緒論:寫作既是個(gè)人情感的抒發(fā),也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇測(cè)繪科學(xué)論文范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。
針對(duì)地理信息科學(xué)專業(yè)而言,測(cè)量成果是地理信息系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)源之一,測(cè)量學(xué)是采集和獲取地球空間定位數(shù)據(jù),建立基礎(chǔ)地理信息庫(kù)的一門測(cè)繪類課程,[3]但目前大部分有關(guān)測(cè)繪綜合實(shí)習(xí)的教材都傾向于測(cè)繪類專業(yè),沒有針對(duì)地理信息科學(xué)專業(yè)的教材,且教學(xué)大綱和內(nèi)容具有滯后性。因此,在教材方面應(yīng)針對(duì)地理信息科學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)制定測(cè)繪綜合實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容,著重強(qiáng)調(diào)對(duì)測(cè)量學(xué)理論知識(shí)的彌補(bǔ)與擴(kuò)張,強(qiáng)調(diào)其與地理信息科學(xué)的對(duì)地觀測(cè)體系、遙感、信息科學(xué)等方面的密切結(jié)合,更好地為數(shù)字地球、智慧城市建設(shè)服務(wù)。
1.2測(cè)繪實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)偏少
隨著測(cè)繪科技的發(fā)展,新方法、新儀器都導(dǎo)致了教學(xué)內(nèi)容的增加,從而導(dǎo)致本專業(yè)學(xué)生在有限的測(cè)繪實(shí)習(xí)課時(shí)內(nèi)只能掌握基本儀器如水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀的實(shí)戰(zhàn)操作而對(duì)全站儀等先進(jìn)電子測(cè)量?jī)x器僅限于認(rèn)識(shí)層面,造成許多學(xué)生不會(huì)操作全站儀。需增加測(cè)繪綜合實(shí)習(xí)課時(shí)以便學(xué)生在充分了解水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造、原理的基礎(chǔ)上具有熟練的實(shí)際操作技能,此外還能讓學(xué)生有充分時(shí)間了解全站儀并熟練應(yīng)用全站儀進(jìn)行角度、高差等測(cè)量。
2教學(xué)觀念和教學(xué)方法的改革
注重教學(xué)形式、教學(xué)內(nèi)容及有效地組織教學(xué)活動(dòng)可以最大限度發(fā)揮實(shí)踐教學(xué)的成效,能更好地促進(jìn)理論教學(xué)和培養(yǎng)社會(huì)需要的人才。[4]我校地理信息科學(xué)專業(yè)相關(guān)老師和領(lǐng)導(dǎo)非常重視企業(yè)平臺(tái)等在測(cè)繪實(shí)踐課程中的作用,積極與南方測(cè)繪、南通測(cè)繪院等企業(yè)建立校企聯(lián)合,以這些企業(yè)為依托建立測(cè)繪產(chǎn)學(xué)研實(shí)踐教學(xué)基地,以達(dá)到資源共享。這種校企聯(lián)合辦學(xué)的模式有效地解決了學(xué)校教學(xué)資源不足的缺點(diǎn);同時(shí)在參觀中學(xué)習(xí)是一種很好的教學(xué)方式,通過(guò)測(cè)繪實(shí)例展示和工程技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)講解激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣。測(cè)繪綜合實(shí)習(xí)采取了相對(duì)自由的教學(xué)形式,在實(shí)踐教學(xué)方法上引入了引導(dǎo)式教學(xué)模式,學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí),強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動(dòng)手能力。
實(shí)踐環(huán)節(jié)開始前,對(duì)全班學(xué)生進(jìn)行分組,確定實(shí)踐任務(wù)要求學(xué)生提前預(yù)習(xí);老師主要是布置相關(guān)任務(wù),介紹測(cè)繪工作流程和大致方法,講解工作要領(lǐng)和注意事項(xiàng)。具體的測(cè)繪工作由實(shí)習(xí)小組獨(dú)立完成,以提高學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。在測(cè)繪實(shí)習(xí)過(guò)程中,指導(dǎo)老師進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)并隨時(shí)對(duì)學(xué)生提問(wèn),要求學(xué)生有針對(duì)性地回答教師提出的問(wèn)題。此外,為了避免團(tuán)隊(duì)中個(gè)別學(xué)生的濫竽充數(shù)現(xiàn)象,在實(shí)踐中要求每個(gè)學(xué)生都會(huì)使用測(cè)量?jī)x器并熟練了解各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),直到滿足技術(shù)要求為止,最終提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求每人獨(dú)立完成。當(dāng)測(cè)量結(jié)果誤差超限時(shí),鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考分析誤差產(chǎn)生的原因,應(yīng)重測(cè)直到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足技術(shù)精度要求為止,達(dá)到提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力并養(yǎng)成良好的測(cè)量習(xí)慣。
3綜合實(shí)習(xí)成績(jī)?cè)u(píng)定方法的改革
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2013)52-0052-02
近年來(lái),各國(guó)都將工程能力的培養(yǎng)理念提升到國(guó)家戰(zhàn)略高度。歐盟推出“歐洲工程教育的教學(xué)與研究計(jì)劃”,構(gòu)建歐洲工程教育體系,以增強(qiáng)歐盟國(guó)家的創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)力;日本一直將科技立國(guó)為基本國(guó)策。我國(guó)政府先后頒布了實(shí)施《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》等,明確提出“提高質(zhì)量是高等教育發(fā)展的核心任務(wù),是建設(shè)高等教育強(qiáng)國(guó)的基本要求”。
一、機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀
企業(yè)對(duì)學(xué)校學(xué)生的綜合素質(zhì)要求越來(lái)越高,對(duì)本科的實(shí)踐教學(xué)提出了極高的要求,通過(guò)調(diào)查了解,大部分高校尤其是省屬二類工科院校在創(chuàng)新實(shí)踐教育方面都尚未起步,還僅僅停留在認(rèn)識(shí)階段,專業(yè)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容不適應(yīng)當(dāng)代制造應(yīng)用人才的培養(yǎng)要求,更難培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的創(chuàng)新型人才。傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)的實(shí)踐多為驗(yàn)證性實(shí)踐,這不利于學(xué)生多向思維,不利于培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力,這些都導(dǎo)致了目前我國(guó)實(shí)踐性人才匱乏。因此針對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)體系,重組實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,必須適時(shí)調(diào)整培養(yǎng)目標(biāo),改革培養(yǎng)方案,對(duì)現(xiàn)有課程體系進(jìn)行整合,特別要加強(qiáng)高級(jí)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。結(jié)合學(xué)校對(duì)學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的要求,以及機(jī)械工程學(xué)院各專業(yè)各學(xué)科相互交叉滲透的需要,企業(yè)對(duì)人才的需求觀念的改變和對(duì)具有高素質(zhì)創(chuàng)造性人才的渴求,盡快建立具有機(jī)械工程設(shè)計(jì)制造專業(yè)大學(xué)生的開放式機(jī)電一體化綜合實(shí)踐教學(xué)基地,是符合國(guó)家高校戰(zhàn)略發(fā)展要求的。為此應(yīng)當(dāng)積極創(chuàng)造條件,盡快把實(shí)踐教改方案建設(shè)好,開展創(chuàng)新教育,充分發(fā)揮現(xiàn)有優(yōu)勢(shì),取長(zhǎng)補(bǔ)短,搞出自己的特色,建成為在同類高校中有特色、有理念、有經(jīng)驗(yàn)、有強(qiáng)項(xiàng)、功能逐步齊全、具有校示范和輻射作用的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)基地。機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院有碩士學(xué)位授予權(quán),擁有機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科碩士專業(yè)。注重學(xué)生厚基礎(chǔ)、寬口徑、重素質(zhì)培養(yǎng)。在全國(guó)及省部級(jí)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新大賽、國(guó)際工業(yè)設(shè)計(jì)作品大賽、全國(guó)大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”科技大賽、全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模等重大賽事中屢屢取得優(yōu)異成績(jī)。三十多年來(lái),為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)了大批合格的有用人才,畢業(yè)生受到社會(huì)普遍歡迎。學(xué)院科學(xué)研究和學(xué)術(shù)交流也取得了顯著的成績(jī),已成為學(xué)校人才培養(yǎng)和科學(xué)研究的重要基地。當(dāng)然,我校在機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐方面需要針對(duì)技術(shù)發(fā)展、社會(huì)需求做出相應(yīng)調(diào)整,實(shí)踐內(nèi)容相互聯(lián)系與協(xié)調(diào)。
因此,積極開展機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐改革與研究十分必要,如何能夠在現(xiàn)有的條件下真正提高機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量和水平,是我們必須要解決的問(wèn)題。
二、機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)綜合實(shí)踐教學(xué)改革方案分析與研究
新的機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)是一個(gè)口徑更寬的專業(yè),要求學(xué)生既能搞設(shè)計(jì),也能搞實(shí)際操作,因此,要求設(shè)計(jì)綜合性實(shí)踐,提高學(xué)生動(dòng)手能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)是十分必要的。其實(shí),國(guó)內(nèi)高校不同專業(yè)的許多教師進(jìn)行了不斷的探索與研究。傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)的實(shí)踐多為驗(yàn)證性實(shí)踐,不利于培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力。緊密結(jié)合我校實(shí)際,根據(jù)我們的機(jī)械工程學(xué)院院級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目的實(shí)踐情況,經(jīng)認(rèn)真分析、充分討論,提出先組合、后融合,循序漸進(jìn)的改革思路,綜合實(shí)踐內(nèi)容的規(guī)劃方案體現(xiàn)出發(fā)展的動(dòng)態(tài)特點(diǎn)。最終提出該發(fā)展過(guò)程需要解決的問(wèn)題和解決途徑,為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)基礎(chǔ)綜合實(shí)踐提供一條可持續(xù)的發(fā)展近期和遠(yuǎn)景規(guī)劃。具體的實(shí)踐方案是:針對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)體系,重組實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,提升教學(xué)實(shí)踐檔次,加強(qiáng)基礎(chǔ)動(dòng)手訓(xùn)練、學(xué)科強(qiáng)化訓(xùn)練以及綜合調(diào)試設(shè)備訓(xùn)練的能力。本項(xiàng)目根據(jù)擬訂實(shí)施方案重組實(shí)踐教學(xué)體系,將培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的總目標(biāo)分解為基礎(chǔ)訓(xùn)練、學(xué)科訓(xùn)練、綜合訓(xùn)練三個(gè)層次。①基礎(chǔ)訓(xùn)練:包括工程認(rèn)知、計(jì)算機(jī)制圖與測(cè)繪等。通過(guò)實(shí)踐教學(xué)能掌握到基本的實(shí)踐操作方法,能夠正確地使用儀器設(shè)備,準(zhǔn)確地采集實(shí)踐數(shù)據(jù);認(rèn)真觀察實(shí)踐現(xiàn)象,進(jìn)行分析判斷、邏輯處理、做出結(jié)論的能力。②學(xué)科訓(xùn)練:包括電工電子技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、材料成形技術(shù)等。該層次實(shí)踐主要機(jī)械原理、機(jī)械零件設(shè)計(jì)、電工電子技術(shù)等。③綜合訓(xùn)練:該層次實(shí)踐主要結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程、模具CAD/CAM基礎(chǔ)、CAE技術(shù)與應(yīng)用、應(yīng)用微機(jī)原理、自動(dòng)控制原理、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與應(yīng)用等,培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力;同時(shí),所提供的實(shí)踐設(shè)備覆蓋面寬、專業(yè)性強(qiáng),可適應(yīng)機(jī)電類類多門課程實(shí)踐。其中將A/D數(shù)據(jù)采集引入氣動(dòng)拼裝綜合實(shí)踐臺(tái),數(shù)控設(shè)備網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程程序上傳下載實(shí)踐裝置和伺服運(yùn)動(dòng)控制臺(tái)等設(shè)備填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在實(shí)踐設(shè)備上的空白。
三、機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)教學(xué)改革的價(jià)值和體現(xiàn)
1.學(xué)術(shù)價(jià)值。研究的理論成果被國(guó)內(nèi)外近十種刊物所發(fā)表;發(fā)表的十多篇論文被中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)人文和社會(huì)科學(xué)論文統(tǒng)計(jì)與分析研究數(shù)據(jù)庫(kù)所收錄;被國(guó)際三大檢索收錄5篇。理論成果和教學(xué)實(shí)踐是教學(xué)改革廣泛開展的有利條件。
2.實(shí)踐意義和社會(huì)影響。①提高了教師的科研意識(shí)和能力。實(shí)踐教改的深入開展,對(duì)廣大教師的科研能力提出了更高的要求,因此教師開始關(guān)注研究方法和教育理論知識(shí),進(jìn)行學(xué)科交叉知識(shí)的學(xué)習(xí)。②初步構(gòu)建了富有教育特色的有效教學(xué)理論體系,項(xiàng)目的實(shí)施,減少了授課時(shí)間,提高了學(xué)生自主能動(dòng)性和動(dòng)手實(shí)踐能力。必須開拓新的思路,提高整個(gè)教學(xué)系統(tǒng)的效率,精心落實(shí)每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),構(gòu)建有效教學(xué)。③探索行之有效的實(shí)踐模式和教學(xué)方法,素質(zhì)教育的實(shí)施也促進(jìn)了教科研的發(fā)展。教師和學(xué)生更加關(guān)注教學(xué)模式和教學(xué)方法的創(chuàng)新,實(shí)施高效教學(xué),適應(yīng)未來(lái)社會(huì)對(duì)人才的培養(yǎng)需要。
3.成果的特色。實(shí)踐教改為本科生課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和課外創(chuàng)新制作提供訓(xùn)練平臺(tái),為教師和相關(guān)技術(shù)人員提供技術(shù)研究開臺(tái),為改善辦學(xué)重要任務(wù),提高學(xué)科水平,增加學(xué)校亮點(diǎn)服務(wù),具有以下幾個(gè)特色:①綜合性。為了體現(xiàn)這種課程與課程之間的聯(lián)系,設(shè)計(jì)實(shí)踐基地,將大學(xué)的各種實(shí)踐課程進(jìn)行了有效的連接與實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)更深刻地體現(xiàn)專業(yè)課程之間的緊密聯(lián)系,提高學(xué)生的專業(yè)課程學(xué)習(xí)的興趣。②開放性。教學(xué)實(shí)踐采用模塊化設(shè)計(jì),各模塊之間相互獨(dú)立,功能各異,可選擇合適的模塊進(jìn)行連接和實(shí)驗(yàn),可以深刻地體會(huì)到工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思想,加深了學(xué)生對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、組裝和調(diào)試過(guò)程認(rèn)識(shí)。③實(shí)際操作性強(qiáng)。所有實(shí)驗(yàn)均需學(xué)生自主動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)的連線、程序編程和調(diào)試,通過(guò)實(shí)驗(yàn)提高在未來(lái)進(jìn)入社會(huì)后的適應(yīng)能力。另外,通過(guò)實(shí)驗(yàn),學(xué)生不僅可以對(duì)前期學(xué)習(xí)課程進(jìn)行總結(jié),還可以對(duì)其他專業(yè)課程進(jìn)行學(xué)習(xí),如電氣、計(jì)算機(jī)和電子等課程。④創(chuàng)新性。實(shí)踐教學(xué)設(shè)備多項(xiàng)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在此方向?qū)嶒?yàn)設(shè)備的空白,如伺服運(yùn)動(dòng)控制臺(tái)和數(shù)控設(shè)備程序上傳下載實(shí)驗(yàn)箱等。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性強(qiáng),不僅從理論上進(jìn)行探討,而且在實(shí)際的平臺(tái)中進(jìn)行模擬實(shí)踐、提供背景案例,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,鼓勵(lì)其參與多種交互式活動(dòng),充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)資源,達(dá)到培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神和動(dòng)手能力的目的。
參考文獻(xiàn):
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中圖分類號(hào):G421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2013)05(b)-0185-02
遙感作為一種高效的探測(cè)、獲取、分析和處理空間信息的先進(jìn)技術(shù)手段,已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。高等院校是我國(guó)遙感專業(yè)人才培養(yǎng)的主戰(zhàn)場(chǎng),它提供了一個(gè)綜合性高、專業(yè)性強(qiáng)的平臺(tái)[1]。在該平臺(tái)上,可以針對(duì)社會(huì)的應(yīng)用需求,塑造學(xué)生不同的個(gè)體特征,培養(yǎng)出適于不同崗位的研究型、應(yīng)用型人才。因而,構(gòu)建旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng),并突出其個(gè)體特征的課程體系具有舉足輕重的作用。特色鮮明的體系可以在提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)的同時(shí),也能夠突出學(xué)生個(gè)體,因而可以更好地滿足我國(guó)遙感專業(yè)人才培養(yǎng)的需求。
現(xiàn)階段我國(guó)為遙感專業(yè)人才培養(yǎng)設(shè)置的本科專業(yè)主要有攝影測(cè)量與遙感、遙感科學(xué)與技術(shù)、地理信息科學(xué)等,在這些專業(yè)的培養(yǎng)方案中,《遙感導(dǎo)論》和《遙感圖像處理》在多數(shù)高等院校中都有開設(shè),并為專業(yè)核心課程之一,有的高等院校還開設(shè)了《數(shù)字圖像處理》。《遙感導(dǎo)論》和《數(shù)字圖像處理》兩門課程可以視為《遙感圖像處理》的前期基礎(chǔ)課,因而在課程學(xué)期安排上應(yīng)該提前。
《遙感圖像處理》以地理學(xué)、測(cè)繪學(xué)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等為背景,在學(xué)習(xí)了遙感技術(shù)、圖像處理技術(shù)的原理和理論基礎(chǔ)上,著重介紹遙感信息處理的原理、過(guò)程與方法,并掌握遙感圖像處理技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)與實(shí)際應(yīng)用。由于《遙感圖像處理》是多學(xué)科的交叉,與很多專業(yè)都有很密切的聯(lián)系,而且發(fā)展速度較快,在遙感圖像處理的教學(xué)中,一方面要求不同對(duì)象的學(xué)生掌握、理解或了解圖像處理技術(shù)的基本原理;另一方面,還要求不同對(duì)象的學(xué)生理解或了解遙感圖像的成像機(jī)理、處理技術(shù)和流程等。同時(shí),圖像處理技術(shù)和遙感技術(shù)具有技術(shù)更新快的特點(diǎn),因而還需要學(xué)生掌握現(xiàn)階段的狀態(tài)以及最新發(fā)展情況。除了教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法外,實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是《遙感圖像處理》課程的重要的環(huán)節(jié),傳統(tǒng)的課程教學(xué)大都偏重于理論,一些已有的實(shí)驗(yàn)也主要是針對(duì)特定圖像處理的一些應(yīng)用,缺乏圖像處理技術(shù)應(yīng)用與遙感圖像特征無(wú)縫結(jié)合和系統(tǒng)組織。
總的來(lái)說(shuō),目前的《遙感圖像處理》課程體系主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題[2]:(1)傳統(tǒng)的課程體系多注重經(jīng)典理論,輕實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐[3]。除了應(yīng)該重視理論教學(xué)外,有效地利用實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),有利于學(xué)生理解和掌握該課程內(nèi)容,取得事半功倍的教學(xué)效果;(2)傳統(tǒng)課程體系脫胎于數(shù)字圖像處理,和遙感處理關(guān)鍵技術(shù)之間存在斷裂面,遙感處理知識(shí)體系不夠完善。
本文以我國(guó)高等師范院校開設(shè)的遙感科學(xué)與技術(shù)、地理信息科學(xué)專業(yè)為例,針對(duì)《遙感圖像處理》課程的教學(xué)目標(biāo),提出了適合高等師范院校本專業(yè)領(lǐng)域?qū)W生的課程體系的構(gòu)建方案,并就其實(shí)踐教學(xué)的效果和課程體系特色進(jìn)行介紹。
1 課程體系的建立
內(nèi)容的模塊化設(shè)計(jì)是目前課程體系建設(shè)的主要方案,在很多高等院校的專業(yè)教學(xué)中得到了較好地應(yīng)用[4]。為適于高等師范院校開設(shè)的遙感科學(xué)與技術(shù)、地理信息科學(xué)專業(yè)教學(xué)需求,通過(guò)近10年左右的實(shí)踐教學(xué),我們將《遙感圖像處理》的課程體系結(jié)構(gòu)分為7個(gè)模塊,如圖1所示。
(1)圖像基礎(chǔ)模塊:這一部分主要介紹遙感數(shù)字圖像的基礎(chǔ)知識(shí),主要包括遙感數(shù)字圖像、遙感數(shù)字圖像的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、遙感數(shù)字圖像的計(jì)算機(jī)視圖與表達(dá)等內(nèi)容,讓學(xué)生了解遙感數(shù)字圖像的基本概念和特點(diǎn),并從計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和顯示的角度,定性了解數(shù)字遙感圖像,引導(dǎo)學(xué)生建立遙感圖像處理研究和實(shí)踐的興趣。
(2)定量遙感處理模塊:遙感定量化是當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的重要方向之一,其分析和處理過(guò)程涉及到物理、大氣等學(xué)科;本科生由于前期所開課程較少,感覺定量遙感處理的難度較大,因而我們主張?jiān)诒究齐A段掌握定量遙感的基礎(chǔ)理論和圖像處理,深層次處理設(shè)置在后續(xù)的研究生課程開設(shè)。
該模塊的主要內(nèi)容涵蓋輻射定標(biāo)、大氣校正、熱紅外地面溫度反演等,以Landsat TM圖像為例,了解遙感圖像的輻射校正和定量反演的技術(shù)方法:輻射定標(biāo)結(jié)合Landsat TM的0級(jí)、1級(jí)產(chǎn)品,介紹遙感圖像數(shù)字值(digital number,DN)轉(zhuǎn)換為光譜輻射亮度的方法;大氣校正主要講述基于輻射傳輸方程的校正方法,結(jié)合6S和MOTRAN輻射傳輸軟件包,完成遙感圖像的大氣校正;熱紅外圖像地表溫度反演以Landsat TM6為例,介紹單波段熱紅外圖像的地表溫度反演方法和技術(shù)流程。
(3)幾何遙感處理模塊:該模塊針對(duì)遙感成像的純中心投影、多中心投影、側(cè)視雷達(dá)等不同構(gòu)像方式,解釋它們的幾何糾正方法和技術(shù)流程;對(duì)于多項(xiàng)式糾正方法重點(diǎn)介紹,強(qiáng)度多項(xiàng)式的構(gòu)建、地面控制點(diǎn)的選擇、最小二乘法擬合等相關(guān)內(nèi)容。
(4)數(shù)字圖像增強(qiáng)模塊:數(shù)字圖像增強(qiáng)模塊按照彩色增強(qiáng)、輻射增強(qiáng)、空間域增強(qiáng)、頻率域增強(qiáng)、多光譜增強(qiáng)等順序進(jìn)行講解。在這一部分,我們遵循系統(tǒng)深入的原則,基于遙感數(shù)字圖像處理的實(shí)例,幫助學(xué)生系統(tǒng)復(fù)結(jié)并領(lǐng)會(huì)各種理論方法之間的邏輯順序與本質(zhì)。由于圖像處理具有理論性和可視化強(qiáng)的特點(diǎn),在這個(gè)部分教學(xué)中,我們希望加強(qiáng)學(xué)生對(duì)前置基礎(chǔ)課程(如《遙感導(dǎo)論》和《數(shù)字圖像處理》)所學(xué)基本理論和方法的深入理解,使其充分認(rèn)識(shí)遙感機(jī)理理論知識(shí)在遙感圖像增強(qiáng)應(yīng)用中的指導(dǎo)意義,并體會(huì)理論本身的魅力。
(5)遙感圖像融合模塊:該模塊從遙感圖像融合的目的出發(fā),介紹圖像融合的主要方法和技術(shù)流程、圖像融合結(jié)果的性能評(píng)估等;聯(lián)系數(shù)字圖像增強(qiáng)模塊的多光譜增強(qiáng)子模塊,以HIS變換、主成份分析、傅里葉變換和小波變換等為基礎(chǔ),闡述遙感圖像融合的主要技術(shù)方法,并對(duì)其方法的缺點(diǎn)進(jìn)行分析,提出改進(jìn)的遙感圖像融合方案。
(6)遙感圖像分類模塊:該模塊主要包括計(jì)算機(jī)分類的基本原理、非監(jiān)督分類、監(jiān)督分類、計(jì)算機(jī)分類的新方法、分類結(jié)果后處理、精度評(píng)估等內(nèi)容。在這一部分教學(xué)中,我們充分發(fā)揮圖像處理應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn),選擇最小距離法、ISODATA、最大似然分類法等,重點(diǎn)講述其基礎(chǔ)理論和技術(shù)方法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
(7)變化檢測(cè)模塊:該模塊是對(duì)前面所學(xué)模塊的綜合運(yùn)用,向?qū)W生展示《遙感圖像處理》立體而豐富的專業(yè)內(nèi)容。在介紹遙感圖像變化檢測(cè)意義和技術(shù)流程的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)論述變化檢測(cè)的分類后比較法和直接比較法;將變化向量分析法(CVA)作為典型算法進(jìn)行講述,通過(guò)土地覆被變化檢測(cè)的應(yīng)用實(shí)例,綜合遙感圖像輻射校正、幾何糾正等知識(shí),重點(diǎn)論述變化強(qiáng)度和變化方向的確定方法,并利用圖像處理實(shí)踐提升學(xué)生的研究性思維,初步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
2 課程教學(xué)實(shí)踐及其特色
2.1 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),注重動(dòng)手能力的培養(yǎng)
本課程主要教學(xué)目的是使學(xué)生了解和掌握遙感信息處理的基本知識(shí)、方法、基本技能和發(fā)展動(dòng)態(tài),初步掌握應(yīng)用遙感信息處理技術(shù)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。因而,實(shí)踐教學(xué)能力培養(yǎng)是我們課程建設(shè)的核心部分。我們?cè)诿總€(gè)模塊中設(shè)置了多個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié),多角度、多目標(biāo)的提升學(xué)生動(dòng)手操作能力。
通過(guò)理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐處理等環(huán)節(jié),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)本課程的理解,并在此基礎(chǔ)上使學(xué)生進(jìn)一步掌握遙感圖像成像的基本原理、基本理論和這些理論在遙感圖像處理中的應(yīng)用。近10年的教學(xué)實(shí)踐證明,該課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)較好地調(diào)動(dòng)了學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的積極性,取得了較好的學(xué)習(xí)效果。
2.2 內(nèi)容延伸模塊化,形成分層次課程體系
我們依據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建了授課內(nèi)容的基本框架,按照教學(xué)內(nèi)容分塊設(shè)置,根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)階段、課時(shí)安排、專業(yè)特色延伸等可以靈活變化,因而給授課內(nèi)容帶來(lái)了較大的機(jī)動(dòng)性。
在每個(gè)教學(xué)模塊中首先確定知識(shí)體系和拓展專題內(nèi)容,將這些拓展專題分為偏應(yīng)用型和偏理論型。每個(gè)專題中設(shè)置基本內(nèi)容和擴(kuò)展內(nèi)容,形成模塊化分層次的課程體系。
例如:在數(shù)字圖像增強(qiáng)模塊中,目前的大多數(shù)教材中存在直方圖均衡化的內(nèi)容,然而隨著圖像處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的拓展,人們發(fā)現(xiàn)在絕大多數(shù)遙感圖像增強(qiáng)處理中不適合直方圖均衡化處理,因此這部分內(nèi)容可以不講或讓學(xué)生自學(xué)。圖像增強(qiáng)部分的內(nèi)容非常多,使學(xué)生清楚掌握第一節(jié)內(nèi)容介紹的關(guān)鍵詞,課程的延伸內(nèi)容就會(huì)更易理解。根據(jù)學(xué)科特色和學(xué)習(xí)層次,可以有意識(shí)地引入偏應(yīng)用專題或偏理論專題,更好地滿足不同目標(biāo)、不同層次的學(xué)生的需求。
通過(guò)遙感圖像處理課程教學(xué)內(nèi)容的分塊劃分,形成了層次化、模塊化課程體系,在確保授課內(nèi)容體系完整情況下,使內(nèi)容選擇更具條理和可操作性,便于培養(yǎng)不同目標(biāo)導(dǎo)向的學(xué)生,更適于我國(guó)高等師范院校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)設(shè)計(jì)。
2.3 多目標(biāo)人才及其創(chuàng)新能力培養(yǎng)
社會(huì)對(duì)人才可以從不同的角度加以分類,從生產(chǎn)或工作活動(dòng)的目的來(lái)分析,現(xiàn)代社會(huì)的人才可分為學(xué)術(shù)型(理論型)、技術(shù)型、工程型和技能型等。多目標(biāo)人才就是多功能人才,其特點(diǎn)是多才多藝,能夠在很多領(lǐng)域大顯身手。當(dāng)今社會(huì)的重大特征是學(xué)科交叉,知識(shí)融合,技術(shù)集成。因而,《遙感圖像處理》多目標(biāo)人才培養(yǎng)是培養(yǎng)學(xué)生在各個(gè)方面都有一定能力,同時(shí)在某一個(gè)具體的方面要能出類拔萃。
在高等師范院校地理學(xué)背景創(chuàng)辦遙感科學(xué)與技術(shù)、地理信息科學(xué)等本科專業(yè)的情況下,不同層次、不同培養(yǎng)目標(biāo)導(dǎo)向,可以讓學(xué)生針對(duì)自己的發(fā)展方向選擇應(yīng)用型還是研究型,因而該課程體系更加具有靈活度。我們課程體系中設(shè)置的定量遙感模塊,可以滿足學(xué)生在應(yīng)用型《遙感圖像處理》課程中學(xué)習(xí)到研究型知識(shí),豐富和完善學(xué)生的有關(guān)遙感處理的知識(shí)結(jié)構(gòu),提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。實(shí)踐教學(xué)證明,我們的本科生經(jīng)過(guò)該模塊的學(xué)習(xí),也能夠獨(dú)立完成研究方案構(gòu)思和具體研究路線設(shè)計(jì),并在老師的指導(dǎo)下撰寫科學(xué)論文。
3 結(jié)語(yǔ)
衛(wèi)星遙感、圖像處理技術(shù)的迅猛發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域愈來(lái)愈廣泛,該領(lǐng)域受到很多學(xué)生的垂青,激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)熱情。目前很多高等院校都開設(shè)了《遙感圖像處理》這門課程。如何根據(jù)各個(gè)高等院校的學(xué)科特色、學(xué)生特點(diǎn)構(gòu)建適合自己的課程教學(xué)體系、安排好授課內(nèi)容、提高教學(xué)方法和教學(xué)手段的有效性是很多高等院校主講教師最關(guān)注的,同時(shí)對(duì)于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、加強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用能力以及培養(yǎng)信息技術(shù)時(shí)代的創(chuàng)新型人才具有重要意義。
筆者結(jié)合多年《遙感圖像處理》課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)了一個(gè)課程內(nèi)容模塊化、專題內(nèi)容可延伸、分層次的課程體系,它采用專題框架,在保證授課體系完整性的前提下,授課教師可以依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)特色、學(xué)時(shí)要求引入模塊化延伸內(nèi)容,有機(jī)地將課程教學(xué)內(nèi)容聯(lián)合在一起,形成多層次、多目標(biāo)的授課內(nèi)容。實(shí)踐證明,該課程體系設(shè)置達(dá)到了我們高等師范院校相關(guān)專業(yè)的課程教學(xué)預(yù)期效果,可以為我國(guó)其他高等師范院校的相關(guān)專業(yè)的《遙感圖像處理》課程教學(xué)提供參考。
參考文獻(xiàn)
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