生態(tài)文明視角下的“林業(yè)圖像處理”課程思政教學(xué)探索

程玉柱

摘 要：生態(tài)文明是人與自然和諧共存發(fā)展的目標(biāo)之一。林業(yè)大學(xué)可利用自身學(xué)科優(yōu)勢(shì)，為生態(tài)文明建設(shè)提供智力支撐。將生態(tài)文明融入到“課程思政”的建設(shè)，有利于課程思政體系的完善和教學(xué)理念的更新。本文以“林業(yè)圖像處理”課程為例，以生態(tài)文明元素為主線，滲透到圖像處理各章節(jié)內(nèi)容，并與林業(yè)、環(huán)境、生態(tài)等專(zhuān)業(yè)圖像處理對(duì)象相結(jié)合，制定具體的實(shí)施方式，豐富“圖像處理”課程的思政體系建設(shè)。

關(guān)鍵詞：生態(tài)文明; 課程思政; 林業(yè); 圖像處理

中圖分類(lèi)號(hào)：G642? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-3315（2021）7-075-002

生態(tài)是指生物在一定的自然環(huán)境下生存和發(fā)展的狀態(tài)。其中包括地球中所有的生物和非生物。生物之間、非生物之間、生物與非生物之間的相互作用。文明，是從人類(lèi)的視角出發(fā)，認(rèn)識(shí)世界和改造世界而積累的人文精神、發(fā)明創(chuàng)造的總和。生態(tài)文明是人類(lèi)遵循人、自然、社會(huì)和諧發(fā)展這一客觀規(guī)律而取得的物質(zhì)與精神成果的總和。生態(tài)文明是人類(lèi)追求的崇高目標(biāo)。它解決了人與人、人與自然、人與社會(huì)、人與自身等多方面的矛盾，達(dá)到了和諧統(tǒng)一[1-3]。

“課程思政”[4-6]是將各種專(zhuān)業(yè)課與思想政治理論課進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)“立德樹(shù)人”的教育目標(biāo)。教育部明確要在所有高校、所有學(xué)科專(zhuān)業(yè)全面推進(jìn)“課程思政”建設(shè)。南京林業(yè)大學(xué)作為一所以林科為特色，以資源、生態(tài)和環(huán)境類(lèi)學(xué)科為優(yōu)勢(shì)的多科性大學(xué)，可以發(fā)揮自身學(xué)科潛力，將生態(tài)文明元素有機(jī)嵌入到“課程思政”中。

“林業(yè)圖像處理”[7-9]是林業(yè)高校工科的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課，以林業(yè)圖像為研究對(duì)象，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)圖像處理編程技能，提高林業(yè)信息化、智能化，助力生態(tài)文明建設(shè)。同時(shí)，生態(tài)文明的理念可作為“林業(yè)圖像處理”課程思政的元素，融合進(jìn)課程教學(xué)當(dāng)中去。圖像處理既是一種生態(tài)文明建設(shè)的手段，也是“課程思政”建設(shè)的載體，實(shí)現(xiàn)了兩者和諧統(tǒng)一的狀態(tài)，也是某種意義上的“生態(tài)文明”。因此，從“生態(tài)文明”的視角出發(fā)，把生態(tài)文明教育有機(jī)地嵌入到林業(yè)圖像處理課程思政建設(shè)中，使得兩者自然融合，實(shí)現(xiàn)教育內(nèi)在和外在的雙效果。本文“課程思政”從圖像處理課程的教學(xué)內(nèi)容與生態(tài)文明的關(guān)系上，從圖像處理對(duì)象與林業(yè)、環(huán)境、生態(tài)等行業(yè)應(yīng)用上，以及教學(xué)實(shí)施手段上，構(gòu)建林業(yè)圖像處理特有的思政教學(xué)模式。

一、教學(xué)內(nèi)容上的生態(tài)文明思政元素

通過(guò)“課程思政”可實(shí)現(xiàn)課程育人和教學(xué)質(zhì)量提高，最簡(jiǎn)單直接的途徑就是在教學(xué)內(nèi)容上顯性或隱性植入思政元素，達(dá)到潛移默化的教育效果。如圖1所示，為林業(yè)圖像處理課程內(nèi)容與生態(tài)文明思政元素相互融合的示意圖，其中綠色代表“生態(tài)文明”。教學(xué)內(nèi)容包括：數(shù)學(xué)變換、圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原、圖像壓縮、圖像分割、圖像特征提取、圖像識(shí)別等，圖像處理教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地嵌入到生態(tài)文明教育中，你中有我，我中有你的相互促進(jìn)的良好局面。

數(shù)學(xué)變換是圖像處理的基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容之一，主要有幾何變換和代數(shù)變換，廣泛地應(yīng)用于后續(xù)圖像處理的各個(gè)步驟環(huán)節(jié)中。變換的概念和生態(tài)文明可以對(duì)比說(shuō)明，生態(tài)系統(tǒng)中的生物和環(huán)境是可以轉(zhuǎn)化和循環(huán)變換的，數(shù)學(xué)變換和生態(tài)循環(huán)在思想上是相通的。其次，霧霾圖像檢測(cè)系統(tǒng)可以利用圖像復(fù)原和圖像識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)霧霾進(jìn)行檢測(cè)，有助于大環(huán)境預(yù)報(bào)監(jiān)控，為霧霾治理提供重要的信息采集手段。然后，植物葉片圖像識(shí)別系統(tǒng)可用手機(jī)采集圖像進(jìn)行葉片種類(lèi)的識(shí)別，實(shí)現(xiàn)物種鑒定和資源調(diào)查，進(jìn)一步幫助溫室氣體排放的吸收監(jiān)測(cè)，為全球氣候變暖問(wèn)題的解決提供技術(shù)支撐。

二、圖像處理對(duì)象上的生態(tài)文明思政元素

圖像處理的對(duì)象有很多，不同行業(yè)的對(duì)象所采用的處理方式是有差異的。南京林業(yè)大學(xué)是一所以林業(yè)學(xué)科為特色的高等學(xué)校，從林木遺傳育種、樹(shù)木培育、生長(zhǎng)檢測(cè)、環(huán)境檢測(cè)、林業(yè)資源調(diào)查到林木采伐及家具設(shè)計(jì)等專(zhuān)業(yè)，構(gòu)成了整套圍繞生態(tài)文明的專(zhuān)業(yè)設(shè)置體系。本文以林業(yè)圖像處理“思政課程”建設(shè)為例，從圖像處理的研究對(duì)象出發(fā)，說(shuō)明生態(tài)文明在圖像處理教學(xué)過(guò)程中的作用。圖2為圖像處理對(duì)象上的生態(tài)文明思政元素展示。將圖像處理對(duì)象分成三大類(lèi)：資源型、環(huán)境型、生態(tài)型。資源型主要為森林資源調(diào)查，采用遙感圖像為主，掌握森林資源的數(shù)量、質(zhì)量和生長(zhǎng)、消亡的動(dòng)態(tài)規(guī)律及其與自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)、經(jīng)營(yíng)等條件之間的關(guān)系。環(huán)境型主要側(cè)重環(huán)境保護(hù)，特別是森林火災(zāi)檢測(cè)，利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)進(jìn)行火災(zāi)預(yù)報(bào)與識(shí)別。生態(tài)學(xué)聚焦森林生態(tài)學(xué)，包含森林生物群落和森林生態(tài)系統(tǒng)等，有效利用動(dòng)植物視頻，實(shí)現(xiàn)生態(tài)平衡。其實(shí)圖像處理對(duì)象包羅萬(wàn)象，在各種對(duì)象中都可以體現(xiàn)生態(tài)文明思想。本文僅選取了三種代表性的對(duì)象加以說(shuō)明。

三、課程思政教學(xué)實(shí)施方法

將生態(tài)文明的思政元素貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，緊扣教學(xué)內(nèi)容和圖像處理對(duì)象，制定具體且實(shí)踐性較強(qiáng)的圖像處理思政教學(xué)案例，展開(kāi)互動(dòng)式和啟發(fā)式研討。在解決具體林業(yè)圖像處理工程項(xiàng)目應(yīng)用問(wèn)題的同時(shí)，讓學(xué)生掌握了相關(guān)的圖像處理理論知識(shí)，同時(shí)加入了相關(guān)的生態(tài)文明的意識(shí);在培養(yǎng)學(xué)生編程能力的同時(shí)，也提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)課題、尋求解決方法的科研能力。在潛移默化中，樹(shù)立生態(tài)文明意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生勇于擔(dān)當(dāng)、利用先進(jìn)科技實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共處的精神。依據(jù)不同章節(jié)內(nèi)容，設(shè)計(jì)不同的思政實(shí)施路徑，梳理歸納出“數(shù)字圖像處理”課程思政案例設(shè)計(jì)內(nèi)容，如表1所示。以資源、環(huán)境、生態(tài)三個(gè)項(xiàng)目實(shí)例說(shuō)明課程思政教學(xué)實(shí)施方案。資源型為“森林遙感圖像”，對(duì)森林圖像進(jìn)行增強(qiáng)、分割與識(shí)別，采用顏色因子對(duì)樹(shù)葉分割和綠色植物識(shí)別。環(huán)境型為“林火圖像檢測(cè)”，對(duì)林火圖像復(fù)原、分割和檢測(cè)。生態(tài)型為“林間動(dòng)植物視頻監(jiān)控”，對(duì)視頻進(jìn)行數(shù)學(xué)變換、圖像分割、特征提取、圖像識(shí)別，對(duì)動(dòng)作和行為進(jìn)行檢測(cè)、分割、特征提取與識(shí)別等。在實(shí)施內(nèi)容和方法中都有生態(tài)文明元素。

四、結(jié)語(yǔ)

生態(tài)文明建設(shè)功在當(dāng)代、利在千秋。本文在生態(tài)文明的視角下，對(duì)“林業(yè)圖像處理”課程思政建設(shè)作了一些初步探索，在教學(xué)內(nèi)容、圖像處理對(duì)象、課程思政教學(xué)實(shí)施方式等方面進(jìn)行了總結(jié)，初步構(gòu)建了課程思政教學(xué)體系，發(fā)揮出了林業(yè)圖像處理課程的教書(shū)育人的價(jià)值。如何將課程思政的思想更加緊密地融入課程教學(xué)中，是下一步深入研究的方向。

基金項(xiàng)目：南京林業(yè)大學(xué)2019教學(xué)質(zhì)量提升工程項(xiàng)目（2019nfukczs019）。

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