測繪地理信息專業創新能力培養研究
——以“北斗杯”學科競賽驅動為例

2021-05-11 03:41:32王永前王增武柳錦寶吳小娟

測繪工程 2021年3期

鄭忠，王永前，王增武，柳錦寶, 吳小娟

(成都信息工程大學資源環境學院，四川成都 610225)

快速發展的現代科學技術對測繪地理信息專業學生的創新能力提出了越來越高的要求[1-2]。因此針對測繪地理信息專業開展創新能力培養的研究，具有重要的理論意義和實踐價值[3]。成都信息工程大學測繪地理信息專業主要包括：測繪工程、遙感科學與技術、地理信息科學3個本科專業。在國家“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教育教學研究與改革項目和“本科教學工程”等項目，本教學團隊開展了測繪地理信息專業學生創新能力培養的研究。本文在總結實踐經驗的基礎上，針對初步建設成果和未來的完善方向進行探討和分析，旨在為相關的研究開展提供實踐參考。

1 創新能力培養面臨的難題

測繪地理信息專業創新能力培養工作在開展過程中，主要面臨以下的難題：

1)學生參與度不高。旺盛的就業需求以及巨大的考核壓力，導致測繪地理信息專業的課程教學過程中，相關高校更加注重學生動手能力的培養(如：儀器操作能力、程序編寫能力等)，忽視培養學生的創新能力。使得部分學生在專業知識的學習過程中存在迷思：只要學好課本上已有的知識，熟練操作各類儀器，就能夠滿足未來職業生涯對專業技能的要求。因此，傳統的“填鴨式”教學模式更加受到歡迎，創新能力培養活動的參與度不高。但是，這恰恰忽視了測繪地理信息專業學科本身所具有的現實性強、更新速度快、學科融合豐富等“與時俱進”特征，正是創新性地融入航空航天技術、虛擬現實技術、人工智能技術、大數據技術等現代科技，傳統的測繪地理信息專業在面對快速變化的社會需求時才煥發出了活力與生機[6]。

2)學生參與渠道缺乏。近年來，國家各級部門積極倡導大學生創新能力培養，組織開展了以“挑戰杯”“互聯網+”“創青春”等為代表的全國性創新創業活動，起到了較好的引領作用；但是，全國性創新創業活動往往綜合了多學科門類，熱門學科的選題方向(如：生物材料、基因工程、人工智能等)往往更容易獲得高等級的獎勵，在全國性專業競賽渠道稀缺的背景下，測繪地理信息專業的選題難以受到關注，學生經常面臨獲獎難度大的困境，影響了測繪專業學生的參與熱情。因此，測繪地理信息專業學生參加創新能力培養活動的渠道有待進一步拓寬。

3)教師參與度較低。目前，國家、地方和學校對于高校教師的評價，往往集中于高水平期刊論文的發表和高級別科研項目的承擔[7]。在這種評價體系下，部分高校教師更愿意把時間和精力投入到論文撰寫和科研項目申請中，對學生創新能力培養的時間和精力投入則屬于“良心活”，這將影響高校教師承擔培養學生能力社會責任的積極性。因此，需要在評價體系上，進一步地激發專任教師參與學生創新能力培養工作的積極性。

2 學科競賽的選取

本研究選取“北斗杯”全國青少年科技創新大賽(BD-CASTIC)開展創新能力培養建設，主要基于以下因素：1)該競賽全面貼近測繪地理信息專業的多門專業課知識內容，便于學生將所學的“測量學基礎”“衛星導航原理”“GIS原理”“數字攝影測量”等專業課程知識融會貫通，達到學以致用的目的。2)近年來國家大力發展北斗衛星導航定位技術，國內外針對北斗衛星導航定位系統進行了大量的新聞報道，“北斗”儼然成為我國一張耀眼的“國家名片”，將所做的創新工作與我國的戰略科技進行有機統一，有利于激勵更多的學生參與到相關活動中。3)該競賽級別高，具體由教育部科學技術司、共青團中央學校部、中國科協青少年科技中心、中國衛星導航系統管理辦公室聯合舉辦，是中國青少年衛星導航領域高層次、高水平、大規模的科技盛會，已得到全國中小學、高校、行業協會等的廣泛認可。

3 培養體系構建

如圖1所示，本研究分別從項目選拔、教師指導、項目孵化、經費支持和成果顯示等方面開展創新能力培養。

圖1 創新能力培養體系構建

在項目選拔方面，圍繞“國家、賽區、校級”目標，構建三級選拔體系。在全校性宣講活動開展以后，利用校團委及社團組織，按照不同專業背景，將有意參與“北斗杯”競賽的學生進行組織。然后，組織不同專業的教師按照當年發布的競賽評審規則，以定量化的方式評價競賽項目的選題質量。最后，基于初步評價結果，分別瞄準“國家、賽區、校級”目標進行分類培育，以激勵更多的學生參與到活動中，并有利于產生高質量的選題。

在教師指導方面，主要以測繪地理信息專業的教師為依托，同時發揮本?！半娮有畔ⅰ睂W科優勢，邀請包含軟件工程、通信工程、微電子科學與工程等專業的教師共同參與。另外，建議學校創新創業管理部門在通報表揚獲獎學生的基礎上，給予指導教師一定的物質獎勵。并在新一版的職稱評審推薦文件修訂中，推動本校職稱評審委員會，將是否指導學生獲得國家級競賽獎勵列為一項推薦條件，以充分調動教師參與學生創新能力培養活動的積極性。

在項目孵化方面，將其充分融入CDIO各個實踐環節中。CDIO具體代表構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate)，它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程，是近年來國際工程教育改革的最新成果[8-10]。在國家“新工科”工程教育改革的背景下，本校積極實踐CDIO工程教育模式，在工科專業的教學大綱中設計了多個工程實踐環節[11]，各工程實踐環節的培養考核目標較好地對應了“北斗杯”競賽項目孵化的不同階段。將兩者有機地融合，不僅有利于“北斗杯”競賽項目優質孵化，而且能夠為CDIO工程教育模式改革提供實踐支撐。

在經費支持方面，依托國家、地方、學校各級創新創業培養系列經費，引導指導教師和參賽學生將“北斗杯”競賽的階段性成果整理完善后，逐級申報校級、省級和國家級的創新創業訓練項目，所獲得的項目經費用于競賽過程中的各項必要支出。同時讓參與學生經歷一次完整的項目申報，以培養其科學思維，鍛煉其文字表述能力和項目組織能力。

在成果顯示方面，除了獲得“北斗杯”競賽各級獎勵以外，鼓勵學生將最終的創新成果整理后，以論文或者專利的形式進行展示。鼓勵更多的參與學生走上創業道路，同時在用人單位中以問卷調查的方式跟蹤近幾年創新能力培養的效果。

4 初步實踐效果

自本研究開展以來，每年參加創新能力培養活動的學生數量逐步增加，2017—2019年間共有191名學生參加“北斗杯”競賽，年均參加學生人數達到63人，占本校測繪地理信息專業有效參加學生人數(主要指大學二、三年級學生)的59.7%，學生參與創新活動的積極性得到較大的調動。同時，學生的創新能力培養的成果也得到認可，參賽團隊的獲獎數量和等級也較大幅度地提高。2017—2019年間共獲得“北斗杯”競賽各等級獎項9項，其中：全國一等獎2項、全國三等獎1項，西南賽區二等獎5項，西南賽區三等獎1項。另外，由于近年來在“北斗杯”競賽組織中取得的良好成績，本校受“北斗杯”西南賽區推薦，最終獲得了全國“優秀組織獎”稱號，如表1所示。

表1 2017—2019年間本校“北斗杯”競賽參與及獲獎統計

本校教師參與創新能力培養活動的積極性得到明顯提升。2017—2019年間參與“北斗杯”競賽指導的教師占專任教師的67%。這主要與本校創新能力培養的相關激勵措施有關：指導獲獎的教師不僅能夠獲得榮譽稱號，而且還能得到學校給予的物質獎勵，特別在近年來的職稱評審中，已將是否指導學生獲得國家級競賽獎勵作為加分項目，從而較大程度地提高了專任教師指導競賽的積極性。同時，專任教師也樂于在課堂教學中將“北斗衛星導航系統”的相關知識進行講授，相應地帶動了學生學習相關基礎理論的積極性。

近年來本校一直積極開展CDIO工程教育模式的實踐，已經將CDIO融入到所有工科專業的教學培養過程中。依托于本項目的建設，本校測繪地理信息專業工程實踐的水平和質量得到明顯提升，有更多的學生選擇將“北斗”的相關主題作為工程實踐選題，在CDIO整個培養過程中不僅訓練了學術思維，而且鍛煉工程實踐的能力。部分同學進一步地將完成的工程實踐的成果深化，以作為畢業論文的選題，測繪地理信息專業創新能力培養的建設在本科畢業論文的選題上，起到了較好的豐富作用。

同時，在本研究開展過程中，指導教師積極鼓勵學生整理和完善階段性的“北斗杯”競賽成果，以申報校級、省級和國家級等各個級別的創新創業訓練項目，同時引導更多的學生在畢業后走上自主創業的道路。經過2017—2019年間的建設，本校以“北斗”為主題申報的創新創業訓練項目逐漸增多，最終獲批立項16項，其中：國家級1項，省級3項，校級12項。另外，在創新創業訓練項目的執行過程中，引導學生注重知識產權的保護，在2017—2019年間共申請“北斗”主題的發明專利3項，實用新型專利7項，軟件著作權5項。

本校測繪地理信息專業畢業生的創新能力得到較大程度提升。通過近幾年針對崗位實踐的調查反饋，畢業生的創新能力得到越來越多企事業單位的認可。同時，通過上下年級的示范帶動作用，更多低年級的同學積極主動地加入到創新能力培養的活動中，使得創新能力培養的成果能夠產生持續的正面影響。另外，在應邀參加的“北斗杯”全國創新創業交流活動中，本校也針對相關的措施和成果進行了經驗分享。

5 結束語