關于《遙感原理》課程教學的思考和實踐

韓震 劉瑜

摘 要：遙感原理是遙感類基礎課程。該文針對遙感課程涉及大量的數學和物理知識的特點，結合教學過程中經驗，從引導同學們關注遙感科學的最新進展，激發他們的爭強好勝、不服輸的天性，讓他們理解遙感基礎理論在學習中的重要性。同時，引入最新的遙感案例，將原理、算法等注重數學物理基礎知識等環節融合到每一部分的案例教學內容里，使學生在學習案例的過程中，自然地掌握那些枯燥、難懂的物理原理和數學算法。達到了使同學們既掌握了遙感基礎理論，又學習了運用遙感數據進行分析的基本技能，使課程教學效果得到了明顯改善。

關鍵詞：遙感 課程 基礎理論 案例

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）02（b）-0144-02

遙感作為信息獲取和更新的重要技術手段之一，已經在海洋、漁業、測繪和軍事等許多領域得到了迅猛發展和廣泛應用。上海海洋大學海洋技術專業培養目標是具備堅實的數理基礎，掌握海洋科學的基本理論和基本知識，受到海洋信息探測與應用方面的基本訓練，能在海洋信息技術、空間測量技術、遙感技術、地理信息系統技術及其相關領域從事科研、教學、管理及技術工作的高素質海洋科技人才。遙感是上海海洋大學海洋技術專業主要方向之一，而《遙感原理》是海洋技術專業遙感類基礎課程。《遙感原理》課程涉及了大量的數學和物理知識，這些大量的數學和物理公式對相當一部分同學來講枯燥、難懂，使同學們在課程學習過程中，缺乏對課程學習的興趣。筆者結合教學過程中經驗，針對相關問題，在此淺談一下在該課程教學上的思考和實踐。

1 關注遙感科學的最新進展

要讓同學們喜歡遙感課程，首先要激發他們對課程的興趣。現在的大學生有個性、有主見，接收新生事物快，是一個開放的群體。同學們普遍對所學學科的發展動態和發展前沿感興趣，他們迫切希望知道所學課程對將來就業和相關課程進一步學習有什么作用。遙感知識更新很快，新理論、新方法和新研究領域不斷地出現，遙感研究猛烈地沖擊著各學科的前沿，這一特點正符合年輕大學生的好奇心[1]。

在教學過程中，在完成學生對遙感基本知識體系的構建的基礎上，把遙感科學的最新進展的一些內容融到課程講授內容中。例如：告訴同學們，近幾十年來，歐美發達國家對資源與環境問題日益重視，而遙感信息技術已成為在國家層面上調查與獲取環境資源基本數據，評估國家社會經濟和生態環境可持續發展能力的有力工具。在美國、瑞典、澳大利亞、德國和日本等國家，幾乎在所有較大規模的資源調查和開發規劃中都利用遙感資料和常規資料相結合，提供綜合分析數據供有關部門使用。我國已經成功發射了海洋衛星、氣象衛星和資源衛星，初步顯示了可為生態環境監測提供大量數據。同時，近十幾年來在應用空間信息技術進行資源、環境的動態監測及可持續發展綜合管理研究方面，也已經積累了大量數據信息和許多較為成熟的經驗。遙感應用已從定性向定量發展。加強多源、多模態、多時相數據的融合和同化應用技術研究；注重高空間分辨率、高光譜分辨率和高時間分辨率及全天時、全天候和全頻段的監測和研究；注重遙感數據真實性校驗和地面定標技術研究；充分開發遙感數據資源，解決全球或區域性的環境和資源問題，為社會經濟發展服務，是遙感發展的主要特點。通過國內外遙感現狀的對比，使同學們認識到我們國家遙感的基礎理論和技術在國際上的地位，以及我們在遙感的基礎理論方面和發達國家的差距。這些遙感的基礎理論也就是那些大量枯燥、難懂的數學和物理公式。這樣既激發了同學們的爭強好勝、不服輸的天性，又讓他們理解遙感基礎理論在學科發展中的重要性，他們看到這些枯燥、難懂的數學和物理公式也就感到親切了。同時，也明白了這些基礎理論知識是他們將來遙感類課程進一步學習的基礎。

2 引入最新的遙感案例

遙感具有比較明顯的應用技術學科的特點，它把地學研究中的概念邏輯思維變成直觀的、形象的空間模型，深化了人們對自然現象的認識，其涉及到的知識面十分廣泛，如果面面俱到，勢必導致走馬觀花。因此，遙感原理課程的授課過程主要講授遙感的基本數學和物理原理，完成對基本知識體系的構建。通過教學內容的優化，使學生對遙感在整體把握的前提下，能夠抓住重點，以點帶面，引導學生自主學習其他知識。在講授遙感在地學中的應用部分，適當介紹當前遙感在衛星研制、有效載荷、地面處理、應用研究和業務化監測等方面發展的最新案例。并且將原理、算法等注重數學物理基礎知識等環節融合到每一部分的案例教學內容里，使學生在學習案例的過程中自然地掌握那些枯燥、難懂的物理原理和數學算法[2-3]。

例如：以近年來每年爆發的黃海綠潮遙感監測為案例，介紹了光學遙感和微波遙感不同的遙感技術對監測綠潮時空分布監測方法的差異。在此案例講解過程中，介紹了TM/ETM+數據、MODIS各級數據產品和微波數據ENVISATASAR，針對每種遙感影像，分別介紹其傳感器和成像的基本原理。從空間分辨率、波譜分辨率、輻射分辨率和時間分辨率4個方面重點講解遙感圖像的特征，并且結合黃海綠潮監測實例講授光學遙感和微波遙感的不同物理原理。同時在案例講解過程中，引申出藻類遙感數學反演算法，這些算法只講述基本原理和思路，而具體推導過程，引導有興趣的學生在課后通過文獻閱讀資料查找自行學習。

3 結語

遙感是一門理論和應用性均很強的學科。通過對《遙感原理》課程教學過程的改革，從教學情況看，教學效果良好，學生上課能夠認真聽講，學習興趣濃厚，能主動通過多種渠道搜集查閱所學資料。通過課程改革，使同學們既掌握了遙感基礎理論，又學習了運用遙感數據進行分析的基本技能。這些措施的實施，提高了上海海洋大學海洋技術專業學生學習《遙感原理》課程的積極性，課程教學效果得到了明顯改善。

參考文獻

[1]顧祝軍.“遙感原理與應用”課程教學改革初探[J].大學教育，2015（10）：108-109.

[2]杜福光，劉曉春，高超.地方院校遙感課程教學模式改革探究[J].測繪與空間地理信息，2015，38（8）：28-31.

[3]鄭文亨.關于《土木工程制圖》課程教學的幾點思考[J].教育教學論壇，2014（9）：21-22.