海洋遙感課程建設探索與實踐

摘" 要：衛星遙感技術作為獲取海洋資料的重要手段之一，在海洋研究與應用領域發揮著極其重要的作用，是認識海洋、了解海洋、經略海洋的重要基礎。隨著我國社會經濟的發展，必將發射更多衛星，亟需海洋遙感人才的培養。在這個時代大背景下，建設與完善海洋遙感課程顯得尤為迫切。針對海洋遙感課程建設中知識體系更新與學科快速發展不協調、學生理論學習與實際應用脫節等方面的不足，嘗試通過修訂教材、重構課程內容、強化案例教學、思政引領課程等舉措，有效提高學生分析和解決復雜海洋問題的創新與實踐能力，培養其形成高階思維，引導學生勇擔海洋強國使命，提升課程的育人效能。

關鍵詞：海洋遙感；成果導向教育；課程重構；案例教學；思政引領；科研素質

中圖分類號：G642" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-000X（2025）11-0053-04

Abstract： Satellite remote sensing technology， as one of the important means of obtaining ocean scientific data， plays an extremely important role in the field of ocean research and application. It is also an important foundation for taking good care of， further understanding， and managing the ocean， and facilitating innovation in marine science and technology. With the development of our country's social economy， we will inevitably launch more satellites and urgently need to cultivate innovative talents in ocean remote sensing. In the context of this era， it is particularly urgent to construct and improve the course of \"Ocean Remote Sensing\". In response to the shortcomings in the construction of this course， such as the lack of coordination between the updating of the knowledge system and the rapid development of the discipline， and the disconnect between students' theoretical learning and practical application， our teaching team has attempted to improve students' innovative and practical abilities in analyzing and solving complex ocean problems through measures such as revising textbooks， reconstructing course content， strengthening case teaching， and guiding the course with ideological and political education. This has cultivated their higher-order thinking， guided students to bravely shoulder the mission of building a strong ocean country， and enhanced the educational effectiveness of the course.

Keywords： Ocean Remote Sensing; outcome-based education; course construction; case based teaching; ideological and political education; scientific research quality

黨的二十大報告指出：“發展海洋經濟，保護海洋生態環境，加快建設海洋強國。”將海洋強國建設作為推動中國式現代化的有機組成和重要任務，是以習近平同志為核心的黨中央對海洋強國建設作出的明確戰略部署[1]。在全球海洋環境的觀測和研究中，衛星遙感技術以其獨特優勢扮演了不可或缺的重要角色，推動了海洋學的蓬勃發展。利用衛星遙感技術進行海洋科學研究與應用已成為一門新興學科[2]。隨著我國社會經濟實力和科技創新能力的不斷增強，我們必將加速自主衛星的研制與發射進程，同時，對海洋遙感領域高級專業人才的需求也愈發迫切，從而為海洋強國戰略的深入實施奠定堅實的人才基礎。

中國海洋大學是我國率先開展海洋遙感研究的高校，海洋遙感課程的建設可追溯至1988年開設的海洋遙感相關研究生課程。2004年，中國海洋大學海洋技術專業面向國家與社會發展迫切需求，以海洋強國建設需求為導向，以培養海洋遙感高素質復合型人才為使命，正式開設了海洋遙感本科課程，從“知識-能力-素質”三個維度設置課程目標。

知識目標：掌握海洋遙感基本原理、方法及其在海洋各領域中的典型應用，了解海洋遙感發展前沿，建立完整的海洋遙感知識體系。

能力目標：具備自主學習能力與高級思維，具備分析和解決海洋環境遙感探測與應用問題的綜合能力，能夠針對海洋前沿熱點問題開展理論與實踐研究。

素質目標：培養家國情懷，傳遞海洋發展自信，激發學生投身“海洋強國”建設的熱情和決心，樹立“高水平自立自強”責任擔當。

一" 課程建設發展現狀

課程建設初期，面臨著教材稀缺的嚴峻挑戰。面對這一困境，教學團隊展現出高度的責任感與創新精神，積極借鑒國外先進的教學理論和方法，勇于開展多媒體教學探索，致力于提升教學質量與效果。在這一背景下，團隊成員參編了“十一五”國家規劃教材《衛星海洋學》[3]，不僅填補了國內涉海高校在該領域課程教材的空白，而且其科學性和實用性得到了廣泛認可，目前已在多所涉海高校中被廣泛使用[4]，為培養海洋科學領域的專業人才作出了重要貢獻。隨著我國海洋衛星事業的蓬勃發展，我們緊跟時代步伐，不斷創新教學內容與方法。突破以知識傳授為中心的傳統教學模式，積極探索以能力培養為主導的新型教學模式，取得了階段性成果。然而，當前教學中仍存在一些亟待解決的問題。

一是知識體系更新與學科快速發展不協調：在海洋遙感這一學科高度交叉的領域，相關理論、方法與技術的發展與革新速度極為迅猛，但是教材的部分內容較為陳舊，教材內容的更新往往難以與之同步。因此，必須持續優化課程內容，及時更新知識體系，確保其新鮮度和前瞻性，以體現科學發展的最新趨勢，滿足學生獲取前沿知識的需求。

二是理論學習與實際海洋遙感應用脫節：理論與實踐教學結合的不足使得學生在理論學習后往往難以找到將知識應用于實踐的有效途徑。需要通過加強實踐環節、引入案例教學等多元化教學模式的改革，搭建理論與實踐之間的橋梁，使學生在解決實際問題的過程中深化對理論的理解，同時提升綜合實踐能力和創新思維，為未來職業生涯奠定堅實基礎[5]。

二" 課程建設探索與實踐

針對上述關鍵問題，近年來，我們積極貫徹落實中共中央、國務院強調的“三全育人”教育理念，在持續修訂教材、完善教學資源的同時，更加注重“以學生為本、以學習效果為導向”（Outcomes-based Education，OBE）的教學方法創新[6-9]，強化引導式、案例式教學，將現代信息和數字化技術與教學深度融合，將思政元素融入到教學的全過程當中，最終形成“知識-能力-素質”為一體的教學模式。

（一）" 重塑課程內容體系，著力培養學生高階思維

在課程內容建設與教材的精心修訂過程中，我們致力于創新并補充海洋遙感領域的發展前沿內容，涵蓋國產海洋衛星及傳感器的最新進展、海洋遙感新機理與新技術的深度剖析、人工智能與海洋遙感的交叉融合探索，以及多尺度典型海洋現象的綜合遙感探測及其廣泛應用等多個方面。這既體現了我們對課程內容與時俱進的追求，也注重了專業知識深度與廣度的拓展，旨在為學生構建一個全面且深入的海洋遙感知識體系。

經過不懈的努力，目前已形成了較為完備且系統的課程內容體系，該體系有機融合了海洋遙感的基本概念、基礎理論、關鍵技術方法與綜合應用等多方面內容。為了更有效地培養學生的高階思維，我們借鑒了“布魯姆”教學分類法（Bloom's taxonomy）[10-12]，并據此構建了“理論-方法-實踐-研究”一體化的“布魯姆”式層級鏈式課程體系（圖1）。這一課程體系將認知思維目標層次由低到高、由簡到繁共分為6個層次，層層遞進，這6個層級分別是：記憶、理解、應用、分析、評價和創新。

其中，記憶和理解屬于低階思維，通過深入學習海洋遙感基礎理論知識（如遙感基礎知識、海氣界面電磁輻射傳輸理論等），使學生充分理解海洋遙感探測的機理與方法（涵蓋可見光、紅外和微波海洋遙感探測機理，以及海洋動力與水色要素、多尺度海洋過程、海洋災害與突發環境事件的遙感探測方法等）。而應用、分析、評價和創新則屬于高階思維的培養目標，我們通過設置海洋遙感專題實踐（如海洋關鍵要素遙感反演、典型海洋過程遙感探測等）、組織課程研討（包括實踐結果的綜合分析、海洋遙感前沿熱點問題的深入探討等），以及實施學習成效評估（結合教師評價與學生自我評價）等多種教學模式，旨在全面激發學生的內在學習動機，進而提升其科研創新能力，為未來的海洋遙感領域培養更多具備高階思維能力的優秀人才。

（二）" 深化理論與實踐融合，全面促進學生實踐能力躍升

為了有效提升學生的實踐能力，我們著重強化了案例教學，并精心設計了一套包含“案例初探—自主學習—小組討論—課堂精講—操作實踐—案例深析”的六步案例教學法。這一教學法旨在通過系統而深入的學習過程，使學生不僅能夠掌握理論知識，更能將其靈活應用于實際問題的解決中。

在案例的選擇上，我們特別注重從學科發展的前沿動態、學科交叉融合的新理論、新技術以及新應用等角度進行適度前瞻。將教學內容與當前科研的熱點問題緊密融合，引入了諸如氣候變化（例如海表面溫度遙感反演與時空特征分析）、海洋環境保護（如海上溢油、黃海綠潮等的智能遙感監測）、海洋可再生能源開發利用（如海面風場遙感反演與風能資源評估）、海洋環境安全保障（如海洋內波、臺風等的遙感監測與預警）以及海洋權益維護（如南海島礁及淺海水深的遙感探測）等學科前沿和典型案例，以此作為實踐教學的核心內容。結合這些典型案例，增加海洋遙感數據處理與分析解譯等關鍵技能的訓練，使學生能夠全面掌握衛星遙感數據“獲取—讀取—處理—分析（定量遙感）—應用”的全流程。

總的來說，理論知識學習與實踐的緊密融合旨在進一步激發學生的學習興趣和主動性，能夠鼓勵他們積極思考和探索，完成理性認識與感性認識的有機結合，扎實掌握海洋動力與生態要素、多時空尺度海洋過程、海洋災害等的基本遙感機理與探測方法及應用，并具備運用所學知識去分析和解決復雜的海洋問題的創新能力和實踐能力。同時也能引導他們更深刻地認識海洋遙感領域面臨的挑戰，并激發其提出解決瓶頸問題的科學設想。

（三）" 優化課程資源配置，加速推進教育數字化轉型進程

為了全面提升教學質量與效率，我們經過深入調研與精心策劃，構建了一套與課程教學緊密銜接、內容豐富且質量較高的教學資源庫。這一資源庫覆蓋了教學視頻庫、大師講座視頻庫、豐富多樣的課件庫、精心設計的作業庫、全面詳盡的試題庫、專業特色鮮明的遙感數據庫、實踐導向的案例庫以及權威的參考文獻庫等多個維度，旨在為學生提供全方位、多層次的學習資源。

特別值得一提的是，在課程資源的建設過程中，我們尤為注重引入我國自主研發的海洋系列衛星遙感數據和產品。這些數據和產品不僅代表了我國在海洋遙感領域的最新科技成果，更是學生了解、掌握并應用前沿技術的重要載體。通過學習和分析這些國產數據，學生不僅能夠獲得最實戰的學習體驗，更能深刻體會到關鍵技術裝備國產化的重要性和緊迫性，從而激發他們的愛國情懷和創新意識，引導他們更加主動地探索未知領域，實現個人潛能的最大化。

為了最大化地發揮這些課程資源的價值，我們依托中國海洋大學BB平臺、雨課堂等多種先進的網絡平臺，將課程資源進行了數字化處理。數字化教學資源的優勢在于其即時交互性和高效管理性。在教學過程中，教師可以通過網絡平臺實時了解學生的學習進度和知識掌握情況，并根據學生的反饋及時調整教學策略和教學內容。這種動態調整和優化不僅能夠確保教學質量的穩步提升，還能夠為學生的個性化學習提供更加精準的支持和指導。同時，數字化教學資源也為學生提供了更加便捷的學習途徑和更加靈活的學習方式，使他們在任何時間、任何地點都能夠獲取所需的學習資源，真正實現“因材施教”的教育理念。

（四）" 推行小班化教學模式，深度優化教學實效與質量

全面推行以學生為中心的小班化教學模式，將“課前-課上-課后”三個教學環節有機地串聯起來，為學生構建一個集知識學習、能力訓練和自主學習于一體的“三維”學習環境。

在課前階段，充分利用BB平臺和雨課堂等網絡平臺的便捷性，向學生推送包括文字、視頻等在內的豐富預習資料，以及自測題和學習公告。老師則通過學生提交的預習報告和自測結果，細致地監督學生的預習情況，并能及時指出其中存在的共性與個性問題，為后續教學提供有針對性的指導。

課上環節摒棄傳統課堂“滿堂灌”的單一教學方式，轉而采用引導式、啟發式等更為靈活多樣的教學方法。通過引入海洋前沿的熱點問題，引導學生深入思考。例如，以2011年我國渤海重大海上溢油污染事件為例[13-14]，讓學生討論可以利用哪些傳感器開展海上溢油遙感監測，各傳感器監測能力有何差異。面對類似的海洋污染問題，如何從多源衛星遙感的角度設計比較理想的應對方案？通過問與答、在線測驗、小組討論等多種互動環節，旨在激發學生的探究欲望，培養他們的創新思維與批判性思維，從而提升其分析和解決海洋問題的能力。

課后階段，通過布置作業來幫助學生復習鞏固所學的知識，安排上機操作以提高他們的實踐能力，并鼓勵小組研究以拓展知識的深度和廣度。這樣的小班化教學模式，不僅能夠確保每名學生都能得到充分的關注和指導，還能有效提升他們的學習積極性和參與度，最終實現教學實效與教學質量的雙重提升。

（五）" 以思政為引領構建特色課程，助力學生筑夢海洋強國

在課程建設過程中同步開展思政建設與專業內容建設，實現課程思政的全覆蓋，引導學生勇擔海洋強國使命，塑造社會主義核心價值觀，提升課程的育人效能。具體地，課程思政設計主要考慮以下三個方面，并滲透到各教學環節中。

其一，海洋科學和海洋技術均是以觀測為基礎的學科，科學與技術有著相輔相成、相互促進的關系。在教學過程中，引導學生建立系統的思維方式，樹立辯證統一的觀點。既要看到封建社會的閉關鎖國政策對我國海洋科學發展的摧殘歷史，又能看到在今天改革開放的大好形勢下我國海洋遙感發展面臨的機遇和挑戰，樹立實現海洋強國夢的信心。

其二，海洋現象廣泛具有多時空尺度變化特征，在教學過程中，引導學生建立辯證唯物主義的世界觀和方法論，針對復雜的海洋現象或過程，善于挖掘多源衛星遙感的優勢，利用多尺度分析方法，抓住問題的主要矛盾和矛盾的主要方面，從多時空尺度觀測和研究海洋。

其三，以我國海洋衛星事業的蓬勃發展為契機，將衛星與傳感器研發“卡脖子”問題與解決途徑、數據資料安全共享、我國海洋遙感科研工作者的突出貢獻和無私奉獻精神等元素適時融入教學環節，讓學生學會分析解決問題，并意識到海洋遙感尤其是我國海洋衛星在海洋資源開發利用、環境保護、國防安全等方面發揮的重要作用，提升學生的民族自豪感，增強學生利用遙感技術和國產衛星數據投身“海洋強國”建設的決心。

三" 結束語

當前，隨著我國海洋事業的迅猛發展，對海洋遙感相關領域的人才需求日益迫切，這對人才培養提出了更新、更高的要求。基于多年在課程建設與教學方法上的不懈探索，我們通過修訂并出版教材、不斷豐富和完善課程資源、大力強化案例教學、思政引領構建特色課程等多元化舉措，逐步摸索出了一套高效且適合海洋遙感相關專業學生科研創新素質培養的教學模式。這一模式將知識傳授、能力培養與素質提升三者緊密融合，為學生的未來——無論是投身海洋科學研究還是相關領域工作——都打下了堅實的基礎。我們將進一步面向涉海及遙感類相關高校推進教學資源的廣泛共享，為培養兼具海洋遙感探測技能與應用能力的復合型創新人才搭建優質平臺，進而為我國海洋事業的持續繁榮貢獻高水平的人才力量。

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