地方高校專業(yè)碩士《遙感數(shù)字圖像處理》課程思政實踐

李 暉，李蘭暉，吳學文，朱曉鈴，聶 芹

（1.廈門理工學院 空間信息科學與工程系，福建 廈門 361024）

課程思政是一場全方面育人的教學改革[1]。2020年5 月教育部印發(fā)《高等學校課程思政建設指導綱要》（以下簡稱《綱要》），要求把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，全面推進高校課程思政建設[2]。與本科生和學術型研究生的培養(yǎng)模式不同，專業(yè)碩士教育是培養(yǎng)高層次應用型專門人才的主渠道，突出特點是學術性與職業(yè)性緊密結合，集中在知識密集、需要較高專業(yè)技術或實踐創(chuàng)新能力、具有鮮明職業(yè)特色、社會需求較大的領域[3]。作為我國高等教育體系的主體部分和專業(yè)碩士教育的主力軍，地方高校的使命是立足地方經(jīng)濟社會發(fā)展，辦學定位、目標與國家重點高校有很大不同[4]。

遙感作為新技術，具有較強的綜合性和實踐性，與國家科學技術發(fā)展戰(zhàn)略高度契合[5]。隨著《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020 年）》[6]中的重大專項之一《中國高分辨率對地觀測系統(tǒng)》（以下簡稱《高分專項》）和《國家民用空間基礎設施中長期發(fā)展規(guī)劃（2015—2025 年）》（以下簡稱《規(guī)劃》）[7]等重大戰(zhàn)略性工程的實施，海量遙感數(shù)據(jù)中蘊含的巨大經(jīng)濟、社會、科研等價值得到社會各界的廣泛關注。為了實現(xiàn)遙感技術高層次、高素質人才培養(yǎng)與社會需求無縫銜接的目標，地方高校需結合學情和定位，聚焦專業(yè)特點，以實際工程案例為核心，課程重難知識點為基礎，核心價值觀為引領，推動專業(yè)教育與思政教育的緊密融合[8]，實現(xiàn)集知識傳授、能力培養(yǎng)和價值引領于一體的育人目標[9]。本文以廈門理工學院專業(yè)碩士課程《遙感數(shù)字圖像處理》的思政建設為例，結合學?！坝H產(chǎn)業(yè)重應用”服務地方的培養(yǎng)特色，完成了思政元素梳理、思政教學改革、思政育人成效評估，建立了課前元認知梳理—課中專業(yè)知識挖掘—課后全面素質達成的閉環(huán)評價反饋機制，落實研究生思想素養(yǎng)的提升、專業(yè)素質的鍛造以及培養(yǎng)成效的檢驗，達成“立德樹人”根本任務。

1 地方高校遙感類課程思政建設現(xiàn)狀

1）遙感類課程思政的特點?！兑?guī)劃》和《高分專項》等重大戰(zhàn)略性工程的目標是建設國家民用空間基礎設施，滿足行業(yè)和區(qū)域重大應用需求。遙感技術的研究和應用，蘊含了豐富的思政教育素材，具有非常鮮明的思政特色。然而，我國高校的課程思政建設，面臨著師生認識水平不高、思政教學的師資水平不高、評價體系缺失等問題[10]，未能很好地利用專業(yè)課蘊含的思政教育素材和功能，形成大學生思想政治教育與專業(yè)素質達成的課程育人合力[11]。

2）遙感類課程思政建設的難點和重點。高素質的研究生生源是提高和保障研究生培養(yǎng)質量的重要前提。然而，地方高校在研究生招生中存在很大的局限性，除部分跨專業(yè)考生外，存在生源質量參差不齊、讀研目的不明確、自我認知能力不清晰、寫作表達能力欠缺等問題[12]。以廈門理工學院為例，學校定位為國內(nèi)一流高水平應用技術大學，服務地方發(fā)展，將應用型人才的培養(yǎng)作為構建研究生培養(yǎng)質量體系的重點。隨著近年研究生招生規(guī)模的擴大，生源問題日漸突出，給研究生培養(yǎng)和教學帶來較大難度。遙感類課程作為面向“通導遙”國家重大發(fā)展戰(zhàn)略和廈門市千億衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈的人才培養(yǎng)類專業(yè)課程，尤其是由廈門大學等單位根據(jù)海洋科研研究與遙感應用市場需要提出的國內(nèi)高校首顆面向海洋和海岸帶觀測的“海絲一號”SAR衛(wèi)星的順利發(fā)射及其在國內(nèi)外大事件發(fā)生時的應急響應能力[13]，其蘊含的豐富思想政治教育資源和素材以及地方化和產(chǎn)業(yè)特色，是促進學生理解國防建設信息化重要性，培養(yǎng)憂患意識，重塑家國情懷的有利抓手。以《遙感數(shù)字圖像處理》思政建設為例，面向不同學業(yè)背景的專業(yè)碩士培養(yǎng)，重點在于與產(chǎn)業(yè)實踐相統(tǒng)一的學習任務的達成。實施過程中側重任務引領和問題導向，挖掘、梳理遙感類課程蘊含的豐富的思政元素，鼓勵學生從任務實踐中串聯(lián)專業(yè)技術知識，激發(fā)學習積極性和科研激情，強化實踐應用能力，提高學生元認知水平，促進綜合素質的全面達成。

2 地方高校遙感類課程思政建設實踐

《遙感數(shù)字圖像處理》是遙感類主干課程，教學目標是通過學習使學生掌握遙感數(shù)據(jù)圖像處理的基本理論、方法，并結合課內(nèi)外實習實踐，提高運用遙感知識解決實際問題的能力，具備從事相關領域或行業(yè)遙感應用與研究的基本能力。因此，根據(jù)《綱要》精神，本文結合研究生培養(yǎng)的基本目標和地方高校的培養(yǎng)特色，進行思政元素梳理、思政教學改革和育人成效評估。

1）高站位明需求：梳理課程思政元素，對接產(chǎn)業(yè)需求，建設高質量持續(xù)更新的案例庫。專業(yè)課教師組建課程思政共建團隊，形成課程思政專門化結對制度和常態(tài)化運行機制。通過理論學習、黨性教育、社會調(diào)研等多種方式，提高自身的政治理論水平和人文素養(yǎng)，提升將思想政治工作貫穿教學全過程的能力，擔當起“立德樹人”的崗位職責。

廈門理工學院專業(yè)碩士培養(yǎng)，學習周期按照“實踐—理論—再實踐”的模式設計，突出實踐環(huán)節(jié)，提倡“真題實做”，二年級需要參加為期不少于一年的企業(yè)實踐。設計課堂教學內(nèi)容時，可立足國內(nèi)外發(fā)展大環(huán)境，從新聞熱點和日常生活的角度切入，挖掘衛(wèi)星遙感視角下的國內(nèi)外時事熱點素材。同時，與企業(yè)實習實訓基地定期開展調(diào)研、講座、交流研討和項目合作，將之轉化為課程思政的教學素材。根據(jù)國家政策、社會熱點、科研項目、企業(yè)用人需求以及學生的職業(yè)規(guī)劃等變化，持續(xù)更新案例庫，提煉示范案例中的思政素材和能力達成目標，建立健全教學培養(yǎng)方案，形成緊貼職業(yè)發(fā)展需求、高質量持續(xù)更新的課程思政示范案例。部分綜合實踐教學案例見表1，大部分案例來自國家政策、社會熱點、教師團隊的科研項目和企業(yè)成果宣傳。

2）深理論重實踐：推進理論實踐相統(tǒng)一，將思政元素滴灌融入課堂教學。對于工科研究生的培養(yǎng)，理論基礎與實踐應用同樣重要[14]。以廈門理工學院為例，大部分研究生來自同等或更低水平的本科院校，存在專業(yè)基礎不夠扎實、獨立思考能力弱、專業(yè)認知不清晰等問題，跨專業(yè)的考生在學習過程中更是存在一定的困難。因此，教學過程中需要更多注重任務引領和問題導向[15]，將示范案例融入教學過程中，遵循“隱性思想政治教育”的理念，采用問題導向、案例式、角色扮演、畫龍點睛、專題嵌入、隱性滲透的方法和手段，靈活施教潤物無聲，激發(fā)學生深度思考，加強對理論知識的理解、遷移和深化，做到理論與實踐相結合，鍛煉研究生解決問題的能力，形成合理完備的解決思路和方案，提升全面思考的綜合素質。

以2017 年9 月國務院統(tǒng)一部署開展的三調(diào)為例（圖1），從政策講解、工作任務、技術路線、成果應用等方面講解，引導學生積極思考和討論，幫助學生從國家戰(zhàn)略層面理解遙感技術在國情國力調(diào)查中的應用，提升對大國責任的深刻認識以及專業(yè)技能的系統(tǒng)認知。在課堂教學過程中，首先介紹三調(diào)開展的歷史背景和任務目的，讓學生了解開展國土調(diào)查是為了全面查清我國土地利用現(xiàn)狀，掌握真實的土地基礎數(shù)據(jù)，建立和完善土地調(diào)查、統(tǒng)計和登記制度，實現(xiàn)國土調(diào)查信息的社會化服務，滿足經(jīng)濟社會發(fā)展和國土資源管理的需要[16]；然后回顧3 次全國土地調(diào)查活動，即1996 年完成的第一次全國土地詳查、2007 年7 月開展的第二次全國土地調(diào)查（二調(diào)）以及三調(diào)[17]；再結合自然資源部構建的“六統(tǒng)一”自然資源調(diào)查監(jiān)測體系，徹底解決“數(shù)出多門”的問題，指出三調(diào)的實施是面向新時代信息化管理和數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的需求，在二調(diào)成果的基礎上，充分利用高分衛(wèi)星、無人機、大數(shù)據(jù)、云計算等更先進的技術和更完整的工作體系完成調(diào)查任務[18]，在技術路線的解讀過程中，針對國土調(diào)查中的某個興趣點，以熟悉的廈門及其周邊地區(qū)的水田、水產(chǎn)養(yǎng)殖、香蕉林、茶園等典型地類的識別問題為例，鼓勵學生討論并設計技術路線，如利用無人機測繪、地物智能識別等方法識別水田、區(qū)分水田和旱地、摸清水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)的縮小范圍等；最后通讀《第三次全國土地調(diào)查主要數(shù)據(jù)成果發(fā)布》文件[19]，通過“亮家底”讓學生感受國力強大以及專業(yè)技能的用武之地，潛移默化地鍛造學生的愛國主義情懷，激發(fā)學習熱情。

圖1 基于三調(diào)的思政實踐

3）注重人才質量達成：建立“課前—課中—課后”的閉環(huán)評價反饋機制。問題解決中的元認知對于提高教學效果，激發(fā)學生反思具有重要意義[20]。教學過程中發(fā)現(xiàn)，研究生的本科學習背景涉及計算機、軟件工程、機械、電子等多種專業(yè)，普遍缺少地理學、遙感等相關系統(tǒng)的理論知識，在綜合實踐項目的開展中，無法積極調(diào)動、組合和協(xié)調(diào)原有的知識背景，缺少全面、深層次的思考，進而對學習任務、目標的認知以及認知策略的運用存在欠缺。針對該突出問題，在思政改革中需幫助學生梳理已有的知識背景和自我效能達成，關注和提高元認知能力。

基于元認知策略，利用專題示范的實踐課程，逐漸形成“課前元認知梳理—課中專業(yè)知識挖掘—課后全面素質達成”的閉環(huán)評價反饋機制。課前元認知梳理旨在幫助學生梳理自己的認知，明確學習目標，制定學習計劃，引導學生關注社會和生活現(xiàn)象，進而啟發(fā)學生理解思政素材，準確轉達信息和知識；課中專業(yè)知識挖掘是在前概念的基礎上進行互動教學，面對任務，結合專業(yè)知識進行批判性思考，建立系統(tǒng)知識結構，制定監(jiān)控策略，主動且有意識地監(jiān)控和調(diào)整自己的認知活動，評估和反饋自己的學習效果，調(diào)節(jié)認知策略，積極獨立分析和解決問題；課后全面素質達成是最終的考核環(huán)節(jié)，理解、評估和分析學習過程和效果，能清晰準確地表達自己，反饋和調(diào)整學習策略，提高自我的元認知水平，形成解決復雜問題的能力，促進實踐能力的全面達成，在培養(yǎng)學生主動學習和解決問題能力的同時，加強對大國夢的認識，樹立正確的社會主義核心價值觀，如在遙感圖像土地利用類型變化檢測的實踐教學時（圖2），根據(jù)學情將思政元素融入教學過程，首先需要幫助學生明確土地利用類型的準確定義，是林地而非丘陵，是建設用地而非學校、商場（區(qū)分土地利用類型和地貌、功能區(qū)）等；然后針對不同的遙感數(shù)據(jù)和應用場景，引導學生回顧遙感圖像處理的理論知識點，梳理需要考慮的知識點，如幾何精校正、輻射校正等，鼓勵學生完成初步實驗方案的設計；最后針對提出的基于像素的變化檢測、面向對象的變化檢測、深度學習等變化檢測方案，討論效率與準確性的兼顧問題，調(diào)整設計方案，促進理論與實踐的任務達成，全面提升學生綜合素質。

圖2 “土地利用變化檢測”專題教學素質提升

3 結 語

本文針對地方高校專業(yè)碩士的培養(yǎng)，以廈門理工學院為例，梳理了地方性院校專業(yè)碩士培養(yǎng)存在的問題，在《遙感數(shù)字圖像處理》課程思政實踐中，建設了緊貼職業(yè)發(fā)展需求、高質量持續(xù)更新的課程思政示范案例庫；在思政課程教學改革過程中，依據(jù)“隱性思政”的原則，采取滴灌式、啟發(fā)式等教學方法，促進了專業(yè)教育與思政教育的深度融合；結合元認知策略，初步形成了“課前元認知梳理—課中專業(yè)知識挖掘—課后全面素質達成”的閉環(huán)評價反饋機制，通過提升研究生思想素養(yǎng)、鍛造專業(yè)素質以及檢驗培養(yǎng)成效，適應高層次創(chuàng)新型復合型應用型人才培養(yǎng)的需要，構建“協(xié)同育人”模式，落實“立德樹人”根本任務。在課程持續(xù)建設過程中，將進一步深化產(chǎn)教融合專業(yè)學位研究生培養(yǎng)模式改革，實現(xiàn)“專業(yè)學位+能力拓展+素質提升”的育人模式，使專業(yè)學位研究生在獲得學歷學位的同時，取得相關行業(yè)產(chǎn)業(yè)從業(yè)資質或實踐經(jīng)驗，提升職業(yè)勝任能力，達到全面育人效果。該套實踐模式可推廣至類似的工科課程。