馮永玖 高峰 劉瑜 魏永亮
【摘 要】遙感(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)是海洋技術(shù)專業(yè)的特色課程,培養(yǎng)學(xué)生空間數(shù)據(jù)采集、處理和分析的能力,為海洋信息探測與應(yīng)用打下基礎(chǔ)。目前上海海洋大學(xué)的遙感GIS課程群具有良好的基礎(chǔ),但仍需在體系、內(nèi)容、實驗等方面進(jìn)行完善。本文就上海海洋大學(xué)遙感GIS課程群現(xiàn)狀和目標(biāo)等進(jìn)行系統(tǒng)的探討,并提出改革提高的詳細(xì)舉措,為其他高校相關(guān)課程群提供有益的參考。
【關(guān)鍵詞】遙感;地理信息系統(tǒng);課程群;教改探索;改革舉措
0 引言
上海海洋大學(xué)海洋技術(shù)專業(yè)創(chuàng)建于2007年,已經(jīng)走過了10年的歷程。截止2017年,畢業(yè)7屆近420名本科生,在校生240名。自2007年以來,在上海市085工程、第四期教育高地的支持下,海洋技術(shù)共計投入1000余萬元用于建設(shè)海洋信息方向的師資、課程及實驗室建設(shè),并初步建成遙感GIS專業(yè)實驗室,有力保障了海洋技術(shù)專業(yè)的教學(xué)工作和人才培養(yǎng),進(jìn)一步支持了我國海洋信息探測事業(yè)的發(fā)展和科學(xué)研究。目前,海洋技術(shù)信息工程方向在實驗室建設(shè)、教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)、人才培養(yǎng)、科學(xué)研究等方面均取得了一定的成績。
遙感(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)是我校海洋技術(shù)專業(yè)的特色,集中強大的師資力量,培養(yǎng)的人才既能夠適應(yīng)海洋技術(shù)的工作,也能夠上岸適應(yīng)陸地3S的工作。但是,我們遙感GIS的教學(xué)體系、內(nèi)容、實驗等仍需要進(jìn)一步完善。本文就上海海洋大學(xué)遙感GIS課程群現(xiàn)狀和目標(biāo)等進(jìn)行系統(tǒng)的探討,并提出改革提高的舉措。
1 遙感GIS課程群現(xiàn)狀與建設(shè)目標(biāo)
1.1 遙感GIS專業(yè)實驗室功能進(jìn)一步完善
上海海洋大學(xué)遙感GIS專業(yè)實驗室投入了大量經(jīng)費用于計算機、工作站、服務(wù)器、專業(yè)軟件、專業(yè)實驗儀器的建設(shè),為遙感原理課程設(shè)計、地理信息系統(tǒng)、海洋GIS、可視化程序設(shè)計、數(shù)字圖像處理、WebGIS原理與應(yīng)用、GIS開發(fā)與應(yīng)用等課程提供了良好的實踐教學(xué)環(huán)境,保障了海洋技術(shù)專業(yè)(及其他相關(guān)專業(yè))實踐教學(xué),包括日常教學(xué)、課后作業(yè)、編程實踐、軟件應(yīng)用、大學(xué)生創(chuàng)新項目、畢業(yè)論文等。
1.2 師資質(zhì)量不斷提升,國際交流進(jìn)一步增強
上海海洋大學(xué)海洋技術(shù)專業(yè)師資數(shù)量穩(wěn)定,包括實驗人員在內(nèi)100%擁有博士學(xué)位,滿足了海洋技術(shù)專業(yè)的本科教學(xué)需求。作為本課程群的教師,在職稱組成上以教授和副教授為主,同時也包括實驗系列的教師。本專業(yè)教師人均承擔(dān)2門專業(yè)課,每人重點打造1門核心課程,每一門課的負(fù)責(zé)人,均考慮了每個教師的專長,力圖通過科研給本科教學(xué)補充國際前沿的內(nèi)容。
通過國外進(jìn)修提升了教師的能力,30%的教師具有國外工作或訪學(xué)經(jīng)歷;一些教師具有高等教育從教20年經(jīng)歷。同時,在上海市教學(xué)激勵計劃的實施下,大家也非常愿意實質(zhì)性地花時間在教學(xué)輔導(dǎo)、教學(xué)改革上,大力促進(jìn)教育教學(xué)質(zhì)量的提升。
1.3 大學(xué)生創(chuàng)新項目進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生綜合能力的提高
大學(xué)生創(chuàng)新項目是課堂教學(xué)之外的有效的教學(xué)手段,尤其對于培養(yǎng)他們的實踐動手能力非常有幫助,也能有效幫助學(xué)生獲得進(jìn)一步深造的機會。遙感GIS專業(yè)實驗室的投入使用,也為該項目增加了更多的軟硬件保障。每年海洋技術(shù)專業(yè)新增上海市級大學(xué)生創(chuàng)新項目5-8項。在現(xiàn)有項目的基礎(chǔ)上,我專業(yè)擬開展地圖制圖大賽和GIS建模開發(fā)大賽等新的競賽項目。海洋技術(shù)專業(yè)的教師一直積極參與大學(xué)生創(chuàng)新項目,帶領(lǐng)大學(xué)生實質(zhì)性地參與到前沿課題的研究中,每年都投入大量時間通過大學(xué)生創(chuàng)新項目對學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)。
2 教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)任務(wù)和措施
2.1 課程群內(nèi)容分析與梳理
本課程群包括海洋技術(shù)專業(yè)的核心課程:遙感原理、地理信息系統(tǒng)、GIS開發(fā)與應(yīng)用、以及衛(wèi)星海洋學(xué)。
(1)遙感原理包含遙感基礎(chǔ)、電磁輻射與地物光譜特征、遙感成像原理與遙感成像特征、遙感圖像處理、遙感圖像目視解譯、遙感數(shù)字圖像計算機解譯、遙感應(yīng)用、遙感圖像處理軟件介紹以及RS、GIS、GPS綜合應(yīng)用等知識點。
(2)地理信息系統(tǒng)包含GIS的基礎(chǔ)知識、空間參照系統(tǒng)、地圖投影、空間數(shù)據(jù)模型、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、空數(shù)據(jù)組織與管理、空數(shù)據(jù)采集與處理、空間查詢與空間度量、GIS空間分析等知識點。
(3)GIS開發(fā)與應(yīng)用包含GIS應(yīng)用的特點、GIS系統(tǒng)分析、需求分析,ArcGIS開發(fā)系列軟件、GIS總體設(shè)計、GIS數(shù)據(jù)庫設(shè)計、GIS實施與維護(hù),ArcGIS Engine 開發(fā)、GIS算法、編寫GIS應(yīng)用程序等技術(shù)性內(nèi)容。
(4)衛(wèi)星海洋學(xué)包含海洋遙感的物理基礎(chǔ)、水的光學(xué)性質(zhì)、散射與吸收、界面對電磁輻射影響、大氣對電磁波傳播的影響及校正、海洋水色遙感(葉綠素等)、溫度遙感、鋒面與渦的提取、初級生產(chǎn)力遙感估算、赤潮遙感等知識點。
在綜合應(yīng)用方面,GIS開發(fā)課程將遙感原理與GIS基礎(chǔ)的內(nèi)容編寫成為計算機程序,在衛(wèi)星海洋學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用,不僅解決了水體、葉綠素、溫度、鹽度等海洋參數(shù)的解算問題,還解決了海洋初級生產(chǎn)力、赤潮遙感等海洋資源環(huán)境問題。
2.2 構(gòu)建互補體系,開展課程群建設(shè)整合
海洋遙感GIS課程群的建設(shè),其體制與機制必須是動態(tài)、開放的,而且必須滿足國家對海洋人才的需求和要求。海洋遙感GIS課程群的課程體系不僅形成互補關(guān)系,還體現(xiàn)對海洋人才培養(yǎng)的針對性、先進(jìn)性和實用性。因此,需要根據(jù)專業(yè)特征和學(xué)生的興趣,既提供豐富的專業(yè)課程群,提高學(xué)生專業(yè)能力,同時又要考慮專業(yè)特色,我校海洋技術(shù)專業(yè)海洋信息方向的特色便是遙感與GIS,并將這些理論與方法用于海洋空間信息的探測。鑒于課程群的相關(guān)性和整合性,海洋遙感GIS課程群的建設(shè)必須立足于整個課程群體,應(yīng)對課程群的所有內(nèi)容進(jìn)行整合。在課程組織上對整個課程群進(jìn)行整體規(guī)劃,突出每門課程的重點和難點,強調(diào)課程的關(guān)聯(lián)性,避免課程之間內(nèi)容的重復(fù)。
因此,有必要建設(shè)海洋遙感GIS的跨課程群組織,以加強課程群之間的橫向聯(lián)系。例如,以人才培養(yǎng)為目標(biāo)導(dǎo)向,建立跨系科海洋遙感GIS課程群;以重大海洋項目和海洋規(guī)劃為結(jié)合點,建立海洋遙感GIS課程群的教學(xué)團(tuán)隊;舉辦跨課程的海洋技術(shù)教學(xué)實踐,優(yōu)化海洋遙感GIS課程之間的相互關(guān)系,從而形成縱橫交織、優(yōu)勢互補和靈活開放的海洋遙感GIS本科課程群。
2.3 加大實踐教學(xué)力度,建立實踐教學(xué)新方式和新基地
實踐教學(xué)是培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才的重要環(huán)節(jié),海洋技術(shù)專業(yè)一直非常重視實踐教學(xué),重點打造遙感GIS專業(yè)機房及其配套的衛(wèi)星接收中心、遙感圖像智能處理室、海洋GIS數(shù)據(jù)智能處理室等本科教學(xué)實驗室。但在本科教學(xué)基地方面,我們需要更進(jìn)一步加強。
1)目前海洋信息方向在校企合作方面有所欠缺,而海洋遙感GIS課程群中,遙感、GIS技術(shù)均有面向企業(yè)輸出人才,因此我們在課程群的改革中力圖突破校企合作的瓶頸,與相關(guān)遙感GIS企業(yè)建立一定的合作關(guān)系,通過校企平臺為學(xué)生建立相關(guān)實踐機會。相關(guān)遙感、GIS和信息技術(shù)企業(yè)可以提出具體任務(wù)或科研問題,要求學(xué)生完成或解決,學(xué)生通過解決這些任務(wù)或問題,提高掌握海洋技術(shù)能力和解決問題的能力。
2)學(xué)生參與科技產(chǎn)品競賽、科研項目實踐,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。鼓勵學(xué)生積極參與上海市級和校級大學(xué)生創(chuàng)新項目、高校ArcGIS地理信息系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)競賽、挑戰(zhàn)杯等科技作品競賽,加深學(xué)生對專業(yè)知識的理解,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情,提高利用遙感GIS技術(shù)解決問題的能力。
2.4 借鑒發(fā)達(dá)國家先進(jìn)的教學(xué)理念,提升本專業(yè)國際化程度
通過派出教師到發(fā)達(dá)國家(美國、歐洲或澳大利亞)考察交流,學(xué)習(xí)他們先進(jìn)的教學(xué)理念、方法與課程體系,從而改善教學(xué)體系的設(shè)置、并提高教師的教學(xué)能力;考察國外類似專業(yè)的學(xué)生是如何進(jìn)行學(xué)習(xí)的,從而更好的引導(dǎo)我們的本科生進(jìn)行學(xué)習(xí)。教師在考察的時候,最好從頭到尾完整地聽完某一門課程,更好地吸收發(fā)達(dá)國家的教育教學(xué)模式和經(jīng)驗。從教師、課程、方法和學(xué)生等角度多管齊下,將能取得良好的效果。
3 結(jié)論
本文系統(tǒng)地梳理了遙感與GIS類課程,確定遙感GIS課程群的教學(xué)內(nèi)容與體系,力圖為完善多媒體教案提供有益的參考;提出了完成本課程群的途徑和方法,為教學(xué)改革提供有效的舉措。通過內(nèi)部潛力挖掘和國外進(jìn)修吸收新的知識,統(tǒng)一遙感GIS類課程的教學(xué)程序語言,便于學(xué)生接受和提高。在課程目標(biāo)達(dá)成度的向?qū)?,團(tuán)隊教師逐漸完善教學(xué)方法和手段,提高教學(xué)效果、創(chuàng)建一個厚度深度和精度均在較高水平上的遙感GIS課程群。
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[責(zé)任編輯:朱麗娜]