【关键词】遥感；教学改革；实践应用
1 遥感教学在地理科学和城乡规划教学现状分析
遥感是湖北大学地理科学、资源环境与城乡规划专业的必修课，通过近几年的本科及研究生教学实践及学术反馈意见，发现学生对于遥感在本专业的应用认识不足，突出表现在对于解决实际问题存在困难，无从下手。主要存在如下原因：
1.1 学生基础知识背景不一致
湖北大学地理科学专业、城乡规划专业有悠久历史，但是本科专业招收学生不分文理科，每个学生基础不同，而遥感导论采用的教材是梅安新的《遥感导论》[1]，内容以理工为基础设定的，着重于遥感基本原理和方法的介绍，文科背景的学生对于遥感原理中涉及的数学和物理知识基础薄弱，在学习过程中存在困难。
1.2 其它课程不能有效衔接密切
遥感在多个行业学科中都有较广泛的应用，如地质、水文、植被、土壤等方面，学生提前具备这些相关知识对于了解遥感的应用非常重要。但在很多教学计划中将遥感设置为早期专业基础课，而其它相关课程要么同时开设，要么安排得更晚，这种时间安排上的错位，导致学生无法理解遥感的具体应用，加上对理论知识无法深入领会，导致学习遥感课程缺乏兴趣，教学达不到效果。
1.3 课程实践安排不够多
目前的遥感课程设置仍主要以基本原理理解为主[2，3]，教材中对实际应用方面缺乏具体指导，导致大部分学生无法将理论与实践衔接，从而在实际问题解决上存在困难，难以培养学生对遥感的认知和动手能力。
1.4 实践教学无法与专业挂钩
学院专业任课老师主要是地理信息系统专业背景，缺乏地理科学实际应用项目的支撑[4]，无法从专业角度上给予更加生动丰富的例子进行说明遥感的重要性。从目前教育现状来看，高校遥感老师对各行业的应用知识体系并不完备，要清楚介绍遥感在其它学科中的具体应用，是存在难度的。
1.5 教学方式互动性不足
教学中主要以教师讲授为主，虽然配合使用了多媒体教学[5]，但缺乏相关学科的融会贯通和实际项目的操作，并缺乏学生的主动参与过程，导致多数学生认为该专业较难，学习兴趣和积极性不高。从而在衔接研究生课程阶段，无法正常使用遥感、GIS工具，动手能力不强，不足以支撑自主创新性研究，不利于科研人才培养。
2 实践教学改革的基本内容与途径
根据目前教学中存在的问题，结合遥感和地理科学专业的特点，提出了一系列的教学改革方法：
2.1 构建以学生为本的遥感教学体系
遥感原理中大量的数学、物理基础对于文科学生是相当困难的。课堂教学中，学生无法在短时间内迅速掌握所有的数学及物理基础[6]，因此针对文理学生兼有情况，简化遥感基础的描述，规避大量数学、物理公式，把主要精力放在重点上，让学生通过实践操作体会遥感原理。在实践操作中，适时补充说明原理及用途，结合软件教学，说明书中的知识难点。
2.2 构建实践型学习的遥感实践课程
实践课程重点是对遥感图像进行基本处理，结合书本重点，让学生熟练掌握基本操作，主要内容包括数据前期处理、数据图像处理、影像分类。加大实践课程的比重，规避大量文字及语言、公式的学习过程，能在较短时间让学生理解遥感课程的内容。
2.3 拓展学生思维，增强空间科学相关的理解
地理科学及城乡规划专业是认知性和实践性都非常强的专业。地理概念和地理要素的理解对学生的抽象思维和认知能力要求较高，传统的理论知识讲授方式都难以真实、形象的展现在学生面前，因而使教学效果受到一定程度的影响。目前地理科学课程教学的实践机会不多，难以经常性的外出认知真实的地理要素。结合GIS和三维遥感技术[7-8]，利用arcgis软件，实现三维，从三维角度，提高学生兴趣，让学生从现实角度理解遥感和GIS空间科学专业。
2.4 丰富完善互动式教学手段
教学手段的丰富能够提升学生的兴趣。实际教学中，结合学生感兴趣区域，引导学生掌握不同遥感数据类型，查阅资料及掌握网上数据下载方式，如自己的家乡为分析区，从数据理解到处理及应用，逐步完成遥感教学课程内容。引导学生在课堂外通过多种途径，查阅参考资料，培养学生自主学习的能动性，调动学习的积极性，拓宽学生的知识面，提高综合素质。
2.5 结合丰富的实际项目，提高学生的综合能力
笔者所在的资源环境学院能有机会参加自然地理及城乡规划相关项目，因此结合实际项目经验，分专业进行综合操作：
（1）地理科学专业，更加关注自然环境、生态环境，因此实习中侧重对地物的理解，例如植被类型图的制作，水系图的制作等应用。通过这个过程，使学生对遥感图像的前期数据准备、数据几何纠正，影像分类过程有较好理解。
（2）城乡规划专业，更加关注土地利用现状和城市格局变化。因此在实习中，为加强对规划相关内容的理解，如要求其土地利用现状图的制作，结合GIS统计各项土地利用情况及现状分析；或者以某项目布局进行设计，结合高分遥感影像和GIS，完成功能布局以及一些统计量，或对城市景观格局变化结合遥感高分影像及分析数据进行总结。
3 教改效果分析
近学期年来，通过一系列的遥感实践教学探索，已取得了一些阶段性成果，主要表现在：
（1）学生已经能够独立解决一些跟遥感相结合的专业操作，提高了动手能力及解决问题的能力，为他们今后的工作打下坚实的基础。
（2）有一部分学生对遥感产生了浓厚的兴趣，在研究生期间选择以此为研究方向进行继续攻读地理/规划方面的研究生。
4 总结
较好的完成遥感课程在各专业的教学中是一项复杂有难度的工作，如何结合遥感学科的特点适应各专业需求是需要不断探索的问题。以上笔者仅在实践教学中提出了一些经验和想法，为更好的使用社会需求，立足于当前社会发展，需要不断提高遥感实践教学水平。
【参考文献】
[1]梅安新，彭望f.遥感导论[M].北京：高等教育出版社，2001.
[2]竞霞，胡荣明，琚存勇.《遥感原理与应用》课程教学模式改革探讨[J].教育论坛，2013，6：157-160.
[3]孔祥生，钱永刚，张安定.《遥感概论实验》课程教学改革与实践[J].测绘科学，2013，38（1）：183-186.
[4]邓磊，赵文吉，胡德勇.遥感课程实践教学模式探索与教改实践[J].科技创新导报，2012（7）：136-137.
[5]马丹.农业院校遥感课程的教学改革[J].教育教学论坛，2013，9：59-61.
[6]张丽.遥感课程实验教学模式探索[J].科技创新导报，2013，25：226.
关键词：遥感课程；高职学院；教学改革；学习效果
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）30-7260-03
遥感是现代地理空间信息科学的核心技术之一，其作为信息采集与信息更新最重要的技术手段 ，已经应用于社会的各个部门以及经济领域的很多行业之中，并在新兴的全球性的“数字地球”计划中占有重要的地位。加强遥感技术与应用教学 ，提高学生遥感技术应用水平，是测绘学科教学中的重要环节。针对这个教学目的，结合我校地学类专业学生的具体情况，通过几年的教学实践探索 ，我们在以下几方面进行了教学实验 ，并取得了初步的效果。
1 教材分析选择：多种教材的结合
遥感技术及应用是我们的专业基础课，与本科学生相比，他们的就业方向对理论的学习要求较低，学习中的重点是实际技能的培养与掌握及应用。针对学生的具体情况与《遥感技术及应用》课程的特点，我们的教学目标是通过基本的理论教学，使学生掌握基本的遥感原理、遥感图像处理的基本方法、遥感解译的基本方法及其在测绘、地理、土地、地质和农业、交通等领域的具体应用，通过初步的上机实习，使学生掌握遥感数字图像处理软件的基本功能操作并能够完成简单的基本应用。
本课程以前一直使用《遥感概论》作为遥感技术及应用课程的教材，这部教材的特点是：内容层次安排合理，概念清晰易懂，实验内容以目视解译为基础，易于开展，但是，部分内容老化，跟不上遥感技术的发展；而《遥感导论》是教育部面向2l世纪课程教材.内容丰富，涉及技术原理较多，对于初次接触遥感的高职生而言，有些内容显得过深，为此，在教学过程中适当引用《遥感概论》的部分内容，作为学生入门的内容，从地物反射波谱特征入手，逐步开展遥感目视解译，地物判读标志的建立，在此基础上再结合《遥感导论》的相关内容，这样既可保证学生对遥感有全面的掌握，又可在需要加强的重点内容上有所侧重。《遥感原理、方法、应用》、《遥感获取与分析》 这两本书中包含了较多的遥感应用实例，但是《遥感原理、方法、应用》为本科生教学用书，对于高职学院的学生来说，内容过于深奥，不易理解。《遥感获取与分析》过于偏重遥感数据的几何处理，而且遥感应用部分内容较少。基于上述考虑，《遥感技术与应用》课程没有指定教材，而是将相关的书籍作为参考用书向学生推荐，由学生自主决定选择购买，然后老师结合多种教材的特点与学生的实际需求选择教学内容。
2 教学内容的选择与教案的整理
理论教学内容可以分为遥感概述、遥感基本原理、遥感数字图像处理、遥感图像目视解译与遥感图像的计算机解译、遥感应用、3S综合应用。但只讲最基本和必需的，对较深和复杂的内容只做简单介绍，供感兴趣的同学自学。
在具体的教学中，为了达到课程的整体教学要求，必须通过实践课程让学生将学过的理论知识与具体实践结合起来，加深学生对理论知识的理解，和对基本原理的验证，学以致用，提高学生解决实际问题的能力。因此，在教学中将实习内容分为两个阶段。
1） 遥感数字图像处理软件操作。以PCI、ENVI与ERDAS遥感数字图像处理软件为主要实习软件，结合具体的遥感数据，讲述遥感图像基本处理技术，包括几何校正、大气校正、几何精校正、投影转换、影像镶嵌、数字图像增强、波段运算、多源遥感数据融合、计算机分类、人机交互式解译等内容。
2） 遥感基本应用。应用前一阶段所掌握的遥感图像数字处理技术，与一个具体的研究领域（比如土地利用类型遥感调查等）相结合，完成一个综合的实践性题目。
认真整理教案，对教案的结构，每一节，每句话、每个字都琢磨清楚，分析重点与难点。由于遥感技术更新非常快，因此要跟学生提供一些课下学习的参考资料，参考内容的选择不仅局限于书籍和杂志，一些专业网站已成为遥感教学不可缺少的资源，除此之外，遥感图像是遥感教学中重要的参考资料，因此收集各种影像数据是教师备课和教学的重要内容，我们先后从美国马里兰大学、美国地质调查局、中国遥感卫星地面站下载了一些免费的图像做为练习使用。做好教案后，再做好PPT向同学讲授，特别要增加一些图片和动态演示。
3 教学方式与方法的应用
具体教学内容确定以后，如何使其在授课过程中很好地被学生理解掌握并能运用，很大程度上取决于采用的教学方式方法。选用适合的教学方式方法是很好的完成教学任务、提高教学质量的关键。
1） 多媒体与黑板等的优势结合去教学
随着社会的进步，信息技术已经深入到千家万户、各行各业，高职院校的教学软硬件设施也得到了更新完善发展，多媒体教学已成为众多学科教学的有力的工具。与传统使用的黑板的教学手段相比，多媒体教学有着不可比拟的很多优点，因为多媒体具有图、文、声并茂甚至有动态影像这样的特点，具有许多对于教学过程来说是特别宝贵的特性与功能，这些特性与功能是其他媒体（例如投影、录音、录像等）所不具备或是不完全具备的。遥感技术是一门对地观测与获取信息技术，其中具有很多的图像数据和空间地理数据，所以多媒体教学应成为遥感技术与应用教学的重要形式。首先，从人的生理心理学角度分析，图像比语言更容易被人感知，人所接受的外界信息有至少70%是视觉感知的。以图像的形式显示教学信息具有形象、直观、生动的特点，能高效激发学生学习兴趣，调动学生的学习积极主动性。能实现传统教学实现不了的情境、动画、模拟等。其次，方便教师的教学设计，更易突出重点、突破难点，进而提高教学效果，促进学生全面发展。但是，应用多媒体教学也有很多问题，如果课件的交互性差，则学生“难以消化”；如果多媒体使用太滥，则把握不住学生的思想心理，不利于学生的学习。所以利用多媒体与传统黑板等多种教具相结合的教学，地理数据和图像以多媒体展示，重点和难点在黑板上结合学生的学习讲解，对原理结合生产实例展开讲解。这样就能优势互补，取得最佳的教学效果。
2） 在理论教学过程中，以讲授法为基本教学方法，适当采用提问和启发式教学的方式。关注全班学生，注意反馈信息，凝聚学生的注意力，使其保持相对兴奋状态，使他们产生愉快的心境，课堂语言简洁明了，课堂提问面向全体学生，注意启发学生学地理的兴趣，课堂上讲练结合。积极鼓励学生，使学生感到有“功”。 我国古代教育家孔子说过：“知之者，不如好之者，好之者，不如乐之者”。要学生达到“乐学”，必然要使他们有成功感。“求成功”是人类的共有的天性。即使是一点一滴的进步，也会使学生感到愉快，成为促使学生继续学习的动力。学生取得进步时，我会对学生的成绩给予正确的评价，或者与平时成绩结合起来。在课堂上我会使用一些鼓励性语言来激发学生学习的热情，有时还可借助同学们的掌声进行鼓励。在教学过程中，我非常注意给学生们更多的鼓励，对他们抱有一颗宽容慈爱的心。
在教学过程中，充分利用已有的知识基础，引导学生思考遥感应用中的问题和现象，并自行设计或补充一些与学生关系较大的遥感应用问题和现象，以展示遥感课内容的丰富多彩和应用价值，引入新知识、新技术与新成果，增强学生的求知欲。认真组织开展复习、测验、考试、课外活动等。侧重于教会学生了解遥感在生产建设中的作用，培养学生实践能力，多阅读课外书籍，多关注身边的遥感知识，不断扩宽知识面，为教学内容注入新鲜血液。
3） 在第一阶段的实习过程中，是对基本原理和方法的验证，采用演示加练习的方法来教学。老师先对某一个专题结合理论进行演示与讲解，然后让学生进行操作练习，老师巡回指导并检查学生完成情况，最后老师总结，学生完成实验报告。在这个过程中，演示与讲解一定要结合学生理论知识掌握程度的实际情况，使学生的知识能与老师的讲解衔接上，演示时，老师要尽可能收集能激发学生兴趣的一些具体实例，使学生感到有“味”，从而使学生保持良好的精神状态、学习状态，让学生的潜能最大化地激发出来，特别是注意力、理解力、记忆力、创造力，达到最佳的效果。在学生自己练习过程中，老师结合自身学习的经验教训，去纠正学生不良的学习习惯，在学生碰到困难时，及时分析困难产生的原因，针对每个学生进行指导，特别要教会学生尽量自己解决问题的能力，“授之以鱼”不如“授之以渔”。
4） 在第二阶段的实习过程中，在有条件的情况下，增加野外实践实习的内容，携带手持GPS、便携式地物光谱仪、短波红外地物光谱仪等遥感仪器，到野外进行遥感技术的综合应用实习，如几何精校正中的地面控制点选取、地物反射率测量、地物目视解译与验证补判等等。通过野外实习，进一步提升学生理解与灵活运用知识的能力，提高遥感技术与应用课程的实践性[1]。
与遥感图象处理与应用的企事业生产单位建立联系，让学生通过顶岗式实习，熟悉遥感技术与应用的具体工作流程，观察实际生产中出现的问题并学会独立解决问题的能力，将实际生产与自己的课程学习进行结合，增强遥感技术与应用的实际生产能力。
5） 让比较优秀且有兴趣的学生参加老师的遥感技术与应用的科研课题，学生在老师的指导下，针对具体的小题目，成立各个科研小组，各个小组独立的收集相关资料，结合题目进行知识和技能扩展训练，然后进行实验，不断思考总结，老师适时进行点拨指导，学生基本都能取得项目预期的成果。通过这种学习和锻炼，使科研小组成员具备了一定的科研基础，养成了良好的科研素质，为以后的进一步发展有了较高起点。
4 小结
从这几年的教学情况看，通过这些教学环节的精心计划与认真实施、反馈修正，激发了学生的学习兴趣，既学到了有用的理论知识，又具有实际的技能，提高了独立解决较复杂问题的能力，为尽快尽好走入社会奠定了坚实的基础。
参考文献：
[1] 刘勇卫.遥感精解[M].北京：测绘出版社，1993：76-86.
[2] 吕国楷，洪启旺，郝允充，等.遥感概论（修订版）[M].北京：高等教育出版社，1995：36-40.
[3] 梅安新，彭望禄，秦其明，等.遥感导论[M].北京：高等教育出版社，2001：79-81.
[4] 赵英时.遥感应用分析原理与方法[M].北京：科学出版社，2003：83-85.
[5] 孙家柄.遥感原理与应用[M].武汉：武汉大学出版社，2003：73-76.
[6] 张彦丽，潘竞虎.《遥感技术基础》课程教学策略探究[J].师范教育，2008，3（3）：53-54.
[7] 徐永明.关于成人教育《遥感应用》课程教学的几点思考[J].气象教育与科技，2007，31（2）：27-31.
[8] 刘仁钊，廖文峰.遥感图像分类应用研究综述[J].地理空间信息，2005，3（5）：11-13.
关键词 CDIO 遥感原理与方法 实验设计
中图分类号：G642
文献标识码：A
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，是由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学共同创立的工程教育改革模式。该项目已扩展到全世界，包括了各种工程类专业的教育。该项目的愿景是为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）过程的环境基础上的工程教育。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。在遥感原理与方法教学中引入CDIO理念，使学生能在课程学习过程中不仅掌握遥感基本的理论知识和基础技能，同时对学生分析与解决问题、创新精神的培养也是一种行之有效的途径。
1 遥感原理与方法课程概况
遥感原理与方法是我国高等院校地理科学类专业（包括地理、地质、地球物理、气象气候和海洋）的一门重要基础课程，也是地理信息系统专业和遥感科学与技术专业的必修的核心课程之一。特别对遥感科学与技术专业工科学生而言，解决遥感图像处理、信息提取等实际问题，CDIO能力尤其重要。遥感原理与方法课程在成都信息工程学院的教学中以本科生为主要对象，主要介绍遥感基本理论、基本方法和遥感应用的基本技能。同时根据本课程内容体系、特点以及CDIO理念，在课程中注重培养学生的以下能力：（1）掌握遥感科学与技术的基础知识，包括遥感物理基础、地物与电磁波相互作用和遥感成像机理；不同遥感器特性与遥感构像特征；遥感图像处理的方法与技术；遥感图像目视解译及计算机解译的原理、方法和步骤，航空照片、多光谱图像、热红外图像、雷达图像和高光谱图像信息提取，以及遥感专题信息的分析和在不同领域应用等；（2）获取遥感技术基础知识的能力和具备遥感基本技能；（3）学会系统分析遥感实践中的问题；（4）有在遥感项目实践中进行团队合作的能力；（5）学会非遥感专业技术知识，进行个人职业技能的锻炼；（6）具备设计和实施遥感项目的能力。
2 基于CDIO理念的遥感原理与方法课程的实施
2.1 遥感项目实施调查学习
根据本专业各教师的项目情况制定若干与之相关的有关遥感技术和组织、管理的题目，将学生分组并自选1组题目，利用课余时间参与到教师项目中自己获得题目的答案或解答方式。该环节的设计思路是让学生从实际问题（项目实际问题，非虚拟实验问题）出发，带着问题进行学习以实现对学生能力的培养。此环节的关键是教师要在项目中给出学习方向和题目，起到对学生的引导作用。具体如下：
（1）将课程根据内容在项目中找到合适的内容并细化为题目，让学生在项目的实际参与中体会需学习的内容，培养学生搜集信息并解决问题的能力。如遥感图像目视解译中的题目“根据研究区状况进行相关资料搜集，并完成对图像的几何校正”，在以往的课堂教学中资料搜集往往是一句话带过，学生仍不清楚具体该搜集哪些资料，通过其自己在项目中的各种资料需求体会，进行探讨，得出最后的结论。
（2）将项目学习内容与相关专业课程相结合，使学生对专业学习从广度和深度上进行了解。如“根据植被的分布规律，结合遥感图像的实际情况，对所给遥感图像进行植被信息提取”。一方面让学生不再空洞表面地看待遥感影像的颜色、形状等图像特征去进行信息的提取，而是结合自然地理课程中所学的植被分布规律这部分知识，懂得灵活运用所学知识解决实际工程中的问题，由被动变主动。另一方面，又认识到遥感技术应用实践中无所不在的地学、生态学等知识，明确地学、生态学、气象气候学在专业知识体系中的重要性。
（3）除了让学生学习专业技术问题外，还培养学生学习对问题的解决思路，同时也注重培养学生的职业道德。如“根据所给研究区和研究目的，选用适宜的遥感影像”，学生通过项目中对图像数据进行经费预算，有针对性地选择对项目而言性价比最高的图像，而不是一味追求高分辨率图像。
（4）了解遥感技术应用项目中工作分工，各工作之间如何协调，让学生直接认识自己的专业以及整个遥感学科系统。
2.2 课堂教学和专题讲座
（1）对课程的基本概念和理论进行课堂讲授，通过具体项目的对全课程内容的贯穿，使学生建立课程的体系结构的概念，同时要求学生参与到学校的项目或实习单位的项目中学习专业知识，在学习中自行查找相关资料以丰富专业知识。
（2）选择课程内容中的重点、难点进行重点讲授，并结合实际操作或实际案例进行剖析。如遥感图像计算机解译中重点建立学生对特征空间等抽象概念的理解。
（3）利用多媒体技术手段，如图片、视频、动画等向学生展现国内外的先进技术和理念，而这是学生在日常学习中难以直接接触的。如星载扫描仪的工作原理、遥感卫星辐射校正场等知识。
除课堂教学外，还聘请经验丰富的从事遥感技术理论及应用研究的专家做专题讲座，这些讲座极大地激发了学生学习专业知识的兴趣，同时使学生了解了专业的新知识，对专业的发展更加关注。
2.3 遥感原理与方法课程实践
在遥感项目实施调查学习过程中侧重于“问”，要求学生在参与或者观察的过程中多向项目人员请教，而在课程相关配套实验中则强调“做”，要求学生自己动手完成相关题目。具体为两方面的内容：
（1）针对课程内容设计实验题目，是学生在实验操作中能够与理论知识结合起来，理论联系实际，进一步增加对课堂知识的理解。同时注重实验题目之间的连贯性，使之能够与学生所见或所参与的项目尽量相关，不涉及纸上谈兵的项目。
（2）要求学生主动参与到教师的相关项目中去，不仅参与项目的实施，还参与项目的组织和管理工作，使学生获取更多的锻炼。如进行遥感图像的处理、解译、分析等方面的工作，检查遥感图像处理的质量、遥感信息提取的质量等。要求学生参与项目讨论，并鼓励学生提出问题，使其更认真地投入项目工作中。
实验设计
科学合理的实验内容设计是培养学生扎实的遥感技能的立足点。实验要紧跟授课内容，实验与理论课程之间应环环相扣。针对授课内容，安排学生实验，将遥感的原理融入实验中，用遥感原理指导实验，在实验中进一步理解概念。针对非GIS专业的学生，更要突出遥感实验教学的基础性、综合性和应用性特点。从遥感影像的下载、几何纠正，到图像的增强处理，最后利用遥感影像进行分类、地物信息提取等，层层深入，并且与理论部分相吻合，使学生在不知不觉中掌握遥感影像处理的基本方法，并能直接针对实际问题选择、下载、处理和分析影像，达到应用的目的。在实验过程中会涉及遥感软件应用、GIS软件应用等课程知识点，因此，应选择学生熟悉的研究区域及研究对象，便于调动学生的学习积极性。
实践设计
理论和实验部分结束后，应安排《遥感》课程设计。课程设计是重要的实践性教学环节，是专业课理论联系实际的桥梁。课程设计不仅可以帮助学生巩固、扩展和融合专业课程内容，更主要的是可以通过完成一个完整的实际案例，培养学生综合运用多学科知识解决实际问题的能力。
课程设计侧重于综合运用所学知识分析问题、解决问题，是一种知识的综合运用和能力的综合培养，其最终目的是培养学生解决实际问题的能力，因此，以问题为导向有助于课程设计目的的实现。在《遥感》课程设计中，应针对实际问题，让学生掌握应用遥感技术进行数据获取、处理和分析的全过程，培养学生独立思考和处理问题的能力。
在课程设计环节，制定良好的设计目标和完成方式是关键。设计目标应围绕资环方面的实际问题，利用遥感方法加以解决。难度应适中，过简不易调动学生积极性，过难又会打击学生信心。课程设计的实施以采取灵活自由的分组讨论形式为宜。在布置实习题目时，以小组为实习单位。学生可以自由分组，每3~4人为一组，设1个组长，负责小组成员间实习任务的分工、组织和协调，定期讨论实习内容、进度等。
最后每个人需编写个人实习报告。这种“小组制”实习模式，可以使每个学生变被动为主动，投入到课程设计中。既增强了学生的学习积极性，又培养了学生的团队协作精神，课堂气氛融洽而热烈，也为学生今后走向社会打下一定的基础。
结语
卫星遥感是一门新兴的空间信息科学，能够以宏观、动态、快捷的手段获取地球表面信息，对于社会经济和科学研究有着重要意义。2002年教育部正式批准设立遥感科学与技术本科专业，以满足我国对遥感人才的需求。①近年来遥感专业得到了快速的发展，已经先后有武汉大学、南京信息工程大学、北京航空航天大学、长安大学、山东科技大学等二十余所高校设立了专门的遥感科学与技术专业。②③
遥感科学与技术是一个比较新的专业，在学科建设与教材建设过程中存在很多机遇和挑战，有很多问题需要探讨和尝试。④南京信息工程大学（以下简称“我校”）针对遥感科学与技术专业理论和实践能力并重的特点，在遥感原理、遥感数字图像处理、定量遥感等偏重于理论的课程之外，还开设了“遥感二次开发语言”等强调专业编程开发能力的课程，培养学生灵活运用专业软件和编程语言完成遥感图像处理和信息提取任务的能力。然而，由于遥感科学与技术专业起步相对较晚，“遥感二次开发语言”这类比较新的专业课程教材紧缺问题比较严重。教材是体现教学内容和教学方法的知识载体，是教师教学过程的重要依据和学生学习的重要参考资料。⑤⑥⑦为了提高教学效率和教学质量，需要加强这方面的教材建设工作。本文基于我校遥感专业“遥感二次开发语言”课程的多年教学经验，围绕课程教学目标和教学内容，对该课程的教材建设进行了探讨。
1 遥感二次开发语言教材建设的必要性
“遥感二次开发语言”课程主要讲授目前在遥感二次开发领域应用最广泛的的IDL（Interactive Data Language）交互式数据语言。IDL语言是面向矩阵的第四代计算机编程语言，功能强大，简单易学，在图像处理、科学计算和可视化方面有着独到的优势，其与遥感通用处理软件ENVI的结合，更是为遥感方面的工作提供了强有力的工具。⑧⑨该课程系统介绍IDL编程语言的基础知识及其在遥感相关领域的实际应用，以培养和提高学生利用IDL语言和专业知识去解决具体遥感问题的能力为主要目的。课程共有32个课时，包含16个理论课时和16个上机实习课时，体现了理论与实践并重的特点。
市面上现有的IDL语言编程书籍有三本：《IDL可视化分析与应用》、《IDL可视化工具入门与提高》和《IDL程序设计》。这三本书在介绍IDL基础语法之外，都比较强调数据可视化及工程开发方面。除了《IDL程序设计》之外，另外两本书都没有涉及到科学计算、IDL与ENVI交互编程等方面的内容。《IDL程序设计》对IDL与ENVI交互编程的语法内容说明不够详细，缺乏对函数/过程的参数和关键字的解释，在IDL/ENVI交互编程方面更侧重工程开发的内容，还缺乏遥感专题应用方面的实例，此书更合适作为遥感技术开发人员的参考工具书而不是本科生教材。因此，根据遥感专业学培养目标和“遥感二次开发语言”课程特点，开展此课程的教材建设工作是非常有必要的，这对于提高教师教学效率和学生学习效率具有重要意义。
2 遥感二次开发语言教材建设的指导思想
根据遥感二次开发语言课程的教学目标、课程体系和特点，其教材建设围绕着以下几个原则进行：
（1）系统性。教材结构严谨，层次分明，遵循由浅入深、从理论到实践的原则，各部分有机联系，有利于学生对IDL语言及其遥感应用的掌握。
（2）简明性。简单扼要的介绍IDL语言的基础知识，精心挑选最基本、最重要的知识点，做到知识容量适度，内容紧凑，易于IDL初学者快速入门。
（3）针对性。主要针对遥感学科的需要，对IDL编程知识进行适当取舍，舍去与遥感专业不相关或者相关性很小的内容，保留与遥感关系密切的部分，并强化IDL与ENVI结合的内容。
（4）实践性。教材中给出大量翔实的IDL遥感编程实例，理论联系实际，培养学生使用IDL语言解决遥感实际问题的能力。
（5）多样性。教材的建设注重多样性，除了纸质的主教材之外，还包括电子教案、实习指导书、代码库、数据集等教学资源，形成一个立体化的教材体系。
3 遥感二次开发语言教材建设内容
遥感二次开发语言的教材内容按照三大模块进行组织，共包含9章内容。
第一模块主要是IDL语言的基础语法内容，使学生通过这部分内容的学习能够掌握IDL语言程序设计的方法，正确使用IDL语言编写程序。这一模块包含第1～4章：第1章“IDL语言概述”主要对IDL语言进行简单介绍;第二章“IDL语法基础”介绍变量、数组、字符串、表达式和结构体等内容;第3章“IDL编程基础”介绍过程/函数、控制语句、参数/关键字及变量作用域等内容;第4章“数据的读写操作”介绍文件基本操作、ASCII码文件读写、二进制文件读写、图像文件读写以及HDF、NetCDF文件读取等内容。
第二模块主要介绍了遥感实际工作中编程所涉及到的一些专题知识，主要为数据可视化、数理统计以及与遥感软件ENVI的交互等内容。这一模块包含第5～8章：第5章“图形绘制”介绍曲线图、散点图、柱状图及直方图等图形的绘图方法;第6章“图像处理”介绍图像的显示、统计、增强、滤波及几何变换等内容;第7章“随机数、统计与插值”介绍IDL随机数操作、相关分析、回归分析研及插值方法等内容;第8章“IDL与ENVI的结合”介绍IDL与ENVI两者间的数据交互、ENVI调用IDL函数以及IDL调用ENVI函数等内容。
第三模块主要介绍了IDL在遥感中的具体应用实例。通过这部分的学习让学生理论联系实际，具备将所学IDL编程知识应用于具体遥感工作中的能力。这一部分主要为第9章“IDL遥感应用实例”，通过20个具体的遥感实例展示了IDL编程语言在遥感数据处理及专题应用中的作用。内容包括光谱数据处理、批量生成快视图、水体动态变化监测、地表温度反演、气溶胶光学厚度反演、林火监测等。
在主教材之外，编写了电子教案、实习指导书并建立了代码库和遥感实例数据集等教学资源，构成了一个立体化的教材体系。电子教案依据主教材内容编写，根据具体的课时情况对主教材内容进行了取舍，体现了遥感二次开发语言课程的教学思路与知识点。实习指导书对IDL基本工作环境、语法及编程基础进行了图文并茂的细致介 绍，并包括了若干典型遥感应用案例，使学生能够基于具体遥感数据运用IDL编程实现具体工作目的。代码库包含了教材中出现的所有重要IDL代码文件，按章节体系保存，便于使用。遥感实例数据集与主教材第9章以及实习指导书配套，包括了教材中用到的所有遥感示例数据，并同时包含了实习数据供学生上机实习使用。
4 结语
通过几年的教学实践和探索，在“遥感二次开发语言”课程的教材建设方面取得了一定的成绩，教材体系结构、内容和配套资源逐步完善。在课程的教学过程中发挥了重要作用，显著提高了教学效率，有助于学生快速、系统地理解和掌握IDL语言及其在遥感中的具体应用，收到很好的教学效果。教材的建设与探索是一项长期工作，今后还需要积极借鉴遥感学科以及IDL编程技术的新发展，在实践中不断完善和更新教材内容，使教材内容与时俱进，常改常新。
基金项目：南京信息工程大学大气科学与环境气象实验实习教材建设项目（SYJC2014C10）
注释
① 张熠，方圣辉.遥感科学与技术专业教学质量评价分析[J].中国校外教育（下旬刊），2012（4）：122.
② 赵巧华，陈健.遥感科学与技术专业建设中的几个关键问题[J].地理空间信息，2010.8（5）：154-156.
③ 韩瑞梅，马超，成晓倩等.遥感科学与技术专业创新型人才培养模式[J].地理空间信息，2013.11（3）：171-172.
④ 徐永明.遥感实习课程独立设课的教学实践与思考[J].地理空间信息，2011.9（6）：146-147.
关键词：遥感 空间信息 地质 找矿 应用
一、引言
近年来，空间科学、信息科学、计算机科学、物理学、等科学技术的进步和发展，为遥感技术奠定了必要的技术基础，此外，由于人类活动不断向深度和广度方面发展，遥感技术得到了广泛的应用，从而使得赢得了飞跃的发展，遥感技术在发达国家和一些发展中国家已经成为一个高度重视的科学技术。在地质工作中，遥感数字图像处理属于新的工作方法，充分结合了当前的计算机技术信息技术。在地质工作中主要是通过对一个地区岩性，构造的状况分析后服务与地调填图，矿产普查，工程地质，水文地质及地质灾害治理方面，有着其特殊的高效性，空间性和优势所在。中国遥感事业自70年代至今发生了巨大的变化，在国民经济中的应用也日渐普遍。相对国际发达国家，中国遥感事业与其尚存在较大差距，这也正证明了在学科应用教学方面的前景性和挑战性。本文结合“遥感地质”课程的学习，浅谈下其在未来地学相关工作中的应用。
二、遥感地质在地学方面的意义和作用主要表现在以下几个方面
1.区域地质调查方面
在地质调查方面，我国青藏高原地区明显体现出了遥感数字图像处理的意义和作用。青藏高原空白区是我国存在最大的空白区，因为青藏高原独特的海拨，积雪，压力，缺氧以及交通等因素给地质工作者在这一地区开展工作造成了极大的困难，尤其在藏北，属于“世界屋脊”这一片区域，是生命的，地质工作者很难实地进入，实施开展。青藏高原所占面积巨大，为我国地学，生物学，资源与环境科学提供了富有特色的研究领域和天然的实验室，其研究开发价值极大。近年来国土资源部先后开展了多次地质调查，如1：25万区域地质调查。安多地区平均海拨4700多米，气候已变，极寒，其中部分地区很难进入。中国地质大学（北京）地球科学与资源学院教师承担的地质调查局“安多1：25万安多多幅区域地质调查项目”中就充分利用了遥感数字图像处理技术的优势。
2.构造地质方面
遥感地质技术在构造地质学方面的应用从空间宏观角度着手，“宏观看构造，微观看结构”。构造地质学在经历了近一个半世纪的发展后，在研究方法和研究程度上都取得了很大的进步。由于构造地质学强调野外实地观测，它的研究精度是随着科学技术的发展而不断提高的。20世纪60年代以后遥感技术的运用，对地质构造的研究产生了极高的效益。虽然遥感技术引入到构造地质学领域已经近半个世纪，但其本身的发展以及构造地质学对其利用的不充分，使得遥感数字图像处理在构造地质学领域还有很大的发展空间。利用好遥感数字图像处理能够使得不同尺度构造的研究有可能在成因和演化及运动学、动力学上结合得好，研究得更深入。
3.矿产勘查方面
伴随着“358”和四部委联合找矿突破行动的实施，遥感找矿将会在今后几年的地质矿产工作中升级为一热点。在矿产勘查方面，利用遥感影像波谱的不同，根据具体岩性波谱可宏观分析该地矿产分布和密集特点。在室内计算机遥感图像数字处理后，再根据具体结果配合以野外实地勘查将大大降低勘查的经济投入和地质工作者的负担，同时也将勘查工作推向了高效性。
3.1遥感找矿模型的建立
矿床模型的地质环境发生在矿床，矿床产出的时空规律、矿床特征等高度概括了矿床模型的特点，覆盖整个矿产地质形成和保全的各个因素，显示出了现在的矿产地质科学研究程度，也显示了理论化矿产资料这一观念认识水平。利用遥感技术在大面积区域寻找找矿化集中区，将图像上的色、线、环、影纹图像与旷田构造的基本要素（成矿岩体、控矿断裂、围岩蚀变）相结合，提取遥感地质矿藏信息，寻找区域找矿标志，通过矿床模型来识别矿床赋存的遥感影特征，建立矿床模型，遥感找矿在1990年代以来，已经成为重点研究研究热点之一。这可以开拓矿床图像分析的新的思路，将矿床地质遥感研究推进到一个新的水平。
3.2综合成矿预测
遥感技术对区域性和全球性成矿带、成矿域研究方面有着极其重要的意义对大量不同来源、不同内容的图像或非图像子量进行综合处理，把原来的地学理论和逻辑思维转换成三维的直观和形象化得、时间和空间模型，把原来的定性概念转化为定量的观念和分析方法，进行多元化地学综合成矿。地物化资料与遥感资料的综合研究提高了地质解译与综合分析的效果与效率，已成为寻找巨型、大型矿床最为有效的找矿方法，也是当前世界找矿趋势。
4.地质灾害方面
遥感数字图像处理可完全应用与地质灾害预报和灾后治理救援方面。汶川地震所引发的堰塞湖，山体坍塌，泥石流等具多。汶川8.0级地震发生后，诸多交通线路中断，信息瘫痪，救灾队伍难以第一时间摸清里面灾害情况，而此时遥感技术将是处理一连续事情的最佳选择手段。遥感数字图像处理对灾后抢救和治理过程中的突发地质灾害的的观测起到了不可磨灭的作用。治理和预测地质灾害是我国迫在眉睫的件大事，故遥感人才是国家急需的专业性技术人才。
三、结语
遥感地质是一个理论和技术相结合的课程，实际可操作性强，我们需要巩固理论基础知识，并不断应用。总之，随着地质信息技术的不断提高，遥感技术实际工作中的应用也会不断增多。通过短期课程，很难掌握遥感地质这门课程的所有知识，真正的掌握遥感技术还需要在以后的课程里不断的学习。通过学习，我们可以全面了解遥感技术在我国的应用前景，在国民经济发展扮演的重要角色，以及对未来地质工作的重要意义，初步了解计算机数字图像处理技术和相关遥感技术。
参考文献
[1]田淑芳，邝生爱；浅析遥感地质学教学方法[J].中国地质育，2010.
[2]赵鹏大等；矿产勘查理论技术与方法，中国地质大学出版社，2009.
[3]梅安新等；遥感导论；高等教育出版社.
[4]张绪教等；卫星遥感在安多幅1：25万区域第四纪地质调查中的应用，中国地质大学（北京）现代地质..
关键词：遥感课程;综合实训;项目化教学
中图分类号：G42 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2015）29-0170-02
教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》明确提出：“要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式，把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点”及“探索工学交替、任务驱动、项目导向、顶岗实习等有利于增强学生能力的教学模式”。教育部所指出高职院校人才培养模式改革的实验、实训、实习三个关键环节中，实训起着承前启后、不可替代的关键作用，它是高职院校学生在校期间获得实践能力和职业综合能力的最主要和最直接的途径和手段，其目的是使学生掌握相关技术和核心技能，提高综合职业能力，解决学生所学的知识、技能在哪些工作环节、哪些工作岗位、哪些工作情景的应用及如何应用的问题，逐步实现教学和就业岗位的零距离对接。项目化教学法作为“行为导向”教学法的一种，通过实际的项目让师生在真实任务情境中共同实施完成教学活动，为受训者提供一个整合智能、知识、技术、文化的学习环境，以促进学生实践动手能力的发展与提高，有力地贯彻和践行了“工学结合”的理念，是高职课程改革发展的必然选择。综合实训项目化教学就是以工程项目为载体，以行业要求为背景，以就业为导向，围绕职业岗位能力的形成科学设计和选择项目，以完成一个完整的工程项目所需要的知识、能力和素质结构设计实训方案，按照一个完整工程项目的操作流程组织实施的教学活动。目前项目化实训教学模式在国外已经得到应用，但是由于缺少配套的教学资源，如：教材、项目案例、模拟企业环境的实训条件等主要原因，项目化综合实训教学模式在国内院校中还没有普及。近几年笔者对遥感课程综合实训项目化教学进行了探索，取得了初步成效。
一、研究目标
《遥感图像处理与应用》是一门理论与实践紧密结合的专业课程，通过上机实习可以使学生加深对理论知识的理解，学习和掌握遥感图像处理、遥感图像解译及遥感信息提取与综合分析方法，学习和熟悉常用的遥感软件的应用方法，培养学生分析、解决实际问题的能力，为日后的工程实践打下基础。
遥感课程知识点间的层次关系不是特别清晰。知识点的繁杂，同时还导致它们之间层次关系比较模糊，如果没有一个明确的应用目的作为中心，学生难以理顺之间的关系，在脑海里建立一个完整的知识体系。根据遥感课程的特点，本项目研究探讨在综合实训中引入项目化教学方式的途径方法，对综合实训的教学内容、教学方式进行相应改革，对综合实训的内容进行整合、重组，建立起与岗位和专业核心能力需求相适应、与市场人才要求相接轨的综合实训课程标准、项目内容等一套完善的教学方案计划，确立以项目任务为主线，项目教学组织方式与实训为一体的课程教学模式，探索基于项目化实训教学的高职生培养方法，为提高其应用能力提供一套科学全面的体系方案，真正提升学生的就业竞争力，在国内高职院校教学课程改革和项目化教学探索中积累经验。
二、研究内容
1.确定遥感课程综合实训核心能力体系
要确定遥感课程综合实训的核心能力体系，关键在于正确把握社会对该专业人才提出了什么样的能力要求。主要通过以下步骤：首先，开展社会调查，了解社会对专业人才的需求层次和能力要求;其次，通过进一步梳理，明确所设专业与社会需求对应的层次及能力结构;最后，学生工作后，根据学生和用人单位的反馈，不断对能力体系进行修正。如下是高职遥感课程综合实训的核心能力体系：掌握Erdas软件的安装方法;具有使用Erdas软件进行遥感图像的几何校正的能力;具有使用Erdas软件进行遥感图像处理的能力;具有使用Erdas软件进行遥感图像目视解译的能力;具有使用Erdas软件进行遥感图像的计算机分类的能力;利用遥感手段获取地理信息的能力。
2.完善遥感课程综合实训项目的内容
依据人才培养目标选取适宜的工程项目作为实训载体，是实现综合实训良好效果的前提。根据就业的导向改革实训内容是实现综合实训良好效果的有力保证。项目化综合实训选题不但要符合学生的实际水平，而且要涵盖遥感技术的整个工作流程，还要满足高职教育的需要。所以如何确定项目的选择和设计原则是一个关键问题。项目的质量是项目化实训中最关键的因素，如何将学生所学的内容放入实际的项目，以及如何将项目转变为适于教学的内容是一个难点。本项目立足于实际能力培养，对课程内容的选择标准做了根本性改革，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为以工作任务为中心组织课程内容，并让学生在完成具体项目的过程中学会完成相应工作任务，并构建相关理论知识，发展职业能力。课程内容突出对学生职业能力的训练，理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行，并融合了相关职业资格证书对知识、技能和态度的要求。根据就业的导向改革实训内容，研究项目设计的准则，选取合适可行的实际项目改造为适于实训教学的内容。项目内容为涵盖遥感技术的整个工作流程的综合性实训项目。遥感技术的工作流程包括：数据获取;数据预处理;专题信息提取;综合分析。例如笔者选取两个综合实训项目：一是湖南省遥感影像图的预处理，以培养学生综合应用下载、数据预处理和增强处理的能力;二是湖南省的遥感影像分类，以培养学生综合应用图像分类的能力。项目设计以工作任务为线索来进行。
3.构建遥感课程综合实训多元化的评价体系
参照行业标准完善综合实训评价体系是实现综合实训良好效果的有力保障。综合实训课程的评价标准要改变过去重理论知识考核、轻实践操作的做法，采用有利于技术应用能力和创新精神培养的灵活的考试、考核方法，如实际操作、作品创作、调研报告撰写、项目答辩、面试等;并且与行业评价标准结合，全面评价学生掌握专业核心能力，关键能力和创新能力的程度。考核评价内容是学生实训工作的全过程和完整项目实施的成果。它包括能力形成过程和项目结果两个方面，改变以教师为主的评价方式，实现学生自我评价与项目组评价相结合、教师评价与结果评价相结合的全方位考评方式，引导学生形成先重过程、再求结果的学习方式。在成绩的组成上，注重过程性，由平时成绩、考勤成绩、项目考核等组成。此外，还创建了实训教学的双向互评考核机制，即教师与实验员之间的互评考核机制，实验员根据教学情况对主讲教师进行评教，主讲教师根据实验实训准备情况对实验员进行评训。
4.探索适合遥感课程综合实训的教学方法和基本步骤
综合实训项目化教学法与传统教学法相比有很大区别，主要表现在改变了传统的三个中心：由以教师为中心转变为以学生为中心，由以课本为中心转变为以“项目”为中心，由以课堂为中心转变为以实际经验为中心。将教学组织成一项能引起学生兴趣、值得深入探究和钻研的任务，创建学习的资源和协作学习的环境是老师最主要的工作。通过研究，提出针对高校的项目化实训教学方法要点和基本原则，根据遥感图像专题信息提取过程的实际能力的培养要求，探索以遥感图像专题信息提取过程为典型工作过程的教学设计模式，为项目化实训过程的有效控制提供理论依据。按照设计项目、项目介绍、学生分组、小组项目选择、学习与项目开发、阶段小结与交流、成果提交与评价的基本步骤，将综合实训过程设计为教师可控的步骤。研究探索复合交叉型教学方法。以项目为引导，让学生面向实际项目，而非作业型实验;是跨多门课程的多个知识点的综合项目，而不是小型的验证型实验。通过项目将多个课程的知识点贯穿起来并得到综合运用，具有多门课程交叉的特点。着重培养学生的沟通能力、团队精神、压力承受能力、自我学习能力、责任心、发现问题、提出问题和解决问题的能力，将职业素质培养渗透到实训过程的具体步骤中去。
5.延伸拓展校企合作的渠道和方式
与行业企业专家一起，系统设计、实施综合实训，共同制定符合学生职业和岗位能力发展的实训项目，规范实训过程;共同完善实训基地使用管理制度，规范学生实训行为;建立健全校企双方考核的学生实践教学评价指标和质量监控体系;共同编写技能训练操作规程，努力营造职业环境氛围和企业文化。进一步健全校内实验实训室管理办法。修订、完善课程实验实训指导手册，规范内容和步骤，制定考核办法和成绩评定标准。通过实施项目化综合实训，使学校企业的合作方式得到拓展，也为高职毕业生早日了解企业需求提供了渠道，为毕业生的就业服务提供了便利。
三、结语
本项目通过引入项目化教学理念，让学生在具体的项目中进行学习，缩短了学生与企业之间的距离;通过解决学生身边的一些现实问题来实现学生对知识的掌握，大大提高了学生学习的积极性和主动性;通过引导学生实现所学知识的整合与综合职业技能的掌握，最大限度地实现教学和就业岗位的零距离对接。在课程教学过程及课程内容上始终突出实践教学，确保课堂理论教学与社会实践相统一、课程内容与对应就业岗位相统一。课程的改革对学生动手能力和解决实际问题的能力提高有很大的帮助，对教师的专业水平、教学水平和项目研发能力也有很大的促进。为其他课程的项目化教学提供了借鉴和参考。通过实验，笔者认为要搞好高职院校中的项目化综合实训教学，需要解决以下几个关键问题：一是项目化综合实训需要构建完善的教学文件，怎样管理与项目相关的需求以及相关的设计文档、源码和任务描述等，构建综合实训项目库是一个可行的方案。二是直接关系到综合实训效果的项目设计质量。三是一套完善的项目化综合实训评价体系。四是如何在综合实训过程中培养学生的综合应用素质，着重培养学生的沟通能力、团队精神和解决问题的能力。
参考文献：
[1]路海萍.课程项目化：高职院校课程改革走向的选择[J].职业技术教育，2009（8）.
关键词：面向对象；程序设计；教学改革；遥感专业
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）34-0137-02
一、课程内容分析及教学目的
1.遥感专业的特点与本课程内容分析。遥感专业属于测绘类大学科方向，主要培养具备遥感科学技术与工程的基本理论、方法和技能的各层次专业人才。要求学生能够熟练掌握卫星遥感平台、传感器技术、遥感信息获取与数据处理、多传感器数据匹配和融合、图像自动解译技术等基本技术与方法，能够在城市规划、农业、林业、水利、地质、测绘等各类遥感领域，从事遥感电子设备与系统研制、应用系统和系统集成的建设与开发工作[1]。因此，对遥感专业的学生来说，程序设计是一门必备的技能。针对面向对象程序课程的教学任务量和教学特点，我校在制定遥感专业教学大纲中安排学生从一年级开始学习程序设计课程，分上下两个学期学完。课程内容主要包括[2]：①程序设计基本概念与语法，包括数组、函数、类和对象、继承与派生、多态性、输入输出流、异常处理等，以及C++14标准中包含的模版、泛型、匿名方法、lambda表达式、新型智能指针等。②程序设计方法，包括结构化程序设计和面向对象程序设计。面向对象程序设计的出发点之一就是弥补结构化程序设计中的一些缺点，但其可以使用结构化程序设计中的函数、数组等基本理论。本课程主要要求学生学习和掌握面向对象程序设计的思想，同时要求学生采用规范的程序设计风格，形成良好的程序设计素养。③程序调试技巧。④专业问题的分析与程序转化能力。
2.教学目的。教师通过理论和实践教学，使学生掌握结构化程序设计方法和面向对象程序设计方法，了解面向对象的基本概念和使用面向对象技术进行程序设计的基本思想，学会采用面向对象的方法进行问题分析，能够熟练运用C++语言解决一般问题，培养学生的动手实践和科研创新能力，为大型应用软件设计与开发打下良好的理论和实践基础。通过本课程的教学，希望学生能够达到的能力[3]包括：①程序编写与调试能力，熟练掌握VC++的编辑调试工具，能够快速编写程序代码；掌握程序排错的基本方法，能够独立快速进行程序调试。②专业问题的分析与程序转化能力，对实际专业对象和问题进行分析与抽象，设计出结构合理的对象关系图，并能进行求解。③创新能力，能够独立思考和深入钻研，善于对所学知识，进行梳理、概括、归纳总结，给出合理解决方案；能够独立阅读参考代码和资料，自我扩充知识结构。
二、普遍存在的问题及原因
1.学习中存在的问题。在学习过程中，大一学生们普遍反映该门课程的概念和知识点太多，课程内容的风格与其他课程差别很大，不易理解，一些学生甚至对编程产生了畏惧情绪，一步跟不上，步步跟不上。学生们学习过程中所遇到的困难具体来说包括以下几个方面[4]：①学生对遥感与面向对象程序设计的关系不清楚，学习的热情不高，比较茫然。②知识点具有一定难度，部分学生不注重对编程基础知识的掌握。③本课程是理论教学与上机实践相结合，教学内容多、学习任务量重。④C++中蕴含的计算思维方式不容易掌握[5]。部分学生在学习了本课程后，不善于从计算机语言的角度去思考问题。⑤编程环境VC++相对比较复杂，不太容易快速掌握。
2.教学中存在的问题。许多老师具有多年的程序设计经验，容易惯性地认为所讲授的知识点比较容易，从而忽视了学生的个性化感受，再加上缺乏有效沟通，最终导致老师讲台上讲的很有激情，学生在下面一脸茫然。具体来说有如下问题：①没有激发学生的学习兴趣。传统的“以教师为中心、学生被动接受知识”的“填鸭式”教学方法忽略了学生学习程序设计的主动性，从而培养不了学生的创造性思维和探索精神，使得原本就不吸引学生的课堂变得更加枯燥无味，大大降低了学生的学习兴趣[6]。②没有因材施教。大一新生的计算机基础知识的掌握程度大不相同，在教学中若进度偏快，就有部分学生无法跟上老师的节奏，影响学习的积极性；如果讲的偏慢，会在整体上影响教学进度。
三、以能力培养为导向的教学方法研究
遥感专业开设C++面向对象程序设计课程，目的并不是要每个学生将来毕业了都能够胜任程序员的工作[7]，而是让他们学会利用程序设计的思想和工具，具备解决专业问题的能力和潜力。针对以上对教学过程中存在问题的分析，现从以下几个方面提出以能力培养为导向的教学方法，力求提高教学效果。
1.活跃课堂气氛，激发学习兴趣。表面上看起来，面向程序设计课程本身是一门很枯燥的课，课程内容不是概念就是代码，课程中很多内容又不容易被学生理解。在教学中如果不和学生互动，学生只是被动的学习，那么他们不但在学习过程中对知识点的理解很困难，而且其学习的成果也不会达到预期的目标。在C++的教学过程中，最理想的状态就是，学生一直都能保持一种亢奋的状态，做到“乐于学、勤于练、善于思”。针对这种情况，教师可以采取以下几种手段，激发学生的学习兴趣：①从简到难，稳扎稳打。C++的知识点的难度是不一样的，在课堂上和上级实习中，给学生以适当的提示，让学生每一步都能看到解决问题的希望。②课堂上，对重点、难度知识点要尽量形象、生动地进行讲解，有时可以借助打比方、讲故事，也可引入UML或Visio绘图来辅助。③对容易混淆的概念，集中起来进行类比讲授。④引导学生知其然，更要知其所以然。
2.精心设计实习题目，全面覆盖专业问题。面向对象程序设计是一门实践性很强的课程，通过实践来加深对课程中理论知识的理解。因此，在实习内容的安排上，既要重视理论知识的重现，又要注重学生解决问题实际能力的培养；既要考虑学生的总体学习情况，又考虑学生的个体差异；既要考虑专业知识的覆盖，又要增加趣味性，并为学生提供一个发挥想象的空间。每个实验都要求学生自己进行设计和调试，老师在其中只是起引导和辅导作用。通过多次实践，学生不但可以对所学的内容进行巩固，而且还可以在其基础上创新。着眼于学科体系内的课程衔接，可从以下几方面来考虑实习题目的设计：①从大一所学的高等代数中出一些关于矩阵、行列式运算方面的问题进行训练。②从遥感专业内容本身寻找题目，诸如遥感图像处理、影像显示和影像分类等问题，来让学生体会C++解决专业问题的巨大威力。③通过设置课程设计题目，引导学生既要善于独立思考，又要学会分工协作。C++语言基于面向对象思想，无论是微粒度的代码级的设计模式，还是软件模块的设计组织，都能很轻松地应对。指导学生在大模块软件设计编写过程中，学会团队合作，同时在自己的模块中精益求精。
3.既要纸上谈兵，又要参加实战。面向对象程序设计课程是一门操作性和实践性很强的课程[8]，如果只选择理论考试的方式来测验学生对本门课程的掌握程度是远远不够的。单纯的考试只会使学生对课本上的概念和知识进行盲目地死记硬背，即使考试拿到很高的分数，也不知道怎么将课本中的理论知识应用于实际操作中，更不懂得怎么用C++语言解决实际问题，从而出现高分低能的现象。学习C++目的是要利用这个计算机语言作为工具，解决本专业内的科学计算问题。引导学生从理论走向实践，真正学会这门本领。每年都有校级、省级甚至全国性的GIS程序设计大赛，教师应该根据学生学习C++所掌握的不同程度，推荐其参加不同类别的程序设计大赛，真正在实战中检验和提高技能。
四、总结
C++面向对象程序设计是一门方法性、实践性和应用性都比较强的课程，不容易被初学者理解，在课程的教与学的过程中都存在着困难。能够熟练掌握这门课程是广大师生共同的希望。这门课程学好了的话，后续课程会得心应手。在本课程的教学中，以提高学生运用C++解决专业计算问题的能力为主要目标，通过激发学习兴趣、设计遥感类实习题目和鼓励参加程序设计大赛等手段，充分调动学生的自主性，强化对面向对象概念的理解，适应面向对象程序设计的[5，8]思维习惯，逐步学会灵活运用面向对象思想来分析和解决具体的专业计算问题。
参考文献：
[1]赵巧华，陈健.遥感科学与技术专业建设中的几个关键问题[J].地理空间信息，2010，（05）：154-156.
[2]陈优良，徐昌荣，陈淑婷.GIS专业面向对象程序设计教学改革探讨[J].地理空间信息，2010，（01）：151-154.
[3]姜峰，汤伟，赖俊.基于能力培养的面向对象程序设计课程教学改革探索[J].计算机工程与科学，2014，（S1）：126-130.
[4]王新志，曹爽，孙景领.测绘专业“面向对象程序设计”课程教学实践与思考[J].测绘工程，2012，（02）：73-76.
[5]程学云，管致锦.面向计算思维和探究能力培养的C++实践教学探索[J].电脑知识与技术，2013，（31）：7037-7038.
[6]王文冰，李辉.以实例贯穿课堂的面向对象程序设计课程教学改革[J].计算机教育，2011，（01）：91-94.
一、数学类(信息与计算科学专业)数学与统计学院现有教师117人，其中教授35人，副教授52人，教授中有博士生导师28人。拥有“国家”入选者2人，教育部“长江学者奖励计划” 讲座教授2人，国家杰出青年基金获得者A类3人、B类2人，教育部“跨世纪优秀人才培养计划”入选者2人、“新世纪优秀人才支持计划”入选者3人。学院现具有数学一级学科博士学位授予权，基础数学、应用数学、计算数学、概率论与数理统计、运筹学与控制论等5个二级学科均具有硕士和博士授予权。“基础数学” 学科是重点学科，1991年首批获准建立国家基础科学研究与教学人才培养基地，并设立数学基地班。学生奖学金的覆盖面达到35%以上，基地班学生获得奖学金的比例超过50%。近五年来，学院有八十多名学生在全国数学建模竞赛中获奖，其中2001级应用数学专业学生所在队获全国大学生数模竞赛特等奖，捧回“高教社杯”。2006年3月，2002级数学基地班被教育部、团中央授予“全国先进班集体”荣誉称号，学院连续五年本科毕业生的研究生录取率超过 50%。信息与计算科学专业是国家特色专业，重点学科。研究以信息领域为背景的数学理论、数值方法和数字技术。培养具有数学素养，掌握信息与计算科学某一方向的基本理论和方法，受到科学研究的初步训练，能够运用所学知识和计算机技能解决信息的数字化和数字信息的计算机处理、科学工程计算、控制和运筹等方面的理论和实际问题的高级专门人才。主要专业课程有：数学分析、高等代数与解析几何、概率论与数理统计、数值代数、数值逼近、计算机图形学、常微分方程、数学物理方程、实变函数与泛函分析、化计算、信息论基础、微分方程数值解法、数据结构、c语言、数学模型、抽象代数、复变函数等。二、测绘工程专业测绘学院师资力量雄厚，学科方向全面。现有教职员工118人，其中，中国科学院院士1名、中国工程院院士3名、长江学者特聘教授2人、国家教学名师1人，国家测绘局科技领军人才1人，教授37人，博士生导师32人。大部分教师有国外学习或研究经历，并且有的还是国内外学术组织的负责人。学院拥有2个一级学科博士学位授权点，2个二级学科博士学位和3个二级学科硕士学位授权点，并设有1个博士后流动站。拥有信息化测绘人才培养模式创新实验区和实验教学示范中心，有5门国家精品课程和一个教学团队。教师中有全国先进工作者、国家有突出贡献中青年专家、国务院政府特殊津贴获得者、国家百千万人才工程入选者;有的获得全国“五·一”劳动奖章、中国青年科技奖、何梁何利科学与技术进步奖等荣誉。学院从2012年起招收测绘工程专业(卓越工程师班)学生,该班是以卓越测绘工程师和注册测绘师后备人才为培养目标,强化培养学生的工程能力和创新能力,培养具有扎实的测绘工程理论基础,具备较强的数学、物理、计算机等相关学科基础知识;加强工程实践环节，采用“3+1”校企联合培养模式，实行校企“双导师”制，着力提高学生的工程创新意识、测绘专业素质和工程实践能力;掌握全面的测绘技术，熟悉测绘管理与法律法规，具备卓越的解决测绘工程实际问题的综合能力，拥有测绘产品社会化服务的专业技能，适应经济和社会发展需要的“高品质、国际化、创新型”的高级人才。测绘工程专业主要是利用空天地对地观测技术研究地球空间信息的一门学科，是国家基础建设以及信息化建设中的重要支撑技术，属于当今世界发展前途的三大高新技术之一。测绘工程专业是一门专业性很强的工科专业，主要研究地球空间信息科学领域的基本理论与方法，研究利用这些技术解决与地球空间分布有关的各种几何、物理、人文及其随时间变化的信息采集、处理、分析、表达与应用的科学与工程技术问题。本专业培养具有坚实的数学、外语、计算机应用基础，掌握扎实的测绘工程理论知识和专业技能，具备空间信息综合处理能力、适应国民经济和社会发展需要的高级人才。“测绘工程”专业2009年被评为湖北省“高等学校本科品牌专业”，2010年获批第六批高等学校特色专业建设点。“信息化测绘人才培养模式创新实验区”2007年获批教育部人才培养模式创新实验区建设项目。测绘工程专业分为大地测量与卫星导航、工程与工业测量、航天航空测绘、城市空间信息工程等专业方向。为适应厚基础、宽口径、能力强、素质高的创新型人才培养目标的要求，学院在测绘工程专业实行一、二年级打通培养、三年级开始分方向选课、学生自愿选择专业方向的方案，培养学生一专多能以适应社会发展的需要。主要专业课程有：测绘学概论、GPS原理及其应用、地理信息系统原理、遥感原理与应用、数字测图原理与方法、误差理论与测量平差基础、空间信息采集技术、城市空间信息可视化、大地测量学基础、摄影测量学、地图学基础、工程测量学、物理大地测量学、卫星导航定位算法与程序设计、数字图像处理、城市灾害应急与管理、不动产测量与管理等。三、遥感科学与技术专业遥感信息工程学院师资力量雄厚，现有教职工90人，其中中国科学院院士1人，中国工程院院士2人，欧亚科学院院士2人，入选国家“”2人，珞珈特聘教授2人，教育部“新世纪优秀人才计划”入选2人，兼职教授7人，教授23人，副教授21人，博士生导师18人 。学院拥有“摄影测量与遥感”、“地图学与地理信息系统”、“模式识别与人工智能”3个硕士学位授权点以及“摄影测量与遥感”、“ 地图制图学与地理信息工程”2个博士学位授权点和“测绘科学与技术”博士后科研流动站。摄影测量与遥感是国家教育部审定的首批全国重点学科、“211工程”重点建设学科。2007年，该学科被评为二级学科国家重点学科。学生在“全国大学生数学竞赛”、“全国大学生数学建模竞赛”、“全国大学生英语竞赛”、“中国遥感青年辩论赛”、“全国大学生GIS软件开发大赛”等大型活动和比赛中，多次取得优异成绩。我国开设遥感科学与技术专业的院校众多，其中武汉大学是办学历史较早、学生规模较大的学校之一，专业师资力量雄厚，教学、科研设施先进，奠基人王之卓院士是我国首位获得博士学位的航测专家，他为学科发展提出了“着眼于国民经济建设的需要，跟踪世界科学发展的前沿”的目标。学术带头人李德仁院士至今仍保持着德国斯图加特大学博士论文分记录。他首创从验后方差估计导出粗差定位的选权迭代法，被国际测量界称为“李德仁方法”;他提出包括误差可发现性和可区分性在内的基于两个多维备选假设的扩展的可靠性理论来处理测量误差，科学地“解决了测量学上一个百年未解难题”。今天，全世界都在用李德仁的理论去矫正自己的航测平差系统。学术带头人张祖勋院士在航空 (天)影像测图自动化方面取得了国际一流的研究成果，获国家自然科学奖、国家科技进步奖等一系列国家和部委的奖励。他在澳大利亚推出有自主知识产权的数字摄影测量系统VirtuoZo，产生经济效益逾亿元。学院还有MODIS遥感卫星接收站、全数字摄影测量实验室、地理信息系统(GIS)实验室、遥感 (RS)数据综合处理实验室、数字流域研究中心等教学设施和研究机构。遥感科学与技术专业是在空间科学、电子科学、地球科学、计算机科学以及其他学科交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的一门新兴边缘学科，它利用非接触传感器来获取有关目标的时空信息。遥感科学与技术就在身边，天气预报里风云变化的气象云图，欧美大片中间谍卫星的监控拍摄，工程地质勘测中堤坝选址和道路选线，以及地震灾害中的地质预测，水利工程中的水文地貌识别等等，都包含了遥感科学与技术，许多发达国家已将其列为优先发展的战略目标。由于其涉及广泛的科学技术领域，因此它的应用已深入到经济建设、社会发展、国家安全和人民生活等各方面。为国家制定重大决策、国防建设提供科学依据和军事情报服务，毕业生社会需求量大，就业前景广阔，可从事摄影测量与遥感、测绘方面的生产、设计、规划和管理及有关教学、科研工作。毕业生适应性的岗位有遥感、测绘类以及信息产业、航空航天、城市规划、地震监测、石油、电力、物探等能源领域，就业层次广，就业质量高。遥感科学与技术专业主要面向国家空间信息基础设施建设，培养掌握遥感科学基本理论、方法和技术，具有空间信息获取、处理、分析和应用专业知识的复合型高级技术应用人才。该专业学生主要学习遥感原理、摄影测量、地理信息系统、计算机科学与技术、数字图像处理等方面的基础理论与知识，掌握影像信息获取及处理、目标识别及三维重建、地理信息管理及应用的理论和技术方法，使学生具有应用所学专业解决空间信息分析、表达与应用等实际问题的能力。此外，该专业的学生还要从事测量学课程综合实习、摄影测量基础课程设计、遥感原理与应用课程设计、地理信息系统原理课程综合实习、GPS测量与数据处理实习、计算机图形学课程设计、数字图像处理课程综合实习、数据库设计、微波遥感课程综合实习、遥感应用模型实习、网络GIS程序设计实习等综合实践和实习。四、空间信息与数字技术专业国际软件学院现拥有4个二级学科博士学位授权点和3个硕士学位授权点。有专兼职教师210人，其中专任教师51人、外聘教师91人、校内双聘教师57人、外籍教师11人。专任教师中有正教授17人、副教授17人、讲师17人，95%以上的教师具有博士学位，近1/3的教师有国外(境外)学习或工作经历。学院目前拥有一个省部级工程中心和两个精品课程，拥有设备一流的教学实验室和专业实验室，配有高性能服务器和计算机设备，拥有完备的实验与科研教学设施和软件，专线接入长城宽带网和校园网，设备与网络对学生全天免费开放。空间信息与数字技术专业是国家特色专业，重点学科。研究描述地球的信息数字化、网络化、可视化和智能化的理论与技术，它将空间信息的各种载体向数字载体转换，通过网络通信技术加载到各个专业领域，支持各行业数字工程的实现，主要研究与国民经济各行业领域密切相关的数字工程建设理论与技术，如：数字国防、数字政府、数字国土、数字规划、数字电力、数字水利、数字公安、数字交通、电子政务等。专业面向国民经济各行业和领域数字化建设的需要，培养具有扎实的软件工程理论基础与复合知识结构，掌握数字工程领域的基本理论和基本知识、软件环境和工具以及前沿技术，具有较强的大型数字工程项目设计、开发和项目管理能力，具有良好的团队合作精神和创新意识，能熟练应用英语进行交流的厚基础、宽口径、高素质、强能力的交叉复合型人才。主要专业课程有：数字工程的原理和方法、空间信息导论、C&C++语言程序设计、数据结构、空间数据库系统、面向对象程序设计、空间信息移动服务、电子政务与电子商务、计算机图形学、项目工程管理、空间决策与支持等;同时本专业也非常注重学生实践动手能力的培养，实践体系注重培养学生的基础软件操作能力、软件分析与设计能力、编程能力、综合运用所学知识能力以及创新能力。
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