主题词

追“星”一族 时代楷模

标题

科技强国——学习数值分析课程的意义

课程信息

《数值分析》

第1章 绪论

教师信息

人工智能学院 肖云，李成龙，孙登第

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一、课程思政目标

在学习一门课程之前，学生对为什么要学习这门课总是会有一种模糊的感受。为了提升同学们对课程知识点学习兴趣，理解课程内容的实际应用，对课程相关的介绍必不可少。本堂课以遥感领域相关研究为例，介绍皖籍院士、遥感领域泰斗式人物李小文的事迹，帮助学生树立正确的人生观价值观。为了更好地理解学习非线性方程、线性方程组、多项式拟合等知识点的必要性，课堂引入“遥感图像几何校正”的应用案例，借助这个案例的简要介绍，一方面帮助学生理解学习相关知识点的必要性和重要性，另一方面对我国遥感领域技术现状进行分析，引导学生思考科技兴国的重要作用，激励学生肩负民族振兴的时代使命。

该案例支撑了安徽大学课程思政元素指标体系中的指标点1.1价值引领—中国共产党的领导；2.6文化传承—社会主义先进文化；3.2:时代使命—民族振兴；4.1、4.5、4.9公民道德—家国情怀、学术诚信、终身学习；5.1地域特色—地域文化。

二、教学设计

1、 案例教学设计流程图

     2、案例阐释

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中指出要打造全球覆盖、高效运行的通信、导航、遥感空间基础设施体系，对遥感领域技术发展的方向提供了指导。遥感即遥远的感知，中国的第一个遥感卫星东方红一号发射于1970年，而中国的地球遥感卫星技术应用始于1979年，与国外相比，起步较晚。现在，我国的遥感技术与国际先进水平还有一定的差距，推动我国遥感技术发展是当代青年的时代使命。通过对遥感领域研究现状及国家政策导向的学习，潜移默化培养学生坚持中国共产党领导，关注“十四五”规划《纲要》，注重培养学生面向现代化、面向世界、面向未来的、科学的社会主义先进文化价值取向，肩负民族振兴的时代使命。

皖籍遥感领域泰斗式科学家李小文，有着"布鞋院士"的称号，在中科院被认为像《天龙八部》里的扫地僧，将他与陶渊明等魏晋名士相提并论。李小文院士长期从事热红外遥感与地物光学遥感领域的研究，与科学研究时的严谨不同，生活中的李小文非常随性，头发花白留着胡须，穿着布鞋，朴实的外表和中科院院士的身份反差巨大，被大家亲切地称呼为“布鞋院士”。通过对李院士事迹的介绍，帮助学生树立正确的人生观、价值观，学习科学家严谨的科学精神，这种传统知识分子的风骨、本色、随性是值得每一位科研工作者学习的。

遥感图像的成像过程复杂，在成像过程中，传感器生成的图像相对于地面的目标物发生了挤压、扭曲、拉伸等问题，这种现象称为几何畸变。几何畸变会给遥感图像的各种处理带来很大误差，因此需要针对图像的几何畸变进行校正，即为几何校正。有几何畸变和没有几何畸变的图像其对应像元的坐标是不一样的。可以对两图像坐标系统进行空间转换。我们可以采用二元n次多项式来表示这种空间转换。二元n次多项式可以将不同坐标系统下的对应点联系起来，这是一种多项式数字模拟坐标变换的方法。如何获取和建立二元n次多项式即多项式中系数的求解，是几何校正成败的关键。通过建立求解n次多项式系数的方程组，可以采用最小二乘法，得出对应的系数。通过对遥感领域几何校正案例的引入，引出学习多项式拟合、线性方程组求解等多个章节知识点的必要性，帮助实现课程知识传授目标，有助于学生理解为何要学习这门课程。通过具体的遥感领域应用案例分析，帮助学生实现两个能力的培养，即掌握数学和工程科学的知识，理解数值计算与计算机领域复杂工程问题的相关性的能力；能够对类似的复杂工程问题进行分析、评价，并运用已学方法进行解决的能力。在润物无声的思政教育帮助下，引导学生对科研探索的浓厚兴趣，培养学生树立正确的人生观、价值观，帮助其素质和人格养成。