海洋光學(xué)教與學(xué)：從海洋光學(xué)到光學(xué)海洋

陳樹(shù)果，胡連波，宋慶君，張亭祿

摘? 要：海洋光學(xué)作為海洋研究的重要技術(shù)手段，被廣泛應(yīng)用于物理海洋、海洋化學(xué)、海洋生物以及海洋地質(zhì)等研究領(lǐng)域，甚至在內(nèi)陸湖泊水體的監(jiān)測(cè)上也起著重要的作用。在當(dāng)前和未來(lái)的海洋-地球環(huán)境監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)系統(tǒng)中，基于海洋光學(xué)技術(shù)所獲取的數(shù)據(jù)已經(jīng)是不可或缺的重要組成部分，亟需加大該方面的專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)。然而由于我國(guó)在該方面的教材缺失，加上海洋光學(xué)知識(shí)的晦澀難懂，學(xué)習(xí)資料主要依賴(lài)于英文書(shū)籍或文獻(xiàn)，嚴(yán)重制約著大學(xué)本科的海洋光學(xué)的教與學(xué)。文章從海洋光學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)現(xiàn)和教學(xué)目的等三個(gè)方面系統(tǒng)性的深入探討了如何進(jìn)行海洋光學(xué)的教與學(xué)，讓學(xué)生真正通過(guò)對(duì)海洋光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握學(xué)會(huì)利用光學(xué)研究海洋，即實(shí)現(xiàn)從海洋光學(xué)到光學(xué)海洋的跨越。文章以期對(duì)于未來(lái)海洋光學(xué)的教材編寫(xiě)、學(xué)生學(xué)習(xí)以及教師授課提供重要的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：海洋光學(xué);教學(xué)設(shè)計(jì);教學(xué)實(shí)現(xiàn);教學(xué)目的

中圖分類(lèi)號(hào)：G640? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2021）30-0042-05

Abstract： Ocean optics is an important technique in ocean science research. It has been widely used in various ocean research disciplines. They include physical oceanography， chemical oceanography， biological oceanography， and geological oceanography. Ocean color satellite sensors have become an indispensable component in the current and future ocean-earth observing systems. It is necessary to enhance the talent cultivation. However， due to the lack of teaching material in Chinese， as well as knowledge hard to understand， the learning materials mainly depend on those in English， and it severely limits the teaching and learning of ocean optics， especially for undergraduate. This paper systematically explores how to teach and learn ocean optics from three aspects involving teaching design， teaching realization and teaching purpose， so that students can really use ocean optics to study the ocean through understanding the basic knowledge of ocean optics. It is hoped that this paper will provide important reference for writing teaching material of future ocean optics， students' learning and teachers' teaching.

Keywords： ocean optics; teaching design; teaching realization; teaching purpose

海洋光學(xué)不僅是光學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科，也是光學(xué)與海洋學(xué)的交叉學(xué)科。其包含三大研究?jī)?nèi)容：第一，光與海洋水體物質(zhì)成分的相互作用（吸收和散射）;第二，光在海洋水體中的傳輸規(guī)律;第三，在上述兩項(xiàng)研究的基礎(chǔ)上，應(yīng)用海洋光學(xué)技術(shù)通過(guò)遙感手段或現(xiàn)場(chǎng)原位觀測(cè)手段進(jìn)行海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、目標(biāo)探測(cè)、物理與生物地球化學(xué)過(guò)程研究以及全球及局地的氣候預(yù)測(cè)等。海洋光學(xué)是一門(mén)實(shí)踐和理論相結(jié)合的科學(xué)，其發(fā)展離不開(kāi)光電探測(cè)技術(shù)的進(jìn)步。光電探測(cè)技術(shù)在20世紀(jì)50年代才較為成熟，因此，海洋光學(xué)起步較晚，相應(yīng)的海洋光學(xué)方法的建立和海洋水體中光場(chǎng)理論模型在20世紀(jì)初期才得到一定的發(fā)展。1978年第一顆海洋水色衛(wèi)星傳感器CZCS（Coastal Zone Color Scanner）的發(fā)射極大地促進(jìn)了海洋光學(xué)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和基礎(chǔ)理論的進(jìn)一步發(fā)展和完善，尤其是后續(xù)的海洋水色衛(wèi)星傳感器SeaWiFS（Sea-Viewing Wide Field-of-View Sensor）、MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）、MERIS（Medium Resolution Imaging Spectrometer）等的發(fā)射，海洋光學(xué)無(wú)論在測(cè)量方面還是在基礎(chǔ)理論（包括輻射傳輸、大氣校正、反演算法、定標(biāo)檢驗(yàn)等）方面均已較為成熟?；诤Ｑ蠊鈱W(xué)技術(shù)所獲取的數(shù)據(jù)，尤其是海洋水色衛(wèi)星數(shù)據(jù)，被廣泛應(yīng)用于物理海洋、海洋化學(xué)、海洋生物以及海洋地質(zhì)等研究領(lǐng)域，甚至在內(nèi)陸湖泊水體的監(jiān)測(cè)上也起著重要的作用。在當(dāng)前和未來(lái)的海洋-地球環(huán)境監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)系統(tǒng)中，基于海洋光學(xué)技術(shù)所獲取的數(shù)據(jù)已經(jīng)是不可或缺的重要組成部分。

然而，海洋光學(xué)研究在國(guó)內(nèi)起步較晚，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)在海洋光學(xué)領(lǐng)域無(wú)論是基礎(chǔ)研究還是在應(yīng)用研究上均已接近國(guó)際水平。尤其是我國(guó)第一顆業(yè)務(wù)化海洋水色衛(wèi)星HY1C在2018年的成功發(fā)射，標(biāo)志著我國(guó)在海洋光學(xué)基礎(chǔ)理論、定標(biāo)和數(shù)據(jù)處理等方面已經(jīng)達(dá)到國(guó)際水平[1-2]。但是，目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)相應(yīng)教材，對(duì)于海洋光學(xué)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)和海洋光學(xué)的知識(shí)普及還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。雖然國(guó)際上有較為經(jīng)典的參考教材，如Jerlov分別于1968年和1976年所編寫(xiě)的《Optical Oceanography》[3]和《Marine Optics》[4]、Preisendorfer于1976年所編寫(xiě)的《Hydrologic Optics》[5]、Kirk于1994年所編寫(xiě)的《Light and Photosynthesis in Aquatic Ecosystems》[6]、Mobley于1994年所編寫(xiě)的《Light and Water： Radiative Transfer in Natural Waters》[7]（該教材目前由武漢大學(xué)方圣輝進(jìn)行了翻譯，并由武漢大學(xué)2009出版，對(duì)應(yīng)的教材名是《自然水體輻射特性與數(shù)值模擬》[8]）、Gordon于2019年所編寫(xiě)的《Physical Principles of Ocean Color Remote Sensing》[9]等。這些教材雖較為系統(tǒng)地講述了海洋光學(xué)理論及其應(yīng)用，但不同教材有不同的側(cè)重點(diǎn)，并未完整闡釋海洋光學(xué)所涉及的全部?jī)?nèi)容。比如，以上所列教材并未系統(tǒng)介紹海洋光學(xué)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的相關(guān)知識(shí)，需要輔以國(guó)際海洋水色協(xié)調(diào)組織（IOCCG）和美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）編寫(xiě)的海洋光學(xué)測(cè)量規(guī)范及其他參考資料等，如Giuseppe所撰寫(xiě)的《in situ optical radiometry in the visible and near infrared》[10]。海洋光學(xué)作為海洋探測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)，隨著技術(shù)和方法的更新，教材內(nèi)容應(yīng)隨之不斷更新，如Curtis D.Mobley在美國(guó)NASA的資助下，聯(lián)合著名海洋光學(xué)家Emmanuel Boss和Collin Roesler進(jìn)行了在線課程建設(shè)[11]，其理念是針對(duì)光學(xué)海洋學(xué)和海洋水色遙感團(tuán)體打造的基于網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放的、動(dòng)態(tài)改進(jìn)的免費(fèi)教學(xué)和科研參考。然而這些材料均是英文編寫(xiě)，對(duì)于我國(guó)的海洋光學(xué)教學(xué)盡管是重要參考，但是不便于學(xué)生學(xué)習(xí)，尤其是本科階段的學(xué)生學(xué)習(xí)。

為了進(jìn)一步普及國(guó)內(nèi)對(duì)海洋光學(xué)的認(rèn)知，尤其是在海洋光學(xué)理論支撐下的水色衛(wèi)星遙感的應(yīng)用，2018年李忠平教授以 IOCCG Report7 為基礎(chǔ)，組織相關(guān)專(zhuān)家進(jìn)行教材撰寫(xiě)[12]， 同時(shí)也對(duì)海洋光學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了很好的總結(jié)。

從國(guó)際上海洋光學(xué)的發(fā)展來(lái)看，海洋光學(xué)的基礎(chǔ)理論的建立和發(fā)展主要是為海洋水色遙感服務(wù)，但是近年來(lái)隨著海洋激光雷達(dá)、水體成像、水下光通信等相關(guān)方向的發(fā)展，也迫切需要將在海洋水色遙感需求下所建立起來(lái)的海洋光學(xué)基本理論應(yīng)用上，尤其是光與物質(zhì)的相互作用。因此，當(dāng)前海洋光學(xué)已經(jīng)進(jìn)入“大海洋光學(xué)”時(shí)代。更進(jìn)一步迫切需求較為系統(tǒng)全面的海洋光學(xué)中文教材的出現(xiàn)。

本文結(jié)合作者從事海洋光學(xué)教學(xué)及科研經(jīng)驗(yàn)以及借鑒國(guó)際著名英文教材和相關(guān)參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，圍繞晦澀難懂的海洋光學(xué)基礎(chǔ)理論如何進(jìn)行課堂教學(xué)進(jìn)行討論，期望對(duì)未來(lái)海洋光學(xué)的教材編寫(xiě)、學(xué)生學(xué)習(xí)以及教師授課等提供參考。

一、海洋光學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)：從單一來(lái)源到多元融合

教學(xué)不同于科研，科研往往掌握在少數(shù)人手里，而教學(xué)則是讓知識(shí)被多數(shù)人所理解。好的教學(xué)則是讓接受學(xué)習(xí)的所有學(xué)生“明白所講、理解所學(xué)、應(yīng)用所知”，這也是教學(xué)的根本目的。大學(xué)的教學(xué)不能僅僅局限于“一本教材”，應(yīng)圍繞該課程所涉及的內(nèi)容綜合已有教材的優(yōu)點(diǎn)和最新文獻(xiàn)進(jìn)展進(jìn)行知識(shí)整理和更新。對(duì)于尚無(wú)教材的海洋光學(xué)更是如此，否則作為學(xué)習(xí)者是無(wú)法進(jìn)行全面系統(tǒng)的知識(shí)理解和認(rèn)知。如對(duì)于光與海洋水體物質(zhì)成分的相互作用中關(guān)于吸收進(jìn)行講解時(shí)，如果僅參照Mobley所編寫(xiě)的《Light and Water： Radiative Transfer in Natural Waters》[7]進(jìn)行講授，將會(huì)直接進(jìn)行不同水體成分的吸收光譜特征和模型進(jìn)行講授，學(xué)生在接受這些知識(shí)的時(shí)候則會(huì)偏向于死記硬背;而如果結(jié)合Wozniak和Dera所編寫(xiě)的《Light Absorption in Sea Water》[13]中圍繞分子的結(jié)構(gòu)出發(fā)，結(jié)合電子躍遷、振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的變化，對(duì)不同物質(zhì)成分的吸收特征差異的本質(zhì)進(jìn)行講授，學(xué)生則會(huì)有著深刻的理解和認(rèn)知。因此，對(duì)于海洋光學(xué)的教學(xué)不能僅依賴(lài)一本參考資料，應(yīng)圍繞某一知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行多源素材搜集，結(jié)合不同資料所闡釋同一知識(shí)點(diǎn)的不同角度進(jìn)行整理，再系統(tǒng)性地講授給學(xué)生。從事海洋光學(xué)教學(xué)的教師大多都是科研出身，更應(yīng)做到從科研上的深入到教學(xué)上的淺出。

除了知識(shí)來(lái)源的多源，在學(xué)習(xí)內(nèi)容和考核方式上也應(yīng)注意系統(tǒng)性和多源性。因?yàn)楦鞣矫嬖驅(qū)е聦W(xué)生們基礎(chǔ)不同、認(rèn)識(shí)不然、理解不同，很難讓所有學(xué)生具有同樣的水平。因此，在海洋光學(xué)的教學(xué)中除了一門(mén)學(xué)科教學(xué)應(yīng)有的基本要素（如教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、教案和教學(xué)設(shè)計(jì)等）外，如何將其內(nèi)容設(shè)計(jì)的更為合理才是關(guān)鍵所在。一個(gè)好的課程教學(xué)設(shè)計(jì)需要結(jié)合海洋光學(xué)自身的學(xué)科特點(diǎn)，進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的完整儲(chǔ)備。根據(jù)海洋光學(xué)所涉及的具體知識(shí)點(diǎn)，在課程內(nèi)容方面，應(yīng)圍繞光與海洋水體大氣物質(zhì)的相互作用、海洋光學(xué)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量學(xué)、光在海水中的傳輸規(guī)律、海洋水色遙感以及海洋光學(xué)在海洋研究中的應(yīng)用等五個(gè)方面內(nèi)容進(jìn)行講授（圖1）。在光與海洋水體大氣物質(zhì)的相互作用內(nèi)容方面需要從光的定義和光的度量、表觀光學(xué)性質(zhì)、固有光學(xué)性質(zhì)、海洋水體成分以及水體成分的光學(xué)特性進(jìn)行講授;在海洋光學(xué)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量學(xué)的教學(xué)上應(yīng)從輻射測(cè)量、表觀光學(xué)性質(zhì)測(cè)量、固有光學(xué)性質(zhì)測(cè)量、海洋水體光學(xué)重要成分四個(gè)方面進(jìn)行講授;對(duì)于光在海水中的傳輸規(guī)律方面，應(yīng)從海氣界面輻射傳輸特性、輻射傳輸方程的建立、輻射傳輸方程求解三個(gè)方面進(jìn)行講授;在海洋水色遙感方面，應(yīng)圍繞大氣校正、反演算法和定標(biāo)檢驗(yàn)三個(gè)方面進(jìn)行講授;最后，對(duì)于海洋研究中的應(yīng)用分別從海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、海洋目標(biāo)探測(cè)、海洋過(guò)程研究、海氣相互作用和氣候變化五大方面舉例深入闡釋海洋光學(xué)的價(jià)值。在學(xué)時(shí)方面，以48學(xué)時(shí)貫穿一個(gè)學(xué)期為宜（上述各個(gè)教學(xué)內(nèi)容安排根據(jù)所涉及的知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的學(xué)時(shí)安排如圖1所示），不應(yīng)集中式、灌輸式教學(xué)，給學(xué)生消化和理解以及知識(shí)鞏固運(yùn)用的時(shí)間，符合教學(xué)規(guī)律。對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)采取閉卷考試形式，最終成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)結(jié)合課堂討論、平常表現(xiàn)及課下作業(yè)，同時(shí)設(shè)置研究性學(xué)習(xí)專(zhuān)題（讓學(xué)生在學(xué)習(xí)完海洋光學(xué)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，自主圍繞海洋光學(xué)的應(yīng)用選定研究主題，之后自主進(jìn)行調(diào)研，最后撰寫(xiě)論文和學(xué)生課堂自主PPT講解，結(jié)合教師互動(dòng)點(diǎn)評(píng)進(jìn)行討論指導(dǎo)），整體對(duì)學(xué)生的最終學(xué)習(xí)成績(jī)進(jìn)行評(píng)定。

二、海洋光學(xué)的教學(xué)實(shí)現(xiàn)：從灌輸式到沉浸式的教與學(xué)

（一）思路引導(dǎo)式教

完整的知識(shí)體系是教學(xué)的關(guān)鍵，如何讓學(xué)生明白、理解并掌握應(yīng)用知識(shí)內(nèi)容卻是教學(xué)的“教”字所體現(xiàn)的內(nèi)容，也就是教學(xué)方法。經(jīng)過(guò)不斷的教學(xué)實(shí)踐探索，教學(xué)已經(jīng)從單一的傳統(tǒng)“講授式”教學(xué)發(fā)展到“討論式”教學(xué)以及“引導(dǎo)式”教學(xué)等多元教學(xué)方法。然而不同課程因教學(xué)內(nèi)容的不同，教學(xué)方式也會(huì)不一樣;同一課程，因授課對(duì)象不同，教學(xué)方式也會(huì)不同;即便同一課程，即使授課對(duì)象一樣，不同教師授課方式也會(huì)不同。這正是“教無(wú)定法”的根本原因所在。不同教學(xué)方法有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，但相較而言“思路引導(dǎo)式”教學(xué)能讓學(xué)生從開(kāi)始接觸一門(mén)課的時(shí)候就去思考為什么開(kāi)設(shè)這門(mén)課，這門(mén)課研究什么？學(xué)到每塊內(nèi)容的時(shí)候，也應(yīng)讓學(xué)生思考為什么這塊內(nèi)容這么安排，有什么用？只有帶著問(wèn)題、帶著思考的學(xué)習(xí)才能讓學(xué)生明白其用途，從而真正提高學(xué)生的積極性和對(duì)知識(shí)的理解深度。這就需要授課教師做好思路引導(dǎo)，最終通過(guò)“問(wèn)題-思考-回答-答案”式的引導(dǎo)式教學(xué)系統(tǒng)地將知識(shí)教授給學(xué)生們。這種引導(dǎo)式教學(xué)自然少不了課堂的互動(dòng)，教師在讓學(xué)生回答問(wèn)題的同時(shí)，要注意學(xué)生的參與積極性。學(xué)生們不僅僅要積極回答問(wèn)題，還要在教師的引導(dǎo)下學(xué)會(huì)用自己的語(yǔ)言結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行答案解讀，也是對(duì)其本身表達(dá)和理解總結(jié)能力的鍛煉以及知識(shí)掌握程度的檢驗(yàn)。如講述固有光學(xué)和表觀光學(xué)性質(zhì)的時(shí)候，從太陽(yáng)光入射到水體，輔以圖示，從水體成分的固有光學(xué)性質(zhì)中吸收調(diào)制光的損失和散射調(diào)整光的再分布出發(fā)，引出水下環(huán)境光場(chǎng)分布，再引入度量環(huán)境光場(chǎng)強(qiáng)弱的手段（引入輻亮度和輻照度概念），再到描述輻亮度輻照度變化的漫射衰減系數(shù)、遙感反射率等引入表觀光學(xué)性質(zhì)。這樣，學(xué)生則會(huì)跟隨教師的思維理解表觀光學(xué)性質(zhì)與固有光學(xué)性質(zhì)的概念和差異，同時(shí)進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)表觀光學(xué)性質(zhì)是對(duì)輻射光場(chǎng)的直接度量，即如果沒(méi)有環(huán)境光場(chǎng)，也就沒(méi)有表觀光學(xué)性質(zhì)。再用以漆黑的夜晚來(lái)舉例說(shuō)明漆黑的夜晚表觀光學(xué)性質(zhì)是不存在的，從而進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生們的認(rèn)識(shí)。在講述表觀光學(xué)性質(zhì)和固有光學(xué)性質(zhì)與水體成分的關(guān)系模型時(shí)，首先應(yīng)給出表觀光學(xué)性質(zhì)和固有光學(xué)性質(zhì)與某一水體成分的關(guān)系圖，讓學(xué)生思考和回答表觀光學(xué)性質(zhì)與固有光學(xué)性質(zhì)中誰(shuí)與水體成分關(guān)系更密切（顯而易見(jiàn)是固有光學(xué)性質(zhì)），然后進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考為什么還要研究和建立表觀光學(xué)性質(zhì)與水體成分的聯(lián)系，通過(guò)此種層層深入的問(wèn)題帶動(dòng)學(xué)生們積極主動(dòng)的思考和深入的認(rèn)知;在學(xué)生思考回答的基礎(chǔ)上教師可順勢(shì)引入遙感的概念（之所以建立表觀光學(xué)性質(zhì)與水體成分的聯(lián)系目的是為了遙感），然后再回到之前所講的表觀光學(xué)性質(zhì)的定義（表觀光學(xué)性質(zhì)不僅與水體成分相關(guān)，還與環(huán)境光場(chǎng)的分布相關(guān)），引入精確的遙感自然要去除環(huán)境光場(chǎng)的影響，進(jìn)而引入如何進(jìn)行歸一化校正和角度等變化依賴(lài)性分析等。很多這種引導(dǎo)式知識(shí)講解的案例鑒于篇幅不一一列舉，這種“引導(dǎo)式”教學(xué)能真正地讓學(xué)生去深刻學(xué)習(xí)和理解。

（二）思政植入式學(xué)

當(dāng)前，高校普遍要求思想政治教育要素（簡(jiǎn)稱(chēng)思政）要在課堂教學(xué)上體現(xiàn)。事實(shí)上，所謂教書(shū)育人，不僅是傳授知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的能力和人格才是育人的根本。思政不是強(qiáng)加的、故意植入課堂教學(xué)的思想政治教育，而是育人的體現(xiàn)。著名教育家陶行知先生的名言“學(xué)高為師，身正為范”就是思政的最好體現(xiàn)，教師不需要在正常的課堂教學(xué)中額外增加時(shí)間、空間、人力和物力成本，也不需要額外增加學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)，而是其智慧、人格、用心良苦的教學(xué)設(shè)計(jì)和追求在潛移默化中熏陶感染學(xué)生，并實(shí)現(xiàn)其教智慧、教人格的目的[14]。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中浸染到教師的熱情，從而進(jìn)行富有熱情的學(xué)習(xí)就是最好的思政教學(xué)。教師的“范”換來(lái)學(xué)生“真心”的學(xué)，是最好的互動(dòng)。

上述所講的思路“引導(dǎo)式”教學(xué)正是“學(xué)高為師，身正為范”的體現(xiàn)，再輔以學(xué)生通過(guò)教師的“范”換來(lái)的思政植入式的學(xué)，海洋光學(xué)的教學(xué)才能實(shí)現(xiàn)從灌輸式變成沉浸式，才能變得“不亦樂(lè)乎”！

三、海洋光學(xué)的教學(xué)目的：從海洋光學(xué)到光學(xué)海洋的蛻變

如前所述，雖然“教無(wú)定法”，但教學(xué)目的是唯一的，即讓學(xué)生們掌握所教課程的基礎(chǔ)知識(shí)（光與海洋水體物質(zhì)成分的相互作用機(jī)理），并深入理解各知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系（輻射傳輸過(guò)程將固有光學(xué)和表觀光學(xué)性質(zhì)的聯(lián)系牽動(dòng)），學(xué)會(huì)利用該課程所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題（水色遙感、激光雷達(dá)探測(cè)、光通信和水下成像等），掌握本課程所涉及知識(shí)的外在應(yīng)用（物質(zhì)成分探測(cè)、生物地球化學(xué)應(yīng)用、環(huán)境監(jiān)測(cè)和氣候變化響應(yīng)等）。這也是“學(xué)以致用”的具體體現(xiàn)。因此，學(xué)完海洋光學(xué)課程，能讓學(xué)生們真正掌握海洋光學(xué)的基礎(chǔ)理論，并真正的將海洋光學(xué)基礎(chǔ)理論支撐下的海洋光學(xué)技術(shù)用于海洋學(xué)研究，即實(shí)現(xiàn)從海洋光學(xué)到光學(xué)海洋的蛻變。這也是海洋光學(xué)教學(xué)的根本目的。

四、結(jié)束語(yǔ)

海洋光學(xué)作為一門(mén)新興學(xué)科，因其研究?jī)?nèi)容較為繁多，涉及眾多交叉學(xué)科和前序課程知識(shí)的學(xué)習(xí)，在課程設(shè)置上應(yīng)注重前序課程的學(xué)習(xí)。如結(jié)合海洋光學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，其不僅是光學(xué)與海洋學(xué)的交叉學(xué)科，除涉及到光學(xué)中的光電技術(shù)、光譜技術(shù)、激光技術(shù)，還涉及到多個(gè)學(xué)科的交叉，如信息處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)等，在數(shù)學(xué)上需要高等數(shù)學(xué)和概率論等。因此，在本科專(zhuān)業(yè)和基礎(chǔ)課程安排的時(shí)候合理安排上課順序，并在上課前了解學(xué)生的學(xué)習(xí)背景進(jìn)行必要的基礎(chǔ)知識(shí)補(bǔ)充或安排學(xué)生課下進(jìn)行學(xué)習(xí)。以中國(guó)海洋大學(xué)海洋技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)為例，本科生的海洋光學(xué)導(dǎo)論課程設(shè)置在大三下學(xué)期，此時(shí)的本科生基本完成了基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，如相關(guān)的高等數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)及光學(xué)和傳感器技術(shù)等課程的學(xué)習(xí)。此外，因?yàn)楹Ｑ蠊鈱W(xué)的實(shí)驗(yàn)性較強(qiáng)，除了進(jìn)行海洋光學(xué)所涉及內(nèi)容的理論學(xué)習(xí)外，后續(xù)應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程加以強(qiáng)化。同樣以中國(guó)海洋大學(xué)海洋技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)為例，我們?cè)诖笏纳蠈W(xué)期，即大三下學(xué)期的學(xué)生學(xué)習(xí)完海洋光學(xué)的理論知識(shí)后，設(shè)置海洋光電探測(cè)實(shí)驗(yàn)和海洋光學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)兩門(mén)課程，分別從海洋光學(xué)探測(cè)技術(shù)的原理實(shí)現(xiàn)和利用海洋光學(xué)儀器和輻射傳輸模擬軟件進(jìn)行海洋光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的動(dòng)手實(shí)踐，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對(duì)海洋光學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用的認(rèn)知。

以上屬于作者從事該方向的教學(xué)和科研所總結(jié)的心得體會(huì)，可能不適合所有的學(xué)生和教師，尤其是在教學(xué)設(shè)計(jì)和學(xué)時(shí)安排方面，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，或結(jié)合所研究的內(nèi)容偏重進(jìn)行適當(dāng)選擇性學(xué)習(xí)，比如對(duì)于偏重水下成像和水下光通信及激光雷達(dá)技術(shù)，在圍繞光與物質(zhì)的相互作用和輻射傳輸及部分現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)?nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，可重點(diǎn)圍繞海洋光學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)在水下成像和水下光通信及激光雷達(dá)技術(shù)等方面進(jìn)行重點(diǎn)應(yīng)用學(xué)習(xí)。

海洋光學(xué)作為高校眾多課程中的一門(mén)課程，既具有差異性（內(nèi)容不同），也具有一致性（也是一門(mén)課程，目標(biāo)一致均是培養(yǎng)人才），當(dāng)前不同高校、不同課程都在不斷進(jìn)行教學(xué)改革提升高校的人才培養(yǎng)質(zhì)量，海洋光學(xué)應(yīng)緊隨教學(xué)改革的步伐，作為授課教師應(yīng)不斷借鑒不同課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)改革模式，最終摸索出適合自己和學(xué)生的教學(xué)之路，真正的達(dá)到海洋光學(xué)的教學(xué)目的：讓學(xué)生們從海洋光學(xué)的學(xué)習(xí)到光學(xué)海洋的應(yīng)用。

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