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(jiǎng)科研報(bào)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(jiǎng)科研報(bào)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(dòng)了中加林學(xué)本科專業(yè)國際合作辦學(xué)項(xiàng)目，對(duì)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(xiàng)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(jìn)加拿大先進(jìn)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(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了評(píng)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(diǎn)。

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(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合能力的整體提升，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合培養(yǎng)國際化現(xiàn)代林業(yè)人才。借鑒發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在課程對(duì)接和教師互換等的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)中西方教學(xué)體系、授課內(nèi)容、試驗(yàn)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(dāng)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(xiàng)目引進(jìn)10門外方課程中的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。在引進(jìn)國外先進(jìn)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(jì)劃和培養(yǎng)方案，才能實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目學(xué)生赴UBC的課程無縫對(duì)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(shí)空變化信息的方法與技術(shù)。它是一門運(yùn)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(duì)地觀測重要技術(shù)手段，遙感對(duì)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(jì)算機(jī)、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(qiáng)、涉及面廣、包含的知識(shí)豐富且內(nèi)容更新?lián)Q代快的學(xué)科;同時(shí)，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(qiáng)，故在各個(gè)中外合作辦學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)中存在以下問題，仍需進(jìn)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(dòng)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(shí)為主。授課時(shí)間為8天，共32學(xué)時(shí)。由于授課內(nèi)容緊湊、時(shí)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(shí)間內(nèi)消化吸收課堂上的全部知識(shí)點(diǎn)，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(jìn)度。同時(shí)，“遙感”是一門實(shí)踐性和操作性很強(qiáng)的學(xué)科，而目前的課程體系和教學(xué)內(nèi)容“重”理論知識(shí)“輕”實(shí)踐操作，并未有效實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合。從而使得學(xué)生動(dòng)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(duì)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(lì)和推進(jìn)全英文授課，這對(duì)于中外合作辦學(xué)顯得尤為重要[5]。同時(shí)，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(jī)構(gòu)人才培養(yǎng)水平良莠不齊，故公眾對(duì)中外合作辦學(xué)的認(rèn)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?jǐn)?shù)線通常低于普通入學(xué)分?jǐn)?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(jí)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(jí)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(dòng)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(dú)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(jìn)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(shí)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(duì)象為低年級(jí)林學(xué)本科生，結(jié)合中外合作辦學(xué)遙感課程的特點(diǎn)和新需求，對(duì)原有的授課體系進(jìn)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(tái)、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(gè)章節(jié)被整合優(yōu)化為五個(gè)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(diǎn)外，還加入了地球空間信息學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，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(shí)的門檻;在“電磁輻射與地物光譜特征”中對(duì)以往授課過程中復(fù)雜的遙感物理公式進(jìn)行了優(yōu)選，重點(diǎn)介紹植被探測對(duì)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(tái)及傳感器的介紹融入其中，并通過介紹空間、時(shí)間、光譜和輻射分辨率從理論上對(duì)多平臺(tái)遙感數(shù)據(jù)的特性進(jìn)行有效整合;在“遙感圖像處理”中對(duì)需要復(fù)雜統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)的遙感數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行了刪減;不再對(duì)主動(dòng)遙感技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹，而是在遙感技術(shù)應(yīng)用章節(jié)中進(jìn)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(dá)、高光譜及衛(wèi)星時(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)講授遙感基礎(chǔ)知識(shí)，而外方教師則在授課學(xué)期的中后期幫助學(xué)生進(jìn)行專業(yè)核心內(nèi)容的提升及林業(yè)遙感綜合知識(shí)介紹。同時(shí)，為了克服以往授課以理論知識(shí)為主，缺乏理論與實(shí)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(shí)有針對(duì)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(gè)細(xì)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(shí)的運(yùn)用，從而深化課上知識(shí)的理解，明確遙感技術(shù)在林業(yè)行業(yè)中的應(yīng)用價(jià)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(gè)前后關(guān)聯(lián)且內(nèi)容完整的實(shí)驗(yàn)組成。每個(gè)實(shí)驗(yàn)與上午的授課內(nèi)容相呼應(yīng)，內(nèi)容層層推進(jìn)，學(xué)生通過上機(jī)操作，在老師的指導(dǎo)下借助專為該課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書自己動(dòng)手完成一個(gè)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(shí)踐案例，從而提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)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(dòng)性。

（三）教材的補(bǔ)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(rèn)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(duì)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(shí)，“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(shí)點(diǎn)多且分散，故學(xué)生無法把握學(xué)習(xí)重點(diǎn)且難于進(jìn)行相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，再加上課程學(xué)時(shí)有限，所以學(xué)生自學(xué)的積極性和主動(dòng)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(shí)又為課程專門定制了中英文對(duì)照的教輔材料（主要針對(duì)授課的重點(diǎn)章節(jié)），從而便于學(xué)生借助綜合材料進(jìn)行自主課前預(yù)習(xí)，并有效提升了課后獨(dú)立復(fù)習(xí)的效果。

針對(duì)只有期末考試“一刀切”評(píng)判學(xué)生掌握遙感知識(shí)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(shí)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(bào)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(xiàn)檢索及遙感數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行匯報(bào)，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