海洋类高等教育中遥感GIS课程群建设的探索与举措

冯永玖　高峰　刘瑜　魏永亮

【摘 要】遥感（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）是海洋技术专业的特色课程，培养学生空间数据采集、处理和分析的能力，为海洋信息探测与应用打下基础。目前上海海洋大学的遥感GIS课程群具有良好的基础，但仍需在体系、内容、实验等方面进行完善。本文就上海海洋大学遥感GIS课程群现状和目标等进行系统的探讨，并提出改革提高的详细举措，为其他高校相关课程群提供有益的参考。

【关键词】遥感；地理信息系统；课程群；教改探索；改革举措

0 引言

上海海洋大学海洋技术专业创建于2007年，已经走过了10年的历程。截止2017年，毕业7届近420名本科生，在校生240名。自2007年以来，在上海市085工程、第四期教育高地的支持下，海洋技术共计投入1000余万元用于建设海洋信息方向的师资、课程及实验室建设，并初步建成遥感GIS专业实验室，有力保障了海洋技术专业的教学工作和人才培养，进一步支持了我国海洋信息探测事业的发展和科学研究。目前，海洋技术信息工程方向在实验室建设、教学团队建设、人才培养、科学研究等方面均取得了一定的成绩。

遥感（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）是我校海洋技术专业的特色，集中强大的师资力量，培养的人才既能够适应海洋技术的工作，也能够上岸适应陆地3S的工作。但是，我们遥感GIS的教学体系、内容、实验等仍需要进一步完善。本文就上海海洋大学遥感GIS课程群现状和目标等进行系统的探讨，并提出改革提高的举措。

1 遥感GIS课程群现状与建设目标

1.1 遥感GIS专业实验室功能进一步完善

上海海洋大学遥感GIS专业实验室投入了大量经费用于计算机、工作站、服务器、专业软件、专业实验仪器的建设，为遥感原理课程设计、地理信息系统、海洋GIS、可视化程序设计、数字图像处理、WebGIS原理与应用、GIS开发与应用等课程提供了良好的实践教学环境，保障了海洋技术专业（及其他相关专业）实践教学，包括日常教学、课后作业、编程实践、软件应用、大学生创新项目、毕业论文等。

1.2 师资质量不断提升，国际交流进一步增强

上海海洋大学海洋技术专业师资数量稳定，包括实验人员在内100%拥有博士学位，满足了海洋技术专业的本科教学需求。作为本课程群的教师，在职称组成上以教授和副教授为主，同时也包括实验系列的教师。本专业教师人均承担2门专业课，每人重点打造1门核心课程，每一门课的负责人，均考虑了每个教师的专长，力图通过科研给本科教学补充国际前沿的内容。

通过国外进修提升了教师的能力，30%的教师具有国外工作或访学经历；一些教师具有高等教育从教20年经历。同时，在上海市教学激励计划的实施下，大家也非常愿意实质性地花时间在教学辅导、教学改革上，大力促进教育教学质量的提升。

1.3 大学生创新项目进一步促进学生综合能力的提高

大学生创新项目是课堂教学之外的有效的教学手段，尤其对于培养他们的实践动手能力非常有帮助，也能有效帮助学生获得进一步深造的机会。遥感GIS专业实验室的投入使用，也为该项目增加了更多的软硬件保障。每年海洋技术专业新增上海市级大学生创新项目5-8项。在现有项目的基础上，我专业拟开展地图制图大赛和GIS建模开发大赛等新的竞赛项目。海洋技术专业的教师一直积极参与大学生创新项目，带领大学生实质性地参与到前沿课题的研究中，每年都投入大量时间通过大学生创新项目对学生进行培养。

2 教学团队建设任务和措施

2.1 课程群内容分析与梳理

本课程群包括海洋技术专业的核心课程：遥感原理、地理信息系统、GIS开发与应用、以及卫星海洋学。

（1）遥感原理包含遥感基础、电磁辐射与地物光谱特征、遥感成像原理与遥感成像特征、遥感图像处理、遥感图像目视解译、遥感数字图像计算机解译、遥感应用、遥感图像处理软件介绍以及RS、GIS、GPS综合应用等知识点。

（2）地理信息系统包含GIS的基础知识、空间参照系统、地图投影、空间数据模型、空间数据结构、空数据组织与管理、空数据采集与处理、空间查询与空间度量、GIS空间分析等知识点。

（3）GIS开发与应用包含GIS应用的特点、GIS系统分析、需求分析，ArcGIS开发系列软件、GIS总体设计、GIS数据库设计、GIS实施与维护，ArcGIS Engine 开发、GIS算法、编写GIS应用程序等技术性内容。

（4）卫星海洋学包含海洋遥感的物理基础、水的光学性质、散射与吸收、界面对电磁辐射影响、大气对电磁波传播的影响及校正、海洋水色遥感（叶绿素等）、温度遥感、锋面与涡的提取、初级生产力遥感估算、赤潮遥感等知识点。

在综合应用方面，GIS开发课程将遥感原理与GIS基础的内容编写成为计算机程序，在卫星海洋学中进行应用，不仅解决了水体、叶绿素、温度、盐度等海洋参数的解算问题，还解决了海洋初级生产力、赤潮遥感等海洋资源环境问题。

2.2 构建互补体系，开展课程群建设整合

海洋遥感GIS课程群的建设，其体制与机制必须是动态、开放的，而且必须满足国家对海洋人才的需求和要求。海洋遥感GIS课程群的课程体系不仅形成互补关系，还体现对海洋人才培养的针对性、先进性和实用性。因此，需要根据专业特征和学生的兴趣，既提供丰富的专业课程群，提高学生专业能力，同时又要考虑专业特色，我校海洋技术专业海洋信息方向的特色便是遥感与GIS，并将这些理论与方法用于海洋空间信息的探测。鉴于课程群的相关性和整合性，海洋遥感GIS课程群的建设必须立足于整个课程群体，应对课程群的所有内容进行整合。在课程组织上对整个课程群进行整体規划，突出每门课程的重点和难点，强调课程的关联性，避免课程之间内容的重复。

因此，有必要建设海洋遥感GIS的跨课程群组织，以加强课程群之间的横向联系。例如，以人才培养为目标导向，建立跨系科海洋遥感GIS课程群；以重大海洋项目和海洋规划为结合点，建立海洋遥感GIS课程群的教学团队；举办跨课程的海洋技术教学实践，优化海洋遥感GIS课程之间的相互关系，从而形成纵横交织、优势互补和灵活开放的海洋遥感GIS本科课程群。

2.3 加大实践教学力度，建立实践教学新方式和新基地

实践教学是培养技术应用型人才的重要环节，海洋技术专业一直非常重视实践教学，重点打造遥感GIS专业机房及其配套的卫星接收中心、遥感图像智能处理室、海洋GIS数据智能处理室等本科教学实验室。但在本科教学基地方面，我们需要更进一步加强。

1）目前海洋信息方向在校企合作方面有所欠缺，而海洋遥感GIS课程群中，遥感、GIS技术均有面向企业输出人才，因此我们在课程群的改革中力图突破校企合作的瓶颈，与相关遥感GIS企业建立一定的合作关系，通过校企平台为学生建立相关实践机会。相关遥感、GIS和信息技术企业可以提出具体任务或科研问题，要求学生完成或解决，学生通过解决这些任务或问题，提高掌握海洋技术能力和解决问题的能力。

2）学生参与科技产品竞赛、科研项目实践，培养创新型人才。鼓励学生积极参与上海市级和校级大学生创新项目、高校ArcGIS地理信息系统应用开发竞赛、挑战杯等科技作品竞赛，加深学生对专业知识的理解，培养学生学习的兴趣和热情，提高利用遥感GIS技术解决问题的能力。

2.4 借鉴发达国家先进的教学理念，提升本专业国际化程度

通过派出教师到发达国家（美国、欧洲或澳大利亚）考察交流，学习他们先进的教学理念、方法与课程体系，从而改善教学体系的设置、并提高教师的教学能力；考察国外类似专业的学生是如何进行学习的，从而更好的引导我们的本科生进行学习。教师在考察的时候，最好从头到尾完整地听完某一门课程，更好地吸收发达国家的教育教学模式和经验。从教师、课程、方法和学生等角度多管齐下，将能取得良好的效果。

3 结论

本文系统地梳理了遥感与GIS类课程，确定遥感GIS课程群的教学内容与体系，力图为完善多媒体教案提供有益的参考；提出了完成本课程群的途径和方法，为教学改革提供有效的举措。通过内部潜力挖掘和国外进修吸收新的知识，统一遥感GIS类课程的教学程序语言，便于学生接受和提高。在课程目标达成度的向导下，團队教师逐渐完善教学方法和手段，提高教学效果、创建一个厚度深度和精度均在较高水平上的遥感GIS课程群。

【参考文献】

[1]梅安新.遥感导论[M].高等教育出版社，2001.

[2]汤国安.地理信息系统教程[M].高等教育出版社，2007.

[3]吴信才.地理信息系统设计与实现[M].电子工业出版社，2002.

[4]张丰.GIS程序设计教程[M].浙江大学出版社，2012.

[5]刘玉光.卫星海洋学[M].高等教育出版社，2009.

[责任编辑：朱丽娜]