防震减灾类专业遥感地质学教学改革思路浅析

　　引言
　　防災科技学院是中国仅有的以防灾减灾高等教育为主的新升本科院校，学院2008年开设地质学专业，该专业于2012通过教育部本科专业合格评估。地质学专业是我院培养防御地震与地质灾害专门技术人才，以防震减灾为特色的专业。遥感地质学是一门将遥感技术与地球科学结合在一起的应用性很强的课程。①目前国内各地质类院校纷纷开设了此课程，教学内容由遥感原理理解、遥感图像分析和遥感应用三部分组成，学院自2010年开设遥感地质学课程以来，教学内容设置和其它地学院校毫无差异，没有突出防震减灾专业特色。为防震减灾类专业设置的遥感地质学课程，它的教学内容和重点都应该和其它院校的该课程有所区别，要求学生不仅要掌握遥感技术的基本知识以及遥感技术在基础地质中应用，还要求学生深入地了解遥感技术在防震减灾方面的应用，包括利用卫星遥感影像对活动构造与地震构造的解译识别，利用红外遥感、InSAR在地震监测的应用以及高分辨率遥感数据的地震灾害应急和快速评估。遥感地质学作为防震减灾类专业的一门专业必修课，在对学生的培养中起着至关重要的作用，其教学内容和教学方法也需要在传统遥感地质学教学上有所改进，才能适应防震减灾类专业人才培养的需要。
　　本文将从教学内容、教学方法和手段等几个方面入手，并结合我院实际情况来阐述防震减灾类专业遥感地质学教学改革的总体思路。
　　1 教学内容改革
　　1.1 与时俱进更新教学内容
　　教材是知识系统性的总结，也是教师进行教学的基本材料。表1统计了我国20世纪80年代该门课的教材出版情况，从表1可看出专业教材的出版周期较长，而遥感技术发展速度非常快，在地质学中的应用也向立体化、多层次、多角度、全方位和全天候方向发展，从而使教材中的内容具有明显的滞后性，很多最前沿的新技术方法和新知识应用案例没有实时写入教材。学院2010年开设遥感地质学课程以来，根据当时教材出版情况，选用1994年朱亮璞编写的遥感地质学。随着20多年遥感的快速发展，特别是进入21世纪后，高分辨率卫星的频繁发射，出现了多种类型的高精度遥感数据以及相应配套的数据处理软件和方法，致使教材中的第三章遥感图像类型和特性和第四章遥感图像处理都明显不适用于直接教学，需要教师查阅资料补充教学。2015年底遥感地质学作为校级重点课程来建设，通过课题组老师的商议决定从2016学年开始更换为最新出版的2013年田淑芳主编的遥感地质学。即使是更换了新教材，随着航空业的发展，每年都新增不少类型的遥感数据、处理方法及新的应用，需要授课老师与时俱进地更新教学内容才能取得更好的教学效果。
　　1.2 科学构架以防震减灾为特色的教学内容
　　由于防灾科技学院地质学发展的历史较短，没有专供防震减灾专业使用的《遥感地质学》教材，前几年的课堂教学也基本按照教材的前八章来讲授，没有突出防震减灾的特色教学内容。因此今后的教学应从国内外遥感技术在防震减灾应用相关的重要的学术期刊、研究项目等参考资料中精选出遥感图像分析和遥感应用两部分教学内容，从而构建出服务于防震减灾专业的科学合理的遥感地质学课程体系和教学内容。引导学生课下时间主动查阅在防震减灾研究领域中遥感技术应用的相关资料和文献实例，开阔学生的视野，培养学生自我查阅资料的能力和学习的主动性，从而提高学生的综合素质。并以宽口径、厚基础、重素质为原则，选取能够激发学生独立思考能力、解决实际问题和创新能力的地震遥感发展前沿动态的教学素材，倡导学生以多种形式参与讨论与防震减灾相关遥感地质学问题。
　　1.3 改革实验教学体系和实验教学内容
　　实验教学是遥感地质课程教学的重要组成部分，也是学生实践技能培养的关键环节，②通过实验教学环节，使学生们真正掌握应用遥感技术解决地学问题的工作原理、方式和流程等。我院地质学专业从2010年开设遥感地质学课程，2013年建成地貌第四纪与遥感实验室，同年秋季学期开设遥感地质学实验教学内容，实验项目是参照其他院校同类课程所开设的，现阶段教学体系只包括10学时的实践课，内容包括立体镜的使用（1学时）、典型航片的地貌解译（1学时）、ENVI软件的使用（4学时）、岩性和断裂的解译（4学时）。由于没有结合本校的地质学专业服务于地震行业的特色与学生的实际和社会需求来进行，因此实验教学的效果不佳。2016学年课题组重新修订教学大纲，实验学时由现阶段的10学时增加到16学时，在原有的实验内容上了增加利用卫星遥感影像对活动构造与地震构造的解译识别（2学时），利用红外遥感、InSAR在地震监测的应用（2学时），高分辨率遥感数据的震害调查、应急和快速评估（2学时）。
　　2 教学方法和手段改革
　　教学内容是选择教学方法和手段的依据，遥感地质学课程教学内容集传统理论文字知识和大量现代遥感图像为一体，针对理论文字进行阐述应选用传统教学方法，而针对现代遥感数据应用于防震减灾专业则需要采用现代教育技术。因此该课程教学过程中需传统教学方法和现代教育技术两者互相结合，互相补充。
　　2.1 创设问题情境，实施启发式教学
　　教师应在课堂中采用讲授法和师生专题研讨法来改变传统的填鸭式教学，为了实施启发性教学，教师在课程的不同阶段创造性地设计一些学生力所能及的问题，激发学生的学习积极性。例如在讲第二章遥感物理基础时可以提出遥感图像上的颜色和地物是一一对应关系吗？为什么？这种开放性的问题，可以激发学生的想象，让学生从遥感的基本原理去思考问题。实践证明学生都能基本抓到问题的要点，最后将不同章节的内容联系起来，回答了这个问题学生就能把第四节地物波谱特征、第三节遥感常用波段设置和第五节遥感图像色彩三节内容有机的联系在一起。理解这三者的关系也就为后面遥感目视解译打下基础，在后续的遥感解译中学生就能轻松掌握遥感影像上地物的颜色不仅和地物自身的性质有关也和所选数据的波段有关，通过这种创造性的设置问题，大大提高了教学效率。
　　2.2 利用计算机网络技术平台，丰富教学手段
　　随着现代网络科技的快速发展，应利用多媒体与现代动画技术相结合来进行遥感地质学课程教学。针对遥感地质学中的遥感理论部分的重点和难点在教学方案设计时除了利用多媒体技术图文并茂地进行讲解外还可采用现代动画技术进行展现；针对遥感在地质上应用部分，应设计与理论教学内容相匹配的计算机解译分析专题，取代当前简易的纸质卫星影像的手工解译。应利用一些免费的高分辨率卫星图片例如Google Earth来获取教学数据，同时收集与活动断层研究、地震震害评估、区域调查及地震预报中发挥重要作用相关的遥感地质学教學信息。计算机网络技术是丰富教学内容的主要手段，也是提高学生对具有防震减灾特色遥感地质学的兴趣和加深学生对地质现象理解的重要途径。
　　2.3 实施多元化考核方式，合理分配考核权重
　　以转变观念为先导，树立以就业为导向、以能力和素质考核为中心的课程考核观念，全面考核学生的能力和素质，突出能力本位，真实反映学生应用能力的培养水平。③遥感地质学是一门理论与实验相并重的课程，理论是基础，实验是重点，传统的卷面考试对理论内容部分考核效果较好，而实验部分笔试却很难考核出学生对知识的掌握能力，需要加强学生的动手能力的考核。因此，在课程考核方面，考虑从原来的单一的理论考核转变到采取平时成绩30%+实验技能30%+期末考试40%相结合，在考试内容上注重基础理论和能力的结合。通过实施多元化考核方式，以考核促教学，形成教、学、考的有机互动，从而达到更好的教学效果。
　　3 结束语
　　遥感地质学作为防震减灾专业的专业必修课程，需要全面深入地进行教学体系改革，其内容应实时更新并突出防震减灾特色，同时应加强实验教学和建立完善的实验教学体系。此外通过教学方法与手段改革，高清晰度的航片卫片资料的使用，激发学生对遥感技术理论学习的兴趣，自主地参与各个教学环节，改变考核方式使学生更加重视培养空间思考能力和实际操作能力，为今后从事地震监测预测和应急救援工作打下坚实的基础。