陳鋒銳

摘 要： 遙感數(shù)字圖像處理是地理信息系統(tǒng)專業(yè)的一門核心課程，針對該課程雙語教學的特點和教學現(xiàn)狀，本文從優(yōu)化教學內(nèi)容、改進教學手段、完善考核方式等方面對該課程的雙語教學進行了一系列探索和思考，可為同類院校該雙語課程的開設提供一些參考。

關鍵詞： 雙語教學； 遙感數(shù)字圖像處理； 遙感； 地理信息系統(tǒng)

中圖分類號：TN911.72 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）10-73-03

Preliminary discussion on the bilingual teaching of remote sensing digital image processing

Chen Fengrui

（College of Environment and Planning， Henan University， Kaifeng， Henan 475004， China）

Abstract： Remote sensing digital image processing is one of the key courses in geographic information system specialty. Considering the characteristics and teaching status of its bilingual teaching， this paper presents a series of reform measures to promote the students' learning interest and enhance their understanding abilities， including optimizing teaching contents， improving teaching methods， and improving examining evaluations etc. These will give references to others who also want to run bilingual teaching.

Key words： bilingual teaching； remote sensing digital image processing； remote sensing； geographic information system

0 引言

遙感是20世紀60年代以來在地球科學、測繪科學、空間科學、電子科學、計算機科學等學科交叉滲透、相互融合的基礎上發(fā)展起來的一門綜合性對地觀測技術。隨著國內(nèi)外一系列遙感衛(wèi)星的成功發(fā)射，多種類型的遙感影像被獲得，這些數(shù)據(jù)已廣泛應用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、氣象、水文、軍事、地質(zhì)、海洋、環(huán)保等領域，成為人們生活的一部分，不斷改變著人類對世界的認知。目前國內(nèi)已有140多所高校開設了地理信息系統(tǒng)本科專業(yè)，遙感數(shù)字圖像處理是該專業(yè)的核心課程，一些專家結(jié)合本單位的實際情況已對該課程的教學改革和實踐作了大量的研究和探索，極大地提高了該課程的授課水平。

然而對遙感數(shù)字圖像處理雙語教學來說，其還處于探索階段，尚未引起足夠重視。雙語教學是指對教學大綱中設定的課程使用兩種語言授課，為了實現(xiàn)與世界一流大學的交流與合作，培養(yǎng)具有國際競爭力的復合型人才。2011年9月，國家教育部《關于加強高等學校本科教學工作，提高教學質(zhì)量的若干意見》明確提出今后本科教育20%以上課程必須采用雙語教學。和其他雙語課程一樣，該課程目前同樣遭遇雙語教學內(nèi)容、師生英語水平、教學方法以及考核方式等方面的問題。本文旨在對這些問題進行初步的探索和討論，以增進學生對遙感科學問題的理解，提高學習興趣，這對提升遙感數(shù)字圖像處理雙語教學質(zhì)量具有重要意義，同時可為同類院校該雙語課程的開設提供一些參考。

1 教學內(nèi)容優(yōu)化

與傳統(tǒng)教學不同，雙語課程選擇教材要兼顧中英文內(nèi)容。為了避免學生初次接觸雙語課程的不適，確保該課程由傳統(tǒng)教學模式平穩(wěn)過渡到雙語教學，我們分別選擇了一本中文和一本英文的教材，以英文教材為主，中文教材為輔。目前比較有代表性的遙感數(shù)字圖像處理英文教材有：John R. Jensen的《 Introductory Digital Image Processing》[1]、John A. Richards等的《Remote Sensing Digital Image Analysis》[2]、Robert A. Schowengerd的《Remote sensing： models and methods for image processing》[3]等。通過對這些教材進行詳細的內(nèi)容對比和結(jié)構(gòu)分析，并綜合考慮學生的接受能力等因素，選擇John A. Richards的教程作為英文教材，該教材已重印到第5版，被國外高校廣泛采用。中文教材則在對比分析錢樂祥編著的《遙感數(shù)字影像處理與地理特征提取》[4]、韋玉春等的《遙感數(shù)字圖像處理教程》[5]和朱文泉等的《遙感數(shù)字圖像處理》[6]等教程基礎上，選擇韋玉春主編的教程作為中文教材；此外，針對這些教程注重理論算法，對算法引導相對不足的弱點，我們又借鑒了岡薩雷斯等的《數(shù)字圖像處理》[7]，利用該教程翔實的實例，加快引導學生對遙感數(shù)字圖形處理算法的理解。通過對以上教材內(nèi)容的消化吸收，理論課內(nèi)容安排見表1，兼顧課程內(nèi)容的完成性與邏輯性。在完整性方面，該課程涉及遙感影像的整個處理流程，包括預處理、增強、信息提取、以及信息應用等內(nèi)容；依照處理流程順序來設置課程使內(nèi)容之間更具邏輯性；為了便于學生學習，設置第四講遙感圖像變換，主要講授光譜域變化（主成份分析等）以及空間域變換（傅立葉變化、小波變化等）等內(nèi)容，為接下來頻率域影像增強和遙感影像融合等內(nèi)容的講解提供知識鋪墊。

遙感數(shù)字影像處理也是一門實踐性很強的課程，實驗環(huán)節(jié)同樣非常重要。實驗課中，在老師指導下，學生利用遙感圖像處理軟件完成遙感影像處理，從而進一步理解和掌握遙感圖像處理的原理和方法。目前，國際上主流的遙感圖像處理軟件有ENVI、ERDAS以及PCI等，每個軟件均有各自的特點。本課程采用ENVI作為實驗軟件，原因在于：①ENVI是基于IDL語言開發(fā)的，它允許用戶根據(jù)自己的特定需求對軟件的特性和功能進行擴展或自定義，這是其他遙感軟件難以比擬的；②自2007年開始，ITT Visual Information Solutions與ESRI公司開展全面戰(zhàn)略合同，所以ENVI完全支持ArcGIS的GeodataBase等數(shù)據(jù)格式；③IDL是一種專門針對圖形圖像處理與可視化的高級語言，選用IDL進行教學能快速提高學生的編程能力和對處理算法的理解力。鑒于實驗課時的限制，無法對所有內(nèi)容逐一實驗，基于理論課安排，同時參照在《ENVI遙感圖像處理方法》[8]等教程基礎上，選擇遙感數(shù)字影像處理中最重要的實驗作為教學內(nèi)容，以問題為導向培養(yǎng)學生的學習興趣。遙感數(shù)字圖像處理實驗課程設置為24個課時（表2），內(nèi)容大體分為兩類：驗證性實驗和綜合性實驗。驗證性實驗加深和強化學生對遙感影像處理基本理論、方法的認識，如影像校正、影像分類等；綜合性實驗強化和升華驗證性內(nèi)容，要求學生能夠綜合利用多種影像處理方法來解決某一問題，如利用遙感影像研究某區(qū)域土地利用變化，該實驗涉及影像預處理、增強以及分類等多種處理技術。

2 完善教學方法

2.1 教學方式

教與學相互促進，傳統(tǒng)授課模式以老師講解為主，學生處于被動學習狀態(tài)，難以調(diào)動他們的學習積極性。雙語教學要注重引導，以問題為導向，采用啟發(fā)式、討論式、研究式、互動式等授課方式，引導學生深層次、多角度地思考問題，從而激發(fā)他們學習的主觀能動性。通過社會關注的熱點以及與我們生活息息相關的事情引出遙感所要解決的問題，使學生感受到知識的價值和重要性。例如通過確定耕地減少問題引出遙感影像分類和變化監(jiān)測技術，接下來對這些技術進行詳細的講解和分析，讓學生明白利用這些技術對不同時像TM影像分析即可解決該問題；最后在實驗課上讓學生進行具體實踐，進一步增強他們對遙感數(shù)字圖像處理的理解和認識。在課堂結(jié)束時把一些相對簡單及次要的問題拋給學生，讓他們通過課下查閱資料，上網(wǎng)等途徑提出解決方案，在接下去的課堂上討論，之后老師再做詳細的闡述，如此培養(yǎng)學生獨自解決問題的能力。

2.2 語言引導

雙語教學不僅要求教師精通專業(yè)知識，而且具有較高的英語口語水平，能夠熟練地用英語表達。遙感數(shù)字圖像處理雙語課程安排在第五學期，通過前四個學期大學英語的學習，大部分學生通過了國家英語4級或6級考試，具備學習雙語課程的語言基礎；然而中國學生英語聽、說、讀、寫四項能力中，聽和說的能力最弱，這將嚴重影響雙語課程的效果。英語聽力的提高是一個漫長的過程，不但需要學生在課外多下工夫，教師的語言引導也至關重要。教師備課時一定要弄準相關單詞的讀音，確保課堂上正確發(fā)音，否則會誤導學生，同時引導學生從最基本的單詞開始，規(guī)范讀音，不斷練習，這樣方可聽懂課堂內(nèi)容并提高聽力水平；其次，要求學生提前預習課程內(nèi)容，通過查字典等手段解決生詞，理清專業(yè)單詞的讀音及漢語意思，并逐句理解課文內(nèi)容，逐漸提高他們的閱讀能力；此外，鼓勵學生在課堂上使用英文來回答問題及討論問題，通過不斷的“說”來提高他們的口語能力。專業(yè)課雙語課程的學習是促進學生提高個人外語水平的一個重要途徑，為他們進一步學習打下堅實的英語基礎。

2.3 建立興趣小組

建立興趣小組，鼓勵學生自主學習和研究。興趣小組的組建采用自由組合原則，每組5-6人；小組成員在實驗結(jié)束后發(fā)表自己的觀點，討論該實驗的重點、難點以及注意事項，并共同完成實驗報告。在綜合性實驗部分，老師不再統(tǒng)一設置實驗題目，每個小組根據(jù)其興趣愛好自行選擇題目，獨自收集實驗數(shù)據(jù)和資料，制定實驗方案，并最終完成實驗，而教師只在必要時及時地介入。通過組建興趣小組，培養(yǎng)學生參與科研的興趣以及獨自解決問題的能力。

3 考核方式

當前很多高校把期末考試成績作為學期考核結(jié)果，導致許多學生平時不努力，僅在考前突擊，難以反映其真實水平；而國外大學通常將考試分為若干次，每次考試的成績按相應比例計入最終成績，這樣做可有效避免上述問題。為此，環(huán)境與規(guī)劃學院從2015年開始引入期中考試，由期中、期末考試以及其他考核等共同決定最終的考核成績。

考核方式多樣化，除期中和期末考試外，還將平時考勤、實驗考核、實驗報告等內(nèi)容納入最終的成績計算。我們采用如下考核形式：考勤占10%，實驗及實驗報告占20%，期中考試成績占30%，期末考試成績占40%。由于該課程是雙語教學，因此在考核中也應得到體現(xiàn)，例如期中和期末考試的部分試題以英文形式出現(xiàn)，要求學生同樣用英文作答。實驗考核從實驗內(nèi)容中隨機選取，每個實驗均設置考核要點，要求學生在規(guī)定時間內(nèi)完成實驗操作，然后根據(jù)他們的完成情況評定成績。

4 結(jié)束語

遙感數(shù)字圖像處理是一門理論性和實踐性都很強的課程，實踐證明：通過雙語課程的學習，學生不僅能系統(tǒng)地掌握遙感數(shù)字圖像處理的基礎知識和一系列處理方法，還能養(yǎng)成良好的英語學習習慣，這為他們走向工作崗位或繼續(xù)攻讀學位奠定了良好的基礎。然而雙語教學是一個大的系統(tǒng)工程，不僅需要老師具有很強的理論水平，同時要求教師在授課的過程中不斷地學習，提高英語能力、完善教學技巧及方法，及時總結(jié)教學經(jīng)驗，這樣才能更好地引導學生利用遙感專業(yè)知識分析和解決問題，逐步培養(yǎng)其獨立科研能力。

參考文獻（References）：

[1] John. R. Jensen. Introductory digital image processing[M].

NewYork： Prentice Hall，1996.

[2] John. A. Richards. Remote sensing digital image analysis[M].

Berlin： Springer，2012.

[3] Robert. A. Schowengerdt. Remote sensing： models and

methods for image processing[M]. NewYork： Academic press，2006.

[4] 錢樂祥.遙感數(shù)字影像處理與地理特征提取[M].科學出版社，

2004.

[5] 韋玉春.遙感數(shù)字圖像處理教程[M].科學出版社，2007.

[6] 朱文泉，林文鵬.遙感數(shù)字圖像處理[M].高等教育出版社，

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[7] R. C. Gonzalez. 岡薩雷斯.數(shù)字圖像處理[M].電子工業(yè)出版

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[8] 鄧書斌.ENVI遙感圖像處理方法[M].科學出版社，2011.