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遙感課程論文范文1
關鍵詞: 遙感; 實踐教學; 改革
中圖分類號: G642文獻標識碼: A 文章編號: 1009-8631(2012)03-0105-01
遙感(Remote Sensing,RS)是當代空間信息科學的核心技術之一,是信息獲取與更新的重要技術手段,在經濟建設及社會發展中的作用日趨重要[1]。同時遙感也是一門實踐性很強的技術,遙感應用技術素質已成為地理信息系統、測繪、城鄉規劃、地質等專業工作人員的基本要求。遙感技術作為現代前沿科學技術之一,隨著航空航天技術的發展不斷在提高與完善,這就要求教學不斷調整內容與方法,做到與時俱進。分析國內外遙感技術的發展需求及遙感課程教學,發現課程教學并未很好地適應社會對遙感應用型人才的需求,其中尤以實踐教學環節薄弱的問題突出。針對當前現狀,本文詳細分析了遙感課程實踐教學中存在的具體問題,并探討了相應的改革措施,以期為遙感課程的教學改革,培養社會應用型、創新型人才提供參考。
一、目前遙感課程實踐教學中存在的問題
1.缺乏合適的理論和實踐課程教材
理論教學是實踐教學的基礎,選取合適的理論課教材,對確保教學內容合理,培養社會應用型人才至關重要。選取教材的原則是“理論與應用的結合;基礎知識與前沿技術兼顧”[2]。近年來,國內先后出版了一些可作為大學本科遙感課程理論內容教材的書籍,但并不能滿足遙感技術發展的需求?!哆b感導論》、《遙感概論》和《遙感技術導論》出版時間較早,內容有些陳舊;《現代遙感導論》在應用方面涉及較少;《遙感原理與應用》在理論和應用方面都兼顧,而且在2009年出版了第二版,但此書內容相對較深,需要學生具備攝影測量、電磁場理論、模式識別等課程的基礎。
目前,國內尚未見到普適性較強的遙感實踐課程教材。與《遙感導論》配套的上機教材,未采用國際主流軟件,無法滿足實踐教學的需要?!禘RDAS IMAGINE遙感圖像處理教程》、《ENVI遙感圖像處理方法》等書,內容系統,但受學時限制,不適合作實踐教學的指導書。
2.實踐教學薄弱
遙感課程一門實踐性較強的課程。遙感實踐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[2]。課程實踐教學環節包括兩個大的方面,一個是課內實踐,另一個是綜合實習。目前,國內大多院校的課內實踐學時偏少[3],而且多以教師演示教學為主,學生實踐能力得不到提高。“3S”(RS、GIS和GPS)技術集成,是空間信息科學發展的趨勢,有必要加強學生的“3S”綜合應用能力,然而這種多學科的綜合實習普遍較少。另外,數據類型單一、內容陳舊,也使實踐教學滯后,缺乏時代性和現時性。
3.考核方法不合理
課程考核,考察的不僅是學生對知識的記憶情況,更應該是學生對知識的綜合應用能力。然而,目前遙感課程的考核方法,多以筆試為主,對實踐能力考察的關注較少。這種考核方式不僅不能對學生進行綜合考核,而且不利于調動學生學習的主動性和綜合素質的培養。因此,有必要改進考核方法,建立考察學生全面素質的考核體系。
二、遙感課程實踐教學改革措施
1.不斷更新理論教學內容
在新技術突飛猛進的今天,具有前沿性的遙感技術發展愈加迅速,對教學內容選取提出了新的挑戰。由于教材受出版周期限制,這就要求遙感知識更新途徑除了選擇合適的新教材外,更應充分利用網絡、中、英文期刊或國際會議文獻等媒介,傳遞最新訊息,增強課程的時代性和現時性。如在講述不同衛星平臺軌道參數時,教材受出版周期限制,其內容始終與最新的遙感衛星發展有差距,備課時需要到相關網站查閱最新的參數信息,補充到課堂教學中,讓學生了解遙感衛星的最新發展動態[4]。同時,引導學生在課外通過多種途徑,查閱參考資料,培養生自主學習的能動性和積極性,有利于拓寬學生的知識面,提高綜合素質。
2.完善實踐教學體系
(1)自編符合實際的實驗課教材。目前國內尚未見到普適性較強的遙感上機實踐課教材,并且各大院校使用的實驗教材多為自編。對實踐內容進行完善和更新,從簡單的驗證性實驗向綜合性實驗以至于研究設計型實驗過渡,形成較為穩定的實驗教學內容體系;并建立和完善遙感實驗課數據庫及習題庫,及時更新和補充資料,包括案例、科研論文、學科前沿發展動態等,以拓寬學生的知識面,提升學生興趣,達到優化和豐富教學過程、提高學生實踐能力的目的。
(2)建立全方位的實驗教學模式。通過構筑包括“驗證性實驗”、“綜合性實驗”和“研究性實驗”的“三層次一體化”的實踐教學模式,將實踐教學由“有解實驗”變為“求解實驗”,由“知識積累”變為“智能開發”,為學生自主實驗營造個性化的學習環境。同時針對不同專業教學內容和方式有所側重,如對于地理信息系統專業的學生,可以適當增加遙感與地信相結合的實驗課,如“3S”集成技術,培養學生綜合能力[5]。
(3)創造實習機會。由于實踐課程受學時、實驗條件等限制,使學生的實驗機會較少、而且實驗內容單一。在教師的指導下,參加研究性學習,深入到實際科研工作中,成為鍛煉實踐能力有效途徑[6]。另外,尋找相關的實習單位,直接參與到實習單位的科研、開發、生產工作中,與實習單位建立雙導師制管理機制,可以更有效地提高學生的適應社會需求能力。
3.豐富課程考核方式
建立科學的考察學生綜合知識、綜合素質、綜合能力的實踐考核體系,采取靈活多樣的考試方式,加大讀書報告、論文考核、野外(或社會)調查、創新考核、綜合實習等的比重。同時應根據不同專業特點,做相應的調整。如對于地理信息系統專業的學生,應當適當加強3S集成等綜合性知識的考核;對于地質、環境科學等專業的學生,則應側重遙感技術在該領域新的應用等方面的知識的考核。
三、結語
通過分析目前社會發展對遙感人才的需求和遙感課程教學存在的問題,本文認為遙感課程實踐教學改革應從不斷更新理論教學內容,完善實踐教學體系及豐富課程考核方式三個方面進行。理論教學內容的不斷更新,體現了遙感技術的前沿性,使教學能夠做到與時俱進;完善實踐教學體系,體現了培養應用型人才的宗旨,適應了社會的需求;豐富課程考核方式有利于培養學生學習的主動性,全方位鍛煉學生綜合素質。綜上,加強遙感課程的實踐教學改革有利于培養社會應用型、創新型人才,這既是現實社會發展的需要,也是學生自身發展的需要。
參考文獻:
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遙感課程論文范文2
關鍵詞:教學模式;啟發教學;問題牽引
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)02-0079-03
引言:
我國2010―2020年中長期發展規劃將“高分辨率對地觀測”列為16個重大專項之一,對遙感領域的創新人才具有迫切需求?!斑b感圖像處理與解譯”課程是遙感科學領域發展較快的熱門基礎研究方向,具有多學科交叉的特點,是一門理論與實踐、原理與應用結合緊密的課程。
隨著科學技術的發展以及國家對遙感領域人才的需求發展,“遙感圖像處理與解譯”涉及的一些理論不斷完善和擴展,應用案例需要與目前遙感發展主流方向更新;此外,自1999年以來,我國高等教育開始向“大眾化”目標邁進,大眾化的高等教育質量得到廣泛的關注[1]。高等教學改革需求和該課程的特點,需要該課程的教學模式和教學方法不斷改革和創新。教學模式和教學方法的改革是當前高校教學改革的重點方向之一[2],而且,改革過程中必須加入新的教學理念[3],加入與人才需求相結合的基礎知識、專業知識、實踐能力等的鍛煉與培養環節。本文研究中開展啟發式課堂教學,從教學形式、教學資源、教學管理等方面開展課程教與學協同模式創新研究與實踐,提升教學質量;以問題牽引設計實踐教學環節,培養學生的科學研究與科技創新能力,為理工學科如何提升教學質量、培養學生實踐創新能力的教學模式提供有意義的借鑒。
一、啟發式的課堂教學,提升學生課堂參與度與知識掌握度
在教學過程中進行教學設計,充分發揮學生的主觀能動性和學生深度學習的潛力[4]。在課堂教學過程中,主要采用啟發式教學;課程改革后學生主要通過課程中心的課程資源進行主動學習基本理論、方法,課堂上主要進行重要知識點強化以及問題凝練、解答和主題討論。課堂教學模式主要包括:(1)充分利用網絡平臺與學生進行互動,并根據學生學習過程中的反饋進一步優化教學方法和教學模式;(2)充分利用多媒體和主題討論形式,深入淺出地以主題的形式講解主要理論知識的應用,并根據學生們主題討論的思路和知識運用情況,進一步優化教學設計;(3)充分利用科研成果,作為應用實例進行課題教學,進一步推動教學模式的延展與深入。在以上研究與實踐的基礎上,提升學生主動學習、批判學習的能力,同時能夠有效掌握相關理論知識和實際應用情況,提升學生的知識掌握度。如圖1所示。
1.結合學校網絡平臺。充分利用我校的課程中心的課程網絡平臺,結合與傳統教學的互補關系,研究課程“課堂教學-網絡互動”的教與學協同模式;我校的基于網絡平臺的課程中心能夠實現課程課內、課外資源共享,同時能夠與學生互動,該平臺為提升課程學生的參與度提供了有效的支撐。在教學過程中,將課題理論內容和應用內容延伸,在我校的課程網絡平臺以提問的形式和日常生活實例的形式啟發學生進一步閱讀文獻,進一步深入思考,并歸納總結提交網絡平臺,實現基于網絡平臺的啟發式教學,并針對學生反饋、問題凝練等在課堂上進行重點問題解答,提高學生主動思考和課堂互動的積極性,提升學生課堂理論知識和應用實例掌握度。例如,結合遙感系統誤差分析,給出遙感成像系統的成像質量評價如何評價?結合遙感數據處理方法,給出如何將所學的遙感圖像特征提取方法應用到植被生長狀況監測?等等。
2.多媒體和“圓桌”討論相結合。充分利用多媒體技術和“圓桌”教學討論手段,研究課程的“理論應用-實例互動”啟發激勵與交互教學的教與學協同模式;在教學過程中,課堂學生的積極參與到課程中,能夠提升學生對課程內容的理解和知識的掌握度,為了實現這一目標,將多媒體與以“圓桌”形式的主題討論相結合。結合在網絡平臺給出的主題,學生們課下查閱文獻、延伸閱讀,課堂上多媒體展示、分組討論;此外,課程的理論知識與工程實踐相結合、原理與應用實例相結合以多媒體課件的形式給出,并以“圓桌”形式的課程理論要點和應用案例進行討論、分析。通過以上兩種方式提升學生在課程中的參與度和知識掌握度。例如,給出主題討論的題目:“圖像處理濾波方法有哪些?請利用一種濾波方法進行遙感數據處理,并說明實現過程以及應用效果?!睂W生根據主題題目進行文獻與參考書的擴展閱讀,然后總結并利用多媒體進行展示,從而鍛煉學生文獻總結、知識歸納與綜合運用、語言表達等能力;然后以“圓桌”分組討論的形式結合主題和多媒體展示進行提問與討論,從而提升學生課堂的參與度以及對基本理論方法的深入理解與綜合運用能力。
3.科研成果應用案例。充分利用專家優勢資源與科研、工程研究成果,研究課程“課題教學-專題研討”的教與學協同模式。提升知識綜合應用的能力。以科研成果作為應用案例進行講解、討論,有助于學生能夠有效地掌握理論知識以及了解如何應用基本原理、基本方法等解決實際應用問題,理論應用內容則通過與科學研究、工程任務相結合的應用實例給出,并根據該學科技術發展不斷更新實例內容,將最新研究成果與學科動態融合進來,激發學生對專業與課程的興趣,掌握理論知識的應用領域,提高學生的主動性,提升學生將基本概念、基本理論和基本原理運用到實際的、復雜的具體情境中的能力。
例如,在課程教學過程中,利用礦產資源調查應用中的遙感數據進行礦物類型分類項目的科研成果作為應用案例,該應用案例主要包括從獲取的原始遙感影像進行輻射校正、幾何校正、圖像增強以及圖像分類等處理,涉及了課程講述的主要基本原理與技術方法,同時是利用在軌衛星數據進行處理,并綜合考慮載荷特性和應用需求,是科研成果與課程教學有機結合的典型的應用案例。這個過程不僅能夠有助于學生對科研過程有了解,而且有助于學生針對科研成果應用案例進行知識的綜合應用,提升對知識的理解深度和應用方法。
二、問題牽引的實踐教學,培養創新能力
結合課堂教學,開展實踐教學工作,使學生進一步鞏固理論知識,提升動手能力。目前,高校中的實踐教學多是觀摩或簡單的動手實踐,很少是從實際問題中提煉實踐內容[5],因此,本文研究過程中并課程在教學改革實踐中,分三個層次由淺入深地開展實踐環節,以實際科學問題為牽引設計實踐教學內容,或由學生提出問題設計實踐教學內容,深化學生對問題解決方式等的理解以及鼓勵學生對較為復雜、深層次的問題進行挖掘和嘗試解決,從而有效地培養學生的創新意識與創新能力。如圖2所示,主要包括基本技能實踐環節、課程設計實踐環節、科研訓練實踐環節等不同難易程度的三個層次,使學生具備將理論知識和專業知識應用到基礎研究和工程任務中的能力。
1.基本技能實踐環節。打破傳統教師設計實驗,學生簡單實現的實踐教學模式,以專題實驗與應用實驗的形式擴充實踐教學環節,充分調動學生積極性,避免了冗長、枯燥的課堂教學方式;開設大量的讀圖以及圖像應用等課程實驗環節,并在授課過程中不斷更新遙感圖像的類型與種類,根據學生反饋的問題和遙感相關專業的數據源更新,在滿足基本技能實驗目標的前提下及時更新和修正實踐教學內容與方法。
課程改革和實踐過程中,基本技能實踐環節進行讀圖的環節進行了最新高分辨率的國產衛星數據,主要包括我國資源一號02C數據和高分一號數據,進行目視判讀和基本的圖像讀取、顯示、統計特征計算等實踐。學生在應用最新圖像的過程中了解圖像特點、掌握遙感數據處理軟件基本操作、目視解譯基本方法等,并且能夠了解我國衛星發展趨勢以及我國高分辨率對地觀測重大專項的前沿成果以及對遙感相關領域人才的需求。
2.課程設計實踐環節。在基本技能掌握的基礎上,通過軟件操作、自主編程等方式開展課程設計實踐。實踐過程中只規定實驗目標與實驗內容,采用學生自主學習、自主創新的模式,學生根據實驗目標自主設計實驗,教師對學生完成實踐環節的過程進行輔導,確保實驗內容以及相關的學習內容順利完成。
課程設計實踐環節的實驗目標為掌握遙感圖像處理的基本原理和方法,實驗內容包括數據預處理、特征增強、數據分類。課程改革和實踐過程中,由原來的任課教師指定題目改革為由學生根據實驗目標和實驗內容進行自主設計實驗,自擬題目,遙感數據處理軟件二次開發或VS2010以上環境編程實現,在算法實現與編程調試過程中,學生能夠自主查閱相關文獻、更加主動地了解實驗內容,掌握遙感圖像處理算法開發過程,提升學生的遙感圖像處理能力。
3.科研訓練實踐環節。結合科研與工程實際應用,設計包括基礎實驗和自主設計實驗內容的綜合實驗,并與畢業設計相結合進行科研訓練,主要包括前沿性的綜合實驗訓練、設計與論文的綜合訓練等,對學生的學習能力、團隊合作能力、創新能力進行全方位培養。該類的科研訓練實踐環節在之前的教學中是沒有的,導致學生繼續深造后,基本的科研方法都不掌握;直接就業工作的同學知識體系不能適應實際工作。因此,基于上述問題,通過把實踐學習設置在復雜的實際工程實踐問題中,通過解決實際的科學研究中的技術問題,使學生學習隱匿于其中的基礎理論和科學知識,形成解決工程實際問題的技能,并培養自主學習、獨立科研的能力。
課程改革和實踐過程中,給出與遙感圖像處理相關的科研訓練實踐題目,學生需要自己查閱文獻,擬定需解決的關鍵問題以及設計技術方案,并且根據技術方案進行模型、算法開發,最后用實際的遙感圖像進行驗證分析,并撰寫相關論文,完成多媒體展示、軟硬件演示等。整個過程教師和助教以問題引導的方式進行輔導,加強學生自主設計、獨立科研能力的訓練,從而有效地提升學生解決科學問題和工程實踐問題的能力。
三、小結
“遙感圖像處理”課程之前主要以講授為主,實踐環節是傳統的操作實驗,學生課程參與度不高,且很難滿足目前對遙感相關專業學生解決實際問題能力的人才培養的需求。針對上述問題,開展了課程教學改革與實踐,在該過程中,利用網絡平臺、“圓桌”主題討論與多媒體展示結合、科研成果應用案例等形式開展啟發式的課堂教學,提升學生課堂參與度與知識掌握度;由學生根據實驗目標和實驗內容自主設計實驗,分基本技能實踐環節、課程設計實踐環節、科研訓練實踐環節等三個層次由淺入深地開展實踐環節,以實際科學問題、工程問題為牽引設計實踐教學目標與內容,充分發揮學生的主觀能動性,加強學生解決科學問題、工程問題的能力鍛煉與培養。通過課堂教學與實踐環節的教學改革,提升學生在課程中的主動權、主動性以及增強學生對遙感圖像領域前沿發展與問題的了解,培養學生解決復雜科學問題與工程問題的能力以及創新能力,滿足相關專業與領域的緊缺人才需求。
參考文獻:
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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)
遙感課程論文范文3
一、引言
遙感是20世紀中后期發展起來的一門新興學科,現已在社會生產生活中發揮著重要作用。遙感科學具有理論性和實踐性聯系緊密的特點,而其關鍵技術之一是遙感軟件應用,它是地理學科學類、測繪科學類本科專業的一門重要實踐課程,主要涉及地理學、計算機、數學、物理等多學科理論和方法,為培養遙感圖像處理及利用遙感數據進行地學分析人才而服務的。
隨著我國地理信息產業產值快速提升,社會對遙感應用型人才需求量迅速增加,因此,高校培養實踐能力強的創新型專業人才意義重大。《中華人民共和國高等教育法》中明確提出高等教育的任務是培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才,發展科學技術文化,促進社會主義現代化建設。但在課程實踐教學以及學生實習見習(如易智瑞(中國)信息技術有限公司、北京超圖軟件股份有限公司等GIS公司)過程中發現,現實人才培養情況與實際社會需求之間尚有差距。具體表現為學生在遙感圖像處理方法與遙感軟件應用技能等方面的滯后性,不能勝任工作崗位,從而導致學生就業壓力大、就業困難等問題。
傳統的教學模式,即掌握基本概念、到深入了解理論知識、最后再到實踐和應用,要求老師必須按照課程教學大綱完成教學任務,在教學內容上不能有任何遺漏,而且還要人為劃出重點和難點,過于追求全面和標準化,存在一定弊端。同時遙感與相關學科交叉領域的發展,促使新的遙感技術和方法不斷涌現,這也決定遙感課程的教學內容需要不斷更新。
為培養創新型高素質的實用人才,提高學生就業能力,遙感軟件應用課程在教學內容、教學方法和手段等方面都亟需進行有針對性的教學改革。因此,筆者結合所在學校GIS專業的特點,立足培養學生的遙感軟件實踐操作能力,在遙感軟件(ERDAS IMAGE)應用課程實踐教學過程中進行改革和探索。
二、教學內容的改革
(一)教材內容選排
通過對現有教材(如楊昕等編著,科學出版社的《ERDAS遙感數字影像處理實驗教程》;黨安榮等編著,清華大學出版社的《ERDAS IMAGINE遙感數字圖像方法》等)內容進行詳細對比分析,選擇最優章節內容,并對其進行合并和調整(表1)。
(二)前沿知識與技術擴充
遙感科學與技術發展快速,不斷出現新的技術和方法,但是現有教材或參考書不能及時更新和追蹤最新前沿技術,其部分知識已不能滿足現代社會發展的需要,然而學生又有了解最新知識的迫切要求。因此,適時將遙感數字圖像處理緊密相關的國內外前沿論文和研究案例引入到教學過程中,能夠很好地激發學生探索知識的欲望。此外,將教師自身科研過程和成果融入課堂教學中,能夠做到基礎理論與實踐應用相結合、系統性和前瞻性相結合,起到以身示范的作用,有助于調動學習的積極性,提升學生的學習興趣,提高學生的實踐動手能力,培養其進行遙感地學分析的能力。
(三)教學內容改革中需注意的問題
在授課過程中,避免按軟件的功能模塊來講授,而是以解決實際遙感地學分析問題為導向。將接近或屬于同一專題分析的功能模塊組織成有機的整體,按遙感圖像處理的流程設計教學內容,通過多個功能模塊或菜單的綜合系統學習,使學生能夠解決具體的遙感地學分析問題。如遙感圖像的導入、多波段合成、幾何精校正、投影變換等功能模塊,在教學過程中,可將上述操作內容組織成一個整體進行施教,用以分析學校所在城市的土地利用變化監測案例問題。
在教學實踐過程中,可采用如下措施來完成教學改革嘗試和經驗積累,首先,將多媒體講授與啟發式討論相結合,教師進行基本理論復習,并結合具體問題,啟發學生主動思考,躍課堂氣氛,提高學習積極性。其次,教師先演示軟件,并強調實踐過程中可能遇到的問題,后讓學生自己動手操作。再次,教師隨機指導并收集學生存在的問題,下課前,對學生普遍存在的問題,進行總結和強調。最后,將教師自身科研中的典型例子數據,放置實驗室FTP上,便于學生利用實例數據解決實際問題,培養學生科研興趣和創新能力。在上述實踐教學過程中,更要不斷總結和優化,最終對該門課程的教學內容和計劃進行修訂和完善。
三、教學方法和手段的改革
(一)問題為導向啟發學生,調動學生學習積極性
遙感軟件應用的部分圖像處理算法理論較為抽象、學生難于理解,理論知識理解的不透徹致使學生在實際的軟件操作中受挫。授課時,教師應以問題為導向來啟發學生,引導學生從多角度思考問題,從而激發其學習興趣,在興趣的基礎上提高其動手操作的靈活性。例如,在講遙感影像分割時,先通過一個實例讓學生明白為什么要進行影像分割,再引出遙感影像分割技術,最后介紹軟件實現方法。這樣做就可創造良好的教學情境,使學生以目標為導向,在對比、類比的過程中接受并消化知識。此外,把部分操作過程布置為作業,讓學生課下通過查閱資料、上網等途徑提出解決方案,經課堂上討論后,再由老師作詳細的闡述,再對學生討論中的一些問題進行補充。對于課程內容中關鍵性、重點性的問題,教師不僅在理論知識講解時采用經典的案例進行解釋,還要在實驗課上與同學一起進行實驗操作。也可通過測驗、考試和鼓勵學生參加有關GIS比賽等形式提高學生對遙感軟件的興趣,以增強學生對于實踐創新能力的培養。
(二)注重實際操作能力提升
遙感軟件應用課程要求學生具有較強的實踐能力,能夠獨立解決地學問題。因此必須通過實踐操作,使學生加深對遙感數字圖像基礎理論的理解,如遙感影像的輻射校正、幾何精校正、遙感影像增強、影像運算以及遙感影像分類等。在實踐操作中,驗證并理解理論知識,深化學生對遙感科學的認識,不斷提升遙感地學分析的能力,并且在實踐中逐步培養學生的創新思維,把學生塑造成為滿足當今社會需要的專業應用型人才。
(三)加強編程能力培養
為使學生系統地掌握本學科的基本原理和典型算法,不僅要求學生掌握通用的商業軟件解決實際問題,還要強調通過編寫程序代碼進行遙感數字圖像處理。以往教學實踐,常用MATLAB進行輔助教學,并取得較明顯效果。此外,IDL是進行二維或多維數據可視化、分析和應用開發的理想軟件工具,IDL本身是集可視化、交互數據分析、大型商業開發為一體的高級集成開發環境,通過它可以很容易的構建圖像處理與分析可視化的系統。因此,教學過程中,建議結合IDL語言靈活構建圖像處理算法,進而實現海量遙感數據的批處理等功能。
(四)強化應用能力訓練
為了提高學生就業能力,我校針對GIS專業本科生的實際情況,在學生已掌握GIS專業基本理論知識的情況下,專門安排一學期的時間到涉及GIS的企業或公司進行實習(本校的實踐教學基地)。學生實習期間在GIS有關的應用研究、技術開發、生產管理和行政管理等領域觀摩見習,能夠檢驗其所學知識的實用性、了解GIS專業領域技術最新發展進程,并將實習期間遇到的專業性問題及時反饋給老師。如此一來不僅能夠增強學生的實踐操作能力,使其在實習工作中找到自我存在的價值、提高進一步學習的興趣,同時教學相長也能促進教師教學水平的不斷提升。實習期結束后如果公司同意還可以直接簽約履職,從而緩解學生就業壓力。實現GIS專業從人才培養到實習就業的有機結合。
遙感課程論文范文4
關鍵詞:遙感專業;研究型教學;課堂教學;畢業設計
作者簡介:唐濤(1980-),男,陜西西安人,國防科學技術大學電子科學與工程學院,講師;陸珉(1976-),男,江西南昌人,國防科學技術大學電子科學與工程學院,副教授。(湖南 長沙 410073)
中圖分類號:G642.477 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)02-0203-02
所謂研究型教學,就是將課內講授與課外實踐、教師引導與學生自學、教材與閱讀有機結合并達到完整、和諧、統一的教學。[1]研究型教學既能發揮教師的主導作用,又能發揮學生的主體作用;既能培養學生的學習興趣,激發學生思維,又能培養學生分析解決問題的能力;既能使學生掌握系統扎實的基礎知識,又能培養學生的實際操作能力,克服了接受性教學的缺陷。
本科生在校學習的過程包括課堂學習、實踐學習、本科畢業設計等環節。作為國防科學技術大學(以下簡稱“我?!保┬畔⒐こ虒I本科生培養方案中重要的組成部分,遙感系列課程教學和專題畢業設計在信息工程專業本科學習過程中占據了重要的角色和相當的課時。遙感系列課程包括本科生公共選修課“軍事遙感技術”、專業選修課“地理信息系統與遙感技術”、專業必修課“遙感原理”等。面向我校信息專業本科生,筆者所在的遙感信息處理教學科研團隊每年設計遙感信息處理專題,包含若干具有科研任務性質的子課題。指導教師既是遙感系列課程教學主體,也是本科畢業設計指導主體,有充足的時間和經驗在課堂教學和畢業設計指導中開展研究型教學探索。
課堂教學和本科畢業設計作為大學生本科學習生涯中重要的兩個環節,開展研究型教學不僅是有益的探索,也是不斷將遙感領域最新技術成果傳授給學生,擴大學生知識層面和應用能力的重要途徑。課堂教學可以將遙感領域研究趨勢、研究成果、理論基礎和處理方法傳授給學生,奠定理論知識基礎和初步的研究思維培養。畢業設計中,每一個課題作為科研任務布置給學生,使學生得到實踐鍛煉,將學習的知識轉化為解決現實問題的工具,同時能夠參與科研團隊科研攻關的過程,互動探討,體會研究過程的樂趣,最終培養科研興趣,提高科研能力,推動學生素質全面發展。
一、課堂研究型教學探索
課堂教學在本科四年教育中承擔著傳授知識的重要作用,作為信息工程專業課程的重要組成部分,遙感系列課程需要在有限的課時內給學生傳授足夠的遙感學科的基礎理論知識和初步應用技能。為了改變以往講述式、填鴨式的課堂灌輸教學,筆者所在教學科研團隊一直在不懈努力地探索改革教育教學方法。研究型教學作為近年來比較成功的新型教學模式,成為教學研究的熱點之一。[2-4]我們在如下方面開展了研究型教學的有益實踐:首先,將最新的科研成果帶入課堂教學,[5]拓展學生的視野和知識面,啟發學生獨立思考和實踐;其次,在課堂教學中專門設計課時,由教師提出適合學生知識層次的研究型討論課題,再將學生按照興趣自愿組合成若干小組,在小組內開展資料查閱,課題探討和交流;最后,經過一段時間的學習探討,教師組織各小組分別就研究型課題的研究心得進行課堂交流或者書面交流,由教師對各小組的研究心得進行講評和給分。
在上述實踐中,有若干原則需要教師把握好:
1.題目難易適度
考慮到本科生學習專業知識的時間不多,專門知識和理論基礎有待加強,過于“精”和“深”的題目會使學生覺得難度大和無從著手,從而產生畏難情緒,不利于研究型教學的開展。選擇研究型教學內容時,我們考慮密切結合教材知識點,特別是需要學生掌握的重點內容,結合遙感領域最新成果,選擇適當難度的題目引導學生開展。另一方面,學生尚不具備從事科研工作的經驗,解決研究型題目的手段主要依托大學公共資源和互聯網資源,查閱資料,分析現狀,提出想法,有條件的可以進行簡單的計算機仿真。例如介紹雷達圖像軍事目標判讀解譯時,我們引入美國的長曲棍球衛星及其拍攝的坦克目標的雷達影像,結合教材介紹的三種強散射結構,引導學生思考從雷達目標散射特性出發,探討分析如何提高判讀效率和準確性。
2.興趣吸引
在授課過程中將科研成果引入課堂,將教員從事科研活動中獲得的新方法、新技術、新成果、新靈感及時引入到教學中。例如,將SAR圖像車輛目標自動識別、小型化復眼成像裝備等科研成果結合教材內容,進行實例講解,拉近學生與最新成果的距離,開拓學生思維,吸引學生注意力,提高從事科研工作的興趣。
3.激勵措施得當
研究型教學的開展,不僅要求教師開動思維,靈活牽引,也需要學生熱情參與,適當發揮分數(學分)的指揮棒效應是有益的嘗試。在學生本門課程最終成績中,目前是研究型學習成績占30%,考試成績占70%,以后根據研究型教學探索的階段性成果,考慮適當提高前者的比重。
二、本科畢業設計環節的研究型教學探索
隨著高等教育改革的深入,畢業設計過程中的研究型教學探索也有不少創新,[6-8]主要是轉換本科生的主體角色,由學生轉化為科研人員,畢業設計課題轉換為科研小任務,使本科畢業生能夠主動參與團隊科研活動,互動探討,提高科研能力?!皩?研究生+本科生”的研究型本科畢業設計模式,已經成為共識。
1.課題設計與知識儲備
信息工程專業本科生經過三年多的本科教育,基礎知識和專業知識具有了一定的的基礎。因而相對于課堂教學的研究型題目,畢業設計題目應當讓學生在基礎理論、基本技能、創新精神、科研方法、實踐能力和團隊協作等方面得到比較全面的綜合訓練,能夠具備初步從事科研工作的能力。筆者所在的教學科研團隊根據長期的科研工作經驗和目前所從事的科研任務,每年設計一個遙感信息處理專題,每個教師設計2-4個子課題,這些題目處理該專題下的具體小的技術問題,涵蓋遙感圖像校正、去噪、配準、目標檢測、目標識別等具體技術問題。題目及其主要工作內容下發給學生,學生可根據興趣和自由選擇題目和導師。導師提前與學生見面,了解學生的基本情況和學習特點,提供課題需要的部分資料,做好啟動畢業設計工作的知識儲備。
2.科研交流
在本科生進入課題后,導師應將其納入所在科研團隊,參與學術討論、程序設計、文檔撰寫、階段匯報等工作,使之成為科研攻關的一員。研究過程中,本科生可就畢業設計過程中的理論和技術問題,及時和導師、其他研究人員交流解決。
3.研究生的輔助作用
高??蒲械闹黧w是教師和研究生,因而研究生在本科畢業設計中的輔助指導作用不可或缺。高年級碩士研究生或者博士研究生已經受過較長時間的科研訓練,比較熟悉課題,研究思路較為清晰,研究工作有進展,具備輔助指導的條件。畢業設計題目若與研究生本身研究課題和團隊攻關課題相關,則更為有利。研究生也是從本科生成長起來,對于整個畢業設計和課題研究的過程更為熟悉,可以向本科生在更多細節問題上答疑解惑。
4.過程控制
良好的本科畢業設計離不開學校和導師對過程質量的監控。筆者所在院校從命題設計、學生選題、下達任務書、撰寫開題報告、中期檢查、論文撰寫、畢業答辯等各流程環節進行了時間和質量上的規范。這就要求導師在畢業設計全過程密切跟蹤學生的研究進度,及時交流,適時提供幫助克服困難。
三、結束語
研究型教學是系統性的工作,我們在遙感專業課程和本科畢業設計兩個環節開展了研究型教學的探索。其中課堂研究型教學是引導學生接觸科研活動,啟發創新思維的起始,畢業設計則是研究型教學活動的重要實踐環節。經過最近幾年的探索,目前取得了一定的成效,未來將總結經驗,開拓創新,更好地為遙感學科系列課程的建設和信息工程專業技術人才培養服務。
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遙感課程論文范文5
關鍵詞:高職工程測量技術 人才培養模式實踐教學改革
中圖分類號: TB22 文獻標識碼: A
近年來,隨著“3S”技術(全球定位系統GPS技術、地理信息系統GIS技術、攝影測量與遙感RS技術)的廣泛應用,工程測量技術也發生著實質性的變化。那么對工程測量技術人員也有著更高的要求。原有的人才培養模式下培養出來的工程測量人員已不適應當前市場對工程測量人才的需求。
因此,對原有工程測量人才的培養模式進行一次改革勢在必行。
一、工程測量人才需求狀況分析
工程測量技術人員須有扎實的基礎理論知識,對工程常用的測量儀器能夠熟練使用。同時具備強的計算機應用能力,綜合運用專業知識解決實際問題的能力以及良好的職業素養和職業道德。
近年來,國家經濟建設飛速發展,各行業對測量專業復合型人才需求是不斷增大。同時各省市水利、土地、工程建筑等行業對工程測量技術人才需求量加大。各用人單位急需掌握新技術的應用型工程測量人才。然而在這種量的需求增加的同時對工程測量人才的質的要求也越來越高。
二、測量專業人才實踐能力的重要性
工程測量技術專業是實踐性很強的專業。實踐教學是教學環節中的重要一環。其重點在于強調實踐性和應用型。根據企事業用人單位對工程測量技術人才的反饋意見,用人單位對學生的實踐動手能力及學習新知識,掌握新技術能力要求較高。因此,測量人員的實踐能力是非常重要的,是每一位合格的測量人員必須具備的專業素養。
三、“2+1”人才培養模式
“2+1”人才培養模式是“工學結合”教學模式的一種具體體現,主要應用于高職高專院校。學生在學校的前兩年進行基礎知識和技能訓練,最后一年到企事業單位參加頂崗實習。通過這種方式使學生在學習好專業知識的同時積累生產工作經驗,實現學生畢業后知識能力與崗位需求的無縫對接。
四、測量專業實踐教學改革
(一)改革實踐教學體系
根據工程測量技術專業的教學目標及崗位需求,應構建起“夯實基礎,加強能力”的實踐教學體系,使實踐教學循序漸進。早期實訓課程以提升學生專業興趣為目標,鞏固學生專業基礎理論知識與實踐動手能力為基礎。專業應用實踐課程注重提升應用實踐技能培養,以幫助學生更好地理解各種專業技術在實踐中的應用情況,培養學生對實際問題的分析與解決能力。
(二)改革畢業設計(論文)教學模式
畢業設計(論文)是高職高專學生培養方案中的一個必修的教學環節,目的在于總結專業學習的成果,培養學生綜合應用所學專業知識解決實際問題的能力。畢業設計(論文)應推行校企聯合指導畢業生進行畢業設計(論文)。學生在最后一年進行頂崗實習,學生在單位實習期間由單位的技術人員與教師共同指導學生,確定學生畢業設計(論文)的中心內容。這樣畢業實習與畢業設計相輔相成,同時學生通過畢業實習、收集資料、學習方法、解決問題進而完成畢業設計(論文)。
[1]歐龍.高職工程測量技術專業“2+1”人才培養模式下“地籍測量”課程教學改革探討[J].全球定位系統,2013,(02).38
遙感課程論文范文6
關鍵詞:應用型人才;實踐教學;專業實踐
應用型人才就是把成熟的技術和理論應用到實際的生產、生活中的技能型人才,主要是培養有一定的科研成果創造轉化能力的人才[1-3]。他們需要掌握基礎理論知識,參與相關科研,面向社會生產第一線,是根據社會實際需要培養的合格人才。應用型人才的培養,在教學模式中打破學術型或研究型教學模式;課程體系上做到理論和實踐結合,傳承與創新結合,共性培養與個性發展相結合;教學方法上強化學生作為教學活動主體地位;教學手段上充分利用傳統和現代化相結合的方法盡量提高教學效率;在培養途徑上強調與企業緊密聯系,實現產學研的有機結合[4-6]。因此實踐教學體系的構建對培養學生的實踐能力和創新能力尤其重要。
一、海洋技術專業培養目標和課程體系
海洋技術專業培養目標是培養具有良好的思想道德素質和較高的人文科學修養,具有國際視野和正確的海洋觀,系統學習海洋科學和信息處理技術的基礎知識,掌握海洋科學和遙感與信息處理的基本理論和基本技能,具備在海洋、農業、林業、水利、電力、交通、地質、環境等相關領域從事遙感與信息的數據處理、系統開發集成和海洋高新技術研究的能力,能在海洋和信息處理技術及相關領域的科研院所、企事業單位、高等院校和國家機關,從事海洋科學研究、海洋資源開發、信息系統開發管理及數據處理等工作的高素質應用型人才。為了保證應用型人才培養目標,海洋技術專業按照人才培養的總體目標,本著有利于學生的全面發展和個性發展的原則,進行課程體系的總體設計。海洋技術專業畢業學分要求及學時分配如表1所示。
二、海洋技術專業實踐教學內容體系的構建
實踐教學是本科教學內容的重要組成部分。依托“四層次、八模塊”的實踐課程體系[7-8],海洋技術專業構建了實踐教學內容體系。為了培養學生的動手實踐能力,適度壓縮理論課學時,增加實踐教學課學時,并根據人才培養目標要求制定相應的實驗、實習、課程設計和畢業論文教學計劃,構建“四層次”(基本素質、基本技能、專業技能、綜合訓練)、“八模塊”(素質拓展、基礎技能、專業實驗教學、專業綜合能力、工程訓練、綜合實習、科研訓練、創新訓練)的實踐教學體系。“四層次”中第一層次是基本素質層次:主要通過教學實習、大學生志愿者活動、社會調查、學生社團活動等方式,培養和提高學生的品德修養和綜合素質,促進學生對實際社會的理解,增強學生的團隊精神。第二層次是基礎技能層次:通過課程實驗和實習、社會服務活動等方式,培養學生解決問題的能力、將理論知識轉化為實踐操作的能力。第三層次是專業技能層次:通過課程訓練、面向企業進行假期實踐、參與科研課題等方式,培養學生綜合運用學科知識進行創新的能力,增強學生專業知識的實際應用能力。第四層次是綜合訓練層次:通過科研訓練,綜合性、設計性實驗課程。如學生參與大學生創新創業訓練,挑戰杯、科技競賽、畢業實習和畢業論文等方式,培養和提供學生創造性、探索性的思維能力,培養學生在實際社會中發現問題和解決問題的能力,提高學生的應用能力?!鞍四K”是培養學生應用創新能力的實踐教學內容。第一是素質拓展模塊:包括思想政治課的社會實踐、軍事訓練、社會調查及野外訓練、文化藝術創造、安全防護能力訓練等,目的是增強學生對社會的適應能力,幫助學生養成良好個性品質及基本生活能力。第二是基礎技能模塊,包括外語聽說讀寫基本能力訓練、計算機基礎訓練、公共基礎課程實驗、學科基礎課實驗等環節,目的是加強學生外語、計算機的應用技能,提高基礎課程的實踐能力及基礎知識的熟練運用能力。第三是專業實驗教學相關模塊,包括與專業課程的各類驗證性、演示性、綜合性、設計性實驗,加強學生課程實驗操作技能的訓練。第四是綜合能力模塊,包括專業綜合訓練、課程設計能力訓練等環節,為學生提供專業訓練和學術訓練的平臺,從而培養學生綜合運用專業知識的能力。第五是工程訓練模塊,包括電子工藝實習等環節,目的是為學生構建面向生產和應用的訓練平臺,培養學生的實際動手能力。第六是綜合實習模塊,包括認識實習、生產實習和畢業實習,目的是讓學生掌握相關的專業技能,在實踐中強化對專業綜合知識的認識理解,增強專業實踐能力。第七是科研能力培訓模塊,包括學生參與教師科研課題、進行課程設計和畢業論文等環節,目的是對學生進行有步驟、有計劃的科學研究訓練。第八是科技創新訓練模塊,包括學生獨立承擔科研課題,如學生申報實驗室開放基金項目、各級各類大學生科技文化創新活動(如數學建模、電子設計競賽、挑戰杯競賽等),發揮學生的創新思維,提高創新意識和創新能力。
三、應用型人才培養開展實踐教學的有效途徑
針對應用型人才培養的特點,建立相對獨立的實踐教學課程內容體系,強化實踐教學基地建設,逐步推進校企合作,實現多元化的實踐教學方式和方法,促進學生創新能力的培養。目前開展的有以下幾個途徑。1.積極推進校企合作,建立合作培養人才機制學校按照“基礎實踐+專業實踐+創新實踐”構建了實踐教學內容體系[9-11],海洋技術專業實踐教學體系如圖1所示。為了培養和提高學生的實踐能力,目前已分別在天津市、河北省,山東省等20多家企事業單位簽署了實習基地合作協議。學校在教學設施、實驗設備、職工培訓等方面為企事業單位服務,企事業單位為學校提供實習場所、實習崗位,并安排工程技術人員參與對學生的指導。通過校企資源合力,強化了實踐教學環節。海洋技術專業學生第一學年學生參加入學教育和軍事訓練,時間為1個月;第二學年在學校進行基礎的“認知實習和課程設計實習”,時間為1個月;第三學年在學校和企業進行“生產實習和課程設計實習”,時間約為2個月;第四學年在學校和企業進行“專業方向的實習和畢業實習”,參加畢業教育,時間約為3個月。從而實現實踐教學四年不間斷,有效地提高了學生的實踐動手能力。2.建立校內實驗室共享與開放機制,加強學生實踐動手能力的培養通過實驗室的開放和共享,鼓勵學生參與教師科研課題、自主進行實驗研究,開展創新課題研究,提高了學校實驗資源的有效利用率。通過校企聯合,引進企業環境,縮短學校和社會間的差距,積極探索產學研一體化實驗室建設。幫助學生形成職業能力,培養學生動手實踐能力和解決實際問題的能力。3.實施大學生創新創業計劃競賽,加強學生創新意識和創新精神的培養自2006年以來,已經開展了10屆,每年海洋學院均有6-8項項目得到資助,分別為國家級、省市級和校級項目。通過以立項的方式資助大學生開展研究性學習和創新性實驗項目,該項培養與本科生專業導師制相結合,學生在導師的幫助下自主設計實驗方案,自主進行和改進實驗方案,獨立進行數據處理和分析、撰寫相關的實驗報告等。該計劃對培養學生嚴謹的科學態度、團隊合作精神等產生了良好效果。4.鼓勵大學生開展科技文化創新通過第二課堂學分的設立,促使學生主動參與科技文化活動,強化學生科技文化創新能力。第一,學校完善了第二課堂學分制度,建立了開展創新競賽的活動機制。第二,建立本科生導師制[12-15],在海洋技術專業中,專業教師擔任本科生班導師。針對一年級新入學的學生,導師指導學生掌握大學的學習規律和學習方法,盡快轉換并適應大學的學習方式,樹立良好的學風和考風;向學生介紹學校學分制教學體制,幫助學生認識和了解本專業的培養目標和培養計劃等,幫助學生進行學業規劃。針對二年級學生,本科生導師幫學生了解學科和專業的發展方向,幫學生了解專業的知識體系和各課程之間的關系;結合學生的實際能力與個性發展輔導學生選課,制訂大學期間的學習計劃。針對三年級學生,導師針對學習突出和有專長的學生,提出個性化培養模式,指導學生進行學業生涯設計,向學院提出推薦免試研究生人選,并結合導師從事的研究課題指導學生進行科學研究。針對四年級學生,導師應配合畢業設計導師工作,對學生就業提供幫扶。第三,通過建立大學生創新實驗計劃、學科能力競賽等,推動大學生科技創新競賽活動的深入開展。第四,推進立足解決實踐應用問題的科技創新訓練,注重科技創新訓練的應用性。如組織學生參加教師承擔的研究項目,培養學生的科研能力;鼓勵學生參加“挑戰杯”、“節能減排”等各類科技競賽,以開放實驗室為基地,以高年級學生帶動低年級學生的方式,由學生自主開展實驗設計,學校安排教師負責指導,組織學生申報科研課題,開展課題研究,從而促進了創新人才的培養。5.強化畢業論文管理,培養學生綜合應用能力為了提高學生畢業論文設計能力,學校成立了校級、院系級等不同的督導機構,對學生畢業論文的選題、中期檢查、論文初稿、到最后定稿,成績評定和優秀畢業論文評選等各個環節都加強了監控,進行了全過程管理,及時處理問題和糾正錯誤,并對存在的問題提出針對性建議,從而進一步提高了畢業論文的質量。為了增強畢業論文的實用性,學校和企業聯合對部分學生進行了“雙導師”指導,企業導師指導學生結合生產實際進行選題和設計,更側重于解決社會實際問題;校內導師指導學生完成論文寫作,側重于增強論文寫作的規范性和學術性。
四、結束語
鑒于目前大學生普遍存在實踐能力較弱,創新能力不足的狀況,為了促進應用型人才培養模式的構建,本文以學生實踐能力培養與生產實際相結合為重點,建立了相對獨立的實踐教學內容體系,強化校內外實踐教學基地建設,建立對學生實踐能力培養“四年不間斷”的教學模式,可以通過以下途徑進行實踐教學的改進。一是推動校企合作,即產學合作,實施的途徑一般是產學結合、以滿足我國市場經濟發展對技能人才的需求。二是采用產學研用結合的模式進行應用型人才的培養,充分利用學校在人才培養和科學研究的優勢資源,與企業的生產實踐環節有機結合,促進科技成果產業升級。三是采用科教結合的模式進行應用型人才的培養,通過實驗室開放基金項目,大學生創新創業項目,參加高校及研究所夏令營等,讓學生參與科研工作,將本科課程內容應用到實際科研項目中,學以致用,帶動應用型人才培養水平的提升。因此科學構建實踐教學內容體系對提高本科院校實踐教學水平和創新性應用人才的培養具有重要意義。
作者:鄭小慎 李秀梅 李家星 李偉 李昭 單位:天津科技大學
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