摘要：遥感技术课程具有较强的理论性和实践性。本文以ENVI软件为平台，对生态学专业遥感课程的实验教学内容、教学方法、教材等方面进行了探讨研究，并提出积极优化遥感实验课程内容和多种实验教学形式。
关键词：实验教学；优化实验课程内容；实验指导书
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）14-0260-02
遥感（Remote Sensing）应用技术是在地理学、生态学、环境科学、城市科学以及某些社会科学领域得到了广泛的应用，在经济建设和国防建设上发挥着越来越大的作用。遥感应用技术是一门实践性较强的课程，要求学生在掌握基础理论的基础上勤思考、多动手。本文利用ENVI软件为平台，对生态学专业遥感实验课程的实验教学内容、教学方法等进行了探讨。
一、基于ENVI软件的遥感软件教学
ENVI（The Environment for Visualizing Images）软件是美国ITT Visual Information Solutions公司的旗舰产品。ENVI软件是由遥感领域的科学家采用IDL开发的一套功能强大的、完整的遥感图像处理软件，它是快速、便捷、准确地从地理空间数字图像中提取信息的首屈一指的软件解决方案，它提供先进的、人性化的使用工具来方便用户读取、准备、探测、分析和共享数字图像中的信息。
本课程主要是使学生在掌握数字图像处理原理的基础上，学会相关数字图像处理软件的应用，从而进一步巩固在理论课学习中所掌握的知识。实验教学培养学生综合运用数字图像进行解决实际问题的能力，通过对ENVI软件的操作训练，使学生更好地理解和把握相关知识。本课程实验内容分为四个部分，分别是ENVI软件介绍、几何校正、图像增强、数字图像分类等。实验教学以教师的演示实验和介绍为起点，这一步只能使学生对实验方法有所了解，而使学生要掌握，必须要靠他们自己的实践。所以实验教学过程中，适当介绍实验内容、背景、原理和方法，主要采用1人1组，在规定的时间内，由学生根据实验指导书完成实验任务，教师在学生有疑问时，需要引导学生分析问题来完成实验。同时让学生加强熟悉ENVI软件，可自行阅读帮助文档进行其他工具的学习。实验课程考核方法避免了传统期末考试形式古板的弊端，采用上机操作和编写实验报告，成绩包括平时上机考核和实验报告成绩，综合评定学生成绩，每项实验实际操作占40%，实验报告占60%。
二、基于ENVI软件的实验教学内容体系建立
1.教学内容体系建立原则。根据教学与发展的理论提出首先以高难度进行教学原则，结合当前学生的智力情况，教学内容必须改革更新使学生在高难度水平上进行。本实验课程以前采用加拿大的图像处理PCI软件，主要考虑到2007年开始ESRI公司的全面合作，现采用了国际上流行的ENVI软件，为遥感和地理信息系统的一体化集成提供了一个典型的解决方案。遥感是空间数据采集和分类的有效工具，地理信息系统是管理和分析空间数据的有效工具。两者是空间信息的主要组成部分，有着天然的联系。为了适应这种新的用户需求和未来的技术发展趋势，更好地为用户提供服务，ESRI公司与美国ITT VIS公司建立了全球战略合作伙伴关系，共同开发和建设遥感与地理信息系统一体化平台。其二以高速度进行教学原则，教师不能讲得过多过细，认为不要过分强调“掌握”和技能，有些不需要练得达到纯熟程度，有些也不需要有意识地记忆，通过学生无意识记忆，主张以知识的广度达到知识的深度。特别熟悉遥感软件，学生一定阅读相关说明材料扩充学习知识，逐步、日积月累地达到知识深度。
2.教学内容体系构建。结合生态学专业的培养模式，许多内容如数据读取、数据预处理等须通过具体应用在本学科相关一些问题，才能够真正掌握和理解。本实验课程以呼和浩特为例，设计了教学内容体系。具体步骤有：第一，了解ENVI软件及其软件体系结构，学习ENVI软件文件系统和数字图像的读入与保存；其二，掌握使用ENVI进行几何校正，首先了解选取控制点的原则，然后进行选择控制点，利用ENVI软件提供的几何精校正功能进行图像校正；其三，几种图像增强方法，了解ENVI软件的彩色合成、直方图增强（反差处理）、空间滤波（平滑、锐化）、波段比值（介绍NDVI的运算）、主成分分析（PCA）、K﹞T变换（穗冒变换）等；最后，进行数字图像分类，主要学习ENVI软件的非监督分类和监督分类方法，掌握数字图像分类技术。这样教学使学生理解学习过程，具体说让学生留心怎样进行学习，怎样按一定的步骤去解决问题，使学生形成适合于自身特点的学习方法。
从多年的教学实践经验中，总结出的实验教学内容体系设计见下表：
三、课程实验教学的改革与探讨
1.优化遥感实验课程内容。实验课程内容是指国家依据基础教育培养目标和课程目标所规定的，学生通过实验课程学习有关的知识经验，它体现了学生实验素养发展的最基本、最重要载体。
传统的实验课程存在的问题主要有：首先，将培养遥感专门人才作为课程内容选择依据，不论实验内容、实验方案设计上学术化倾向都较为明显，因此不能过分侧重学科训练实验，而且未必有利于培养学生的创新意识；其次，过分孤立地强调实验操作技能，传统的教学内容一般在教学大纲中，单独列出教学中需要学生学习的遥感软件实验基本操作，但重视基本操作并不等于过分强调实验技能的熟练化，进行专门的、刻板的技能训练。这些做法既枯燥，效益又不高，是需要改变的。因此实验课程内容的选择应有利于学生实验素养的全面发展，也就是加强遥感实验基础知识和基本技能，同时提倡将知识的传授和技能的训练与具体的实验活动结合起来，尽量贴近生活、贴近社会。
2.根据遥感教学内容采用多种实验教学形式进行教学。在课堂改革的实践中我们将“遥感实验演示启发引导形式”、“学生上机为主，演示为辅，师生结合形式”、“实验操作解答问题形式”等有机地结合起来，使实验成为课堂教学结构的主干，保证教学活动中的学生主体、教师主导相互作用的充分发挥。同时教师要在教学中给学生创造发问机会，依据“精讲活练”的原则，对学生提问，要坚持有问必答，尽可能使答案符合学生理解的水平。这样可以激发学生学习兴趣，而且可以达到教与学在质的方面提高。
3.遥感实验编写单独实验指导书非常有必要。实验指导书内容是实验课程的具体化，是对实验课程理念和对实验课程内容的落实，伴随着独立形态的实验课程的产生，出现相应的遥感实验指导书非常有必要，将实验单独作为一门实验课程，编写单独实验指导书很重要。对实验指导书从内容结构到呈现方式进行分析，以准确把握“遥感实验”的学与教。但当前国内还没有见到普适性较高的遥感上机实验指导书，并且各个高校使用的实验教材多为自己设计、自己编写的。笔者针对遥感实验的内容中的问题，结合课程特点自己编写遥感实验讲义及指导书，设计了几项实验项目，以加深学生对遥感知识的理解及应用。
四、结束语
遥感应用技术是现代地理学的重要研究手段之一。它能迅速有效地提供地表自然过程和现象的宏观信息，有助于揭示其动态变化规律并预测其发展趋势。遥感技术课程是一门理论性和实践性都较强的课程。在学习掌握遥感理论知识的同时，必须强化实践教学，才能达到系统理解遥感理论知识，同时理解遥感实验在遥感中的重要性的目的。本课程采用ENVI软件，其目的是培养学生较强的动手能力，使其掌握不同的专业图像处理系统，有助于学生对专业知识的灵活运用，为今后从事相关工作打下良好的理论与实践基础。同时积极改革新思想，积极优化遥感实验课程内容，根据遥感教学内容采用多种实验教学形式进行教学，编写单独实验指导书等问题非常关键。
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