中加合作辦學(xué)模式下的“遙感”課程教學(xué)改革與探索獲獎科研報告

中加合作辦學(xué)模式下的“遙感”課程教學(xué)改革與探索獲獎科研報告2011年，南京林業(yè)大學(xué)（NJFU）和加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)（TheUniversityofBritishColumbia，簡稱UBC）聯(lián)合啟動了中加林學(xué)本科專業(yè)國際合作辦學(xué)項目，對學(xué)生的培養(yǎng)年限為5年，采用3+2的培養(yǎng)模式（即前3年在國內(nèi)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課及部分專業(yè)課，符合條件的學(xué)生后2年赴加拿大學(xué)習(xí)更多專業(yè)課程）。該國際合作辦學(xué)項目以NJFU國際教育學(xué)院為依托，NJFU林學(xué)院等相關(guān)學(xué)院以及UBC大學(xué)林學(xué)院的教學(xué)資源和優(yōu)秀師資為支撐，通過引進加拿大先進的林業(yè)教育理念，提升學(xué)校國際化教育和科研能力[2]。目前，教育部已對該項目進行了評估，并成功地入選了“江蘇高校中外合作辦學(xué)高水平示范性建設(shè)工程”的培育點。

中外合作辦學(xué)旨在充分發(fā)揮學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新林學(xué)本科人才培養(yǎng)模式及課程體系，實現(xiàn)學(xué)生綜合能力的整體提升，強強聯(lián)合培養(yǎng)國際化現(xiàn)代林業(yè)人才。借鑒發(fā)達國家的先進辦學(xué)經(jīng)驗，在課程對接和教師互換等的基礎(chǔ)上進一步實現(xiàn)中西方教學(xué)體系、授課內(nèi)容、試驗教學(xué)及教材建設(shè)等方面的兼容、交叉、結(jié)合和發(fā)展，是當前中外合作辦學(xué)中急需突破的重要問題。在中外合作辦學(xué)整體培養(yǎng)方案中，“遙感”是項目引進10門外方課程中的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。在引進國外先進RemoteSensing（遙感）課程教材的基礎(chǔ)上，消化并吸收外方教師的教學(xué)理念和授課技能，借鑒全英文課程的國際最新授課內(nèi)容及方式，優(yōu)化教學(xué)計劃和培養(yǎng)方案，才能實現(xiàn)項目學(xué)生赴UBC的課程無縫對接。

一、中加合作辦學(xué)“遙感”課程教學(xué)現(xiàn)狀

“遙感”是在非接觸物體的情況下通過電磁波獲取地表時空變化信息的方法與技術(shù)。它是一門運用地球科學(xué)、物理學(xué)及其他基礎(chǔ)科學(xué)理論和方法的綜合性學(xué)科。作為對地觀測重要技術(shù)手段，遙感對于森林資源調(diào)查、濕地和荒漠化監(jiān)測以及災(zāi)害預(yù)測和預(yù)警等森林資源調(diào)查和監(jiān)測工作具有重要意義，是林學(xué)專業(yè)本科培養(yǎng)方案中非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程[3]。遙感技術(shù)也是在地理學(xué)、測繪、計算機、新一代信息技術(shù)等學(xué)科交叉的基礎(chǔ)上，發(fā)展起來的一門多學(xué)科交融、理論性強、涉及面廣、包含的知識豐富且內(nèi)容更新?lián)Q代快的學(xué)科;同時，由于許多遙感概念比較抽象，且學(xué)科的理論和專業(yè)性強，故在各個中外合作辦學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)中存在以下問題，仍需進一步完善[4]。

首先，課程設(shè)置欠缺、授課模式單一限制了學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性。在中加合作辦學(xué)的背景下，“遙感”課程最初的授課形式為外方教師全英文集中授課。其授課主要方式為教師講授，內(nèi)容以遙感理論知識為主。授課時間為8天，共32學(xué)時。由于授課內(nèi)容緊湊、時間緊張、且為全英文授課，故即使配備了中文助教，但學(xué)生在缺乏課后復(fù)習(xí)的情況下難于在短時間內(nèi)消化吸收課堂上的全部知識點，所以授課效果并不理想。學(xué)生普遍感覺“吃不透”，難以跟上老師的進度。同時，“遙感”是一門實踐性和操作性很強的學(xué)科，而目前的課程體系和教學(xué)內(nèi)容“重”理論知識“輕”實踐操作，并未有效實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合。從而使得學(xué)生動手能力難于提升，無法真正激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造力，難于滿足行業(yè)對創(chuàng)新型國際化人才的需求。

其次，學(xué)生的英語基礎(chǔ)薄弱以及中西方教育理念和思維方式差異是影響授課質(zhì)量的瓶頸。隨著改革開放的不斷深入，國際化水平不斷提高，我國的教育現(xiàn)代化發(fā)展需要鼓勵和推進全英文授課，這對于中外合作辦學(xué)顯得尤為重要[5]。同時，由于目前大多數(shù)國際前沿的科技成果都發(fā)表在英文高水平期刊上，故全方位發(fā)展學(xué)生的英文應(yīng)用能力是培育創(chuàng)新型人才的迫切需求。然而，由于不同的辦學(xué)機構(gòu)人才培養(yǎng)水平良莠不齊，故公眾對中外合作辦學(xué)的認可度并不高，導(dǎo)致早期的中外合作辦學(xué)高考招生錄取分數(shù)線通常低于普通入學(xué)分數(shù)線，從而使得中外合作辦學(xué)班學(xué)生的英語基礎(chǔ)較為薄弱。

另外，由于課程設(shè)置任務(wù)緊，中外合作辦學(xué)低年級本科生在尚未完成大學(xué)基礎(chǔ)英語課程的情況下，就開始學(xué)習(xí)全英文的專業(yè)核心課，英語水平和理論基礎(chǔ)薄弱很大程度上影響了專業(yè)核心課程全英文授課的效果。如目前的“遙感”全英文授課安排在本科一年級下學(xué)期，由于缺乏銜接性專業(yè)英語課，雖然外教嘗試了多種充分利用網(wǎng)絡(luò)和多媒體的“生動有趣”、“深入淺出”授課方法，多數(shù)學(xué)生仍然反饋聽課比較吃力，甚至有少部分學(xué)生反映很難聽懂。另外，由于中方和外方的教學(xué)理念與思維方式不同，我國傳統(tǒng)教育中缺乏批判思維和發(fā)散思維的訓(xùn)練，學(xué)生獨立思考和系統(tǒng)抽象思維能力欠缺，加之英語交流水平有限，從而使得師生難于進行順暢的課堂交互，很大程度上影響了授課質(zhì)量和教學(xué)效果。

二、中加合作辦學(xué)“遙感”課程教學(xué)改革實踐與探索

（一）課程結(jié)構(gòu)及授課內(nèi)容的改革與探索

由于課程設(shè)置任務(wù)緊且授課對象為低年級林學(xué)本科生，結(jié)合中外合作辦學(xué)遙感課程的特點和新需求，對原有的授課體系進行了優(yōu)化和完善。原有的遙感授課章節(jié)為：遙感概念和基礎(chǔ)、遙感的物理基礎(chǔ)、航空遙感成像原理及影像特征、航天遙感平臺、遙感圖像處理、微波遙感與LiDAR、遙感行業(yè)應(yīng)用。調(diào)整后的章節(jié)為：遙感導(dǎo)論、電磁輻射與地物光譜特征、遙感成像原理及圖像特征、遙感圖像處理、林業(yè)遙感方法與應(yīng)用。原來的七個章節(jié)被整合優(yōu)化為五個章節(jié)。

具體授課內(nèi)容的調(diào)整包括：在“遙感導(dǎo)論”中除了介紹傳統(tǒng)的遙感概念、基礎(chǔ)和特點外，還加入了地球空間信息學(xué)基礎(chǔ)知識，通過構(gòu)建引導(dǎo)性章節(jié)，從而降低學(xué)習(xí)空間信息科學(xué)專業(yè)知識的門檻;在“電磁輻射與地物光譜特征”中對以往授課過程中復(fù)雜的遙感物理公式進行了優(yōu)選，重點介紹植被探測對象的特性及反射光譜特征;在“遙感成像原理及圖像特征”中將航空和航天遙感平臺及傳感器的介紹融入其中，并通過介紹空間、時間、光譜和輻射分辨率從理論上對多平臺遙感數(shù)據(jù)的特性進行有效整合;在“遙感圖像處理”中對需要復(fù)雜統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ)的遙感數(shù)據(jù)處理方法進行了刪減;不再對主動遙感技術(shù)進行詳細介紹，而是在遙感技術(shù)應(yīng)用章節(jié)中進行案例性介紹;在“林業(yè)遙感方法與應(yīng)用”中不再介紹遙感技術(shù)在林業(yè)其他行業(yè)的應(yīng)用、側(cè)重于介紹激光雷達、高光譜及衛(wèi)星時間序列數(shù)據(jù)的國際前沿及林業(yè)應(yīng)用。

（二）教學(xué)方法和實驗內(nèi)容的改革與探索

中外合作辦學(xué)“遙感”課程最初的授課模式是單一的外教連續(xù)集中授課。為了克服這種模式的弊端，將授課模式改為中方教師常規(guī)授課與外教連續(xù)集中授課相結(jié)合。具體的說，即中方教師在授課學(xué)期內(nèi)的每周按照固定的學(xué)時講授遙感基礎(chǔ)知識，而外方教師則在授課學(xué)期的中后期幫助學(xué)生進行專業(yè)核心內(nèi)容的提升及林業(yè)遙感綜合知識介紹。同時，為了克服以往授課以理論知識為主，缺乏理論與實踐相結(jié)合的不足，教師在授課過程中穿插了“遙感軟件演示操作”以及“林業(yè)遙感綜合案例操作”。

其中，遙感軟件的多媒體操作演示安排在中方教師每周授課的最后一節(jié)課，教師借助典型林區(qū)的遙感數(shù)據(jù)，結(jié)合上課講授的基礎(chǔ)理論知識有針對性地給學(xué)生演示Envi遙感軟件操作及ArcGIS數(shù)據(jù)處理。在此過程中，學(xué)生并不需要掌握軟件操作的每個細節(jié)，而是在觀看整體演示和講解的過程中提升基礎(chǔ)理論知識的運用，從而深化課上知識的理解，明確遙感技術(shù)在林業(yè)行業(yè)中的應(yīng)用價值?！傲謽I(yè)遙感綜合案例操作”則安排在外教連續(xù)集中授課的每天下午，由操作一套數(shù)據(jù)集的多個前后關(guān)聯(lián)且內(nèi)容完整的實驗組成。每個實驗與上午的授課內(nèi)容相呼應(yīng)，內(nèi)容層層推進，學(xué)生通過上機操作，在老師的指導(dǎo)下借助專為該課程設(shè)計的實驗指導(dǎo)書自己動手完成一個以森林資源調(diào)查和林業(yè)生產(chǎn)為背景、“麻雀雖小，五臟俱全”的林業(yè)遙感綜合實踐案例，從而提高了學(xué)生的實踐動手能力，也很大程度上提升了學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動性。

（三）教材的補充和考核方式的優(yōu)化

目前，“遙感”課程推薦的原版教材是ThomasM.Lillesand主編的《RemoteSensingandImageInterpretation》，屬于國際認可度較高的全英文專業(yè)教材。然而，學(xué)生普遍反映該教材的結(jié)構(gòu)與中文傳統(tǒng)教材差異大、圖表復(fù)雜且專業(yè)詞匯多、教材內(nèi)容對于林學(xué)本科生過于豐富且各章節(jié)篇幅長，故難于真正輔助課堂教學(xué)，學(xué)生全部消化吸收非常困難。同時，“遙感”課程目前并沒有與教材配套的教輔材料，由于全英文教材的知識點多且分散，故學(xué)生無法把握學(xué)習(xí)重點且難于進行相應(yīng)知識點的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，再加上課程學(xué)時有限，所以學(xué)生自學(xué)的積極性和主動性不高從而又影響了整體課堂教學(xué)的效果。因此，在使用英文原版教材的過程中，還推薦學(xué)生配合使用英文經(jīng)典教材的譯著《遙感與圖像解譯》（原書第七版，彭望琭等譯），同時又為課程專門定制了中英文對照的教輔材料（主要針對授課的重點章節(jié)），從而便于學(xué)生借助綜合材料進行自主課前預(yù)習(xí)，并有效提升了課后獨立復(fù)習(xí)的效果。

針對只有期末考試“一刀切”評判學(xué)生掌握遙感知識能力的考核形式，本課程也將嘗試改革為綜合性模塊化的考核方式，即平時成績（包括課堂回答問題、出勤率、完成作業(yè)等，其中的作業(yè)可以包含探索性的科研話題，占30%）、小組匯報成績（修課的學(xué)生自行組成學(xué)習(xí)小組，在學(xué)期的中后選擇與課程相關(guān)的遙感題目，結(jié)合小組完成的文獻檢索及遙感數(shù)據(jù)分析結(jié)果進行匯報，占20%）以及筆試成績（包括期中和期末考試以及隨堂測試的成績，占50%）的綜合。雖然采用全英文答題的考試難度較高，但未來也可以采用選擇性答題的方式從而降低學(xué)生偶然性考試失誤的概率。

三、結(jié)語