系［4］。与地理师范生的培养目标不同，地理信息科学专业以培养学生地学数据获取、管理、应用、分析能力为主，能在生态、环保、规划、教育等各个领域从事地理信息科学应用、研究、开发等的复合型科技人才［5］。大类招生背景下，地理科学师范生及地理信息科学非师范生以地理学一级学科统一招生，招生、专业分流、教学、就业等方面也随之发生了一些变化，为专业发展带来了新的机遇和挑战。文章以重庆师范大学为研究对象，对比分析地方师范院校地理信息科学专业在大类招生前后的招生规模、生源、培养方案等方面的变化与发展，初探大类招生背景下地理信息科学专业发展所面临的机遇和挑战，为地方师范院校非师范专业发展模式的相关研究提供一定参考。

一、专业招生情况

据统计，截至2020年，全国有190个院校开设地理信息科学专业(表1)，其中师范类院校50所，数量最多的三个省市有江苏省(18所，师范5所)、河南省(13所，师范5所)和湖北省(12所，师范2所)，主要集中在中东部地区。总的招生规模达8000～9000人，男女比例接近1∶1，文理科招生比例为1∶9。重庆师范大学自2003年至2019年招收地理信息专业学生，每年招生规模40人左右，2020年招生规模升至50人。2021年，重庆师范大学实施地理科学专业大类招生200人，地理信息科学专业招生规模进一步扩大到55人。生源主要来自14个省市，本着为地方培养人才的宗旨，生源配置以重庆市为主，招生人数141人，占比达71%，其余以四川省居多，占比15%。文理科招生比例为4∶6，明显高于全国。

二、专业分流方案

专业分流是大类招生模式中重要的环节，学生经过一段时间的大类培养，按照一定的标准和规章制定选择专业。分流方案是进行专业分流的前提和依据，主要有分流对象、分流依据、分流程序、分流时间等多个方面的内容［6］。地理学大类招生的学生分流专业以地理科学、地理信息科学、环境科学、城乡规划等为主，在校学习1～2年通识课程后，按照成绩排名、志愿填报+成绩排名等进行专业分流，部分师范类院校为了平衡各专业，从成绩排名、志愿填报、教学实践能力三方面综合实施专业分流。重庆师范大学地理学专业按照地理学大类招生后，分流为地理科学、地理信息科学两个专业，专业分流的基本原则包括:(1)学生志向与社会需求相结合的原则。鼓励学生自主选择专业，积极瞄准社会的人才需求，综合考虑近期、远期社会需求和学院的发展，合理进行专业分流。(2)公平、公开原则。专业分流工作执行成员负责领导和执行专业分流，监督成员负责分流工作的公平性和透明度。根据专业分流方案，确保每个学生的专业分流工作透明与公平。(3)各专业(方向)接收学生的人数要兼顾学科建设和未来发展需求。按照志愿填报结合绩点排名的方式，在第一学年结束后，每名学生只有一次专业分流机会，分流以后不再进行转专业设置，与国内其他高校分流方式基本相同。

三、教学改革

地理学大类招生的培养期望是地理科学教育方向学生从事教育工作，具备师德情怀高、教学能力强、育人效果好、发展后劲足等能力［7］。地理信息科学方向学生从应用、研究工作，具备动手能力强、领导中小型团队、设计开发新产品和新系统等能力。教学中，需要优化师资团队，调整课程设置，加强专业引导，合理科学安排分流前的通识、学科基础教育和分流后的专业教育。

(一)优化师资团队

优化教师资源配置，既要有扎实地理学功底的教师，又要有从事地理信息技术相关教学研究的教师。大类招生后，重庆师范大学地理学专业教师团队进行了优化和调整，团队成员共50人，学缘结构多样，专业教师来自中国科学院、香港大学、北京师范大学、南京大学、中山大学、武汉大学等近20所国内外大学。学科背景涵盖了地理学、生态学、林学、灾害学、环境科学、信息科学等方面，地理学大类招生后，充分发挥多学科交叉特色和学科优势，有助于教师团队交流和共同学习，更有助于落实因材施教，培养高层次教育科研人才。

(二)教学模式

教学模式变革的目的是促进学生自主学习，关注学习效果和学生个人发展，从全程教师讲授到学生参与的教学模式过渡，将导入法、举例法和讨论法等教学法相结合，加强实习实践环节，加强地理学知识的感官认识。如开展地貌、地质、植物、水文、土壤等自然地理野外实习，并结合区域遥感图像，深入了解遥感图像如何记录地物信息，开展植被、水系、农田等各类地物信息的光谱特征认识和遥感图像地物识别等实践。通过地理事件、现象导入课程内容，如滑坡、泥石流等地质灾害发生的事件，讨论区域特征及地质灾害的诱发因素(地形、气象、地质结构等)，激励学生逐步参与课堂讨论，提升学生兴趣，从而牢固掌握所学知识点。

(三)调整课程设置

不同类型院校的地理信息科学专业，培养目标不同，专业特色不同，所开设的课程也具有明显差异。师范院校地理信息科学专业核心课程可分为地理学、遥感、地理信息系统、计算机、测绘等几大类。其中，依托传统地理学为基础开设的地理信息科学专业，课程设置以地理类课程占比最高，如北京师范大学占比34%，华东师范大学占比54%，东北师范大学占比38%，其次是遥感或地理信息系统，北京师范大学遥感和地理信息系统占比均为22%，华东师范大学分别为17%和8%，东北师范大学分别为19%和24%。重庆师范大学地理信息科学专业依托地理与旅游学院，课程设置以地理类课程为主导，占比30%，其次是计算机类课程占比22%，遥感和地理信息系统类占比均为18%(见下图)。大类招生后，将思政类通识必修课均放入第一学年。同时，加入学科基础教育课程，如含自然地理、人文地理和经济地理，地理信息系统概论、遥感概论、地图学等。强化专业导论课程，让学生深入认识专业，培养专业兴趣，了解专业内涵特征，明晰专业如何服务社会经济发展，便于后期学生结合自己的兴趣选择专业。

四、大类招生背景下面临的机遇和挑战

在大类招生与专业分流的教育改革背景下，突破专业单一培养的局限性，强化学科基础，因材施教，分流培养。据各高校地理学专业分流调查情况看，部分高校经过1～2年的专业引导和专业导论课程的学习，学生都能较清晰地了解各分流专业，如陕西师范大学80%的学生非常了解分流专业，有25%的同学改变了最初专业选择意向，多数学生选择分流专业的依据为个人兴趣、专业发展、就业方向及教师团队等。经过学生志愿填报后，80%以上的学生对目前所学专业表示满意［8］。而部分高校也存在一些问题，如学生对专业分流政策了解不够，分流专业选择意向不清晰，出现“一边倒”的专业意向不均衡现象，学生未进入理想专业产生心理落差等［3］。同样，在大类招生背景下的地方师范院校地理信息科学专业发展也面临众多机遇和挑战。面临的机遇表现在以下三个方面:(1)招生规模扩大，学生分数提高。大类招生之前，地理科学师范类是按照一类本科分数线招生，地理信息科学非师范类按照二类本科分数线招生。在重庆师范大学地理信息科学专业纳入地理学大类招生后，全部学生按照一类本科招生，招生规模和生源成绩较往年有明显提升。(2)大学科、大专业的理念下，有利于各学科专业教师的交流学习，提升教师教学能力;有利于整合学科资源，促进地理学基础和地理信息技术应用的交叉融合;也有利于培养学生对地理学的全面认识，构建综合地理学知识体系。(3)遵从人才培养逻辑，全面服务学生发展，学生专业认知增强，学习兴趣浓厚。专业分流过程中，学生全程参与，通过前期专业导论和各类专业宣讲，学生对专业的知识构建，专业的未来发展及就业前景等方面有了深入了解，结合自身兴趣的选择专业，学生学习积极主动性高，学习动力足、投入时间多，参与教学、实践等热情高，教学效果好。面临的挑战包括:(1)学生对专业分流知晓度低，影响学生对录取专业的满意度。在分流前，大部分学校仍有近30%的学生对专业设置、分流程度、专业培养目标、课程设置及专业就业等方面了解不足，存在不理性填报专业的情况，录取后，学生对专业认同度低。(2)地方师范类高校以培养地方教师为主要目标，而地理信息科学等非师范专业就业方向不明晰，易导致专业分流“一边倒”。学生在报考地方师范院校的初衷是从事中小学教师工作，地理信息科学专业就业方向主要是面向区域、资源、环境、基础设施和城市规划等领域，从事与地理信息系统有关的应用研究、技术开发等工作。范围宽泛，不能聚焦在某个行业或者领域，学生无法将所学专业与社会发展的行业需求相结合，导致就业信心不足，大批学生选择地理科学专业。(3)学生个体差异大，自我认知存在偏差，多种因素影响专业选择，如学生的兴趣、学习和科研能力、专业就业形势、专业教学实力、专业分流限制等因素对学生的专业选择有不同程度的影响，导致专业分流之后部分学生对分流专业的承诺水平低，缺乏专业认同度，学习投入程度低，学习效果差。因此，在专业分流前，对学生进行分流政策的详细解读，阶段性地进行地理信息科学的专业宣讲;强化地理信息科学专业教师对学生专业引导，结合学生自身特征，明确就业方向;加强GIS和RS的实习实践，通过观察地理现象，分析地理环境，发现问题、分析问题、解决问题等实践过程，提高专业自信心和认可度。

结语

文章以重庆师范大学为例，通过分析大类招生背景下，地方师范院校地理信息科学专业在招生、教学、课程设置等方面的变化，结合部分师范类院校大类招生的学生情况调查，浅谈地方师范院校地理信息科学专业参与大类招生后面临的机遇和挑战。随着大类招生与培养教育改革的进一步深化，立足本土，地方师范类院校调整招生模式，在适应变化的同时，积极探索适宜本校、本科专业教育发展的新模式。

参考文献:

［1］尤西林．当代通识教育的理论与改革探索［M］．北京:科学出版社，2020:217．

［2］谭颖芳，张悦．大类招生与培养:历程、方案与走向［J］．教育发展研究，2021，41(Z1):81-91．

［3］王永桂，王禹熹，谢渝．大类招生模式下地理学专业分流的挑战与策略———以中国地质大学(武汉)为例［J］．中国地质教育，2021，30(01):42-46．

［4］高思超．“一流本科教育”背景下高校专业建设的实践与思考———以西华师范大学为例［J］．大学教育，2021(04):1-3．

［5］张晓露，王妮，孙铂．地方高校地理科学专业就业影响因素分析［J］．教育现代化，2019，6(76):232-233．

［6］李莉．大类招生制度下旅游管理类专业分流制度的实践与探索———以重庆第二师范学院为例［J］．重庆第二师范学院学报，2021，34(01):112-115．

［7］胡最，刘沛林，郑文武，邓运员，邓美容．地方高师院校GIS专业实践教学方法研究［J］．衡阳师范学院学报，2017，38(03):140-142．

遥感科学与技术培养方案范文第5篇

关键词：微波遥感；教学；学生学习成果

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）45-0283-02

社会更需要“能力型”人才，从传统知识教育向能力培养的转变，已成国内外高等教育界的共识。以学生学习成果（Student Learning Outcomes，SLOs）为导向的教学模式[1]，从以教师和教学为中心转向以学生和学习为中心，更注重人才能力的培养[2]，已在美国、欧盟及我国港澳台地区取得了成功。随着遥感科学与技术的发展，社会对遥感技术高技能人才的需求更迫切，对遥感专业课程教学的要求也更高。以《微波遥感》课程为例，社会对不同能力的遥感专业人才的需求差异，要求微波遥感教学必须考虑到学生的个性化专业能力定位。同时，雷达干涉测量和极化雷达等新技术的发展，急剧增加了《微波遥感》课程的知识内容。

为了更好地满足不同层面的社会需求，顺应遥感学科发展的要求，如何提高遥感专业教学质量、有效增强学生的专业能力，是当前遥感专业课程教学必须面对和亟待解决的一个重要问题。

因此，本文以《微波遥感》课程为例，针对遥感专业学生不同层次的能力需求，重构《微波遥感》课程的知识模块，设计《微波遥感》课程的学习成果，并针对性选择合适的教学手段，对以学生学习成果为导向的遥感专业课程教学模式进行探索和实践。

一、《微波遥感》教学问题分析

面向遥感科学与技术专业本科生开设的《微波遥感》课程，通过教授微波遥感原理与系统、微波遥感图像的特点及处理、微波遥感的最新发展及应用等内容，使学生掌握微波遥感的基本原理及其图像处理的基本技能，为今后应用或进一步深造奠定基础[3]。我校《微波遥感》课程为专业选修课，共40课时，于大三上学期开设。前一学期开设的先行课程《遥感原理与应用》中包含有微波遥感原理简介的章节。

目前《微波遥感》课程教学的问题至少包括以下几个方面。

1.新知识的更新快，雷达干涉测量和极化雷达等相关新技术的发展，急剧增加了课程内容。在这种情况下，如何优化并重构课程知识模块是首先要解决的一个根本问题。

2.对不同层次能力需求和学生自身的特点和发展考虑较少。面向社会对遥感专业人才能力的需求，学生并不太清楚自己学习该课程后应该取得哪些具体、可测量的成果，随之影响了学生学习的积极性和主动性。

3.教学方式的不够灵活、合理，限制了教学效果的提升。实现和达到学生的最终课程学习成果，需要选择合适的教学方法，面向不同能力层次、不同的教学内容，如何采用合适的教学方法也很重要。

二、《微波遥感》学习成果导向教学

SLOs是对学生特定学习期望的描述，本质上是一种预期的教学目标，即学生学习了具体课程后应该取得的哪些具体、可测量的成果[4]。这些成果主要包括知识与理解力、能力和实际技能，也包括自信心、毅力、领导才能等学生成长的其他方面。

针对当前《微波遥感》课程教学存在的问题，学习成果导向的《微波遥感》教学需解决课程知识模块的优化与重构、不同层次课程SLOs的设计、教学方法与成果评价等问题。

1.课程知识模块重构。由新技术的发展而急剧增加的《微波遥感》课程知识内容，使得在有限的课程教学时间内，避免与先行课程的内容重复，提升学生的有效学习时间，确保学生对新技术的学习时间与效果成为课程知识模块重构的主要目的。

优化、重构《微波遥感》课程知识模块包括两个方面：①与其他课程的合理分工与有效协作：依据最新遥感专业培养方案，避免与先行课程中相关基础知识的重复；②合理增加新技术教学内容：结合社会需求及遥感学科发展情况，增加雷达干涉测量和极化雷达测量等重要的前沿知识模块。

课程内容模块的组织，以雷达遥感为主，在微波遥感基本原理与方法内容的基础上，重点扩展了雷达干涉测量和极化雷达信息处理两方面的内容。优化重构后的课程内容由以下三大知识模块构成：①微波遥感基本原理：包括微波遥感物理基础、雷达遥感原理、雷达图像的斑点噪声、几何特点及目视解译、合成孔径雷达系统及其发展等。重要知识点，如辐射传输理论、雷达方程、雷达散射截面、雷达侧视成像原理等，按照雷达系统的发展过程，结合实际雷达图像和应用实例串起这些抽象的概念和基础知识。该模块在《遥感原理与应用》中“微波遥感”内容的基础上扩展，避免过度重复。②雷达干涉测量：包括雷达干涉测量原理、差分干涉测量原理、永久散射体干涉测量原理及应用等。其中雷达干涉测量原理是核心基础，其重要处理步骤包括复数数据配置、干涉图噪声滤波和相位解缠。在此基础上根据形变监测应用需求及存在的问题，结合应用案例，扩展差分干涉测量、永久散射体干涉测量知识以及相关最新研究进展。③极化雷达图像处理：包括极化雷达基础知识、目标散射特征、极化目标分解、极化图像信息提取等。其中的相干斑滤除、极化目标分解、分类和极化干涉雷达等知识，可以与熟悉的光学遥感图像处理中的预处理、目标特征提取、分类和信息融合等内容相对应，通过这种对比关联来建立新的知识体系。

2.课程SLOs的设计。学生学习成果导向教学的关键在于学生学习成果的设计，即面向不同遥感专业人才能力的需求，学生通过《微波遥感》课程学习后，应该取得哪些具体、可测量的成果。

目前遥感专业人才可分为应用型、研究型等角色，应用型人才主要从事遥感数据的生产、处理等工作，而研究型人才大多从事基础理论研究。面向不同遥感专业人才能力的需求，可以将遥感专业能力划分为“解释/讨论”、“应用/操作”和“研究创新”三个层次。达到“解释/讨论”能力的学生应具备利用遥感原理知识分析、讨论问题的能力；达到“应用/操作”能力的学生应具备利用相关软件进行遥感图像处理分析并解决实际应用问题的能力；达到“研究创新”能力的学生应具备提出创新思路解决现有遥感领域理论和应用问题的能力。

面向不同遥感专业人才能力的需求，通过“自顶而下”的过程设计《微波遥感》课程中各个层次的SLOs。具体包括：①《微波遥感》课程的总体SLOs：分别设计出不同专业能力所对应的SLOs，明确给出学习完《微波遥感》后学生能够完成的具体成果。②课程中各知识模块的SLOs：针对课程的基本原理、雷达干涉测量和极化雷达等知识模块，具体设计相应的SLOs，见表1。③每一节课的SLOs：结合课堂教学安排，细化每一节课的SLOs，保证每一节课的教学质量。

3.课程教学方法与评价。所设计的课程SLOs需要通过具体的教学过程来实现，选择合适的教学方式、方法及评价方式是实现SLOs的具体措施和保证。面向不同的遥感专业能力层次，综合运用多媒体教学、设问讨论教学、实践教学、科研教学等多种方法进行教学。各能力层次对应的教学方式、教学方法和教学评价方式见表2。

针对“研究创新”能力层次，实践研究型教学方法，结合与课程内容相关的产学研、大学生创新训练项目等科研活动，进一步培养学生的研究创新能力，最终将三个能力层次对应的课堂讨论、实践操作和科研项目考核方式结合，对学生学习效果进行综合评价。

三、结语

学习成果导向的遥感专业教学模式以成果为导向、以学生为中心，能很好地提升学生的遥感专业能力。面向遥感专业人才的不同能力需求设计的课程学习成果，使学生能够根据自身兴趣和发展方向选择学习重点，有效调动了学生的积极性。知识模块重构后，避免与先行课程内容重复，并确保新知识、新技术的教学时间与效果。面向不同能力层次的学生，有针对性地采用合适的教学方法能确保良好的教学效果。

参考文献：

[1]李光梅.成果导向教育理论及其应用[J].教育评论，2007，（1）：51-54.

[2]王贵成，夏玉颜，蔡锦超.成果导向教育模式及其借鉴[J].教育评论，2009，（12）：17-19.

[3]王志勇.《微波遥感》课程教学改革与思考[J].遥感应用，2013，（1）：94-97.

[4]黄海涛.美国高等教育中的“学生学习成果评估”：内涵与特征[J].高等教育研究，2010，31（7）：97-104.