《水下目标探测与识别技术》课程特点与教学能力探讨
时间：2020-03-11 14:13:37 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘 要：《水下目标探测与识别技术》系本校船舶与海洋工程本科选修课程。该课程要求学生具备一些潜水器方面的知识储备，并与提升学生的创新能力密切相关。因此，如何提高教师教学能力和課堂教学质量是需要研究的课题。文章首先介绍了《水下目标探测与识别技术》课程特点，然后分别针对高校教师如何具备扎实的教学与科研结合能力、良好的语言表达及应变能力、课堂教学与组织管理能力、多媒体与板书相结合的能力、积极探索新型教学方式的能力以及兼容并包的综合能力进行了探讨，并针对每种教学能力要求给出建议。
关键词：水下目标探测与识别技术；教学能力；教学与科研；新型教学方式
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）08-0091-03
Abstract： The underwater target detection and recognition technology is a elective course for the undergraduate students of our university majored in naval architecture and ocean engineering. This course requires students to have some knowledge of the submersible， and is closely related to students" innovation ability improvement. So how to improve the teaching ability of university teachers and the teaching quality of the course is a subject to be studied. This paper， firstly， introduces features of this course， and then discusses how can university teachers have solid teaching and research ability， good expression ability， rapid reaction ability， classroom teaching， organization and management ability， combined ability of multimedia and blackboard， the ability of actively exploring new teaching ways， and the comprehensive ability to absorb everything. This paper also puts forward some suggestions for each teaching ability mentioned.
Keywords： underwater target detection and recognition technology； teaching ability； teaching and scientific research； new teaching modes
一、《水下目标探测与识别技术》课程特点介绍
海洋占据了地球71%的表面积，蕴含着丰富的矿产、生物、化学和动力能源，是一个远未被开发的资源宝库。21世纪以来，随着人口的激增和资源的不断消耗，对海洋的开发成为人类生存和发展的新空间。水下无人自主航行器（Autonomousunderwatervehicle，AUV）作为先进的机器人技术在海洋领域应用的体现，已逐步成为人类探索和感知海洋环境的必要手段。AUV所携带的环境感知和探测装备，就相当于人类的“眼睛、鼻子、耳朵”，AUV利用这些设备去感知水下目标与环境，从而可以高效顺利地完成使命任务。可见，水下目标的探测与识别技术是AUV实现自主航行和完成各类作业使命的重要保障。《水下目标探测与识别技术》课程主要讲解水下目标探测与识别技术的基本原理、技术手段和发展现状，使学生了解相关领域的研究动态，基本内容和国内外的发展现状，激发学生的学习兴趣，为后续课程的学习和完成相关方向的毕业设计打下良好的基础，激发学生的学习热情和创新能力。本课程共24学时，本课程主要要求概述如下：
1. 要求学生了解认识目前国际、国内载人与无人潜水器的发展现状，以及水下目标探测与识别技术的研究与应用现状。
2. 使学生掌握声学、微光和激光成像技术的探测原理和设备使用方法。
3. 通过本课程的学习，要求学生理解并掌握水下图像的处理方法，通过对水下图像进行分析和理解为进一步水下目标的识别奠定基础，使学生们掌握初步水下目标探测的方法。为海底管线巡检奠定理论基础。
4. 使学生们掌握水下目标的识别与跟踪方法，理解利用神经网络实现水下目标分类识别技术。了解三维海底地形探测、跟踪及匹配方法。
5. 通过本课程的学习，要求学生了解水下目标探测与识别技术的应用领域和发展前景，拓展学生的知识面，满足培养21世纪海洋开发领域复合型人才的需要。
本课程面向基于水下环境感知的潜水器探测与识别应用知识的学习，具有较强的应用性和专业性，也与未来就业方向密切相关。前期与本课程相关的课程主要包括：《潜艇潜水器原理》、《潜水器设计原理》、《潜水器优化设计》等。结合本课程的特点，本课程以课堂讲授为主，辅以适当的多媒体教学手段，每章之后附有练习题；通过具体海上实际试验样例进行讲解增强学生对课程内容的理解，同时也可增加授课的生动性；考核方式通过让学生们完成大作业考察对所学知识的理解和应用。在参考国内外先进教学方法与教学理念的基础上，本文作者分别针对高校教师应具有的扎实的教学与科研结合能力、良好的语言表达及应变能力、课堂教学与组织管理能力、多媒体与板书相结合的能力、积极探索新型教学方式的能力以及兼容并包的综合能力等多种教学能力进行了探讨，以达到提升高校教师教学能力水平、提高课堂教学效果及教学质量的目的。
二、高校教师必须具备一定的专业技能，教学能力培养需要通过以下几种能力表现出来
（一）扎实的教学与科研结合能力
“有教无研则浅，有研无教则空”詮释了教学与教学研究的关系。对教学科研类型高校教师来讲，教学与科研是一个有机整体。现今知识的更新已经日新月异，因此高校教师需要不断创造、创新，尤其是在教育教学过程中时刻保有创新精神和意识。针对《水下目标探测与识别技术》课程，授课教师需要具有潜水器、数字图像处理、信号原理等方面丰富的理论和实践的基础，并能够在此基础上深入钻研相关领域的教学方法，将科研与教学方法融汇贯通。教师的科研素养和能力是地方高校教师专业发展的核心内容之一，也是评价地方高校办学质量的重要指标。当下，地方高校教师存在着科研意识缺乏、科研动力不足、科研机会缺失、科研氛围不浓、科研条件薄弱等现象。学校应该转变观念，培养教师科研意识；增加经费投入，改善科研条件；加强学术交流，营造科研氛围；完善管理机制，增强教师科研动力[1]。
（二）良好的语言表达及应变能力
语言是教师向学生传达信息、沟通交流、与学生交流的重要载体和必要手段。语言的表达方式包括口语及书面语、体态语言及动作等。语言作为教师课堂上传播知识的重要手段，增加高校教师语言的艺术性和趣味性，既可以活跃课堂氛围，又可以提高学生对新知识的理解力[2]。由此可见，提高授课过程中教师的语言表达能力是必要的。教师授课语言需要研制有物，掷地有声，启迪学生们去思考和探索。具有引人入胜、有声有色、有板有眼的语言魅力是吸引学生认真听讲的关键要素，也是成为一名优秀教师的基本要素。新世纪的大学生具有学识广、思维活跃、知识多元化广泛的特点，因此高校教师常会遇到突发问题与状况，即使经过高校教师岗前培训教育，但如何调控课堂以使教学顺利、高效的完成，需要教师进行一定时间的积累，使其具有较高的临场应变能力。课堂掌控能力强，既是好的应变能力的体现，又是教学经验的长期积累的结果。因此，高校教师应不断学习，巩固自己的专业特长外，及时了解社会热点及动态，不断增加并更新自身知识储备。此外，还应多通过与学生交流谈心，提高课堂应变及对紧急问题的处理能力。
（三）课堂教学与组织管理能力
课堂教学与组织管理能力是高校教师立足教育之本。课堂教学能力是教学工作顺利进行的重要保证。由于本课程属于工科类型，工科领域所涉及到知识迅猛更新，技术换代发展速度快，因此既要抓住教材的重点、难点，又不能拘泥于教材，不断更新授课内容，力争使课程信息与时代发展同步。此外，还应及时了解和掌握学生动态，因材施教，高效优化整合多种教学方式来完成教学。同时在教学设计过程中，围绕传道、授业、解惑、启迪智慧的教书育人目标融合创新教学理念和方法。教学组织管理能力要包括：课上教与学、课外实践（试验）、班务工作等。课上教师既要组织学生认真接受和理解知识，又要具有及时处理课堂偶发事件的能力。课外实践（试验）过程中，主要针对本课程所要求的大作业，组织答疑；课外实践（试验）在发挥教师的组织、引领与带动作用下，应充分发挥学生的主观能动性，引领学生去自主试验、大胆创新。班务工作，教师需要发挥课代表的带头作用，组织汇报学生情况，使学生们互帮互助，共同提高和进步。
（四）多媒体与板书相结合的能力
现代教学离不开先进的信息技术手段，合理地利用多媒体技术既可为学生的发展和学习创建全面、及时、多元化的教学环境，又可以为学生们提供先进而便利的学习工具。高校教师应提高将多媒体技术与传统授课方式结合能力，整合到专业课程当中，为改革传统教学，提高教学质量奠定基础。以《水下目标探测与识别技术》为例，本课程的内容范围涉及交叉学科，现有相关的教材难以全面包含所有授课内容，因此本文作者融合多套教材内容，制定了本课程的教学方案与多媒体课件，并根据实际发展情况不断优化更新多媒体课件内容。但是，完成的授课内容仅紧靠多媒体教学是无法完成了，因此多媒体教学需要与板书相结合[3]。本课程中也采用多媒体结合板书的方式进行课堂教学工作。《水下目标探测与识别技术》课程属于交叉学科，与水下目标探测与识别的相关的知识体系较为庞杂，因此课堂上常需要将复杂问题先进行细化分解，围绕该问题列出几个关键点，并用板书形式逐一列出，学生再根据这几个关键点，结合多媒体内容，以便学生及时对所列问题形成系统化的理解和记忆。多媒体课件应该做到主次分明、层次清晰，多幅PPT页面之间应该具有良好的衔接，同时前后文需要保持良好的逻辑性；利用PPT课件进行讲解应注意语速问题，注意抑扬顿挫，把好节奏感，还应做到重点突出，留给学生充足的思索问题时间，并保持课堂良好的互动性。多媒体教学PPT课件的优势是图像和视频，但在授课过程中需要配合一定的解释说明，以便与学生们充分理解学习内容。以本课程为例，水下目标的检测与识别算法较为复杂和抽象，如何将复杂的目标或者环境特征简化为抽象的模型，结合具体算法进行相关分析及计算，对该抽象过程在多媒体中进行模拟可以使问题更加生动和有趣，但其中的算法原理与公式推演过程则需要板书来配合完成内容的讲解，使学生们能够对所研究问题有更加深入的理解和掌握。
（五）积极探索新型教学方式的能力
“活到老，学到老”，指的是社会成员为适应社会发展和实现个体发展的需要进行终身学习。该理念根植于特殊社会、生活和教育背景下，具有终身性、全民性、广泛性特点，是一个持续进行学习的过程。因此，高校教师必须具备终生学习的能力。现今的创新人才培养模式以及高等教育质量的提升直接关系着国家经济发展和社会进步。2012年世界多个国家纷纷加入“慕课”大潮，短时间内“慕课”获得巨大发展，正逐步吸引着各行各业的目标[4，5]。“慕课”作为一种新型教育方式，正在扩大高等教育规模、提高高等教育质量、培养及创新人才培养理念、实现教育的多样化和个性化等领域发挥着越来越重要的作用。“慕课”的引入有助于贯彻终身教育理念，提高公民素质。高校教师在探索新型教学方式过程中，应注意到“慕课”带来的在线学习模式及其相应的多样化等优势，为我国推进高等教育在线模式转化升级服务。“慕课”等新型教学方式的发展可为我国教育工作者利用丰富的教育资源开发优秀的课程提供十分积极和有意义的参考。
（六）兼容并包的综合能力
除了以上各项能力外，高校教师还应具有良好的团队协作能力、反思能力、教育教学评价能力。人际关系的发展离不开交往与团队协作，团队协作能力的提出就要求教师要与学生构建和谐、平等、合作的师生关系；教师与所在团队建立良好的协作关系。要实现这种师生关系必须依靠教师与学生沟通、合作交往；教师与所在研究所不可缺少沟通和交流；《水下目标探测与识别技术》课程涉及多个学科，学科课程间存在渗透整合的关系，因此应加强教师之间的合作与交流，提高依靠团队协作去完成综合课程和综合实践课程、科学课题研究的技能。教师成长经验反思是源于美国心理学家波斯纳的理论，波斯纳主张未经反思的经验属于狭溢经验，并将其视为肤浅的知识。因此，教师只有通过不断反思去发现、分析、总结和解决问题，才能使教学更加有效。高校教师不仅要理解新评价理念，而且还要感悟这种评价的导向作用。教育评价目的功能、目标体系和评价的方式方法，是课程培养的目标和功能、改革实施的效果能否取得成功的關键要素。
三、结束语
综上所述，由《水下目标探测与识别技术》课程特点可见，本课程在船舶与海洋工程专业课程体系中具有重要作用，本课程融合了潜水器相关课程知识，通过利用交叉的学科知识可以为海底管道检测，三维海底地形探测跟踪等实际工程问题提供解决与指导方案。本文还针对高校教师扎实的教学与科研结合能力、良好的语言表达及应变能力、课堂教学与组织管理能力、多媒体与板书相结合的能力、积极探索新型教学方式的能力、兼容并包的综合能力等多种教学能力进行了探讨。通过本文教学能力的探讨，不仅可以为高校教师教学能力的提升，课程评价与教学改革提供有益的参考，而且能够为以后提升该课程的授课效果与高校教师教学能力的培养奠定基础。
参考文献
[1]吴耀武.论地方高校教师科研能力的提升[J].中国高校科技，2014（5）：27-29.
[2]姚笑青.土力学课程特点与课堂教学方法探讨[J].高等建筑教育，2007，16（4）：81-85.
[3]孙树政，任慧龙，冯国庆.《船舶结构设计》课程体系与课堂教学方法探讨[J].高教学刊，2015（12）：38-39.
[4]张鸷远.“慕课”（MOOCS）发展对我国高等教育的影响及其对策[J].河北师范大学学报，2014，16（2）：116-121.
[5]刘杨钺，刘戟锋.MOOC：传统型大学面临的新挑战[J].中国社会科学报，2013.
