《高光谱遥感》三部曲授课方式初探

梁 亮

（1.江苏师范大学 测绘学院， 江苏 徐州 221116）

遥感科学与技术是测绘、信息、地球以及计算机科学等学科相互渗透融合而发展起来的一门新型的交叉学科[1]，并在众多高校得以开设[2,3]。一些高校教师对遥感科学与技术的基础与实践课程的教学方法进行了一系列的探讨[4-7]。《高光谱遥感》是遥感科学与技术的专业课程，担任着进一步深化学生理论基础与提高其实践能力的重任。不同于《遥感概论》等基础课程，也不同于《数字图像处理》等实践操作课，它既要求对遥感科学的相关理论进一步深化，又具有较明确的应用指向。因此，如何针对这一课程的特点采用适当的教学方法，是尚待研究的问题。本文将从心理学的角度出发，对如何设计《高光谱遥感》的创新型教学方式进行了探讨。

1 学生心理预期分析

《高光谱遥感》是专业课，一般在大学三年级开设。此前，学生已完成了《遥感概论》等专业基础课程的学习，对遥感理论有了一定程度的掌握。随着毕业的临近，学生对走向社会的忧虑感逐步增强，更迫切希望老师传授的知识能够应用于社会实践。遥感科学与技术是应用性很强的学科，在笔者调查的50名大三学生中，超过了95%的学生表示即使理论性较强的学科，他们也倾向于能明确所学的理论能用于生产生活的哪些方面；并且在讲授如何将理论应用于实践时，他们会表现出更强的听课意愿。因此，根据学生心理预期分析的结果，《高光谱遥感》的授课模式应以将理论应用于实践为切入点。

2 三部曲授课方式

针对学生的心理预期，笔者提出了“提出问题—基础知识储备—解决问题”的三部曲授课方式。

1）提出问题。学生在某种强烈的动机、愿望、目的及需要的促使下，可产生超常的记忆力、想象力与思维能力，其学习效率可得到明显的提高[8]。因此，授课前为了满足学生的心理预期，可根据讲课内容提出某一相关的实际任务，引起学生的求知欲。例如，在高光谱定量反演的相关章节可先提出：“如何用遥感的手段监测农作物的长势？”此时学生心理处于一种在已有知识体系中进行探求的状态。如果这种探求没有得到答案，将激发起其好奇心与求知欲，这正是理论基础教学时所需要的。值得指出的是，提出的问题应该尽量贴近学生生活，从而构建一个“任务承担”情境，使学生在教师的心理暗示下进入“任务承担者”的角色，充分调动学生的兴趣。

2）基础知识储备。这一环节是解决问题所需知识的积累过程。在遥感教学中，通常的教学方法是先介绍相关原理、理论与算法，然后罗列理论的应用方向。学生在迷茫状态下学习理论基础知识，容易产生厌烦与排斥心理，尤其对工科而言，多数学生学习目的定位的不是学术研究，而是工程应用，相比纯理论的探讨，他们更关心所探讨的理论是否能够以及怎样应用于社会实践，即解决具体的任务。因此，在这一环节，首先可分析解决问题所需要的条件与知识，然后一一解析各条件与知识详细情况的教学思路。例如，要解决上文“如何用遥感的手段监测农作物的长势”的问题，可告诉学生：①需要获得作物的各种理化参量，因为作物理化参量可反映其生理状态；②需要建立各理化参量的反演模型，因为遥感数据只提供了光谱、空间信息，而无法直接提供作物理化参量的信息；③建立反演模型的途径有3种：统计反演、物理模型反演与综合反演法。采用这种抽丝剥茧的方法，既可使学生有清晰的思路，使知识的接受处于一个顺畅的渠道，又能促使其不断暗示自己：现在所学的，正是解决实际问题所需要的基础知识。这种心理暗示的激发使学生从被动接受的过程转化为主动探索的觅知过程，将获得更好的学习效果。

3）解决问题。这一环节的主要任务系运用所学的知识解决课堂开始所提出的任务。在理论讲解的过程中，学生已在不断思考如何利用所学的基本原理、算法等知识解决提出的问题；而到理论讲解完成后，对大部分学生而言，问题的答案已呼之欲出。因此，在讲解完相关理论知识后，可让学生分组讨论5 min，在讨论的过程中进一步完善自己的思路并画出解决问题的框架图；随后可抽出5～10 min时间让学生分组发言，阐述其思路，并让其他组的同学补充完善；最后，在鼓励学生的基础上，针对其存在的盲点进行指点，使学生处于一种知识收获的欣喜中，加深对理论的理解。

3 三部曲教学的基本要求

三部曲教学模式能否获得成功，能否营造出良好的课堂气氛至关重要。因此，成功实施三部曲教学法须满足以下要求：

1）课堂应愉悦而不紧张。只有消除了心理以及生理上的紧张，处于愉快、自然与轻松的学习氛围中，学生的思维活动才能处于活跃状态。因此，在运用三部曲教学法时，教师应设法消除学生生理与心理上的紧张、恐惧以及疲劳，创造出浓厚的求知气氛，使学生掌握知识的动力不是来自于老师的强行要求，而是被激发起来的强烈求知欲。

2）课堂应有良好的互动。在教学过程中，教师与学生之间的影响也是相互的。实施三部曲教学法时，教师应为课堂气氛的引导者，而学生应为课堂气氛的推动者。这就要求教师在平时与学生建立起相互信任、相互尊重的关系，这样师生之间才能敞开心扉，形成良好的互动关系，将知识与感情的交流融为一体。

3）教师必须对课程知识理解通透。教师只有做到对课程知识理解通透，没有认识上的盲点，课程内容的安排才能做到思路清晰，条理分明，讲课时才能胸有丘壑，游刃有余。最忌讳教师自己一知半解，为了藏拙，只好对一些内容擦边而过，试图“以其昏昏，使人昭昭”。

4）授课方式须贴近生活。一方面，讲课的语言应明白畅晓，做到用生活化的语言来强调专业主题[9]。另一方面，课堂开始所提的问题，应为学生所熟悉的事件，只有如此，才能充分营造出 “任务承担情境”，使学生以主动者的姿态去思考解决问题的方法。

4 结 语

采用“问题提出—基础知识储备—问题解决”的三部曲授课方式，可让学生在求知欲的驱动下主动学习，以“有所思”驱动“所学”，并运用“所学”去解决“所思”，既可避免“学而不思则罔”的困境，又可避免“思而不学则殆”的徒劳，可实现理论与实际相结合，达到培养理论功底扎实、实践操作能力强的高素质人才之目的。本方法虽然在《高光谱遥感》的基础上提出，但考虑到各学科之间的共性，也可在遥感专业其他课程中推广应用，并可作为其他学科教学改革的参考。

[1]孙家抦. 遥感原理与应用[M]. 武汉: 武汉大学出版社, 2010

[2]张飞, 丁建丽. “遥感概论”精品课程教学探索与实践[J].理工高教研究, 2009, 28(5): 116-120

[3]盛庆红.“卫星遥感技术”课程的实验教学改革研究[J]. 长春理工大学学报, 2011, 6(1): 133-134

[4]李卉, 钟成. 城市遥感教学与实践方法探讨[J]. 教育教学论坛, 2011(35):152-153

[5]邓磊, 胡德勇, 段福洲.《遥感原理与方法》实验教学改革探索与思考[J]. 地理空间信息, 2013, 11(1): 170-171

[6]孔祥生, 钱永刚, 张安定,等. 《遥感概论实验》课程教学改革与实践[J]. 测绘科学, 2013, 38(1): 183-186

[7]韩瑞梅, 马超, 成晓倩, 等. 遥感科学与技术专业创新型人才培养模式[J]. 地理空间信息, 2013, 11(3): 171-172

[8]彭运石, 燕良轼. 心理学原理与教育[M]. 北京: 航空工业出版社, 2000

[9][美]彼得·法林, 姚晓蒙，陈琼琼，李梅译. 教学的乐趣[M].上海：华东师范大学出版社，2009