面向工程教育專業認證的遙感類選修課教學改革

馮徽徽，張云生，鄒濱，陶超

（中南大學 地球科學與信息物理學院，湖南 長沙）

一 引言

工程教育是我國高等教育的重要組成部分。工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保障制度，也是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎，成為我國近年來工程教育工作中的重要內容[1,2]。工程教育專業認證以培養目標和畢業出口要求為導向，確認畢業生是否達到行業認可的既定質量標準要求，進而為人才培養與專業提升提供科學合理的建議。2016年，中國正式加入國際工程教育《華盛頓協議》組織，標志著工程教育質量認證體系實現了國際實質等效，工程專業質量標準達到國際認可，成為中國高等教育的一項重大突破。截止2019年，全國227所高校共有1170個專業通過工程教育專業認證，為我國工程教育的提升奠定了基礎[3]。

作為對地球觀測的重要手段，遙感技術已廣泛應用于國土資源、生態環境及社會人文等諸多領域。在此背景下，越來越多的學校開設了“遙感科學與技術”專業或相關的遙感類課程，為國家與行業培養了大批優秀人才[4]。為進一步提升遙感專業的人才培養水平，部分高校已開展了工程教育認證并在此基礎上開展了相關課程的教學設計與改革，取得一系列成果[5,6]。然而需要看到的是，由于工程教育專業認證時間較短，加之我國遙感專業自身積累少、底子薄、文化傳承弱等問題，我國遙感專業人才培養中依然面臨專業認證程度低、培養效果難以評估等瓶頸性問題[7]。因此，進一步加強面向工程教育專業認證的遙感類教學改革成為遙感專業發展迫在眉睫的問題。

本文從工程教育專業認證的通用“畢業要求”出發，研究遙感類專業選修課培養目標與畢業要求，并在此基礎上探索教學改革方案，為面向產出教育模式（Outcomes-based Education）遙感專業工程教育認證規劃與實施提供科學的借鑒，以期提升高校遙感類專業人才的培養質量。

二 畢業要求

工程教育專業認證的“畢業要求”是OBE教育模式的通用標準要求，也是各教學環節所須遵循的基本范式。因此，在進行遙感類選修課考核方式設計之前，須根據專業與課程特點，研究設計適當的畢業要求及其對應的培養目標。工程教育中通用“畢業要求”包括工程知識、問題分析等12條要求。根據社會經濟發展的趨勢、傳統遙感信息產業的轉型升級、戰略性新興產業的振興及其參與全球競爭對創新能力的需求為導向，培養遙感專業領域行業領軍人才，可將工程教育認證通用標準進一步具體化為遙感類專業“畢業要求”：

1.工程知識

能夠將數學、自然科學、工程基礎和專業知識用于解決復雜遙感工程問題。

2.問題分析

能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達與描述、并通過文獻研究分析復雜遙感工程問題，以獲得有效結論。

3.設計/開發解決方案

能夠設計針對復雜遙感工程問題的解決方案，設計滿足特定需求的算法、系統或作業流程，并能夠在設計環節中體現創新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。

4.研究

能夠基于科學原理并采用科學方法對復雜遙感工程問題進行研究，包括設計實驗、采集、處理、分析與解釋數據、并通過信息綜合得到合理有效的結論。

5.使用現代工具

能夠針對復雜遙感工程問題，開發、選擇與使用恰當的儀器、技術、資源、軟件、現代工程工具和信息技術工具，包括對復雜工程問題的預測與模擬，并能夠理解其局限性。

6.工程與社會

能夠基于工程相關背景知識進行合理分析，評價遙感工程專業工程實踐和復雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應承擔的責任。

7.環境和可持續發展

能夠理解和評價針對復雜遙感工程問題的專業工程實踐對環境、社會可持續發展的影響。

8.職業規范

具有人文社會科學素養、社會責任感，能夠在工程實踐中理解并遵守遙感工程職業道德和規范，履行責任。

9.個人和團隊

能夠在多學科背景下的團隊中承擔個體、團隊成員以及負責人的角色。

10.溝通

能夠就復雜遙感工程問題與業界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，包括撰寫報告和設計文稿、陳述發言、清晰表達或回應指令。并具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進行溝通和交流。

11.項目管理

理解并掌握遙感工程管理原理與經濟決策方法，并能在多學科環境中應用。

12.終身學習

具有自主學習和終身學習的意識，有不斷學習和適應發展的能力，有適應終身學習的身體素質和抗壓能力

三 培養目標與指標點分解

基于以上畢業要求，須從培養具有德、智、體全面發展畢業的總目標出發，研究遙感類專業的人才培養目標。根據遙感基礎理論，結合其在城市發展與規劃、環境監測、土地利用、資源調查、減災防災、國防建設等領域的應用特點，可將其細化為以下5個目標。

1.目標1

德、智、體全面發展，具有良好的政治、業務和人文素質。

2.目標2

具備堅實的數學、英語、計算機及掌握攝影測量與遙感基礎理論，掌握遙感與空間信息數據采集、處理、表達與利用的基本原理、方法和技能。

3.目標3

具有從事各種遙感測繪工程技術的能力。

4.目標4

具有知識更新與自我完善能力、良好溝通與組織管理能力、國際交流能力及創新創業意識。

5.目標5

可從事攝影測量與遙感基礎理論研究，在城市發展與規劃、環境監測、土地利用、資源調查、減災防災、國防建設等領域從事遙感測繪工程技術、科技開發和管理工作。

針對以上培養目標，可進一步細化面向工程教育專業認證的遙感類人才培養“畢業要求”。根據畢業要求考查標準和課程支撐教育活動需要，將標準要求的全部12條畢業要求分解為衡量度較高的38個指標點，其分解情況如表1所示。

表1 指標點分解

四 案例分析

以中南大學遙感科學與技術專業“遙感應用與專題制圖”選修課為例，根據2016、2018年教學大綱修訂情況，從課程目標、對畢業要求的支撐以及考試考核等方面介紹面向工程教育認證的遙感類選修課課程改革思路。

（一） 課程目標改革

原始教學大綱的“課程目標”僅從知識、能力、素質以及綜合素質四個方面籠統地規定了課程的基本要求，難以為學生培養提出具體的綱領性指導意見。2018年新版教學大綱則根據遙感類專業學生的培養目標，將課程目標細化為兩點，并詳細規定各點目標所對應的細節內容，大大提升了教學大綱的可執行性：

課程目標1：熟悉掌握常用的遙感圖像數據預處理算法與主流專業軟件使用，進一步提高常用遙感數據預處理能力；能夠針對不同的遙感專題和遙感數據，熟練完成遙感專題信息獲取與精度評定。

課程目標2：培養遙感專題圖編制能力，能夠針對不同的應用專題與制圖要求，準確把握遙感專題制圖比例尺選擇、制圖要素取舍、圖面配置等關鍵問題。

（二） 課程目標對畢業要求的支撐

原始教學大綱中以“高”（H）、“中”（M）和“低”（L）三個指標評估該課程對12點通用畢業要求達成所起的作用，目標分散，針對性較弱，難以體現不同課程的特點及其在整個教學體系中的作用。新版教學大綱改變了傳統“課程目標”與“畢業要求”模糊的對應模式，根據課程特點研究對應的“畢業要求”指標點（表2），凸顯課程特色，同時有效避免不同選修課之間內容重復等問題。

表2 課程目標對畢業要求的支撐

（三） 課程的考核、目標達成度評價方法

考試考核是檢驗教學效果的重要方式?？紤]專業選修課的特點，擬采用考查的方式評定學習成績。原始教學大綱中僅簡單規定平時考查（含考勤、課堂提問等）和實驗報告所占最終成績的比例，無法對各個課程目標進行考核，同時也難以對課程的目標達成度進行定量評估。修訂后的教學大綱針對每個課程目標制定了詳細的考核細則及其得分標準（表3），并研究制定了分目標達成度評價和課程總目標達成度評價計算公式（表4），為更加準確地評估課程教學效果、指導課程改進奠定了科學的數據支持。

表3 考核細則及其支撐的課程目標

表4 達成度計算方法

五 結束語

工程教育專業認證標準為課程教學提供了明確可量化的課程目標，從而指導教學活動持續改進、提升教學質量水平。堅持工程教育專業認證中關于“畢業要求”總目標，開展教學目標、對畢業要求的支撐以及考核方式等方面的改革，是不斷強化遙感類選修課程活力與生命力的關鍵。同時，相關課程改革持續改革有助于進一步深化、檢驗工程教育認證成果，提升學生培養水平，為培養合格的遙感應用人才奠定基礎。