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遙感科學與技術專業范文1
關鍵詞： 高等師范院校 遙感概論 實踐教學 教學改革
1.引言
遙感是現代空間信息學的核心技術之一，其作為一種高效能的探測、獲取、分析和處理空間信息的先進手段，廣泛應用于土地管理、城市建設、林業、環境、農業等各個部門［1］。自20世紀80年代以來，隨著遙感技術的發展，我國各高等院校都相繼開設了遙感課程［2］。《遙感概論》課程主要介紹了遙感基本理論、方法和應用技術，是我國高等院校地學類本科生的一門專業基礎課程。高等學校地理學類教學分委員會2004年工作會議把《遙感概論》和其他六門地理學基礎課定為地理學類有關專業必修的核心課程［3］。遙感技術快速發展對遙感概論課程教學提出了更高要求，本文在分析信陽師范學院遙感概論課程教學情況的基礎上，結合實際條件及教學目標，對遙感概論實踐教學進行了一系列改革探索。
2.高師遙感課程教學現狀分析
信陽師范學院城市與環境科學院于2001年開設遙感類課程，并將其列為地理信息系統專業、地理科學專業、資源環境與城鄉規劃管理專業的一門重要專業基礎課程。我結合多年來遙感概論課程教學，發現課程的教學與用人單位對遙感技術工作的需求不能很好地銜接，主要存在以下問題。
2.1教材相對快速發展的遙感技術滯后。
我校各專業采用的《遙感導論》是教育部面向21世紀課程教材，2001年出版后至今未修訂再版，除部分印刷錯誤影響學生學習外，對近年蓬勃發展并廣泛應用的QuickBird衛星影像、高光譜遙感技術等遙感探測技術和方法涉及較少，不能滿足教學需求。另外，實驗教學中我們采用國際先進的ERDAS IMAGING軟件，但與遙感圖像處理配套的上機實驗教材缺乏，需根據本校實際進行編寫，同時目前實驗教學中所用數據主要為Landsat和Spot影像，而缺乏社會應用較廣的雷達影像、QuickBird等衛星影像。
2.2各專業教學內容不同往往顧此失彼。
我院三個專業文理兼收，學生基礎不同，預備知識普遍欠缺，教師在54個學時內既要講明理論、補充遙感技術前沿發展又要開展實驗課程教學，實屬不易。且遙感技術已列入高中開設的地理選修課，自然災害與防治和城市規劃與生活等課程也用到遙感技術，這對高師地理教育提出了更高的要求。目前，僅地理信息系統專業開設了為期一周的遙感綜合實習，實踐課程偏少，難以提高各專業學生的動手能力。
2.3教學手段相對單一。
在多媒體教學過程中，教師準備全部實踐材料，詳細講解，全程示范，學生按照指導書和教師要求按部就班模仿操作，實驗過程中師生互動少。以教師講授為主的學習方式，抑制了學生主觀能動性的發揮，導致學生對實驗指導書過度依賴，提高實踐能力無從談起。另外，目前考核仍以筆試成績主，教學制度不夠靈活，特別是培養目標、課程結構和內容、教學模式、教學制度和評價相互脫節。
3.遙感概論實踐教學內容設計
3.1研究教材，構建科學的遙感課程實踐教學體系。
遙感技術是一門新的學科，新理論、新方法、新的研究領域不斷出現，要求教材建設必須與時俱進，及時補充新知識，以適應學科及社會對遙感人才的需求。遙感實踐教材的建設一方面教材必須針對各專業的培養目標和教學大綱的基本要求，具有較高的專業針對性。同時，要有別于其他理論教材，重點突出應用技術的特點。另一方面教材要圍繞技術應用能力訓練主線，注重學生的認識和學習規律，以培養學生實踐能力。在《遙感概論》教學中，教師要綜合國內外已有的遙感實踐教材，分析比較各種教材的特色及其不足，根據專業培養目標、學生未來就業，以及遙感人才的基本要求，以新的理念構建一套內容體系和結構相對合理、能反映出學科水平和發展趨勢的、適應高師院校自身特點、開放的、科學的遙感實踐教學內容教學體系。
3.2適當增加課時，完善和更新教學內容。
遙感是一門理論與實踐并重的課程。在遙感課時總量有限的條件下，如何協調好高師地理課堂培養學生創新精神和地理信息系統專業、資源環境與城鄉規劃管理專業培養動手能力和創造能力是高師院校面臨的挑戰。由于我院各專業文、理兼收，學生基礎不同，理解遙感基本理論存在困難，在課堂上授課教師可結合Q ickbird衛星數據在第二次國土資源調查中的應用等科研案例進行教學，讓學生在實踐中理解遙感理論。另外，我們要充分利用現代網絡技術建立課程網站，提供新型的學習環境和學習平臺，挖掘教學科研資源，開展教學互動，擴展學生學習的空間。我在教學過程中發現，有很多學生反映要求增加遙感實踐課時，這說明學生對新技術學習的積極性很高，若適當增加實踐課時，有助于開展綜合型和研究型實驗的多層次綜合性的實踐教學，提高學生的創新精神和動手能力，以適應我國遙感科學技術的發展和高素質人才培養的需要。
3.3教學方法、教學形式多樣化，實現實習單位專業化。
在教學過程中為克服遙感實踐課程教學課時不足，增加學生對遙感學習的興趣和主動性，可開展讀書報告、學年論文、野外調查等課外研究性學習，讓學生通過查閱文獻進行簡單的研究，與課堂教學形成互補，拓展更加廣闊的空間。另外通過學校、院系和個人廣泛聯系遙感專業高等院校和應用型實習單位，如武漢大學、南京大學、北京超圖軟件股份有限公司、武漢中地數碼科技有限公司，等等。建立雙導師管理機制，讓學生直接參與到實習單位的科研、開發和生產工作中，讓學生主動學習知識，鍛煉學生獲取知識、發現問題、解決問題的能力，從而提高教學效率。
4.結語
遙感是一門技術性和實踐性很強的課程，我結合多年來高師院校遙感概論課程教學，針對目前存在的主要問題進行探索，提出了適合本校實際的遙感課程教學方法和教學體系。遙感技術的快速發展對遙感概論課程教學提出了更高要求，在教學中需要結合實際不斷探索與實踐，進一步提高學生的獨立思考能力、創新能力和實踐動手能力以滿足社會發展需求。
參考文獻：
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遙感科學與技術專業范文2
關鍵詞：植物營養診斷與施肥；教學改革；教學效果
中圖分類號G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）13-0160-03
《植物營養診斷與施肥》是高校農業資源與環境系本科生的專業基礎課程，是評價、診斷和指導作物施肥的一門綜合課程，也是實施科學施肥的主要理論依據，它包括作物缺素癥狀診斷、土壤診斷、根外診斷、代謝診斷、物理化學診斷等[1]。近年來，隨著黑龍江省農墾總局各農場測土配方施肥項目的發展，植物營養診斷技術也獲得了快速發展，利用植物營養診斷進行科學施肥，已經在水稻、玉米、大豆和馬鈴薯等主要農作物得到了廣泛應用，不僅增加了作物單產，而且減少了化肥的投入量，使農戶獲得了可觀的經濟效益，也降低了化肥對環境的污染[2-3]。植物營養診斷與施肥課程是以植物營養學和作物施肥原理與技術課程中演變而來的，逐漸發展成為一門綜合性、系統性、實用性的課程，其影響滲透到包括遙感技術、植物生理、植物病理、分子生物學、水土保持等多個學科領域，成為當前農業生產中必不可少的組成部分[4]。
遙感技術首先是在軍事上發展起來的，隨著科學技術水平的進步，遙感技術得到了快速的發展，各領域的科學家開始著手研究遙感技術，使遙感技術的應用領域也越來越廣泛和深入。遙感技術與農業科學有關的領域主要有：大田作物航拍遙感診斷施肥、大田作物的遙感測產與長勢監測、遙感解析土壤類型分布、農業資源調查與評價、植物保護中某些病蟲害調查與監測等。近年來，通過衛星對農作物拍攝遙感圖像進行診斷施肥工作已取得了較好的成績，遙感圖像可以反應植物養分狀況、土壤類型分布、田間長勢、作物分布，提供農作物施肥表征和土地的利用現狀，為農業部門統計作物布局提供可靠的參考資料，達到作物高產優質和生態安全的目的。
遙感技術已經從傳統的專業化技能逐漸向多元化多方面進行發展，從當前社會的發展與對人才的需求角度出發，借助課程改革對農業遙感技術在植物營養診斷與施肥課程在教育教學、社會實踐和科研創新三方面的有機結合，充實課程的內容，增加課程的實用性和學生學習的興趣，使學生在學習過程中從理論、實踐操作和科研的角度，對遙感技術有充分的認識，能夠在實踐中應用遙感技術的方法、手段和思路去分析并解決植物營養診斷與施肥方面問題的能力[5]。本文旨在探討農業遙感技術在植物營養診斷與施肥課程建設中，如何更好地完成教育教學、社會實踐和科研創新三位一體的角色，增加教學環節的實用性，拓展學生的視野，增強科研創新的能力。
1 課程教學改革的必要性
《植物營養診斷與施肥》課程是以植物營養學和作物施肥原理與技術為基本出發點，結合農業生產實際形成的一門綜合性課程，通過判明作物的營養豐缺狀況，分析導致植物營養豐缺的原因，提出有效的施肥方案。顯然，植物營養診斷不僅是科學施肥的基本依據和技術保障，同時也是植物營養和作物施肥原理與技術理論服務于農業生產實際最實質性的內容。植物營養診斷是手段，合理施肥是途徑，高效、低耗、高產和優質是目的?！吨参餇I養診斷與施肥》課程與農業生產緊密相關，對于研究農作物的生長規律、養分利用效率及解決我國的糧食問題有著重要的意義。然而，隨著社會科技的不斷發展以及農業課程教學改革的深入，農業類高等院校需要培養出更多具有創新開拓精神的實用型的高級人才，這就必須在相關課程的教學改革方面進行廣泛的探索和與深入的實踐。為了提高該門課程的教學效果及教學質量，增強學生利用植物營養診斷原理及理論解決生產實際的能力，筆者對“者對在相關課程的教學改革方面進行廣泛的探索和與教學方法和實驗課實踐教學等進行一系列的改革與探索，在實施教改項目的過程中按照社會發展、科技進步等客觀要求，兼顧本課程所涉及農學類專業的專業課程安排，充分發揮該課程在農學類各專業建設與發展中的重要作用，立足于學以致用，為農業經濟發展服務，以達到更好的教學效果[6]。
2 農業遙感技術在課程建設與學生培養的切合點
2.1 高科技融入植物營養診斷與施肥課程的教學過程 隨著遙感技術的發展以及遙感技術與農業的緊密結合，對農業資源與環境專業學生培養提出了新的要求，培養高素質的創新人才是時代賦予高等學校的使命，也是高校實施素質教育的根本途徑。而建立高素質的創新型人才培養模式需要建立完善的、適合的創新課程教學體系。在植物營養診斷與施肥課程教學過程中，引入遙感學科知識以及植物營養學在遙感學科上的應用。例如：植株各器官營養狀況的改變直接影響著作物的冠層顏色和葉片透光率，缺氮植株葉片顏色變淺，透光率增加，冠層顏色偏黃綠色，而植物冠層顏色狀況通常情況下都與葉片葉綠素含量呈正相關關系，其含量的變化影響了葉片冠層的光吸收和反射強度，由于葉綠素對可見光的有效吸收，在可見光波段冠層的光反射隨著植株缺氮狀況的增加而增強，接收裝置接收到反射光，經處理即可形成遙感圖像，通過遙感圖像的解譯即可診斷出植物缺素的癥狀，可見農業遙感技術直觀和方便，廣大農業科技工作者在電腦前即可診斷出作物的田間長勢。因此，植物營養診斷與遙感技術在專業技術領域有很多相重疊的理論知識，為農業遙感技術更好的融入植物營養診斷與施肥課程奠定基礎，使學生及時掌握農業遙感學科發展的新方向，形成人才培養的創新性與遙感課程教學的相互支撐。
2.2 社會需求多是促進遙感技術與課程建設的切入點 多學科日新月異的交叉發展，不斷加強各學科在多領域的融合，遙感技術作為一門專業性較強的課程，其應用領域也越來越廣泛和深入[7]。遙感技術已經從專一的技術服務逐漸走進社會化的發展中，因此借助課程改革對遙感課程在教育教學、社會實踐和科研創新三方面的有機結合。教師在教授過程中，使學生從基礎理論、動手能力和科研創新的角度，對遙感技術理論有充分的了解和思考，令學生能夠掌握應用遙感技術的手段和方法，具有解決植物營養缺失問題的能力。如果該改革應用得當，必然為黑龍江的農業生產實踐開辟一條新的道路?，F階段，許多國家將植物營養診斷作為農業生產現代化的重要手段廣泛地應用于各種農作物中，已取得了較好的效果。依靠遙感技術的理論，應用計算機處理遙感圖像、解譯數據與植物生長的各種參數相結合，制定具體的施肥方案，為診斷的準確性與預測預報打下堅實基礎；在歐美等一些發達國家有專門進行營養診斷的職能機構，現已發展到商品生產的應用階段，這些成果的推廣以及機構的運行均需要農業遙感專業技術方面的人才，大多學校一般只開設植物營養診斷與施肥課程，而對遙感技術課程一般只對專業性較強的專業開設。因此，把滿足社會對專業性人才的需求作為促進植物營養診斷課程建設的切入點，更好地將農業遙感技術融入該課程體系做出貢獻[8]。
2.3 科研、教學與實踐在課程改革中有機結合 高等學校對本科生科研素質的培養不夠重視，科研意識薄弱，實踐能力欠缺，不能適應時代的發展要求，所以科研、教學與實踐的有機結合是植物營養診斷與施肥課程建設中重要的環節?？蒲惺墙虒W的基礎，教學是科研成果的傳播途徑，實踐是檢驗科研和教學的方法和手段。對高等學校教師而言，只懂得教育教學顯然遠遠不夠，尤其對于講授自然科學課程的教師而言，只教學不做科研，教學內容陳舊，課堂信息量不足，導致教學質量難以提高。實踐和科研經驗的積累，有助于教師教學能力的提高，提高課堂的教學效果，增加學生對本課程的興趣，如將基于遙感的植物營養診斷與施肥研究，基于遙感的土壤養分鹽堿地的空間變異特征，基于遙感的土壤養分估測，基于遙感的作物產量評估等科研成果融入教學內容，使課堂教學信息更加豐富，課堂氣氛更加活躍，增強學生對知識的掌握程度。
相對而言，教育教學要比科研要容易一些，但是沒有科研過程的鉆研和付出注定沒有教學的精彩。如將黑龍江省黑土分布、各農場不同植株養分的遙感圖像引入課堂教學中，用遠紅外及衛星影像分析黑龍江農墾各農場地表溫度和土壤濕度的研究引入到熱紅外遙感教學，這些科研項目使學生能深切感受到理論知識就在我們身邊。而這些知識如果沒有教育教學、科研創新和社會實踐三位一體的指導，無法憑空想象，學生很難理解，直接影響高校人才培養目標的實現。
完善社會實踐教學環節，積極與本專業相關的企業及實習基地聯系，走農場進基層，讓學生一見到農作物首先診斷農作物缺素癥狀，告訴該地塊農戶應多施哪些肥料可高產，使學生更多的接觸農業生產第一線的人員，提高學生的實踐能力，從而使學生在課程學習中了解現代化農墾的栽培制度和先進的管理經驗，為今后走入社會打下堅實基礎，真正使學生在校學習期間實現“城市白領”到“合格農民”的轉變。當然，任何一門學科的起步與發展都不是一日之功，需要有長遠的規劃和循序漸進的過程，只有這一過程日趨完善，改革后的課程體系才能為地區經濟發展和社會繁榮培養更多優秀的人才。
3 結語
隨著科學技術水平的不斷提升，植物營養診斷與施肥技術也得到了快速發展。農業遙感課程作為植物診斷與施肥課程建設的一部分，在教學和實踐過程中將農業遙感技術融入該課程體系中，從教育教學、科研創新和社會實踐三位一體有機結合的途徑去努力，必然在校院和植物營養診斷與施肥學科建設打好良好的基礎，在專業拓展和專業發展中，取得穩步增長，增加同學們接觸生產第一線的機會，增加實踐單位對本校植物營養診斷與施肥課程的了解，增加同學們就業的方向，不斷革新教育模式，為學生營造良好的學習和實踐氛圍，激發學生學習熱情，提升學生實踐動手能力，加深學生對課程的熟悉程度，使學生真正喜歡植物營養診斷課程，提升學生自主學習能力和探究學習的能力。只有這樣，才能為高校農業資源與環境專業的持續發展和植物營養學科建設思路的拓展提供有效的支撐，也為黑龍江墾區培養農業遙感技術層面的專業人才作出應有的貢獻。
參考文獻
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遙感科學與技術專業范文3
關鍵詞：微波遙感；教學；學生學習成果
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）45-0283-02
社會更需要“能力型”人才，從傳統知識教育向能力培養的轉變，已成國內外高等教育界的共識。以學生學習成果（Student Learning Outcomes，SLOs）為導向的教學模式[1]，從以教師和教學為中心轉向以學生和學習為中心，更注重人才能力的培養[2]，已在美國、歐盟及我國港澳臺地區取得了成功。隨著遙感科學與技術的發展，社會對遙感技術高技能人才的需求更迫切，對遙感專業課程教學的要求也更高。以《微波遙感》課程為例，社會對不同能力的遙感專業人才的需求差異，要求微波遙感教學必須考慮到學生的個性化專業能力定位。同時，雷達干涉測量和極化雷達等新技術的發展，急劇增加了《微波遙感》課程的知識內容。
為了更好地滿足不同層面的社會需求，順應遙感學科發展的要求，如何提高遙感專業教學質量、有效增強學生的專業能力，是當前遙感專業課程教學必須面對和亟待解決的一個重要問題。
因此，本文以《微波遙感》課程為例，針對遙感專業學生不同層次的能力需求，重構《微波遙感》課程的知識模塊，設計《微波遙感》課程的學習成果，并針對性選擇合適的教學手段，對以學生學習成果為導向的遙感專業課程教學模式進行探索和實踐。
一、《微波遙感》教學問題分析
面向遙感科學與技術專業本科生開設的《微波遙感》課程，通過教授微波遙感原理與系統、微波遙感圖像的特點及處理、微波遙感的最新發展及應用等內容，使學生掌握微波遙感的基本原理及其圖像處理的基本技能，為今后應用或進一步深造奠定基礎[3]。我?！段⒉ㄟb感》課程為專業選修課，共40課時，于大三上學期開設。前一學期開設的先行課程《遙感原理與應用》中包含有微波遙感原理簡介的章節。
目前《微波遙感》課程教學的問題至少包括以下幾個方面。
1.新知識的更新快，雷達干涉測量和極化雷達等相關新技術的發展，急劇增加了課程內容。在這種情況下，如何優化并重構課程知識模塊是首先要解決的一個根本問題。
2.對不同層次能力需求和學生自身的特點和發展考慮較少。面向社會對遙感專業人才能力的需求，學生并不太清楚自己學習該課程后應該取得哪些具體、可測量的成果，隨之影響了學生學習的積極性和主動性。
3.教學方式的不夠靈活、合理，限制了教學效果的提升。實現和達到學生的最終課程學習成果，需要選擇合適的教學方法，面向不同能力層次、不同的教學內容，如何采用合適的教學方法也很重要。
二、《微波遙感》學習成果導向教學
SLOs是對學生特定學習期望的描述，本質上是一種預期的教學目標，即學生學習了具體課程后應該取得的哪些具體、可測量的成果[4]。這些成果主要包括知識與理解力、能力和實際技能，也包括自信心、毅力、領導才能等學生成長的其他方面。
針對當前《微波遙感》課程教學存在的問題，學習成果導向的《微波遙感》教學需解決課程知識模塊的優化與重構、不同層次課程SLOs的設計、教學方法與成果評價等問題。
1.課程知識模塊重構。由新技術的發展而急劇增加的《微波遙感》課程知識內容，使得在有限的課程教學時間內，避免與先行課程的內容重復，提升學生的有效學習時間，確保學生對新技術的學習時間與效果成為課程知識模塊重構的主要目的。
優化、重構《微波遙感》課程知識模塊包括兩個方面：①與其他課程的合理分工與有效協作：依據最新遙感專業培養方案，避免與先行課程中相關基礎知識的重復；②合理增加新技術教學內容：結合社會需求及遙感學科發展情況，增加雷達干涉測量和極化雷達測量等重要的前沿知識模塊。
課程內容模塊的組織，以雷達遙感為主，在微波遙感基本原理與方法內容的基礎上，重點擴展了雷達干涉測量和極化雷達信息處理兩方面的內容。優化重構后的課程內容由以下三大知識模塊構成：①微波遙感基本原理：包括微波遙感物理基礎、雷達遙感原理、雷達圖像的斑點噪聲、幾何特點及目視解譯、合成孔徑雷達系統及其發展等。重要知識點，如輻射傳輸理論、雷達方程、雷達散射截面、雷達側視成像原理等，按照雷達系統的發展過程，結合實際雷達圖像和應用實例串起這些抽象的概念和基礎知識。該模塊在《遙感原理與應用》中“微波遙感”內容的基礎上擴展，避免過度重復。②雷達干涉測量：包括雷達干涉測量原理、差分干涉測量原理、永久散射體干涉測量原理及應用等。其中雷達干涉測量原理是核心基礎，其重要處理步驟包括復數數據配置、干涉圖噪聲濾波和相位解纏。在此基礎上根據形變監測應用需求及存在的問題，結合應用案例，擴展差分干涉測量、永久散射體干涉測量知識以及相關最新研究進展。③極化雷達圖像處理：包括極化雷達基礎知識、目標散射特征、極化目標分解、極化圖像信息提取等。其中的相干斑濾除、極化目標分解、分類和極化干涉雷達等知識，可以與熟悉的光學遙感圖像處理中的預處理、目標特征提取、分類和信息融合等內容相對應，通過這種對比關聯來建立新的知識體系。
2.課程SLOs的設計。學生學習成果導向教學的關鍵在于學生學習成果的設計，即面向不同遙感專業人才能力的需求，學生通過《微波遙感》課程學習后，應該取得哪些具體、可測量的成果。
目前遙感專業人才可分為應用型、研究型等角色，應用型人才主要從事遙感數據的生產、處理等工作，而研究型人才大多從事基礎理論研究。面向不同遙感專業人才能力的需求，可以將遙感專業能力劃分為“解釋/討論”、“應用/操作”和“研究創新”三個層次。達到“解釋/討論”能力的學生應具備利用遙感原理知識分析、討論問題的能力；達到“應用/操作”能力的學生應具備利用相關軟件進行遙感圖像處理分析并解決實際應用問題的能力；達到“研究創新”能力的學生應具備提出創新思路解決現有遙感領域理論和應用問題的能力。
面向不同遙感專業人才能力的需求，通過“自頂而下”的過程設計《微波遙感》課程中各個層次的SLOs。具體包括：①《微波遙感》課程的總體SLOs：分別設計出不同專業能力所對應的SLOs，明確給出學習完《微波遙感》后學生能夠完成的具體成果。②課程中各知識模塊的SLOs：針對課程的基本原理、雷達干涉測量和極化雷達等知識模塊，具體設計相應的SLOs，見表1。③每一節課的SLOs：結合課堂教學安排，細化每一節課的SLOs，保證每一節課的教學質量。
3.課程教學方法與評價。所設計的課程SLOs需要通過具體的教學過程來實現，選擇合適的教學方式、方法及評價方式是實現SLOs的具體措施和保證。面向不同的遙感專業能力層次，綜合運用多媒體教學、設問討論教學、實踐教學、科研教學等多種方法進行教學。各能力層次對應的教學方式、教學方法和教學評價方式見表2。
針對“研究創新”能力層次，實踐研究型教學方法，結合與課程內容相關的產學研、大學生創新訓練項目等科研活動，進一步培養學生的研究創新能力，最終將三個能力層次對應的課堂討論、實踐操作和科研項目考核方式結合，對學生學習效果進行綜合評價。
三、結語
學習成果導向的遙感專業教學模式以成果為導向、以學生為中心，能很好地提升學生的遙感專業能力。面向遙感專業人才的不同能力需求設計的課程學習成果，使學生能夠根據自身興趣和發展方向選擇學習重點，有效調動了學生的積極性。知識模塊重構后，避免與先行課程內容重復，并確保新知識、新技術的教學時間與效果。面向不同能力層次的學生，有針對性地采用合適的教學方法能確保良好的教學效果。
參考文獻：
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遙感科學與技術專業范文4
關鍵詞：海洋災害；遙感課程；改革研究
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）46-0067-02
遙感是現代空間信息學的核心技術之一，自20世紀80年代以來，我國各高等院校都相繼開設了“遙感”方面的課程[1-2]。但現有的遙感教學存在的一些不足之處，如：（1）遙感技術的快速發展與教材更新緩慢的矛盾；（2）內容過深，與實際的生活接觸有所差異；（3）遙感基本技能的培養與實踐時間過少的矛盾；（4）專業素質的培養與傳統的授課方式和考核方式的矛盾[3-5]。《遙感應用技術》是上海海洋大學空間信息與數字技術專業的專業必修課，其是一門理論與實踐相結合且技術性很強的課程。本文結合上海海洋大學培養海洋類人才的目的，對遙感課程的教學改革進行了探討。
一、“海洋災害”案例驅動下的遙感課程教學改革的簡介
現代海洋產業的發展離不開良好的海洋環境，良好海洋環境的維護離不開迅捷、快速準確的監測，遙感作為新興的監測技術在海洋中將發揮重要作用[6]。而我國政府十分重視海洋觀測技術的發展。在2010年兩院院士大會上再次提出：“要大力發展空間和海洋科學技術，提高海洋探測及應用研究能力和海洋資源開發能力，使我國海洋技術水平進入世界前列?！?/p>
上海海洋大學的辦學宗旨即與國家海洋發展的主戰略銜接，為國家和區域海洋經濟發展及產業需求提供技術支撐、人才服務等智力支持。設計“海洋災害”案例驅動下的遙感課程教學改革，在學生掌握遙感技術的同時，提高學生海洋環境保護意識，增強學生的實際動手能力，錘煉學生解決實際海洋問題的能力。
二、“海洋災害”案例驅動下的遙感課程教學改革的內容
“海洋災害”案例驅動下的遙感課程教學改革主要是通過設計不同的海洋災害案例（如風暴潮、海浪、海冰、赤潮、海嘯以及溢油），將系統性和理論性較強的遙感基礎理論融入到每個案例中，讓學生在實際的海洋災害案例中掌握系統的遙感基礎理論知識。
1.“海洋災害”遙感數據的收集。通過播放新聞報道或模擬的方式，讓學生接觸一場海洋災害，以風暴潮為例，并告訴學生他們的任務是：對海洋災害進行預測預報，做到防災減災的目的。在第一階段，引導學生分析預測預報“海洋災害”所需的數據。故此，引出遙感的基本概念、遙感系統的組成、遙感的主要類型以及遙感的主要特點等基礎知識。
2.“海洋災害”遙感數據的處理。面臨收集到的海洋遙感數據，大多數初學者無從下手，也看不懂，其原因是不懂遙感數據的原理。在此，引入遙感的成像原理、電磁輻射與地物光譜特征，以及遙感圖形的特征等概念。
學生們了解了遙感像素的實際意義的同時，主要培養學生的空間意識。因此加入數字圖像的校正等實際操作內容，理論與實際操作相結合，邊操作邊講解何為輻射校正、幾何校正、圖像增強以及多源信息復合等知識。
3.“海洋災害”遙感數據的判讀。以風暴潮為例，風暴潮是指由強風或氣壓驟變等強烈的天氣系統影響而引起的海面異常升降現象。通過兩景不同時段的遙感影像的判讀，提取海面的異常變化，是通過遙感方式監測風暴潮的主要手段，而此時就要熟悉遙感影像的判讀。為了很好地判讀影像，需要對影像做一系列的處理，包括對比度變換、空間濾波、彩色變換、圖像運算、多光譜變換等，同時對遙感圖像的解譯方法和過程也要熟悉掌握。
4.“海洋災害”遙感數據的可視化。通過三維繪制引擎、地形的識別技術、場景的顯示等技術，實現海洋災害的再現。在此作為知識的擴充，講解遙感在與其他數據（如DEM數據）融合，以及后期制圖和可視化顯示等知識。
三、“海冰”災害監測案例驅動下的遙感教學示例
以“海冰”災害監測為例，在結束的遙感教學中，對案例驅動的教學方式進行了實驗。
海冰災害主要發生在渤海和黃海北部和遼東半島沿岸海域。海冰的主要危害上威脅船舶和海上構筑物的安全，影響漁業和航運等。2001年2月，渤海出現近20年來最嚴重的海冰，遼東灣最大冰厚60m，遼東灣北部港口基本處于封港狀態，秦皇島海域航標受損，40多艘船舶被困，航運中斷，天津港船舶進出困難，渤海海上石油平臺受到流冰嚴重威脅。現以渤海灣海冰預警預報為例，實現遙感的知識講授，整體流程如圖1所示。
在“海冰”監測數據需求分析階段，通過分析渤海灣的“海冰監測”要求，分析所需數據，主要包括MODIS數據、Landsat數據、SAR數據、微波散射數據等。故此，為學生解惑，不同遙感平臺、不同的探測手段等，同時，掌握遙感的基本概念、遙感系統的組成、遙感的主要類型以及遙感的主要特點等基礎知識。為了實施后期操作，主要提供了同一地區三個不同時間段的數據（免費數據），如圖2所示，由此可以清晰地看出該地區的海冰覆蓋。
在數據的預處理階段，主要是上面三景數據進行預處理。此時結合操作軟件ENVI，講解坐標系的定義、圖像的幾何糾正、圖像的剪裁等。但是為了更好地理解這些操作的目的及原理，需要學生掌握遙感的成像原理、地物光譜特征和大氣對輻射的影響等。
在數據的特征提取階段，為了更好地監測海冰的邊界等信息，需要對比度變換、空間濾波、彩色變換、圖像運算、多光譜變換等。同樣結合ENVI操作，在學習理論知識的同時，熟練其操作工程。最后根據不同的要求，對監測結果以出圖或報表的形式數據。
四、結語
“海洋災害”案例驅動下的遙感課程教學改革，使得遙感教學從以理論教學為主的傳統遙感教學模式中擺脫出來，激發學生的學習興趣，進而激發他們學習的主動性和創造性；通過實際海洋災害案例的設計，培養學生海洋意識，從根本上提高教學質量，全面培養學生的實際應用能力和解決海洋問題的能力。
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遙感科學與技術專業范文5
關鍵詞：地理；通識課程；遙感圖像；區域可持續發展；本科生；綜合素質
地理學是一門以地球表層與“人地關系”為研究對象的科學[1]，關注并理解地理區域的人口、資源、環境、發展等問題不僅成為公眾議題，也成為現代公民素質之一。地理通識課程對于傳播人地關系地域系統相關知識與理論，提升當代大學生地理素養及綜合素質具有積極的作用[2]。北京師范大學作為國內高等師范院校的排頭兵，培養人才尤其是培養未來教師人才，更需要傳承區域可持續發展和人地關系教育。本文基于北京師范大學地理與遙感的學科優勢，綜合自然地理、人文地理、遙感技術，開設了“遙感區域”通識課程，以期推動大學地理通識課程的快速、優化發展，提升大學生的綜合素質。
一、多方位“通識”的課程理念
1．普及——提升大學生地理素質
我們每一個人都生活于地球空間上的一個點，且無時無刻不與外部環境發生聯系，屬于特定的人地關系地域系統（如圖1所示）。這種系統具有時間上的動態變化——過去、現在、將來，空間上的尺度效應——地方、區域、全球，以及人地相關作用的特征——區域性、綜合性、風險性、脆弱性、恢復性、適應性等。大學地理通識教育應當傳播人地關系地域系統的相關知識與區域認知方法，培養與提升當代大學生地理素質。
大學地理通識課程在國內外都有開設，課程的通識側重于地理的基礎性、整體性、綜合性、廣博性等，強調拓寬學生視野，課程設置上徹底打通專業界限，形成
圖1 人地關系地域系統
強調不同類型、不同年級的通識課程體系[3]。表1列舉了美國威斯康星大學麥迪遜分校地理系開設的適合全校不同年級和專業的公選課，呈現出多樣、覆蓋面較廣和系統性強的特點。表2列舉了國內部分高校開設的地理通識課程，呈現出學校專業優勢與學生地理素質需求相結合的特點。通過地理通識課程培養與提高大學生地理素養與綜合素質成為國內外高校地理教學的共識[4-6]。
隨著現代信息技術的快速發展，網絡地圖、遙感圖像不再神秘，Google Earth等工具也成為人們獲取日常生活所需空間信息的重要手段。應用遙感圖像認識與理解我們生存的地理空間就從可能變為現實。北京師范大學開設了結合遙感科學技術與區域認識的通識課程——遙感區域。開設該課程的主要理念是把遙感圖像作為繼文字、地圖之后，最直觀的地理學第三語言。圖2表明信息技術發展與區域認知擴展結合形成的雙驅動力，可快速提升大學生的地理素質。
表1 威斯康星大學麥迪遜分校地理系適合全校公共選修的基本課程
注：資料來源于作者2011年訪問威斯康星大學麥迪遜分校期間的實地考察
表2 中國部分高校開設的地理通識課程
注：資料來源于國內相關高校教務網頁信息
2．打通——提升大學生綜合素質
如何使地理通識課程不流于形式，不成為簡單的專業知識普及，而是真正打通學科、專業間的壁壘，實現提升學生綜合素質的目標，這成為地理通識教育乃至通識教育共同探討的難點問題?！斑b感區域”通識課程力圖從三個方面打通壁壘，實現真正的通識：一是在內
圖2 大學生地理素質提升雙驅動關系
容設計上聚焦區域，打破專業知識壁壘。雖然選課學生專業知識背景差異較大，但其生存的地理區域卻是人人關注的對象。二是把遙感圖像貫穿于整個綜合區域認識過程，Google Earth、遙感圖像成為不同專業、不同年級學生的共同通識工具。三是注重互動教學，不僅不同專業背景學生之間，而且學生與教師之間打破傳統的教師教授、學生學習的模式壁壘，對區域可持續發展問題形成共識。
3．通覽——提升大學生全球與國家意識
大學地理通識課程的主要目的之一是要培養大學生的全球與國家意識。在全球變化和全球化時代，人地關系也在發生重大變化，物質、能量、信息的流通都跨越了國家及地域限制，在世界范圍內運轉。地理通識教育應當把這一變化傳授給學生，使他們站在全球與國家的角度來思考區域可持續發展問題。“遙感區域”在課程設計上也牢牢地把握了這一點，加強應用遙感圖像對全球問題的通覽。在教學過程中，貫穿全球變化導致極端災害事件增多，人類活動加劇災情的科學理念和大國的責任，使學生獲得從全球視角來看區域問題的思維訓練，培養學生的全球和國家意識。
4．共享——師生互動，共同成長
地理學是一門介于自然科學與社會科學之間的交叉學科，具有很強的綜合性。正是這種綜合性產生的凝聚力，使選課學生與任課教師之間、不同專業學生之間產生了共同成長的可能。專業背景差異大，學生與學生之間多學科知識的交流碰撞極易產生新思維的火花，發現新問題，學習新知識。教師也不再只是傳統模式中的以教為主，也應通過與多學科背景的學生互動，實現共同成長。遙感區域課程在課程環節設計上，以共享為理念，以區域遙感景觀光學模型為基礎，通過提問、演講、討論、辯論、會談、筆談等多種形式來展開學生與學生、教師與學生之間的碰撞和互動，實現共同成長。
二、地理通識課程基礎
大學地理通識教育應當建立在高水平的地理教育基礎之上，有相應的課程、教材建設以及高水平的教師隊伍為支撐。
遙感科學與技術專業范文6
關鍵詞：遙感技術；資源；環境；軟件；應用
中圖分類號：TP237 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）23-5360-02
20世紀60年隨航天技術和電子計算機技術的發展，遙感技術應運而生。遙感技術根據各類傳感器收集的地面物體的電磁波信息，并利用計算機編程技術或者遙感專業軟件制作遙感圖像，廣泛應用于資源考察、災害監測、環境保護、測繪、軍事及氣象監測等領域。在地球資源緊缺、環境問題日益突出的現狀下，遙感技術得到了空前的重視和廣泛的應用，成為觀測地球的重要手段。
1 遙感相關技術
遙感圖像處理的關鍵技術主要包括了遙感圖像幾何校正技術、影像融合技術、圖像增強技術以及圖像分類技術。利用計算機遙感軟件或者基于VC++編程都能實現上述相關功能。國內外已有多種專業的遙感數字圖像處理軟件，如PCI、ENVI、EDADRS、VirtuoZo、ArcInfo、ArcView等。這些軟件為遙感技術在資源調查、環境保護、城市規劃等領域的應用提供了強有力的技術保障。ERDAS IMAGINE 是美國ERDAS 公司開發的遙感圖像處理系統。它的功能相比于其他軟件更為先進，操作更為靈活，因此占有了很大的市場份額，是遙感圖像處理系統的代表軟件。而一些我國自主研發的軟件，如中國國土資源航空物探遙感中心研制開發成功的“野外調查微機輔助遙感圖像解譯系統“、“成像光譜數據分析處理系統”；成都理工大學研制開發成功的“正射遙感影像地圖制作系統”等軟件系統都已得到推廣應用[1]。
1.1遙感圖像處理技術
遙感圖像處理技術主要包括了：遙感圖像幾何校正、圖像增強技術、以及圖像分類技術。下面分別介紹這幾個處理技術。
由于衛星傳感器視角和地球表面曲率的影響，影響上地物發生幾何形變，因此在應用衛星遙感影像之前，必須經過幾何校正。圖像幾何糾正包括空間變換和灰度值內插兩步。幾何糾正可通過遙感圖像處理軟件，如ERDAS，或者通過VC編程實現。EDARS進行幾何糾正的流程圖如圖1所示。
遙感圖像增強技術指的是將高分辨率全色波段影像與最佳波段組合的多光譜影像進行融合，得到高分辨率、多光譜的融合影像的過程。融合后的圖像與原圖像相比，更加清晰，提高了視覺效果，改善了幾何精度及識別和分類的精度。一般多采用多光譜TM圖像和SPOT全色圖像進行融合。
遙感圖像分類技術指的是利用計算機或目視判讀對地球表面及其環境在遙感圖像上的信息進行屬性的識別和分類，從而識圖像信息所對應的地物，提取所需地物信息。計算機自動識別分類技術尚不成熟，因此仍然需要目視判讀輔助識別。計算機自動識別分類方法主要分為監督分類法和非監督分類法兩種，這兩類方法均可在EDARS中實現。監督分類方法需要從研究區域選取有代表性的訓練區作為樣本，根據已知訓練區的樣本，選擇特征參數，建立判別函數對像元進行分類。非監督分類沒有訓練區作為樣本，主要根據像元間的相似度大小進行歸類合并。
2 資源環境應用
2.1資源調查
資源的可持續利用是可持續發展的基礎，沒有資源的可持續利用，不可能有可持續發展。資源調查主要包括了金屬礦產資源勘探及農業資源調查監測兩方面。
遙感技術已經在地質礦產勘探、金屬、天然氣、資源調查中發揮了重要作用[2]。20世紀20年代航空遙感被用于農業土地調查。多光譜原理應用于遙感后，根據各種植物和土壤的光譜反射的特性，建立了豐富的地物波譜與遙感圖像解譯標志，在農業資源調查與動態監測、生物產量估計、農業災害預報與災后評估等方面，取得了豐碩的成果[3]。
利用遙感信息進行資源調查具有成本低、速度快，有利于克服自然界惡劣環境的限制，減少投資的盲目性，保證圖像數據的不斷更新等優點。在資源調查之前， 可以利用衛星遙感數據， 預先進行判讀和分析，以便圈定若干遠景區域，，有的放矢；其次利用衛星影像和數據，參照路線考察的樣本和實況， 進行較小比例尺的自動分類與制圖，滿足概查的需要； 必要時再進一步縮小靶區范圍，進行大比例尺航空遙感與攝影測量， 結合地面實況調查和取樣，編制正射影像地圖及系列專題地圖，可以滿足定量、定位的精度要求。我國在地質及森林資源調查中的經驗表明，利用遙感可以節約成本一半， 加快速度一倍[4]。
2.2環境監測
遙感技術在全球環境變化監測方面的應用也是十分廣泛的，主要包括：（1）氣象監測；（2）臭氧層監測；（3）海洋監測；（4）環境災害監測等。在氣象監測方面，衛星遙感技術在氣象上的應用是比較成功的，氣象衛星云圖為研究云的分布及運動規律提供了準確的信息，如臺風監測等。在大氣臭氧觀測方面，大氣臭氧觀測包括總含量及其濃度分布廓線的測量。觀測方法有在地面上用臭氧分光光度計測量不同天頂角下的太陽紫外光譜， 從而計算出大氣臭氧總含量及其濃度分布線；或者在衛星上測量大氣對太陽紫外線的后向散射光譜或大氣臭氧的紅外吸收光譜， 推大氣臭氧總含量及濃度分布廓線； 或者用氣球將臭氧探測儀送入高空， 測量平流層的臭濃度[5]。在海洋監測方面，遙感能為海洋學家提供跟蹤大尺度洋流、中尺度渦流實時調查信息；為海洋氣象學的研究提供有關海面上空的云圖和風暴潮、臺風信息；為海洋生物學的研究提供有關海洋初級生產力和海洋生物環境方面的信息；為海洋地質研究提供有關重力場、海平面、大地水準面等海面地形的測高資料；還能為海洋環境保護提供快速大尺度監測和區分海面溢油及其它海面污染的方法與圖像[6]。在環境災害監測方面，遙感廣泛應用于地球溫室效應、洪澇災害、旱災、地震、森林火災、沙塵暴等環境現象的監測中。以地震監測為例，近年地震頻發，地震后，交通堵塞、通信中斷，遙感技術成為信息獲取和災害監測的重要手段。衛星遙感技術能夠及時提供宏觀災情，有利于有關方面對災情做出科學評估，進而采取救災防災減災措施，意義重大[7]。
3 結束語
遙感技術具有監測范圍廣、速度快、成本低，且便于進行長期的動態監測等優勢， 它不僅可以廣泛應用于資源調查，而且可以快速、實時、動態、省時省力地進行大范圍的環境監測。遙感技術作為資源調查和環境監測的重要手段之一， 發揮著不可替代的作用。
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