面向時空大數(shù)據(jù)發(fā)展需求的遙感實(shí)習(xí)與實(shí)踐教學(xué)改革

郭兵 張海玲 黃潔慧 姜琳

摘?要：隨著遙感科學(xué)及時空大數(shù)據(jù)的發(fā)展，高校中遙感課程實(shí)習(xí)及實(shí)踐的內(nèi)容及形式已經(jīng)無法滿足行業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)對遙感人才素質(zhì)培養(yǎng)的需求。結(jié)合本校的遙感實(shí)習(xí)及實(shí)踐課程的開展及實(shí)施，本文系統(tǒng)地梳理了當(dāng)前普遍存在的問題并提出了積極的對策，可以為后續(xù)遙感實(shí)習(xí)及實(shí)踐教學(xué)改革提供一定借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：時空大數(shù)據(jù);遙感;實(shí)習(xí);實(shí)踐;改革

在2015年國家制訂了“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，各行業(yè)幾乎都與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)相結(jié)合[1]，在當(dāng)今信息爆炸的時代，包括高等教育行業(yè)在內(nèi)的各個行業(yè)都已受到時空大數(shù)據(jù)的重大影響，傳統(tǒng)的教學(xué)如何適應(yīng)時空大數(shù)據(jù)帶來的沖擊，是當(dāng)代教育者需要思考和探索的重要問題[2]。

信息技術(shù)的快速發(fā)展促使遙感科學(xué)與技術(shù)逐漸成為一門新興的學(xué)科，其應(yīng)用前景十分廣闊[3]。隨著遙感技術(shù)的快速發(fā)展及應(yīng)用范圍的不斷拓寬，要求培養(yǎng)具備發(fā)散思維、靈敏洞察力和創(chuàng)新意識的跨學(xué)科復(fù)合型人才。與此同時，更要培養(yǎng)可以將理論聯(lián)系實(shí)踐、具有解決應(yīng)用問題能力的人才，保證他們所需要的基本技能。因此，遙感人才的培養(yǎng)，不僅需要重視基礎(chǔ)理論，還要更加重視創(chuàng)新與實(shí)踐，因此，需要深化實(shí)習(xí)內(nèi)容和實(shí)踐教學(xué)的改革，使學(xué)生更好地適應(yīng)社會的需求和時代的發(fā)展。

一、當(dāng)前遙感實(shí)習(xí)與實(shí)踐教學(xué)中存在的主要問題

遙感原理與應(yīng)用是山東理工大學(xué)建筑工程學(xué)院地理信息科學(xué)和測繪工程本科專業(yè)的核心課程，然而現(xiàn)有課程的實(shí)習(xí)及實(shí)踐教學(xué)與社會對遙感科技工作的需求、學(xué)生就業(yè)崗位群和遙感應(yīng)用型人才的要求不能很好地適應(yīng)。當(dāng)前國內(nèi)各高校的遙感實(shí)習(xí)及實(shí)踐課程教學(xué)中普遍存在如下問題：

（一）快速發(fā)展的遙感技術(shù)與相對滯后的實(shí)習(xí)和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

遙感技術(shù)是一門以航空航天、傳感器和計算機(jī)等技術(shù)為基礎(chǔ)逐漸發(fā)展起來的新興學(xué)科，其涉及眾多的學(xué)科[3]。遙感技術(shù)的快速發(fā)展得益于計算機(jī)技術(shù)和航空航天技術(shù)的快速進(jìn)步。當(dāng)今社會，遙感數(shù)據(jù)的處理和分析方法不斷改進(jìn)。而遙感課程的教材對于新的知識更新緩慢，或者更新不及時，學(xué)生獲得的都不是最新知識點(diǎn)，不能學(xué)以致用[4]。如果教師不能及時更新自己的知識點(diǎn)，這就會導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)知識脫離實(shí)際，所學(xué)知識較老套，滿足不了以后學(xué)習(xí)和工作發(fā)展的需求。

（二）理論教學(xué)與實(shí)習(xí)及實(shí)踐教學(xué)比例失調(diào)

遙感課程是一門技術(shù)類課程，但我國高校中遙感課程實(shí)際以理論為主，實(shí)習(xí)及實(shí)踐課時普遍不多，學(xué)生很難有足夠的時間培養(yǎng)實(shí)踐能力[5]，這也反作用于理論學(xué)習(xí)，使學(xué)生對理論內(nèi)容的理解也大打折扣，結(jié)果無形中導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容局限于課本教材，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣逐漸丟失。

（三）實(shí)習(xí)及實(shí)踐教學(xué)教材欠缺

我校選用的是教育部面向21世紀(jì)課程教材《遙感原理與應(yīng)用》，目前尚沒有與之匹配的實(shí)習(xí)及實(shí)踐教材。因此，亟須基于我校自身的實(shí)習(xí)及實(shí)踐條件（硬件、軟件、數(shù)據(jù)和師資等），結(jié)合國內(nèi)外主流的ERDAS、PCI或ENVI等遙感軟件，編寫適合本校實(shí)際情況的實(shí)習(xí)及實(shí)踐教材。

（四）綜合型和研究型實(shí)習(xí)及實(shí)踐比重低

知識驗(yàn)證型實(shí)習(xí)及實(shí)踐強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性，因此，實(shí)習(xí)及實(shí)踐主要以驗(yàn)證知識、幫助理解遙感基本理論和實(shí)踐基本技能為主[4]。綜合型實(shí)習(xí)及實(shí)踐是將多個相關(guān)的實(shí)習(xí)及實(shí)踐內(nèi)容結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識和技能進(jìn)行綜合分析、解決問題的能力。研究型實(shí)習(xí)及實(shí)踐是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下分析和解決實(shí)際應(yīng)用問題，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。目前，實(shí)踐課程的教學(xué)大多以知識驗(yàn)證型實(shí)習(xí)及實(shí)踐為主，綜合型實(shí)習(xí)及實(shí)踐為輔，缺乏研究型實(shí)習(xí)及實(shí)踐，抑制了學(xué)生積極性的發(fā)揮。

二、建議應(yīng)對措施

時空大數(shù)據(jù)發(fā)展背景下，基于“新工科”建設(shè)要求的實(shí)習(xí)及實(shí)踐教學(xué)體系改革包括三方面：實(shí)習(xí)及實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容工程化改革;實(shí)習(xí)及實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容研究化改革;聯(lián)合企業(yè)以多種方式參與遙感實(shí)習(xí)與實(shí)踐教學(xué)模式及內(nèi)容改革，并形成與之相匹配的多樣化考核方式。

（一）引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索，構(gòu)建實(shí)習(xí)及實(shí)踐教學(xué)新模式

要達(dá)到“新工科”建設(shè)要求的關(guān)鍵是深化實(shí)習(xí)及實(shí)踐教學(xué)模式改革，提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。實(shí)習(xí)及實(shí)踐教學(xué)模式改革需要實(shí)現(xiàn)由灌輸課堂向啟發(fā)課堂轉(zhuǎn)變、由知識課堂向能力課堂轉(zhuǎn)變、由句號課堂向問號課堂轉(zhuǎn)變，從而達(dá)到以學(xué)生為本，提高學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力。

（二）面向時空大數(shù)據(jù)發(fā)展需求的實(shí)習(xí)及實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容研究化和工程化改革

在時空大數(shù)據(jù)和人工智能大發(fā)展背景下，基于“新工科”建設(shè)要求的實(shí)習(xí)及實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改革有三方面內(nèi)容：針對畢業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的“工程知識”“設(shè)計/開發(fā)解決方案”和“使用現(xiàn)代工具”要求，進(jìn)行實(shí)習(xí)及實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容工程化改革;針對“研究”“問題分析”和“環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展”要求，進(jìn)行了實(shí)習(xí)及實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的研究化改革;針對“工程與社會”“溝通”和“項(xiàng)目管理”要求，聯(lián)合企業(yè)以多種方式參與實(shí)習(xí)及實(shí)踐教學(xué)改革。

（三）創(chuàng)建校企聯(lián)合新模式，推動遙感實(shí)習(xí)及實(shí)踐課程持續(xù)和深入改革

工程教育認(rèn)證的畢業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對于“工程與社會”“溝通”和“項(xiàng)目管理”提出了要求，要著重提升學(xué)生的語言交流、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和組織協(xié)調(diào)能力。為達(dá)到以上要求，可以憑借學(xué)校與企業(yè)的合作關(guān)系，聯(lián)合企業(yè)培養(yǎng)工程應(yīng)用人才。高校的功能不僅僅是教授學(xué)生知識，更重要的一點(diǎn)是將學(xué)生所學(xué)的知識轉(zhuǎn)化成社會生產(chǎn)力，這樣才能推動社會的進(jìn)步和發(fā)展，這就要求高校的科研資源充足，教師具備更高的水平。同時作為企業(yè)，企業(yè)應(yīng)該不斷更新生產(chǎn)技術(shù)，將工程應(yīng)用、技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化實(shí)現(xiàn)社會生產(chǎn)。只有高校和企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，充分利用各自的優(yōu)勢和資源，建立生產(chǎn)—教學(xué)聯(lián)合體，深化校企合作，才能創(chuàng)建校企聯(lián)合新模式。

（四）采取多樣化實(shí)習(xí)及實(shí)踐考核方式，構(gòu)建全過程考核新模式

可采取全過程實(shí)習(xí)及實(shí)踐考核形式，即是對實(shí)習(xí)及實(shí)踐教學(xué)過程中的每一個節(jié)點(diǎn)實(shí)施的考核和課程結(jié)束進(jìn)行的綜合性考核，以此對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況做出綜合性評定，擬從階段性考核、考核方式多樣化和情景化考核三方面開展研究，力圖更加客觀、科學(xué)的實(shí)現(xiàn)學(xué)生實(shí)習(xí)及實(shí)踐課程成績的評定。

三、總結(jié)

遙感原理與應(yīng)用是一門具有很強(qiáng)實(shí)踐性的課程，通過該課程教學(xué)不僅使學(xué)生具備豐富的理論基礎(chǔ)，而且還應(yīng)掌握較強(qiáng)的實(shí)踐技術(shù)，更重要的是應(yīng)提升解決不同應(yīng)用領(lǐng)域和行業(yè)的復(fù)雜問題的能力。這種能力的培養(yǎng)離不開實(shí)踐教學(xué)，且應(yīng)將其列為課程教學(xué)的主要組成部分。開展實(shí)踐教學(xué)的同時更應(yīng)將理論和實(shí)際應(yīng)用聯(lián)合起來，使學(xué)生更易于接受理論知識，提升學(xué)生分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生的人際交往能力、動手實(shí)踐能力、專業(yè)應(yīng)用能力，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作精神，逐漸建立獨(dú)立的科研和工作方法，為更好的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李德仁，張良培，夏桂松.遙感大數(shù)據(jù)自動分析與數(shù)據(jù)挖掘[J].測繪學(xué)報，2014（12）：12111216.

[2]唐芳.大數(shù)據(jù)時代背景下的高職教學(xué)改革研討[J].教育現(xiàn)代化雜志，2018（11）：5859.

[3]張安定，衣華鵬，崔青春.《遙感原理》研究性教學(xué)的探索與實(shí)踐[J].測繪通報，2005（12）：5961.

[4]劉繼琳，萬幼川，馬吉平，等.遙感系列課程輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2007（3）：7880.

[5]鄧?yán)冢w文吉，胡德勇.遙感課程實(shí)踐教學(xué)模式探索與教改實(shí)踐[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2012（7）：136137.

基金項(xiàng)目：2019教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目：新工科和工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下基于CDIO理念的高校遙感課程教學(xué)改革（201902208005）;2020年山東理工大學(xué)高等教育研究項(xiàng)目：工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下基于多元評價主體和Cloud模型的學(xué)生動態(tài)評價方法和體系研究

作者簡介：郭兵（1987—?），男，漢族，山東淄博人，博士，講師，研究方向：生態(tài)環(huán)境與災(zāi)害遙感。

*通訊作者：張海玲，女，漢族，山東淄博人，碩士，講師，主要從事測繪方面的教學(xué)及研究。