［摘 要］ 光電信息技術(shù)是一門(mén)綜合交叉學(xué)科，知識(shí)體系涉及諸多學(xué)科基礎(chǔ)理論和工程技術(shù)，培養(yǎng)的人才不僅應(yīng)掌握綜合知識(shí)內(nèi)容，還應(yīng)具備解決專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用問(wèn)題的能力。以遙感科學(xué)技術(shù)專(zhuān)業(yè)為例，針對(duì)光學(xué)物理量與非光學(xué)物理量的信息探測(cè)及處理這兩個(gè)光電信息探測(cè)主題，以科教融合為導(dǎo)向，以專(zhuān)業(yè)課程體系為框架，探索將遙感專(zhuān)業(yè)前沿研究融入“光電信息獲取與處理”綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方案和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系，從而鞏固學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生綜合實(shí)踐能力，拓寬學(xué)生學(xué)術(shù)視野，提升學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)。

［關(guān)鍵詞］ 光電信息；綜合實(shí)驗(yàn)；科教融合；遙感科學(xué)與技術(shù)

［作者簡(jiǎn)介］ 蘇麗娟（1981—），女，安徽蕪湖人，博士，北京航空航天大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院副教授，主要從事光譜成像及處理技術(shù)研究；潘 鋒（1979—），男，廣西桂林人，博士，北京航空航天大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院副教授，主要從事光學(xué)檢測(cè)研究。

［中圖分類(lèi)號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2024）37-0010-04 ［收稿日期］ 2023-07-17

引言

光電信息技術(shù)是信息科學(xué)中的一門(mén)綜合交叉學(xué)科，在光電信息相關(guān)專(zhuān)業(yè)教學(xué)和人才培養(yǎng)過(guò)程中，要求學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)面覆蓋廣的同時(shí)，還應(yīng)具備面向工程問(wèn)題開(kāi)展分析、應(yīng)用知識(shí)解決應(yīng)用需求的能力。因此，需要開(kāi)設(shè)“光電信息獲取與處理”綜合實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，將諸多課程知識(shí)按照光電信息流的調(diào)制、傳輸、傳感、提取、應(yīng)用這一過(guò)程串聯(lián)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決指定需求問(wèn)題的能力。

近年來(lái)，我國(guó)出臺(tái)了多個(gè)高等教育政策、一流高校及學(xué)科建設(shè)規(guī)劃，提出開(kāi)展科教融合提升人才培養(yǎng)的質(zhì)量，各個(gè)高校的學(xué)科專(zhuān)業(yè)針對(duì)如何將科技研究進(jìn)展融入課程內(nèi)容改革、課程體系設(shè)計(jì)、綜合實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新等方面開(kāi)展了研究和探索［1-4］。北京航空航天大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院的遙感科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)旨在培養(yǎng)光電探測(cè)技術(shù)及儀器、視覺(jué)測(cè)量與影像遙感方向的創(chuàng)新人才，課程體系除了包括光電信息基礎(chǔ)課程，還包括視覺(jué)測(cè)量、影像遙感相關(guān)的專(zhuān)業(yè)課程。因此，我們將專(zhuān)業(yè)特色研究成果融入綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目體系中，探索在本專(zhuān)業(yè)特色領(lǐng)域訓(xùn)練學(xué)生專(zhuān)業(yè)綜合能力、提升創(chuàng)新意識(shí)的教學(xué)路徑。

一、綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的及現(xiàn)狀

“光電信息獲取與處理”是一門(mén)綜合實(shí)驗(yàn)，光電信息技術(shù)的光、機(jī)、電、算等多個(gè)環(huán)節(jié)。教學(xué)的目的是鍛煉學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新思維，提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。綜合實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目受儀器設(shè)備條件的限制，具體實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)方案和操作流程基本固定，學(xué)生只能按照教師設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案被動(dòng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由不同的教師結(jié)合自身研究應(yīng)用方向設(shè)計(jì)，由于授課側(cè)重點(diǎn)不同，有的教師強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理而有的教師強(qiáng)調(diào)應(yīng)用創(chuàng)新，因此需要統(tǒng)一教學(xué)方案。此外，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程還存在實(shí)驗(yàn)參與性和挑戰(zhàn)性不足等問(wèn)題。

二、綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)

針對(duì)上述教學(xué)目標(biāo)和現(xiàn)狀，教學(xué)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)探討分析，將每個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程都分為三個(gè)主要環(huán)節(jié)，分別為實(shí)驗(yàn)引入、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在上述環(huán)節(jié)中，圍繞“應(yīng)用牽引、知識(shí)聯(lián)通、問(wèn)題研究、科研融合、視野拓展、價(jià)值塑造”進(jìn)行教學(xué)方案設(shè)計(jì)。

1.實(shí)驗(yàn)引入是在實(shí)踐前進(jìn)行課堂授課講解，從現(xiàn)實(shí)應(yīng)用需求的角度切入實(shí)驗(yàn)主題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。自編實(shí)驗(yàn)教案覆蓋實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)理論、處理方法和工程技術(shù)，通過(guò)授課幫助學(xué)生融會(huì)貫通各個(gè)專(zhuān)業(yè)知識(shí)在實(shí)際光電信息系統(tǒng)中的應(yīng)用。授課中穿插相關(guān)的科研技術(shù)發(fā)展案例，融入為國(guó)家重大需求服務(wù)的思政元素，幫助學(xué)生樹(shù)立科學(xué)精神和社會(huì)主義核心價(jià)值觀。

2.實(shí)驗(yàn)實(shí)踐包括學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)訓(xùn)練和實(shí)驗(yàn)操作。為了以學(xué)生為中心提升實(shí)驗(yàn)參與度，實(shí)驗(yàn)操作前，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)訓(xùn)練。教師將實(shí)驗(yàn)任務(wù)分解為多個(gè)子問(wèn)題，安排學(xué)生組成實(shí)驗(yàn)小組對(duì)各個(gè)子問(wèn)題進(jìn)行分工調(diào)研，針對(duì)實(shí)驗(yàn)光學(xué)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理方法等設(shè)計(jì)實(shí)施方案，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。教師對(duì)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估，討論各個(gè)子問(wèn)題方案的可行性和創(chuàng)新性。對(duì)可以實(shí)施的方案，指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐過(guò)程中加以實(shí)施；對(duì)不便實(shí)施的方案，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行虛擬仿真或者申請(qǐng)科技訓(xùn)練項(xiàng)目。

3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析報(bào)告兩部分，教師給出報(bào)告內(nèi)容要求和撰寫(xiě)規(guī)范，培養(yǎng)學(xué)生科研素養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告要求學(xué)生從指定特征物理量測(cè)量技術(shù)、指定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法等視角，查閱相關(guān)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料，追蹤前沿技術(shù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析報(bào)告要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，繪制數(shù)據(jù)展示圖表，探討實(shí)驗(yàn)結(jié)果反映的信息特征；同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)最新算法處理數(shù)據(jù)，深入對(duì)比分析數(shù)據(jù)處理方法的差異性。研究報(bào)告旨在培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)學(xué)生開(kāi)闊學(xué)術(shù)視野；數(shù)據(jù)處理分析報(bào)告旨在鍛煉學(xué)生數(shù)據(jù)處理算法編程和軟件使用方面的動(dòng)手能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的思維。

為了提升學(xué)生在上述教學(xué)過(guò)程中的參與度和積極性，對(duì)學(xué)生的考核機(jī)制進(jìn)行改進(jìn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)各個(gè)階段，從師生互動(dòng)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、文獻(xiàn)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)告、團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行考核，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)生動(dòng)力。

三、科教融合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系設(shè)計(jì)

綜合實(shí)驗(yàn)的開(kāi)課時(shí)間為本科階段第七學(xué)期，面向的學(xué)生已經(jīng)完成了大部分專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，基本掌握了專(zhuān)業(yè)知識(shí)要點(diǎn)。綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包含光電信息技術(shù)的多門(mén)課程知識(shí)，具有專(zhuān)業(yè)特色的科學(xué)研究被融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用方向和技術(shù)前沿性，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)在分析探測(cè)的信息特征類(lèi)型后，設(shè)計(jì)了遙感科學(xué)技術(shù)專(zhuān)業(yè)的光電信息獲取及處理綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。根據(jù)光電探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)的物理量類(lèi)型，教學(xué)團(tuán)隊(duì)將“光電信息獲取及處理”綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為兩個(gè)主題：光學(xué)物理量信息探測(cè)及處理、非光學(xué)物理量探測(cè)及處理。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)我校遙感科學(xué)技術(shù)專(zhuān)業(yè)所培養(yǎng)人才的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域方向，結(jié)合教師科學(xué)研究工作內(nèi)容和科研案例，在每個(gè)主題下設(shè)置兩個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)，映射人才培養(yǎng)體系中特色課程內(nèi)容和專(zhuān)業(yè)發(fā)展方向，突出光電信息獲取及處理技術(shù)應(yīng)用前沿。具體設(shè)計(jì)的綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目體系如圖1所示。首先，光學(xué)物理量信息探測(cè)及處理類(lèi)的綜合實(shí)驗(yàn)緊扣影像遙感方向的專(zhuān)業(yè)課程體系和應(yīng)用技術(shù)，分別為多變光照下遙感地面測(cè)量仿真實(shí)驗(yàn)和多光譜成像遙感實(shí)驗(yàn)。前者側(cè)重對(duì)遙感光照過(guò)程的模擬及成像數(shù)據(jù)的處理應(yīng)用，后者側(cè)重于光譜遙感成像系統(tǒng)的輻射校正和圖像處理應(yīng)用實(shí)踐。其次，非光學(xué)物理量探測(cè)及處理類(lèi)的綜合實(shí)驗(yàn)則分別針對(duì)光學(xué)載波探測(cè)和視覺(jué)測(cè)量的基礎(chǔ)課程體系，分別為數(shù)字全息成像測(cè)量實(shí)驗(yàn)和工業(yè)近景攝影測(cè)量實(shí)驗(yàn)。前者側(cè)重光學(xué)及光電探測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)課程體系，設(shè)計(jì)復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)將目標(biāo)特征物理量調(diào)制于光波信息進(jìn)行測(cè)量實(shí)踐；后者側(cè)重視覺(jué)和攝影測(cè)量基礎(chǔ)課程體系，利用立體視覺(jué)原理對(duì)目標(biāo)進(jìn)行三維測(cè)量。

（一）多變光照下遙感地面測(cè)量仿真實(shí)驗(yàn)

多變光照下遙感地面測(cè)量仿真綜合實(shí)驗(yàn)探測(cè)的物理量是地物反射的光譜輻射信息，該實(shí)驗(yàn)通過(guò)輻射模擬系統(tǒng)展示太陽(yáng)光輻射和天空光輻射照射下的地表物體，展示遙感成像過(guò)程中的輻射校正，進(jìn)行地物識(shí)別和分類(lèi)實(shí)踐。該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程包括多變光照輻射過(guò)程模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真光照測(cè)量及輻射校正、地物光譜特征分析及應(yīng)用拓展三個(gè)主要環(huán)節(jié)。

1.多變光照輻射過(guò)程模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，指導(dǎo)教師授課講解輻射失真源、本實(shí)驗(yàn)采用的光照模擬系統(tǒng)方案，指導(dǎo)學(xué)生調(diào)研分析現(xiàn)有系統(tǒng)存在的不足、設(shè)計(jì)模擬系統(tǒng)改進(jìn)方案、研討技術(shù)實(shí)施的可行性，引導(dǎo)學(xué)生研究不同的地物目標(biāo)（如植物、土壤、礦物等），構(gòu)建多種樣本集用于成像測(cè)量實(shí)驗(yàn)。

2.在仿真光照測(cè)量及輻射校正環(huán)節(jié)，學(xué)生利用模擬系統(tǒng)完成不同太陽(yáng)天頂角、不同天空光狀態(tài)下的地物反射輻射信息測(cè)量，進(jìn)而分析不同輻照條件對(duì)地物反射輻射失真的影響。教師指導(dǎo)學(xué)生對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射校正處理獲得物體光譜反射率，鼓勵(lì)學(xué)生調(diào)研其他輻射校正方法，設(shè)計(jì)該方法對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案，討論新方法的優(yōu)勢(shì)，激發(fā)學(xué)生的科研興趣。

3.地物光譜特征分析及應(yīng)用環(huán)節(jié)中，學(xué)生從測(cè)量的光譜圖像數(shù)據(jù)中提取樣本目標(biāo)的光譜曲線，檢索對(duì)應(yīng)目標(biāo)的光譜曲線，利用ENVI軟件和已知礦物光譜對(duì)實(shí)驗(yàn)礦物進(jìn)行光譜分析和分類(lèi)應(yīng)用，培養(yǎng)科研思維。在此基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生調(diào)研最新的地物分類(lèi)和識(shí)別方法及應(yīng)用場(chǎng)景，拓寬學(xué)生的學(xué)術(shù)視野。

（二）多光譜成像遙感實(shí)驗(yàn)

多光譜成像遙感綜合實(shí)驗(yàn)探測(cè)的物理量是景物目標(biāo)反射的光譜輻射信息，但是該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖钦故径喙庾V成像系統(tǒng)獲得目標(biāo)光譜圖像數(shù)據(jù)立方體的機(jī)制、系統(tǒng)定標(biāo)原理、遙感數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用。該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包含多光譜成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)、成像系統(tǒng)輻射定標(biāo)、多光譜影像處理及應(yīng)用拓展三個(gè)主要環(huán)節(jié)。

1.多光譜成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，教師介紹多光譜成像原理及本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方案，指導(dǎo)學(xué)生調(diào)研新型的光譜成像技術(shù)，開(kāi)展新型光譜成像實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)并完成器件選型和詳細(xì)設(shè)計(jì)，利用軟件平臺(tái)模擬系統(tǒng)搭建，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)和現(xiàn)代工程工具的能力。

2.在成像系統(tǒng)輻射定標(biāo)環(huán)節(jié)，教師介紹實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的輻射定標(biāo)理論，學(xué)生針對(duì)多光譜成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)輻射定標(biāo)系統(tǒng)。教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)室已有設(shè)備指導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)定標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，完成定標(biāo)系統(tǒng)整體搭建和測(cè)試，進(jìn)而完成多光譜成像系統(tǒng)輻射定標(biāo)。

3.多光譜影像處理及應(yīng)用環(huán)節(jié)包括光譜成像操作實(shí)驗(yàn)和遙感影像處理兩部分。教師在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)學(xué)生完成遙感影像獲取，引導(dǎo)學(xué)生討論分析本實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)一的聯(lián)系和區(qū)別，明確實(shí)驗(yàn)的側(cè)重點(diǎn)。然后，指導(dǎo)學(xué)生完成遙感影像的系統(tǒng)輻射校正處理，采用ENVI軟件對(duì)多光譜圖像進(jìn)行顯示增強(qiáng)、去噪、地物分類(lèi)等處理。鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)前沿影像處理方法，分析新方法的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展趨勢(shì)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維。

（三）數(shù)字全息成像測(cè)量實(shí)驗(yàn)

數(shù)字全息成像測(cè)量綜合實(shí)驗(yàn)是通過(guò)光學(xué)干涉成像系統(tǒng)將工件振動(dòng)、細(xì)胞體積等非光學(xué)待測(cè)物理量調(diào)制到光波信息中，利用數(shù)字全息成像和再現(xiàn)算法實(shí)現(xiàn)特征信息的重構(gòu)。該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程包括數(shù)字全息成像測(cè)量實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、全息成像測(cè)量及特征信息解算、全息測(cè)量應(yīng)用拓展三個(gè)主要環(huán)節(jié)。

1.在數(shù)字全息成像測(cè)量實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，教師講解數(shù)字全息技術(shù)基本原理、典型的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和全息在線算法，然后指定多種待測(cè)物理量（如工件振動(dòng)頻率、腫瘤細(xì)胞形態(tài)等）。學(xué)生選擇其中一類(lèi)設(shè)計(jì)相應(yīng)數(shù)字全息成像系統(tǒng)方案，教師對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估并提出改進(jìn)意見(jiàn)，指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)與搭建，開(kāi)展系統(tǒng)測(cè)試。

2.全息成像測(cè)量及特征信息解算環(huán)節(jié)中，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)操作獲取數(shù)據(jù)，采用再現(xiàn)算法和相位校正算法處理全息數(shù)據(jù)，進(jìn)而反演處理獲取待測(cè)物理量。鼓勵(lì)學(xué)生采用多種方法處理數(shù)據(jù)，對(duì)比分析處理效果，培養(yǎng)學(xué)生歸納分析能力。

3.在全息測(cè)量應(yīng)用拓展環(huán)節(jié)，要求學(xué)生調(diào)研歸納全息成像技術(shù)能測(cè)量其他類(lèi)型的物理量，鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)拓思路提出新的測(cè)量應(yīng)用。針對(duì)特定物理量測(cè)量，引導(dǎo)學(xué)生調(diào)研其他的測(cè)量技術(shù)，歸納分析不同測(cè)量方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用場(chǎng)景，拓寬學(xué)生學(xué)術(shù)視野。

（四）工業(yè)近景攝影測(cè)量綜合實(shí)驗(yàn)

工業(yè)近景攝影測(cè)量綜合實(shí)驗(yàn)是視覺(jué)測(cè)量技術(shù)的典型應(yīng)用之一，采用攝影相機(jī)獲取工業(yè)產(chǎn)品的圖像信息，通過(guò)計(jì)算物點(diǎn)三維坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)物體完整的尺寸、形狀、位置信息的提取。該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程包括攝影測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、攝影系統(tǒng)定標(biāo)實(shí)驗(yàn)及參數(shù)提取、目標(biāo)攝影測(cè)量實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用拓展三個(gè)主要環(huán)節(jié)。

1.攝影測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，教師授課攝影測(cè)量原理、空間點(diǎn)三維計(jì)算方法，然后指定待測(cè)工件樣品（如大型工件、復(fù)雜鑄件等）。學(xué)生調(diào)研典型攝影測(cè)量方案，針對(duì)測(cè)量目標(biāo)設(shè)計(jì)攝影測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，如設(shè)計(jì)條紋投影的攝影測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量復(fù)雜鑄件。教師基于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備條件對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估并提出改進(jìn)建議，指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建，完善攝影測(cè)量步驟規(guī)劃和輔助準(zhǔn)備工作。

2.在攝影系統(tǒng)定標(biāo)環(huán)節(jié)，教師介紹攝影系統(tǒng)定標(biāo)原理和參數(shù)提取方法，學(xué)生針對(duì)攝影測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)相應(yīng)的定標(biāo)實(shí)驗(yàn)方案、參考標(biāo)定板，然后教師指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用圖像處理方法處理標(biāo)志點(diǎn)圖像，通過(guò)計(jì)算獲取標(biāo)志三維坐標(biāo)及相機(jī)內(nèi)參數(shù)。

3.目標(biāo)攝影測(cè)量實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用環(huán)節(jié)中，學(xué)生完成工件樣品的攝影測(cè)量和三維信息提取。指導(dǎo)學(xué)生對(duì)不同類(lèi)型的樣品開(kāi)展測(cè)量實(shí)驗(yàn)，分析測(cè)量系統(tǒng)適用于哪些類(lèi)型的工件測(cè)量。鼓勵(lì)學(xué)生調(diào)研前沿的攝影測(cè)量方案（如基于投影的并行單像素成像技術(shù)）、最新測(cè)量應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)力和專(zhuān)業(yè)視野。

結(jié)語(yǔ)

“光電信息獲取與處理”綜合實(shí)驗(yàn)課程是幫助本科生理解課程知識(shí)體系和運(yùn)用工程技術(shù)的重要途徑。將科學(xué)研究進(jìn)展轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，探索以培養(yǎng)學(xué)生自主性的教學(xué)方案和實(shí)驗(yàn)體系，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展科學(xué)文獻(xiàn)調(diào)研，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方案，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)效果。通過(guò)了解學(xué)科技術(shù)前沿，提升了學(xué)生創(chuàng)新動(dòng)力，為將來(lái)選擇科學(xué)研究方向打下良好的基礎(chǔ)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)探索，以科教融合為導(dǎo)向，完善了教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高了整體教學(xué)水平。

參考文獻(xiàn)

［1］魏娜.科教融合背景下物理化學(xué)課堂案例教學(xué)設(shè)計(jì)探索［J］.當(dāng)代化工研究，2023（12）：140-142.

［2］李安明，陳振強(qiáng)，李真，等.“新工科”背景下創(chuàng)新型光電信息工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)研究［J］.實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2019，22（5）：101-105.

［3］于賀偉，程屾，張興宇，等.科教融合背景下專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革：以能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)為例［J］.高教學(xué)刊，2023，9（18）：138-141.

［4］柳文敏，金曉麗，陳卓華，等.“科教融合”在綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的探索：以BiOI的制備及其光催化降解羅丹明B性能為例［J］.廣東化工，2023，50（5）：236-238.

Exploration of Science and Education Integration System for Comprehensive Experiment of Optoelectronic Information Acquisition and Processing： Taking Remote Sensing Science and Technology Major as an Example

SU Li-juan， PAN Feng， LI Na， JIANG Hong-zhi

（School of Instrumentation and Optoelectronic Engineering， Beihang University，

Beijing 100191， China）

Abstract： The optoelectronic information technology spans a wide range of academic disciplines and has a complex knowledge structure using various techniques. Using the remote sensing science and technology major as an example， focusing on the optical and non-optical physical quantities detecting and processing， to integrate science and education， we explore the teaching plan and experimental content system for integrating cutting-edge research in remote sensing into comprehensive experiments in optical information acquisition and processing， thereby consolidating students’ professional knowledge， training their practical abilities， broadening their academic horizons， and enhancing their innovative abilities.

Key words： optoelectronic information; comprehensive experiment;integration of science and education; remote sensing science and technology