海洋遙感本科生導師制教學模式探索與實踐

余克服，黃榮永，林武輝，蘇宏飛

（廣西大學 海洋學院/廣西南海珊瑚礁研究重點實驗室，南寧 530004）

世界越來越多的國家開始重視并發(fā)展海洋遙感衛(wèi)星技術，而我國自2002 年發(fā)射海洋一號A 星以來，至今已構建起海洋水色環(huán)境、海洋動力環(huán)境和海洋監(jiān)視監(jiān)測等三大系列的完備的海洋遙感衛(wèi)星體系[1-2]。這使得我們正處于海洋遙感應用人才培養(yǎng)機遇期。我國多所高校已陸續(xù)成立海洋學院并大量開設海洋科學本科專業(yè)[3-4]。海洋遙感則是《海洋科學類本科教學質量國家標準》規(guī)定的海洋科學類專業(yè)必要的知識內容。然而，海洋科學多學科交叉融合的特點，決定了海洋科學專業(yè)很多時候對海洋遙感實踐的教學相對缺乏，使得能夠與我國所大力發(fā)展的海洋遙感衛(wèi)星體系相配套的應用人才欠缺，難以滿足我國對海洋生態(tài)與環(huán)境的監(jiān)視監(jiān)測需求。

我國在教育部于2012 年下發(fā)《關于全面提高高等教育質量的若干意見》背景下，若干高校近10 年以來開展了不少有關本科生導師制創(chuàng)新拔尖人才培養(yǎng)模式的探索與實踐[5]。這為海洋科學專業(yè)開展海洋遙感應用教學提供了一種新的極具潛力的途徑。鑒于此，筆者自2017 年起以學院開展本科生導師制教學制度為基礎，持續(xù)開展了五年多的海洋遙感本科生導師制教學模式探索與實踐。本文將對此進行介紹、總結和思考，希望能夠為未來海洋遙感本科生導師制教學的改進與完善提供基礎，為國內本科生導師制的教學實踐提供參照，更期望能夠在國家和地方海洋科學應用與創(chuàng)新人才培養(yǎng)中發(fā)揮作用。

一、海洋遙感本科生導師制教學的模式

（一）導師制本科生選拔的程序

筆者所在學院海洋科學專業(yè)自2017 年要求本科生自大學二年級起就與教師開展本科生導師制的師生互選工作，即每位學生確定1 位教師，每位教師則確定2～4 名學生。學生在接下來的教學中，除了要獲得規(guī)定的課程學分之外，還要完成導師規(guī)定的教學任務。學院建議導師制本科生進入導師課題組，直接接觸海洋科學的前緣研究，以便培養(yǎng)學生的科研興趣與技能，引導學生走入科學研究道路，契合建設研究型學院的目標。

筆者課題組研究方向為海洋遙感，選拔導師制本科生方面沒有規(guī)定特殊條件，具體程序為：學生報名后，安排面談，感覺學生較為踏實且當前掛科率不超過20%就按照先報名先錄取的原則確定入選學生。

（二）導師制本科生教學的方法

筆者在學生入選后，首要強調學生完成海洋科學相關的課程學習，并規(guī)定只有在保證相關課程合格之后方可加入課題組的研究。該階段同時會列出一些參考書目，例如梅安新等著的《遙感導論》、蔣興偉等譯的《海洋遙感導論》和劉良明編的《衛(wèi)星海洋遙感導論》等，并要求學生在學有余力的條件下自行進行閱讀，并在學生有疑問的時候進行答疑。

經(jīng)過約1 個學期的參考書閱讀，再次找學生面談，了解學生課程學習的情況及是否有富余時間等。針對具有富余時間者，了解其對海洋遙感的認識程度及其對海洋遙感研究與實踐是否有自己的想法與思路。這時需要注意啟發(fā)學生提出自己的想法（對想法不明確的學生則選擇提示大概的方向、思路），進行文獻資料的查閱，并著手進行大學生“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練”項目（簡稱“大創(chuàng)”項目）申報書的撰寫。通過對學生撰寫的申報書迭代提出各種意見并要求據(jù)此進行修改、完善。這時學生就已經(jīng)開始進行文獻資料閱讀和項目合作申報等科學研究基本技能的訓練了。

通常經(jīng)過這樣的訓練，學生一般就可以著手進行課題的研究了。部分學生甚至還能有幸獲得國家級或省部級的“大創(chuàng)”項目立項。然而，作為導師制本科生培養(yǎng)，不管學生是否能獲得“大創(chuàng)”項目立項，進入該階段之后，導師一般都要求學生之間相互合作，并針對之前所提出的項目開展理論推導和計算，并通過專業(yè)軟件操作和計算機編程來開展課題的探索任務。其中，很重要的一點是，導師需要要求學生常態(tài)化地進行課題進展的匯報，以便導師能夠及時了解學生所遇到的各種問題，并適時地與之開展交流、探討與引導。

待學生取得一定的成果之后，就鼓勵并支持學生參加“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃競賽、發(fā)表學術論文及參加學術會議等學術競賽或學術活動。例如，筆者曾帶導師制本科生參加2020 年的第四屆全國海洋光學高峰論壇和2021 年的第六屆地球系統(tǒng)科學大會，圖1 所示的就是學生在地球系統(tǒng)科學大會上進行展板報告的現(xiàn)場。需要指出的是，學生在這個階段已掌握較多的海洋遙感理論知識和研究技能，因而對其指導應該要給予更充分的自主性，以便激發(fā)學生的活躍思維與科研潛力。

圖1 導師制本科生（左四）在第六屆地球系統(tǒng)科學大會上開展展板報告

最后，學生在畢業(yè)時就可以比較輕松地總結以上訓練、學習和探索成果，完成本科畢業(yè)論文的撰寫與答辯，進而走向下一個階段的學習深造或工作生活。

（三）導師制本科生教學的成效

筆者自2017 年選拔第一批海洋遙感導師制本科生至今已五年有余，按照以上導師制方法培養(yǎng)獲得海洋科學學士學位學生合計11人，具體成效見表1?？梢钥吹剑诒疚乃岬膶熤票究粕虒W模式所培養(yǎng)的本科生選擇繼續(xù)開展研究生深造的比例達到約73%。其中，保送研究生的學生數(shù)量約占學院保送數(shù)量的1/3。同時，相關學生在學科競賽、校長獎學金、學術論文發(fā)表和學術會議交流等方面也有不錯的表現(xiàn)。因此，本文所提本科生導師制教學模式比較適合研究型海洋遙感人才的培養(yǎng)，能夠取得良好的成效，具有可行性與有效性。

表1 海洋遙感本科生導師制教學成效表

二、海洋遙感本科生導師制教學經(jīng)驗思考

總結以上的海洋遙感本科生導師制教學的探索與實踐經(jīng)驗，筆者認為本科生導師制可以作為當前學分制的有效補充，在海洋遙感應用與創(chuàng)新型本科生人才培養(yǎng)方面具有重要的作用。但其實施不可盲目，需要以一定的條件作為準則。具體的一些反思如下。

（一）導師制本科生教學需要日常思政教育

立德樹人是教育的根本任務。課程思政教育是當前推崇和提倡的一種大學教育教學理念，要求課程教學在開展理論知識培養(yǎng)的同時開展政治教育的功能，因而是立德樹人的有效途徑。本科生導師制把教學延伸到了學生的日常當中：師生教學的發(fā)生不再局限于課堂這種固定形式（固定時間、固定地點）之上，而是發(fā)生在日常交流、日常學習、日常實驗、野外實踐和學術交流等諸多形式之上。甚至可以說，導師制本科生教學有可能在隨意的時間以隨意的形式發(fā)生在意想不到的地點。換而言之，導師制本科生教學需要教師借鑒我國傳統(tǒng)“禪宗”教育的方法，把握或創(chuàng)造一切可能的機緣，讓一花一木、一舉一動皆成教育，以便正確塑造當代大學生的世界觀、人生觀和價值觀，進而服務于國家發(fā)展與建設對科技人才的需求。

（二）導師制本科生教學需要師生互敬

導師制本科生教學需要把教師和學生置于相對平等的位置之上。導師可以刻意把對學生的教學替換為平等的交流與探討，凸顯教師對學生的尊重，改變傳統(tǒng)課堂教學中教師單向知識灌輸?shù)哪Ｊ?。其好處在于激發(fā)學生的自由思想、自由想法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維或奇思妙想。這更契合當代科學與技術創(chuàng)新的模式，更易于原創(chuàng)性思想和原創(chuàng)性發(fā)明的培育。當然，這并不意味著要丟棄我國歷來尊師重教的傳統(tǒng)：教師需要對每個學生個體進行觀察，引導其對知識、真理和道德的追求與渴望之心，及時發(fā)現(xiàn)并糾正學生的不恰當認識與理解；同時教師自身必須要擁有讓學生敬畏的理論知識和個人修養(yǎng)，以便讓教師所創(chuàng)造的平等條件能夠轉換成師生的相互尊重，而不至于演化成學生危險的無約束發(fā)展。

（三）導師制本科生教學需要“因人而異、因時而變、因地制宜”

與研究生導師制相比，本科生導師制教學對“因人而異、因時而變、因地制宜”的依賴有過之而無不及。其原因在于本科生無論是知識理論水平還是對科學研究的認識水平都處在初級階段。教師在規(guī)劃和設置每一個導師制本科生的學習與探索任務時，既要考慮課題的實際意義，又要考慮本科生的認知水平，更要考慮本科生學分制課程的進度及富余時間的多少等因素。這導致本科生導師制比研究生導師制具有更大的不確定性。乃至學生實際狀況的微小變化都有可能需要導師制學習與探索任務做出巨大的改變。如若不然，有可能會導致學生無法建立起對科學研究的正確認識，更不用說知識理論水平的提高了。更有甚者，不符合學生實際的導師制學習與探索任務可能還會導致學生無法完成基本的學分制課程。因此，本科生導師制對教師的要求更高，其實施過程需要教師根據(jù)學生個體、教學時間和教學地點的不同而不斷地做出相應的動態(tài)調整。

（四）導師制本科生教學需要相關理論和技術的擴充

目前本科生教學往往以“厚基礎、寬口徑”為培養(yǎng)目標，課程設置上注重學科基礎理論與知識。再加上現(xiàn)代學科領域的交叉與融合，本科生課程教學的內容普遍比較廣泛，往往涵蓋學科領域的大部分內容。而這容易使學生在學科領域內具有廣泛的認識，卻不容易在專業(yè)上達到足夠的縱深。此于海洋科學領域表現(xiàn)得尤為明顯。

參與導師制本科生教學的學生通常尚未完成所有的本科課程，以至于學生在某些領域甚至都還沒有基本的了解。例如，筆者海洋遙感本科生導師制從大學二年級就開始，海洋遙感課程其實尚未完成。而本科生導師制作為探索性的創(chuàng)新拔尖人才培養(yǎng)模式，除了要求學生具備“厚基礎、寬口徑”的理論知識條件之外，更需要學生具備對理論知識的縱深理解與應用。

因此，導師制本科生教學就需要教師根據(jù)自身所長和課題組需要靈活設置額外的教學環(huán)節(jié)，以便幫助學生擴充相關的理論和技術，進而與前面所述的創(chuàng)新訓練和學術訓練結合，增強學生理論知識水平的深度。例如，筆者就結合課題組對海洋遙感圖像處理的需要，結合自身海洋遙感科技應用研究的優(yōu)勢，針對海洋科學本科生在計算機語言和數(shù)字圖像處理課程比較薄弱的特點，在學校第三學期不定期開課，為導師制本科生教學定制額外的針對海洋遙感數(shù)據(jù)處理的課程，內容涉及海洋遙感數(shù)據(jù)處理編程、海洋遙感圖像數(shù)據(jù)處理技術和海洋遙感數(shù)據(jù)挖掘等。圖2 所示的就是筆者近期在導師制本科生教學過程中給學生擴充海洋遙感數(shù)字圖像處理理論、技術與編程實踐的圖片。

圖2 導師制本科生教學給學生額外擴充海洋遙感數(shù)字圖像處理理論、技術與編程實踐

（五）導師制本科生教學需要經(jīng)費支撐

就筆者開展本科生導師制教學的實踐經(jīng)驗而言，無論是發(fā)表學術論文還是參加學術會議交流，無疑都是需要一定經(jīng)費的支撐的。就算拋開學術論文發(fā)表和學術會議交流等因素，僅從本科生參與科學研究課題方面考慮，本科生導師制實驗所需要的支撐經(jīng)費就已不少。因此，導師制本科生教學成功與否的另一個特別關鍵的因素是是否有足夠的經(jīng)費支持。

就當前經(jīng)驗而言，獲取導師制本科生教學支撐經(jīng)費比較可行的途徑有：①讓具備一定潛力的學生參與到教師的科研項目中，實現(xiàn)項目研究與學生培養(yǎng)的相互促進；②指導學生申報“大創(chuàng)”項目，爭取獲得各級立項，或指導學生參加“挑戰(zhàn)杯”等各類競賽，爭取獲得學校各級部門的經(jīng)費支持。

三、結論與展望

本文在海洋科學專業(yè)背景下，融合日常思政教育、啟發(fā)式教學、項目申報與實施、學術論文發(fā)表和學術會議交流等，開展了有關海洋遙感本科生導師制教學模式的探索與實踐。結果發(fā)現(xiàn)，按照所提導師制模式培養(yǎng)的本科生選擇繼續(xù)進行研究生深造的比例達到約73%，且其在學科競賽、獎學金、學術論文和學術交流等方面亦有良好的表現(xiàn)。這說明所提出的本科生導師制教學模式具有可行性和有效性，適合用于海洋遙感應用與創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。其后的總結與反思則進一步指出了日常思政教育、師生互敬、理論知識與技能擴充、因時因地因人而異原則和經(jīng)費支撐等因素對海洋遙感本科生導師制教學的必要性。這些經(jīng)驗將能為國內本科生導師制教學實踐的開展提供重要參考，有望在國家和地方開展海洋科學應用與創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面發(fā)揮重要作用。