“遙感原理與應(yīng)用”課程思政教學(xué)策略探索與實踐

莊齊楓

（南京工業(yè)大學(xué)測繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 江蘇·南京 211800）

0 引言

教育是國之大計、黨之大計。高校立身之本在于立德樹人，人才培養(yǎng)是高校的核心使命。新時代高校培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人是教育的根本問題。因而，需要將思想政治元素充分融入專業(yè)知識和技能的傳授過程，發(fā)揮課程思政在高校教學(xué)中的價值引領(lǐng)作用，使得學(xué)生掌握專業(yè)知識的同時，能夠踐行社會主義核心價值觀，培養(yǎng)健全的人格。

教師是立教之本、興教之源。教師是高校人才培養(yǎng)的主體，也是立德樹人的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的專業(yè)課程教學(xué)偏重理論知識或?qū)嵺`技能的培養(yǎng)，忽略了思想政治教育對于教育教學(xué)過程的引領(lǐng)作用，部分學(xué)生學(xué)習(xí)主動性與認(rèn)知深度受到限制，導(dǎo)致對專業(yè)學(xué)習(xí)缺乏興趣，影響新時代本科人才培養(yǎng)質(zhì)量。作為高校教師，需要積極研究思政元素與專業(yè)知識之間的關(guān)聯(lián)和融合，明確課程思政教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)和落腳點，細(xì)化課程思政的教學(xué)內(nèi)容與方法，將社會主義核心價值觀、實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的理想融入課程教學(xué)，真正實現(xiàn)全員、全程、全方位育人。

“遙感原理與應(yīng)用”是測繪類專業(yè)的核心課程，主要講授航天、航空、地面遙感技術(shù)的基本原理與相關(guān)的行業(yè)應(yīng)用，課程中蘊含著大量的思政元素，因而需要結(jié)合課程的教學(xué)與德育目標(biāo)，在課程內(nèi)容中尋找與相關(guān)思政元素的結(jié)合點，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改變“大水漫灌”為“精準(zhǔn)滴灌”式的教學(xué)方法(楊可明等,2021)，提升學(xué)生在汲取知識時的獲得感和幸福感，真正實現(xiàn)思想啟迪和價值引領(lǐng)，促進學(xué)生全面發(fā)展。本文以測繪類專業(yè)“遙感原理與應(yīng)用”為例，將專業(yè)課程培養(yǎng)與思政元素緊密結(jié)合，探索了課程思政教學(xué)策略。

1 “遙感原理與應(yīng)用”課程思政教學(xué)策略

1.1 遙感發(fā)展史：見賢思齊，讓榜樣引領(lǐng)青年成長

遙感技術(shù)是20世紀(jì)60年代興起并迅速發(fā)展起來的一門綜合性對地觀測技術(shù)，它是在航空攝影測量基礎(chǔ)上，隨著空間技術(shù)、電子計算機技術(shù)等現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展而形成的一門新興技術(shù)科學(xué)，目前已經(jīng)在測繪、自然資源調(diào)查、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、軍事等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。我國系統(tǒng)的航空攝影遙感從20世紀(jì)50年代開始，主要應(yīng)用于地形圖的制圖與更新。隨后，我國的遙感事業(yè)經(jīng)歷了70年代至80年代中期的起步階段，80年代后期至90年代前期的試驗應(yīng)用階段，90年代后期進入了實用化和產(chǎn)業(yè)化階段。

在我國遙感科學(xué)不斷發(fā)展過程中，涌現(xiàn)出了許多關(guān)鍵人物與先進事跡。陳述彭院士在充分考察、調(diào)研和分析國外遙感發(fā)展?fàn)顩r和我國現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，所提出的一系列戰(zhàn)略性的發(fā)展思想，成為我國遙感發(fā)展初期的指導(dǎo)方針，是中國遙感科學(xué)技術(shù)的帶頭人(周成虎等,2009)。李小文院士長期致力于地物光學(xué)遙感和熱紅外遙感的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，創(chuàng)建了植被二向性反射Li-Strahler幾何光學(xué)模型，這一成果入選國際光學(xué)工程學(xué)會“里程碑系列”。李院士生活節(jié)儉，因其衣著樸素作報告的照片走紅網(wǎng)絡(luò)，被稱為“布鞋院士”，是名副其實的中國遙感泰斗。

見賢思齊，修心有道。這些先進事跡展現(xiàn)了前輩們的睿智與辛勤耕耘，以及對祖國炙熱的情懷，是非常優(yōu)秀的思政素材，通過思政要素與專業(yè)授課的融合，鼓勵未來從事遙感技術(shù)專業(yè)的高校青年從榜樣中汲取奮進的力量，堅定內(nèi)心理想信念，經(jīng)得了磨難困苦，始終保持樂觀向上的精神面貌，努力為新時代遙感技術(shù)書寫新的篇章。

1.2 遙感基礎(chǔ)理論：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實、敢于攀登的科學(xué)態(tài)度

遙感技術(shù)建立在物體電磁波輻射理論基礎(chǔ)上，不同物體和現(xiàn)象具有各自的電磁波輻射特性?！斑b感原理與應(yīng)用”課程，在可見光與近紅外領(lǐng)域，主要講授地物的反射波譜特性等，通過相關(guān)知識學(xué)習(xí)，可以使得學(xué)生理解“健康植被為什么是綠色”“農(nóng)作物病蟲害前后的光譜區(qū)別”“水體污染后的光譜變化”等現(xiàn)象的內(nèi)在原理。在熱紅外領(lǐng)域，主要講授地物的熱輻射原理與特征，使學(xué)生可以從熱的角度去理解自然，發(fā)掘可見光難以捕捉的自然信息。在微波遙感領(lǐng)域，主要講授主被動微波成像原理與地物后向散射特征，使學(xué)生從微波角度拓展認(rèn)識與掌握自然界各種現(xiàn)象的方法。在遙感圖像解譯領(lǐng)域，主要講授遙感圖像基礎(chǔ)、目視與計算機解譯方法等，使學(xué)生將知識貫通融合，理解地物遙感圖像特征，從而完成遙感圖像目標(biāo)識別。

遙感技術(shù)的基礎(chǔ)理論具有嚴(yán)格的物理背景，有限的授課學(xué)時限制下，學(xué)生通常難以完全理解。為解決這一問題，在授課過程中，要深入貫徹“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，通過精心設(shè)計教學(xué)實驗，如結(jié)合光譜測量，理解不同類型植被、不同健康狀況植被的反射波譜特征；采用熱紅外測溫儀觀測，理解不同物體的發(fā)射率差異及其對溫度的影響；通過具體的上機操作，結(jié)合不同的遙感影像，使學(xué)生首先理解遙感圖像輻射與幾何誤差的來源，再掌握具體的糾正等操作。教學(xué)實驗的開展，每一步都需要認(rèn)真規(guī)范，實驗中主觀因素的影響，都有可能導(dǎo)致實驗失敗，需要充分發(fā)揮思政元素的積極作用，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實，敢于攀登的科學(xué)態(tài)度，使得學(xué)生努力克服畏難心理，真正的理解專業(yè)知識、運用好專業(yè)技能。

1.3 遙感多元化應(yīng)用：培養(yǎng)學(xué)生開拓進取、勇于創(chuàng)新的新時代精神

遙感技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，光學(xué)遙感影像是地球表面的“相片”，微波遙感影像正如地球的“X光”，真實的展現(xiàn)了地球表面物體的形狀、大小、紋理與光譜等差異，通過信息處理與挖掘，不同的信息差異可以展現(xiàn)出與地球表面各類自然現(xiàn)象及人類活動等息息相關(guān)的深層次內(nèi)容。

目前，遙感在自然災(zāi)害監(jiān)測、資源調(diào)查、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、區(qū)域經(jīng)濟、全球變化等領(lǐng)域有了豐富的應(yīng)用。作為遙感科學(xué)的重要分支，農(nóng)業(yè)遙感伴隨著遙感技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。中國農(nóng)業(yè)遙感經(jīng)歷了20世紀(jì)70年代的向國外學(xué)習(xí)階段，80-90年代中期的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)階段，90年代后期-2010年監(jiān)測應(yīng)用階段以及2010年至今全面深化研究與應(yīng)用階段。目前，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所建立的國家農(nóng)作物遙感監(jiān)測系統(tǒng)(CHARMS)已經(jīng)成為國際地球觀測組織向全球推廣的農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測系統(tǒng)之一(唐華俊,2018)。中國科學(xué)院建立的全球農(nóng)情遙感速報系統(tǒng)(Crop Watch)在全球尺度提供農(nóng)情遙感監(jiān)測信息(吳炳方等,2019)。每一次成功的背后，都凝聚了科學(xué)家們的艱苦奮斗，而堅定他們信念的正是開拓進取、勇于創(chuàng)新的新時代精神。

授之以魚不如授之以漁。授課過程中，要充分融入開拓創(chuàng)新的思政元素，不僅需要講清遙感多元化應(yīng)用的詳細(xì)案例，更需要將相關(guān)遙感應(yīng)用深入拓展，將前輩們發(fā)掘應(yīng)用方法的前后艱苦歷程以及創(chuàng)新精神展現(xiàn)出來，讓學(xué)生真正學(xué)有所用，在學(xué)習(xí)過程中傳承好開拓進取、勇于創(chuàng)新的新時代精神。

1.4 遙感教學(xué)資源：培養(yǎng)學(xué)生“家國情懷”

“遙感原理與應(yīng)用”課程教學(xué)離不開先進的軟硬件資源支持。硬件資源包括計算機與常見的遙感設(shè)備，如熱紅外測溫儀、地物光譜儀與無人機設(shè)備等。軟件資源包括遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)、遙感圖像處理軟件等。90年代以前，這些領(lǐng)域幾乎被國外壟斷。隨著我國遙感產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，目前遙感相關(guān)的軟硬件發(fā)展取得了重大的突破。在遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)提供能力方面，中國目前在軌遙感衛(wèi)星數(shù)量全球第二。2013年以來，我國陸續(xù)發(fā)射了一批高分辨率遙感衛(wèi)星，對地觀測精度不斷提升。其中，高分一號至七號組成的“高分辨率對地觀測系統(tǒng)”，成為中國迄今規(guī)模最大的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)。在遙感數(shù)據(jù)處理方面，國內(nèi)自主開發(fā)的遙感圖像處理軟件，如PIE等，技術(shù)趨于成熟，越來越多的應(yīng)用可完全依托這些自主軟件進行開展。遙感硬件方面，國內(nèi)自主研發(fā)的遙感傳感器、遙感平臺逐漸占據(jù)大量市場份額。例如，大疆無人機P4M多光譜成像系統(tǒng)，集成了可見光到近紅外的光學(xué)波段，數(shù)據(jù)獲取能力穩(wěn)定高效，為植保工作、農(nóng)業(yè)監(jiān)測提供了靈活的解決方案。

家國情懷是中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的寶貴精神財富，是實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興中國夢的強大精神力量。在“遙感原理與應(yīng)用”教學(xué)過程中，需要及時梳理我國所取得的遙感行業(yè)最新進展，更多的介紹并使用國內(nèi)自主研發(fā)的軟硬件平臺，并客觀的與國外其他軟硬件平臺進行對比，讓學(xué)生建立起民族自豪感，樹立文化自信，在學(xué)習(xí)過程中激發(fā)深切的愛國情懷(楊強等,2021)。同時，能夠認(rèn)識到與國外的實際差距，培養(yǎng)內(nèi)心積極進取的信念，努力成為未來我國遙感行業(yè)真正的領(lǐng)軍人才。

2 “遙感原理與應(yīng)用”課程思政教學(xué)初步實踐成效

通過課程思政的認(rèn)真實踐，學(xué)生參與教學(xué)活動的積極性、互動性明顯提升，對專業(yè)的認(rèn)知程度也有了明顯改觀。近幾學(xué)期來，學(xué)生積極參與測繪地理信息各類競賽，獲得了優(yōu)異的成績，如江蘇省高校測繪地理信息創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽特等獎、二等獎各1項、“航天宏圖杯”PIE遙感圖像處理軟件二次開發(fā)大賽一等獎、二等獎與優(yōu)秀獎各1項、全國高校GIS技能大賽二等獎1項、共享杯大學(xué)生科技資源共享服務(wù)優(yōu)秀獎1項、國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃3項等。同時，校外實習(xí)評價反饋明顯好轉(zhuǎn)，指導(dǎo)的畢業(yè)學(xué)生多次獲評校優(yōu)秀本科畢業(yè)論文、江蘇省高校測繪本科生優(yōu)秀畢業(yè)論文。學(xué)生理論知識與實踐能力明顯提高，畢業(yè)生就業(yè)率也有所提升。