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摘 要：该文通过对遥感技术在树木营养学课程改革中应用的分析，在教学和实践过程中将林业遥感技术融入该课程体系中，从教育教学、科研以及社会实践三者有机结合的教学模式来提高树木营养学的教学质量，为现代化林业发展提供高素质、专业化人才。
关键词：遥感；树木营养学；课程教学改革
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）06-0097-03
Abstract：The application of remote sensing technology in the curriculum reform of tree nutrition is analyzed.In the course of teaching and practice，forestry remote sensing technology is integrated into the course system.From the three teaching modes of education，teaching，scientific research and social practice，we will improve the teaching quality of tree nutrition，to provide high-quality and specialized talents for the development of modern forestry.
Key words：Remote sensing；Tree nutrition；Curriculum reform
树木营养学是高等农林院校林学类专业的基础课程，以植物矿质养分、林木营养原理和肥料施用为核心内容。其中，林木营养诊断既是评价、分析和指导林木施肥的核心依据，也是树木营养学课程理论教学和实践实习的核心内容[1]。树木营养学是一门综合性、系统性和实用性都很强的课程，其教学实践过程中会涉及多方面的领域，比如遥感技术的运用、土壤学的融合、植物生理学和病理学的应用等。但是，当前的树木营养学的营养诊断教学内容存在着理论抽象，实践教学内容少、可行性较弱，学生对缺素症状的理解及运用差等问题。将现代科技发展的最新农业遥感成果运用到树木营养诊断教学中，能够更好地让学生综合树木营养学课程和“3S”课程的学习成果，判读森林的养分丰缺状况，客观指导树木生产和施肥，从而激发学生对理论教学和实践锻炼的学习兴趣，掌握更为明确实用的树木营养诊断知识，提升树木营养学教学效果。
遥感（Remote Sensing）是指在高空和外层空间的各种平台上，通过各类传感器获取地表的信息，经过数据的传输和处理，最终实现研究地表物体形状、大小、位置、性质及其与环境的相互关系的一门现代应用技术学科[2]。遥感技术（Remote Sensing technology）的特点是周期性观测以及大面积覆盖获取地面信息，这些特点决定其可以提供实时、动态、综合性强的环境资源信息[3]。在林业中，早在20世纪30年代，就采用一般的航空摄影来编制森林分布图。近年来，遥感技术在林业科学领域得到了较好的运用，特别是在森林资源调查与分类、森林航拍遥感诊断施肥、森林病虫害监测与防控等方面得到了较好的运用。遥感技术已经从专一领域逐步扩展到多领域发展，从现今社会对人才的要求及需要的角度来看，借助课程改革对林业遥感技术在树木营养学课程中，将教学、科研与社会实践三者结合，丰富课程的内容，增强学生的学习兴趣以及自主实践能力[4]。本文旨在研究遥感技术在树木营养课程改革的应用，以期更好地将教育教学、科研与社会实践三者融合一体，培养能够具有树木营养与遥感知识的现代化林业人才。
1 树木营养学课程改革的必要性
《树木营养学》课程是以植物营养学和作物施肥为基础，结合林业生产实际形成的一门综合性课程，通过判别树木的营养丰缺状况，分析树木营养丰缺状况的原因，从而提出合理有效的施肥方案[1]。然而，由于科技进步和课程教学过程中学生实习少、教学课时安排不合理、学生缺乏学习的主动性等问题，高等院校对相关课程进行教学改革成为必然趋势。
1.1 学生实习少 树木营养学课程的教学过程中需要大量的校外观测，以便于让学生更好地、更直观地观察树木的营养状况，运用自己所学的知识从树木各方面的特征（比如树木缺氮时，叶片变成淡绿色或黄白，枝细弱，顶梢新叶逐渐变小同时易落叶[5]），来判断其是否缺失某种元素或某种元素过多而引起的相应特征。然而，如今高校由于学生课程多，占用时间多，课余时间少、安全没有保障等问题，使得农学类学生实习机会較少，导致他们并不能正确的判断树木的营养状况。
1.2 教学时间紧，任务多 在课程教学方面，教学课时安排不合理，并且教学时间紧，任务多，教师需要在40课时内完成12章的教学任务，授课内容主要包括植物营养和施肥的基本原理、植物袋土壤营养、氮磷钾等大量元素以及中量、微量元素在植物体内的生理作用、吸收和转化、科学施肥[6]。然而，这些原因致使学生无法及时有效的观测树木营养失衡的情况，在没有看到直观地实例，学生对知识的掌握不清晰，学习兴趣也逐渐弱化。
1.3 学生学习主动性低 由于许多学生缺少学习的主动性，在课外并不能对课程进行预习，使得其在课堂上跟不上教师的节奏，进而对课程的学习兴趣减少。教师由于教学任务紧，每节课都会完成相应地章节教学，即使课堂复习，由于时间有限也只能复习一小部分，如果学生在课后再不进行复习，其对课程会变得知之甚少。
2 林业遥感技术在课程改革与学生教育的切合点
2.1 高科技融入树木营养学课程的教学过程 随着科技的发展，遥感技术在林业中的应用越来越广泛，对林业类学生的培养提出了新的要求——培养高素质的创新人才，这是高校实施素质教育的根本途径。而建立高素质的创新人才培养模式需要建立适合的、健全的创新课程教学体系。在树木营养学的教学过程中，融入遥感学科的知识及技术。比如：在树木营养监测中，缺氮的树木树叶颜色会变浅，其冠层颜色也相应变为黄绿色。而树木冠层的颜色又是影响树木冠层光谱反射变化的重要原因。利用遥感技术，可根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状况。植物叶片对光的吸收主要是在400～700nm的可见光波段，植物冠层的光反射率在此波段会较低，并且透射率也很低，然而在550nm处却有一个强烈的反射峰[7]，在红外波段，植物叶片在700～1300nm处吸收很弱，反射率很强。一般情况下，树木的绿色状况与叶绿素含量有着密切的关系，而叶绿素与树木的全氮含量有明显的相关联系，叶片冠层的光吸收或是反射都会受叶绿素含量变化的影响。在400～700nm处的冠层光反射会因叶绿素对可见光的有效吸收而发生变化，即树木会随其缺氮状况的增加，冠层光反射也会增强[8]，广大林业工作者可以坐在电脑面前观看通过接收器经处理形成的遥感图像，分析树木的营养失衡状况，以便进行后期的追肥。因此，遥感技术在树木营养学的应用，使得学生可以及时有效掌握树木的营养状况，提高了学生的学习兴趣，形成了人才培养的创新性与遥感课程教学的相互支撑。 2.2 社会需求促进遥感技术与树木营养学课程改革的结合 生态意识在人们的意识中越来越显著，树木对于环境有着进化保护的重要作用，相应的树木营养学随着社会发展其地位也越来越重要，遥感技术与其结合，对树木营养学课程的改革有着重要的意义。教师从基础理论、动手能力和科研创新的角度来教授学生，使其对遥感技术理论有了充分的理解和一定的思考，能够具有掌握运用遥感技术解决具体树木营养缺失问题的能力。在解决树木病虫害的问题上，遥感技术的应用大大提高了林业工作者的效率。那些还未被人眼所观察到的危害，树木的红外波段光谱值就已经发生了明显的变化。从遥感数据中提取这些变化的信息，分析病虫灾害的源地、灾情分布以及发展状况，对森林病虫害的防治有着极大地帮助[9]。对于这些类似问题的解决，都需要农业遥感专业技术方面的人才。因此，把满足社会对专业性人才的需求作为促进树木营养学课程建设的切入点，才能更好的将遥感技术与该课程体系进行结合。
2.3 教育教学、科研与社会实践有机结合的模式指导课程改革 一门学科的发展离不开教育教学，它是课程改革的基础，而科研是教育教学的基础，教学是科研成果的传播途径，实践是检验教学与科研的手段[6]。树木营养学的迅速发展离不开遥感技术的应用，而林业遥感是一种高新的技术，其发展非常迅速，使得教育和培训工作尤其重要。高等院校的教师要将自己的实践与科研经验融入到教学过程中，如将基于遥感的土壤养分评估、基于遥感树木营养估测等科研成果带入课堂，使得教学内容更加贴合实际，易于学生對知识的掌握。在高校做科研有着丰富的资源，比如地域资源、人力资源[10]。教师对所在区域的地理资源进行研究，在研究过程中让学生加入，使其对课程有更深的了解和掌，对于研究的成果作为素材，带入课堂引导学生。如将福建省的森林资源监测遥感图像引入到树木营养的教学中，增强学生的学习兴趣[11]。
社会实践是学生真正将自己所学的知识运用到生产实践中，积极投入与本专业相近专业的企业以及实习基地，走进林场，近距离观察树木，诊断其缺素症状，并做出相应的解救措施，让学生体验一线的生产活动，提高其实践能力。通过教学、科研和社会实践在课程改革中的有机结合，有利于提高学生学习的积极性和课程教学质量[12]，有利于培养创新高素质的人才，从而达到提高学生实践能力以及增强其创新意识的双重目的。
3 结语
遥感技术作为一种方便的现代化工具，对地面的植株进行测试分析从而得到树木的营养状况，促进树木营养学课程的改革。在教学和实践过程中将林业遥感技术融入到该课程体系中，从教育教学、科研和社会实践三者有机结合的途径去努力，必然会在学校与树木营养学学科建设打好环境支持，在专业建设和发展中，取得良久的发展，增加学生学习的积极性，提高学生的自主学习和探究的能力，为树木营养学学科的建设提供了有效的支撑。
参考文献
[1]张文明，邱慧珍.“植物营养学”的教学改革和实践[J].河北农业大学学报，2015，17（6）：101-104.
[2]胡兴树，龚雅健，潘建平.当代遥感技术的现状和发展趋势[J].武汉大学学报（工学报），2003，36（3A）：195-198.
[3]薛东艳.遥感技术在林业中的应用现状与展望[J].科技视界，2014（21）：309-311.
[4]任涛，谭启玲.植物营养研究方法课程教学实践探讨[J].安徽农业科学，2011，39（13）：8167-8169.
[5]赵福刚，宋晓曦，代玉红，等.植物氮素营养诊断方法及遥感技术的应用[J].植物保护，2016（10）：92-92.
[6]张明聪，金喜军，王孟雪，等.基于农业遥感技术的《植物营养诊断与施肥》课程教学改革模式研究[J].安徽农学通报，2016，22（13）：160-164.
[7]贾良良，寿丽娜，李斐，等.遥感技术在植物氮营养诊断和推荐施肥中的应用之研究进展[J].中国农学通报，2007，23（12）：396-400.
[8]Blackmer TM，Schepers JS and Varvel GE.Light reflectance compared with other nitrogen stress measurements in corn leaves[J].Agronomy Journal，1994，6（86）：934-938.
[9]杨雪栋，卢婧文，张艳楠，等.浅谈遥感技术在我国林业上的应用[J].内蒙古林业调查设计，2015，38（6）：124-126.
[10]柳维扬，王家强，彭杰.遥感课程在植物营养学科建设中模式初探[J].江苏科技信息，2014（12）：71-72.
[11]肖胜.森林资源管理的遥感技术应用研究[J].福建林业科技，1998，25（3）：6-10.
[12]刘庆，李欢，杜志勇，等.农业院校植物营养研究方法课程教学改革探讨[J].天津农业科学，2017，23（5）：110-112.
（责编：张宏民）
关键词：遥感；树木营养学；课程教学改革
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）06-0097-03
Abstract：The application of remote sensing technology in the curriculum reform of tree nutrition is analyzed.In the course of teaching and practice，forestry remote sensing technology is integrated into the course system.From the three teaching modes of education，teaching，scientific research and social practice，we will improve the teaching quality of tree nutrition，to provide high-quality and specialized talents for the development of modern forestry.
Key words：Remote sensing；Tree nutrition；Curriculum reform
树木营养学是高等农林院校林学类专业的基础课程，以植物矿质养分、林木营养原理和肥料施用为核心内容。其中，林木营养诊断既是评价、分析和指导林木施肥的核心依据，也是树木营养学课程理论教学和实践实习的核心内容[1]。树木营养学是一门综合性、系统性和实用性都很强的课程，其教学实践过程中会涉及多方面的领域，比如遥感技术的运用、土壤学的融合、植物生理学和病理学的应用等。但是，当前的树木营养学的营养诊断教学内容存在着理论抽象，实践教学内容少、可行性较弱，学生对缺素症状的理解及运用差等问题。将现代科技发展的最新农业遥感成果运用到树木营养诊断教学中，能够更好地让学生综合树木营养学课程和“3S”课程的学习成果，判读森林的养分丰缺状况，客观指导树木生产和施肥，从而激发学生对理论教学和实践锻炼的学习兴趣，掌握更为明确实用的树木营养诊断知识，提升树木营养学教学效果。
遥感（Remote Sensing）是指在高空和外层空间的各种平台上，通过各类传感器获取地表的信息，经过数据的传输和处理，最终实现研究地表物体形状、大小、位置、性质及其与环境的相互关系的一门现代应用技术学科[2]。遥感技术（Remote Sensing technology）的特点是周期性观测以及大面积覆盖获取地面信息，这些特点决定其可以提供实时、动态、综合性强的环境资源信息[3]。在林业中，早在20世纪30年代，就采用一般的航空摄影来编制森林分布图。近年来，遥感技术在林业科学领域得到了较好的运用，特别是在森林资源调查与分类、森林航拍遥感诊断施肥、森林病虫害监测与防控等方面得到了较好的运用。遥感技术已经从专一领域逐步扩展到多领域发展，从现今社会对人才的要求及需要的角度来看，借助课程改革对林业遥感技术在树木营养学课程中，将教学、科研与社会实践三者结合，丰富课程的内容，增强学生的学习兴趣以及自主实践能力[4]。本文旨在研究遥感技术在树木营养课程改革的应用，以期更好地将教育教学、科研与社会实践三者融合一体，培养能够具有树木营养与遥感知识的现代化林业人才。
1 树木营养学课程改革的必要性
《树木营养学》课程是以植物营养学和作物施肥为基础，结合林业生产实际形成的一门综合性课程，通过判别树木的营养丰缺状况，分析树木营养丰缺状况的原因，从而提出合理有效的施肥方案[1]。然而，由于科技进步和课程教学过程中学生实习少、教学课时安排不合理、学生缺乏学习的主动性等问题，高等院校对相关课程进行教学改革成为必然趋势。
1.1 学生实习少 树木营养学课程的教学过程中需要大量的校外观测，以便于让学生更好地、更直观地观察树木的营养状况，运用自己所学的知识从树木各方面的特征（比如树木缺氮时，叶片变成淡绿色或黄白，枝细弱，顶梢新叶逐渐变小同时易落叶[5]），来判断其是否缺失某种元素或某种元素过多而引起的相应特征。然而，如今高校由于学生课程多，占用时间多，课余时间少、安全没有保障等问题，使得农学类学生实习机会較少，导致他们并不能正确的判断树木的营养状况。
1.2 教学时间紧，任务多 在课程教学方面，教学课时安排不合理，并且教学时间紧，任务多，教师需要在40课时内完成12章的教学任务，授课内容主要包括植物营养和施肥的基本原理、植物袋土壤营养、氮磷钾等大量元素以及中量、微量元素在植物体内的生理作用、吸收和转化、科学施肥[6]。然而，这些原因致使学生无法及时有效的观测树木营养失衡的情况，在没有看到直观地实例，学生对知识的掌握不清晰，学习兴趣也逐渐弱化。
1.3 学生学习主动性低 由于许多学生缺少学习的主动性，在课外并不能对课程进行预习，使得其在课堂上跟不上教师的节奏，进而对课程的学习兴趣减少。教师由于教学任务紧，每节课都会完成相应地章节教学，即使课堂复习，由于时间有限也只能复习一小部分，如果学生在课后再不进行复习，其对课程会变得知之甚少。
2 林业遥感技术在课程改革与学生教育的切合点
2.1 高科技融入树木营养学课程的教学过程 随着科技的发展，遥感技术在林业中的应用越来越广泛，对林业类学生的培养提出了新的要求——培养高素质的创新人才，这是高校实施素质教育的根本途径。而建立高素质的创新人才培养模式需要建立适合的、健全的创新课程教学体系。在树木营养学的教学过程中，融入遥感学科的知识及技术。比如：在树木营养监测中，缺氮的树木树叶颜色会变浅，其冠层颜色也相应变为黄绿色。而树木冠层的颜色又是影响树木冠层光谱反射变化的重要原因。利用遥感技术，可根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状况。植物叶片对光的吸收主要是在400～700nm的可见光波段，植物冠层的光反射率在此波段会较低，并且透射率也很低，然而在550nm处却有一个强烈的反射峰[7]，在红外波段，植物叶片在700～1300nm处吸收很弱，反射率很强。一般情况下，树木的绿色状况与叶绿素含量有着密切的关系，而叶绿素与树木的全氮含量有明显的相关联系，叶片冠层的光吸收或是反射都会受叶绿素含量变化的影响。在400～700nm处的冠层光反射会因叶绿素对可见光的有效吸收而发生变化，即树木会随其缺氮状况的增加，冠层光反射也会增强[8]，广大林业工作者可以坐在电脑面前观看通过接收器经处理形成的遥感图像，分析树木的营养失衡状况，以便进行后期的追肥。因此，遥感技术在树木营养学的应用，使得学生可以及时有效掌握树木的营养状况，提高了学生的学习兴趣，形成了人才培养的创新性与遥感课程教学的相互支撑。 2.2 社会需求促进遥感技术与树木营养学课程改革的结合 生态意识在人们的意识中越来越显著，树木对于环境有着进化保护的重要作用，相应的树木营养学随着社会发展其地位也越来越重要，遥感技术与其结合，对树木营养学课程的改革有着重要的意义。教师从基础理论、动手能力和科研创新的角度来教授学生，使其对遥感技术理论有了充分的理解和一定的思考，能够具有掌握运用遥感技术解决具体树木营养缺失问题的能力。在解决树木病虫害的问题上，遥感技术的应用大大提高了林业工作者的效率。那些还未被人眼所观察到的危害，树木的红外波段光谱值就已经发生了明显的变化。从遥感数据中提取这些变化的信息，分析病虫灾害的源地、灾情分布以及发展状况，对森林病虫害的防治有着极大地帮助[9]。对于这些类似问题的解决，都需要农业遥感专业技术方面的人才。因此，把满足社会对专业性人才的需求作为促进树木营养学课程建设的切入点，才能更好的将遥感技术与该课程体系进行结合。
2.3 教育教学、科研与社会实践有机结合的模式指导课程改革 一门学科的发展离不开教育教学，它是课程改革的基础，而科研是教育教学的基础，教学是科研成果的传播途径，实践是检验教学与科研的手段[6]。树木营养学的迅速发展离不开遥感技术的应用，而林业遥感是一种高新的技术，其发展非常迅速，使得教育和培训工作尤其重要。高等院校的教师要将自己的实践与科研经验融入到教学过程中，如将基于遥感的土壤养分评估、基于遥感树木营养估测等科研成果带入课堂，使得教学内容更加贴合实际，易于学生對知识的掌握。在高校做科研有着丰富的资源，比如地域资源、人力资源[10]。教师对所在区域的地理资源进行研究，在研究过程中让学生加入，使其对课程有更深的了解和掌，对于研究的成果作为素材，带入课堂引导学生。如将福建省的森林资源监测遥感图像引入到树木营养的教学中，增强学生的学习兴趣[11]。
社会实践是学生真正将自己所学的知识运用到生产实践中，积极投入与本专业相近专业的企业以及实习基地，走进林场，近距离观察树木，诊断其缺素症状，并做出相应的解救措施，让学生体验一线的生产活动，提高其实践能力。通过教学、科研和社会实践在课程改革中的有机结合，有利于提高学生学习的积极性和课程教学质量[12]，有利于培养创新高素质的人才，从而达到提高学生实践能力以及增强其创新意识的双重目的。
3 结语
遥感技术作为一种方便的现代化工具，对地面的植株进行测试分析从而得到树木的营养状况，促进树木营养学课程的改革。在教学和实践过程中将林业遥感技术融入到该课程体系中，从教育教学、科研和社会实践三者有机结合的途径去努力，必然会在学校与树木营养学学科建设打好环境支持，在专业建设和发展中，取得良久的发展，增加学生学习的积极性，提高学生的自主学习和探究的能力，为树木营养学学科的建设提供了有效的支撑。
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[6]张明聪，金喜军，王孟雪，等.基于农业遥感技术的《植物营养诊断与施肥》课程教学改革模式研究[J].安徽农学通报，2016，22（13）：160-164.
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[8]Blackmer TM，Schepers JS and Varvel GE.Light reflectance compared with other nitrogen stress measurements in corn leaves[J].Agronomy Journal，1994，6（86）：934-938.
[9]杨雪栋，卢婧文，张艳楠，等.浅谈遥感技术在我国林业上的应用[J].内蒙古林业调查设计，2015，38（6）：124-126.
[10]柳维扬，王家强，彭杰.遥感课程在植物营养学科建设中模式初探[J].江苏科技信息，2014（12）：71-72.
[11]肖胜.森林资源管理的遥感技术应用研究[J].福建林业科技，1998，25（3）：6-10.
[12]刘庆，李欢，杜志勇，等.农业院校植物营养研究方法课程教学改革探讨[J].天津农业科学，2017，23（5）：110-112.
（责编：张宏民）