海洋技術專業(yè)遙感課程教改實踐

黃曉紅，王春磊，牛月嬌，張琳

(河北聯(lián)合大學，河北唐山063009)

隨著《國家“十二五”海洋科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》的出臺和“發(fā)展海洋經(jīng)濟，建設海洋強國”、“保護碧水藍天，共建綠色家園”等重要觀點的提出，對海洋的健康發(fā)展有著重要意義，同時也對海洋類專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了更高要求。

一、海洋產業(yè)的發(fā)展亟需遙感技術

航運、海洋環(huán)保等產業(yè)快速發(fā)展，海洋相關產業(yè)轉型升級，已由傳統(tǒng)初級產品型和產品加值型，發(fā)展至體驗服務型，甚至轉型為高科技產業(yè)型?，F(xiàn)代海洋產業(yè)的發(fā)展離不開良好的海洋環(huán)境，良好海洋環(huán)境的維護離不開迅捷、快速準確的監(jiān)測，遙感作為新興的監(jiān)測技術在海洋中將發(fā)揮重要作用［1］。所以目前大多數(shù)海洋專業(yè)除了學習海洋科學和海洋工程方面的基本理論和基本知識，大都增設遙感課程。但簡單的把遙感引進海洋學科，缺乏遙感與海洋結合發(fā)展的知識拓展，不足以培養(yǎng)使用高科技從事海洋調查和海洋科學研究方面的人才，海洋技術專業(yè)遙感教學亟需改革。

二、遙感課程教學內容的改革

提高學生使用遙感技術在海洋中的應用水平，是遙感教學的首要問題。課程內容及其教學方式是決定或影響教學質量和培養(yǎng)目標的重要參數(shù)，是貫徹落實教育方針的主要載體。適應社會需求和尊重學生個體發(fā)展，重視差異，專業(yè)教育和實踐相結合，轉過窄的專業(yè)教育為素質教育，變只注重灌輸?shù)呐囵B(yǎng)模式為知識、能力、素質并重的人才培養(yǎng)模式是教學發(fā)展的趨勢。圍繞這個目標，通過合理安排和優(yōu)化教學內容，注重學科交叉知識的傳授和普及學科前沿等在教學中的實踐，我們總結了一套成功的經(jīng)驗。我們的課程改革主要在以下幾方面進行:

(一)更新教學內容，拓寬學科交叉

教學內容的改革應突出基礎性、啟發(fā)性、前瞻性和實用性;內容層次安排為:應用入手—穿插原理—深入技術和理論。教學是學校培養(yǎng)人才的基本途徑，教材是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的重要載體、聯(lián)系教師和學生的橋梁、教師授課的重要依據(jù)。遙感作為海洋技術專業(yè)重要的專業(yè)基礎課程，反映其在海洋學科領域應用的前沿理論和監(jiān)測技術，必須寬口徑、重基礎、厚理論，以滿足拓寬學生的知識面和適應學科交叉的需求。

在大二開始專業(yè)課程的學習時，我們先開設《海洋技術概論》，主要介紹海洋科學和海洋工程開發(fā)的新裝備、新手段。它為各種最新技術和通用技術在海洋這個特殊環(huán)境中的應用與發(fā)展搭建了一個平臺。海洋技術通常應包括海洋調查技術、海洋開發(fā)以及海洋預報、環(huán)境保護技術三個主要技術方向。《概論》重點介紹傳統(tǒng)的海洋科學研究方法及其局限性，只能做到離散點、非同步、耗時費力的觀測，獲取的數(shù)據(jù)與實際需要相距甚遠。要想對海洋有比較全面深入的了解，需要宏觀、實時、同步、高效的探測手段，遙感的發(fā)展雖然不能完全用來監(jiān)測評估海洋環(huán)境變化的所有信息，但是影響海洋理化和生物過程的參數(shù)卻可以通過對遙感信息進行推理獲得，例如海表面等溫線的分布、葉綠素濃度、初級生產力水平的變化、海洋鋒面邊界的位置、海冰的運動、海流及水團的循環(huán)模式等［2］。通過《概論》的學習，使學生對海洋技術特別是遙感有初步認識并有進一步了解的意愿。

隨后我們采用孫家柄主編的《遙感原理與應用》和趙英時的《遙感分析原理與方法》相結合的教學方式，系統(tǒng)介紹了電磁波遙感的基本理論、遙感數(shù)據(jù)獲取和遙感圖像處理與分析的最新技術，以及遙感技術在各個領域中的應用。一方面普及遙感技術和傳感器工作原理，另一方面加深學生對遙感應用的認識。

在學生有了一定的遙感基礎知識后，通過衛(wèi)星海洋學和微波遙感以及遙感影像處理等海洋遙感課程的教學，使學生了解國內外衛(wèi)星遙感基本信息，比較系統(tǒng)地學習海洋遙感探測的基本原理，掌握電磁波輻射與傳播的基本理論和遙感數(shù)據(jù)處理的基本過程和方法，熟悉海洋遙感的最新進展。

(三)注重學科前沿，開創(chuàng)教學新領域

在海洋遙感的教學中注意吸收海洋遙感最新科研成果和及時反映國內外該領域的發(fā)展動態(tài)。主講教師曾參與多項科研項目，在課堂上穿插一些課題研究成果和教師自己在科研實踐中的經(jīng)驗教訓，以及前人科學研究的實例，激發(fā)學生對科學研究的責任感、成就欲和學習積極性。教學相長，適時遴選一些科學前沿的最新動態(tài)和相關的研究課題，以鼓勵學生的鉆研創(chuàng)新精神。為增強學生的學習積極性和提高科研能力，教學中安排了“海洋熱帶氣旋監(jiān)測”、“海霧監(jiān)測”、“海洋赤潮和滸苔監(jiān)測”等專題講座，以突出強調海洋遙感理論和技術在相關領域中的關鍵作用。

海洋遙感是一個具有應用性強、研究內容涉及物理學、計算機技術、圖像處理技術等各個學科領域，同時又是一個迅速發(fā)展的學科。教學內容上結合該領域的發(fā)展，不斷補充更新。除了介紹海洋遙感技術發(fā)展與應用的前沿，還要引導學生閱讀參考文獻，查詢國內外海洋遙感網(wǎng)站和圖書館期刊，培養(yǎng)學生的自主學習和研究性學習的能力，使學生了解海洋遙感技術發(fā)展應用的新動向。具備獲取海洋遙感最新信息和資料的初步技能以及依據(jù)文獻撰寫綜述論文的綜合能力。也為部分本專業(yè)方向的本科生和準備報考本學科研究生的同學指明了努力的方向。

這樣安排教學內容，既突出了本課程的重點，又避免重復，力求結構完整又有一定程度的拓展創(chuàng)新。保證了教學質量，提高了教學效果。為學生畢業(yè)后從事相關的工作和學習打下良好基礎。

三、海洋遙感課程教學手段的改革

興趣是學習的動力。為提高學生對海洋遙感的興趣，教學中采用情景式教學，經(jīng)常給學生創(chuàng)設問題情景，注重實例教學，充分運用多媒體教學手段，師生互動，力求課堂教學多媒體化、生動性、大容量、趣味性、參與性。融海洋遙感學的教學內容與學生感興趣的問題于一體，探討與經(jīng)濟和社會發(fā)展相關的海洋產業(yè)和海洋環(huán)境問題等。比如海洋遙感技術的應用，使得內波、中尺度渦、大洋潮汐、極地海冰觀測、海－氣相互作用等的研究取得了新的進展。如氣象衛(wèi)星紅外圖像直接記錄了海面溫度的分布，海流和中尺度渦漩的邊界在紅外圖像上非常清晰。我們可以準確的預報臺風和大規(guī)模降雨天氣等與生活、專業(yè)密切相關的問題，這不僅極大激發(fā)了學生的求知欲、好奇心，對學生的綜合能力的提高，也起著積極的作用。

(一)提高教學效率，推廣使用多媒體教學

多媒體教學形式豐富，信息容量大。在海洋遙感課程的教學中，由于其理論性繁雜、實踐性較強的特點，多媒體授課具有很強的發(fā)展?jié)摿ΑＲ话銓W生反映不知道該學習什么，該掌握什么，做什么用，所以，采用多媒體教學的方式，要求教師要備好課，學生要認真聽講，積極思維［3］。注意加強理論性講解，克服課堂教學的隨意性;加強操作性，克服課堂教學的單一化;加強交鋒性，克服課堂教學的同質化;加強靈活性，克服課堂教學模式化。遙感影像處理部分課程可以安排在實驗室講授，需在實驗室配備多媒體授課系統(tǒng)，即利用多媒體課件中眾多遙感圖像演示，增加理論教學的生動性和直觀性。例如，在講解遙感監(jiān)測海岸線變遷中，通過制作的課件動態(tài)地給出橫跨幾十年的時間序列遙感影像，并通過動態(tài)變化檢測，說明陸海交界相互作用的強烈。既激發(fā)了學生的學習興趣，也大大增強了教學效果，提高教學質量。

(二)提供舞臺，提高學生科研報告能力

能將自己所研究的成果流利自如地講出來，是科研工作者所必須的素質。為此，通過讓學生在講臺上講解所學課程的內容和實驗內容，著力從演講技巧、演講膽量、演講內容等方面培養(yǎng)學生科研報告能力。積極參與研究，把教學研究作為提高教學質量的重要途徑，形成人人搞科研的濃厚的教科研氛圍。

(三)重視實驗教學，增強學生技能訓練

海洋遙感是一門理論性和實驗性并重的科學，實驗教學占有重要的地位。實驗課要著力突出其成效性、主動性、技術性、基礎性與綜合性。因此在海洋遙感的教學中，我們從開始就注重學生動手能力的培養(yǎng)。學生在掌握一定的海洋學知識、遙感知識和計算機技能之后，便著手進行了一些實驗改革(尤其在實驗設計上)和帶領學生參加各種科研實踐活動，循序漸進，讓理論與實際操作緊密結合。

1．加快設備的購置和投入使用

為保證教學質量，海洋技術系特地劃撥?？钣糜趯W生實驗室的改造和儀器設備的添置。新添置了整套實驗教學儀器設備，包括ERDAS正版軟件、衛(wèi)星導航儀、水色光譜儀、水體輻照度輻亮度測量儀、水體葉綠素濃度計、藍藻熒光計、YSI水質分析儀、光衰減測量—ViPer高光譜物質光度計等，改善了海洋遙感的實驗教學條件。

2．逐步增加實習課份量和總結交流

增加實驗內容，提高其在整個課程講授中所占的比重。目前實驗課時約占總課時的1/3，在加強對學生進行基本實驗技能訓練的同時，強調提高學生的綜合實驗能力。

在講到光譜測量和衰減時，教師只提供一個大致思路，實驗方案的設計、設備的安裝和調試、實驗的檢測鑒定，最終對結果的分析計算和模型驗證，都由學生自己動手完成。通過總結交流，學生普遍反映實驗教學改革效果較好，對海洋遙感知識的了解更加全面，動手能力、分析解決問題的能力也有了較大的提高，同時也強化了學生對海洋遙感的核心本質的理解。通過對這些環(huán)節(jié)的精心改革與安排，認真實施，既豐富了學生的知識面，提高了自我解決實際問題的能力，又取得了較好的教學效果。

實踐證明，我們采用的海洋遙感學課程教學改革的嘗試是成功的。教學內容的豐富、教學方法的革新和教學手段的改善，提高了教學質量和教學效果，增強了學生的學習興趣，拓寬了學生的知識面，提高了他們對海洋遙感課程的學習興趣。為此，在研究生報考方向和對未來從事行業(yè)的期望上選擇遙感的越來越多。由此可見，唯有改革，教學才有活力;唯其如此，海洋遙感課程才有生命。

［1］ 蔣興偉;宋清濤．海洋衛(wèi)星微波遙感技術發(fā)展現(xiàn)狀與展望［J］．科技導報．2010(3):105-111．

［2］ 彭望琭等．遙感概論［M］．北京:高等教育出版社，2002:36-48．

［3］ 劉岳東．高校多媒體教學之我見．機械管理開發(fā)［J］．2011(2):45-49．