測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究
——以“北斗杯”學(xué)科競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)為例

鄭 忠，王永前，王增武，柳錦寶, 吳小娟

(成都信息工程大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，四川 成都 610225)

快速發(fā)展的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力提出了越來(lái)越高的要求[1-2]。因此針對(duì)測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)開(kāi)展創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究，具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值[3]。成都信息工程大學(xué)測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)主要包括：測(cè)繪工程、遙感科學(xué)與技術(shù)、地理信息科學(xué)3個(gè)本科專(zhuān)業(yè)。在國(guó)家“新工科”工程教育改革的背景下[4-5]，依托于成都信息工程大學(xué)教育教學(xué)研究與改革項(xiàng)目和“本科教學(xué)工程”等項(xiàng)目，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究。本文在總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)初步建設(shè)成果和未來(lái)的完善方向進(jìn)行探討和分析，旨在為相關(guān)的研究開(kāi)展提供實(shí)踐參考。

1 創(chuàng)新能力培養(yǎng)面臨的難題

測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)工作在開(kāi)展過(guò)程中，主要面臨以下的難題：

1)學(xué)生參與度不高。旺盛的就業(yè)需求以及巨大的考核壓力，導(dǎo)致測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)的課程教學(xué)過(guò)程中，相關(guān)高校更加注重學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)(如：儀器操作能力、程序編寫(xiě)能力等)，忽視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。使得部分學(xué)生在專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中存在迷思：只要學(xué)好課本上已有的知識(shí)，熟練操作各類(lèi)儀器，就能夠滿足未來(lái)職業(yè)生涯對(duì)專(zhuān)業(yè)技能的要求。因此，傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)模式更加受到歡迎，創(chuàng)新能力培養(yǎng)活動(dòng)的參與度不高。但是，這恰恰忽視了測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)學(xué)科本身所具有的現(xiàn)實(shí)性強(qiáng)、更新速度快、學(xué)科融合豐富等“與時(shí)俱進(jìn)”特征，正是創(chuàng)新性地融入航空航天技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等現(xiàn)代科技，傳統(tǒng)的測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)在面對(duì)快速變化的社會(huì)需求時(shí)才煥發(fā)出了活力與生機(jī)[6]。

2)學(xué)生參與渠道缺乏。近年來(lái)，國(guó)家各級(jí)部門(mén)積極倡導(dǎo)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，組織開(kāi)展了以“挑戰(zhàn)杯”“互聯(lián)網(wǎng)+”“創(chuàng)青春”等為代表的全國(guó)性創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)，起到了較好的引領(lǐng)作用；但是，全國(guó)性創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)往往綜合了多學(xué)科門(mén)類(lèi)，熱門(mén)學(xué)科的選題方向(如：生物材料、基因工程、人工智能等)往往更容易獲得高等級(jí)的獎(jiǎng)勵(lì)，在全國(guó)性專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽渠道稀缺的背景下，測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)的選題難以受到關(guān)注，學(xué)生經(jīng)常面臨獲獎(jiǎng)難度大的困境，影響了測(cè)繪專(zhuān)業(yè)學(xué)生的參與熱情。因此，測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)學(xué)生參加創(chuàng)新能力培養(yǎng)活動(dòng)的渠道有待進(jìn)一步拓寬。

3)教師參與度較低。目前，國(guó)家、地方和學(xué)校對(duì)于高校教師的評(píng)價(jià)，往往集中于高水平期刊論文的發(fā)表和高級(jí)別科研項(xiàng)目的承擔(dān)[7]。在這種評(píng)價(jià)體系下，部分高校教師更愿意把時(shí)間和精力投入到論文撰寫(xiě)和科研項(xiàng)目申請(qǐng)中，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的時(shí)間和精力投入則屬于“良心活”，這將影響高校教師承擔(dān)培養(yǎng)學(xué)生能力社會(huì)責(zé)任的積極性。因此，需要在評(píng)價(jià)體系上，進(jìn)一步地激發(fā)專(zhuān)任教師參與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)工作的積極性。

2 學(xué)科競(jìng)賽的選取

本研究選取“北斗杯”全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽(BD-CASTIC)開(kāi)展創(chuàng)新能力培養(yǎng)建設(shè)，主要基于以下因素：1)該競(jìng)賽全面貼近測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)的多門(mén)專(zhuān)業(yè)課知識(shí)內(nèi)容，便于學(xué)生將所學(xué)的“測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”“衛(wèi)星導(dǎo)航原理”“GIS原理”“數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量”等專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)融會(huì)貫通，達(dá)到學(xué)以致用的目的。2)近年來(lái)國(guó)家大力發(fā)展北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)，國(guó)內(nèi)外針對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)進(jìn)行了大量的新聞報(bào)道，“北斗”儼然成為我國(guó)一張耀眼的“國(guó)家名片”，將所做的創(chuàng)新工作與我國(guó)的戰(zhàn)略科技進(jìn)行有機(jī)統(tǒng)一，有利于激勵(lì)更多的學(xué)生參與到相關(guān)活動(dòng)中。3)該競(jìng)賽級(jí)別高，具體由教育部科學(xué)技術(shù)司、共青團(tuán)中央學(xué)校部、中國(guó)科協(xié)青少年科技中心、中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室聯(lián)合舉辦，是中國(guó)青少年衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域高層次、高水平、大規(guī)模的科技盛會(huì)，已得到全國(guó)中小學(xué)、高校、行業(yè)協(xié)會(huì)等的廣泛認(rèn)可。

3 培養(yǎng)體系構(gòu)建

如圖1所示，本研究分別從項(xiàng)目選拔、教師指導(dǎo)、項(xiàng)目孵化、經(jīng)費(fèi)支持和成果顯示等方面開(kāi)展創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

圖1 創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系構(gòu)建

在項(xiàng)目選拔方面，圍繞“國(guó)家、賽區(qū)、校級(jí)”目標(biāo)，構(gòu)建三級(jí)選拔體系。在全校性宣講活動(dòng)開(kāi)展以后，利用校團(tuán)委及社團(tuán)組織，按照不同專(zhuān)業(yè)背景，將有意參與“北斗杯”競(jìng)賽的學(xué)生進(jìn)行組織。然后，組織不同專(zhuān)業(yè)的教師按照當(dāng)年發(fā)布的競(jìng)賽評(píng)審規(guī)則，以定量化的方式評(píng)價(jià)競(jìng)賽項(xiàng)目的選題質(zhì)量。最后，基于初步評(píng)價(jià)結(jié)果，分別瞄準(zhǔn)“國(guó)家、賽區(qū)、校級(jí)”目標(biāo)進(jìn)行分類(lèi)培育，以激勵(lì)更多的學(xué)生參與到活動(dòng)中，并有利于產(chǎn)生高質(zhì)量的選題。

在教師指導(dǎo)方面，主要以測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)的教師為依托，同時(shí)發(fā)揮本?！半娮有畔ⅰ睂W(xué)科優(yōu)勢(shì)，邀請(qǐng)包含軟件工程、通信工程、微電子科學(xué)與工程等專(zhuān)業(yè)的教師共同參與。另外，建議學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)管理部門(mén)在通報(bào)表?yè)P(yáng)獲獎(jiǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)上，給予指導(dǎo)教師一定的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)。并在新一版的職稱(chēng)評(píng)審?fù)扑]文件修訂中，推動(dòng)本校職稱(chēng)評(píng)審委員會(huì)，將是否指導(dǎo)學(xué)生獲得國(guó)家級(jí)競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)列為一項(xiàng)推薦條件，以充分調(diào)動(dòng)教師參與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)活動(dòng)的積極性。

在項(xiàng)目孵化方面，將其充分融入CDIO各個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)中。CDIO具體代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)，它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果[8-10]。在國(guó)家“新工科”工程教育改革的背景下，本校積極實(shí)踐CDIO工程教育模式，在工科專(zhuān)業(yè)的教學(xué)大綱中設(shè)計(jì)了多個(gè)工程實(shí)踐環(huán)節(jié)[11]，各工程實(shí)踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)考核目標(biāo)較好地對(duì)應(yīng)了“北斗杯”競(jìng)賽項(xiàng)目孵化的不同階段。將兩者有機(jī)地融合，不僅有利于“北斗杯”競(jìng)賽項(xiàng)目?jī)?yōu)質(zhì)孵化，而且能夠?yàn)镃DIO工程教育模式改革提供實(shí)踐支撐。

在經(jīng)費(fèi)支持方面，依托國(guó)家、地方、學(xué)校各級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)系列經(jīng)費(fèi)，引導(dǎo)指導(dǎo)教師和參賽學(xué)生將“北斗杯”競(jìng)賽的階段性成果整理完善后，逐級(jí)申報(bào)校級(jí)、省級(jí)和國(guó)家級(jí)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，所獲得的項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)用于競(jìng)賽過(guò)程中的各項(xiàng)必要支出。同時(shí)讓參與學(xué)生經(jīng)歷一次完整的項(xiàng)目申報(bào)，以培養(yǎng)其科學(xué)思維，鍛煉其文字表述能力和項(xiàng)目組織能力。

在成果顯示方面，除了獲得“北斗杯”競(jìng)賽各級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)以外，鼓勵(lì)學(xué)生將最終的創(chuàng)新成果整理后，以論文或者專(zhuān)利的形式進(jìn)行展示。鼓勵(lì)更多的參與學(xué)生走上創(chuàng)業(yè)道路，同時(shí)在用人單位中以問(wèn)卷調(diào)查的方式跟蹤近幾年創(chuàng)新能力培養(yǎng)的效果。

4 初步實(shí)踐效果

自本研究開(kāi)展以來(lái)，每年參加創(chuàng)新能力培養(yǎng)活動(dòng)的學(xué)生數(shù)量逐步增加，2017—2019年間共有191名學(xué)生參加“北斗杯”競(jìng)賽，年均參加學(xué)生人數(shù)達(dá)到63人，占本校測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)有效參加學(xué)生人數(shù)(主要指大學(xué)二、三年級(jí)學(xué)生)的59.7%，學(xué)生參與創(chuàng)新活動(dòng)的積極性得到較大的調(diào)動(dòng)。同時(shí)，學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)的成果也得到認(rèn)可，參賽團(tuán)隊(duì)的獲獎(jiǎng)數(shù)量和等級(jí)也較大幅度地提高。2017—2019年間共獲得“北斗杯”競(jìng)賽各等級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)9項(xiàng)，其中：全國(guó)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、全國(guó)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，西南賽區(qū)二等獎(jiǎng)5項(xiàng)，西南賽區(qū)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)。另外，由于近年來(lái)在“北斗杯”競(jìng)賽組織中取得的良好成績(jī)，本校受“北斗杯”西南賽區(qū)推薦，最終獲得了全國(guó)“優(yōu)秀組織獎(jiǎng)”稱(chēng)號(hào)，如表1所示。

表1 2017—2019年間本校“北斗杯”競(jìng)賽參與及獲獎(jiǎng)統(tǒng)計(jì)

本校教師參與創(chuàng)新能力培養(yǎng)活動(dòng)的積極性得到明顯提升。2017—2019年間參與“北斗杯”競(jìng)賽指導(dǎo)的教師占專(zhuān)任教師的67%。這主要與本校創(chuàng)新能力培養(yǎng)的相關(guān)激勵(lì)措施有關(guān)：指導(dǎo)獲獎(jiǎng)的教師不僅能夠獲得榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)，而且還能得到學(xué)校給予的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)，特別在近年來(lái)的職稱(chēng)評(píng)審中，已將是否指導(dǎo)學(xué)生獲得國(guó)家級(jí)競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)作為加分項(xiàng)目，從而較大程度地提高了專(zhuān)任教師指導(dǎo)競(jìng)賽的積極性。同時(shí)，專(zhuān)任教師也樂(lè)于在課堂教學(xué)中將“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行講授，相應(yīng)地帶動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)基礎(chǔ)理論的積極性。

近年來(lái)本校一直積極開(kāi)展CDIO工程教育模式的實(shí)踐，已經(jīng)將CDIO融入到所有工科專(zhuān)業(yè)的教學(xué)培養(yǎng)過(guò)程中。依托于本項(xiàng)目的建設(shè)，本校測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)工程實(shí)踐的水平和質(zhì)量得到明顯提升，有更多的學(xué)生選擇將“北斗”的相關(guān)主題作為工程實(shí)踐選題，在CDIO整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中不僅訓(xùn)練了學(xué)術(shù)思維，而且鍛煉工程實(shí)踐的能力。部分同學(xué)進(jìn)一步地將完成的工程實(shí)踐的成果深化，以作為畢業(yè)論文的選題，測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的建設(shè)在本科畢業(yè)論文的選題上，起到了較好的豐富作用。

同時(shí)，在本研究開(kāi)展過(guò)程中，指導(dǎo)教師積極鼓勵(lì)學(xué)生整理和完善階段性的“北斗杯”競(jìng)賽成果，以申報(bào)校級(jí)、省級(jí)和國(guó)家級(jí)等各個(gè)級(jí)別的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，同時(shí)引導(dǎo)更多的學(xué)生在畢業(yè)后走上自主創(chuàng)業(yè)的道路。經(jīng)過(guò)2017—2019年間的建設(shè)，本校以“北斗”為主題申報(bào)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目逐漸增多，最終獲批立項(xiàng)16項(xiàng)，其中：國(guó)家級(jí)1項(xiàng)，省級(jí)3項(xiàng)，校級(jí)12項(xiàng)。另外，在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目的執(zhí)行過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生注重知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，在2017—2019年間共申請(qǐng)“北斗”主題的發(fā)明專(zhuān)利3項(xiàng)，實(shí)用新型專(zhuān)利7項(xiàng)，軟件著作權(quán)5項(xiàng)。

本校測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的創(chuàng)新能力得到較大程度提升。通過(guò)近幾年針對(duì)崗位實(shí)踐的調(diào)查反饋，畢業(yè)生的創(chuàng)新能力得到越來(lái)越多企事業(yè)單位的認(rèn)可。同時(shí)，通過(guò)上下年級(jí)的示范帶動(dòng)作用，更多低年級(jí)的同學(xué)積極主動(dòng)地加入到創(chuàng)新能力培養(yǎng)的活動(dòng)中，使得創(chuàng)新能力培養(yǎng)的成果能夠產(chǎn)生持續(xù)的正面影響。另外，在應(yīng)邀參加的“北斗杯”全國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)交流活動(dòng)中，本校也針對(duì)相關(guān)的措施和成果進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)分享。

5 結(jié)束語(yǔ)

本研究具體選取“北斗杯”學(xué)科競(jìng)賽作為驅(qū)動(dòng)因子，分別從項(xiàng)目選拔、教師指導(dǎo)、項(xiàng)目孵化、經(jīng)費(fèi)支持和成果顯示等多個(gè)角度，有機(jī)地融合了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目和CDIO工程教育模式，構(gòu)建了測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系。經(jīng)過(guò)2017—2019年間的項(xiàng)目實(shí)踐，本校測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)工作取得初步成果。在研究開(kāi)展的后續(xù)過(guò)程中，需要考慮引入更多的學(xué)科競(jìng)賽進(jìn)行實(shí)踐，并進(jìn)一步地梳理不同學(xué)科競(jìng)賽的特點(diǎn)，針對(duì)性地優(yōu)化創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，充分發(fā)揮教師和學(xué)生的主觀能動(dòng)性，為測(cè)繪地理信息專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供更多的實(shí)踐借鑒。