思政教育在高等院校遙感類課程中的滲透方法研究

王毅 龍智勇 周樹道 胡帥 項(xiàng)杰

摘? 要：人才培養(yǎng)是高等院校的根本任務(wù)，也是國(guó)家創(chuàng)新體系的重要組成部分。而高等院校的課程思政建設(shè)也是目前教育工作的重心所在。如何將課程思政有機(jī)地融入到教學(xué)中去，是目前理工類課程要著重考慮的問題。基于這個(gè)目的，該文以近年來遙感類課程的教學(xué)實(shí)踐為基礎(chǔ)，以高等院校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要為依據(jù)，對(duì)遙感類課程思政建設(shè)進(jìn)行探索，根據(jù)教學(xué)實(shí)例分析，得到一些課程思政元素有機(jī)融入遙感類課程的教學(xué)方法和教學(xué)模式，對(duì)其他類似應(yīng)用學(xué)科的實(shí)際教學(xué)工作具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：大氣；紅外遙感；課程思政；教學(xué)方法；人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G641? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2023）32-0190-04

Abstract： Training talents is the fundamental task of colleges and universities， and also an important part of the national innovation system. The ideological and political construction of curriculum in colleges and universities is also the focus of education work at present. How to organically integrate curriculum ideological and political education into teaching is the problem that science and technology courses should focus on at present. Based on this purpose， this paper explores the ideological and political construction of remote sensing courses on the basis of the teaching practice of remote sensing courses in recent years and the guiding outline of ideological and political construction of courses in colleges and universities. Based on the analysis of teaching examples， some teaching methods and teaching modes of organically integrating ideological and political elements of courses into remote sensing courses are obtained. It can be used as a reference for the practical teaching of other similar applied subjects.

Keywords： atmosphere; infrared remote sensing; curriculum ideology and politics; the teaching method; personnel training

基金項(xiàng)目：國(guó)防科技大學(xué)研究生教育教學(xué)改革研究課題（yjsy2022028）；國(guó)防科技大學(xué)教學(xué)成果培育項(xiàng)目聯(lián)合資助（無編號(hào)）

第一作者簡(jiǎn)介：王毅（1975-）女，漢族，湖南長(zhǎng)沙人，博士，教授。研究方向?yàn)槎窟b感技術(shù)。

*通信作者：項(xiàng)杰（1965-），男，漢族，安徽合肥人，博士，教授。研究方向?yàn)槎窟b感技術(shù)。

遙感是20世紀(jì)60年代興起的一種探測(cè)技術(shù)，是在航空平臺(tái)和天基平臺(tái)上收集目標(biāo)電磁輻射信息并進(jìn)行判識(shí)的技術(shù)，是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、空間科學(xué)、測(cè)繪科學(xué)和地球物理科學(xué)等多學(xué)科交叉融合發(fā)展形成的新技術(shù)領(lǐng)域[1]。

遙感類課程是高校理工類學(xué)生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，該類課程的教學(xué)目的是傳授學(xué)生掌握遙感信息接收、處理、分析和應(yīng)用等相關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生利用遙感資料分析應(yīng)用能力和解決實(shí)際問題的能力。遙感類課程具有鮮明的特點(diǎn)，就是前沿性、系統(tǒng)性、交叉性和實(shí)用性。遙感類課程旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握遙感類相關(guān)課程的基本知識(shí)、基本理論和基本方法，具有邏輯推理能力、空間想象能力、自學(xué)能力、綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)及分析問題和解決問題的能力。

那么怎么樣將思政元素有機(jī)融入到遙感類課程中去呢？2019年3月，習(xí)近平在主持召開學(xué)校思想政治理論課教師座談會(huì)上強(qiáng)調(diào)“思想政治理論課是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的關(guān)鍵課程”“推動(dòng)思想政治理論課改革創(chuàng)新，要不斷增強(qiáng)思政課的思想性、理論性和親和力、針對(duì)性”[2]。由此可見，課程思政建設(shè)是思政元素與教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)融合。在遙感類課程建設(shè)過程中必須進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，以潤(rùn)物細(xì)無聲的方法，達(dá)到教學(xué)目的[3]。因此，在思政元素的深度和廣度上深入挖掘，以紅外遙感原理的內(nèi)容為例，進(jìn)行遙感類課程思政的設(shè)計(jì)。進(jìn)行了思政設(shè)計(jì)后的教學(xué)內(nèi)容不但豐富了課程內(nèi)容，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生的德育教育。

本文對(duì)如何在遙感類課程中滲透思政教育的方法進(jìn)行了初步探索，希望對(duì)同類課程有一定的借鑒意義。

一? 從廣度上發(fā)掘，講歷史發(fā)展

在大氣溫度紅外遙感這節(jié)課中，首先由紅外測(cè)溫的需求出發(fā)。從當(dāng)前全球疫情現(xiàn)狀引入，每日紅外遙感測(cè)溫進(jìn)入工作場(chǎng)所的事實(shí)，說明對(duì)于紅外測(cè)溫的需求。紅外遙感測(cè)溫首先是從軍事上開展應(yīng)用的，比如紅外成像儀等。與此同時(shí)，將思政元素自然引入。無論是從二戰(zhàn)時(shí)期、抗美援朝時(shí)期，還是從全球疫情的現(xiàn)狀，引導(dǎo)學(xué)員體會(huì)目前我國(guó)和平穩(wěn)定發(fā)展的大環(huán)境來之不易，深刻理解富強(qiáng)、民主、自由的社會(huì)主義核心價(jià)值觀，思政元素的插入和設(shè)計(jì)思路如圖1所示。

在思政元素的設(shè)計(jì)與選取上，特別需要注意把握以下幾點(diǎn)原則（圖2）。

第一，要保證思政元素的專業(yè)性。遙感類課程是以傳授專業(yè)知識(shí)為根本的，必須緊密聯(lián)系課程專業(yè)內(nèi)容。如果所設(shè)計(jì)和選取的思政元素與所講述內(nèi)容沒有直接關(guān)系，就變成了為了思政而思政，專業(yè)課就上成了一堂政治課，學(xué)生們無法獲取原本的遙感專業(yè)知識(shí)，背離了專業(yè)課的初衷。因此思政元素的設(shè)計(jì)與選取必須緊貼專業(yè)方向不能背離。

第二，要保證思政元素的融入性。必須要明確，思政元素的設(shè)計(jì)與融入是為了提升專業(yè)課程內(nèi)涵，而不是額外增加課堂授課內(nèi)容。因此在教學(xué)設(shè)計(jì)上，必須考慮思政元素與專業(yè)內(nèi)容的互融、互通、互補(bǔ)，力求達(dá)到將專業(yè)知識(shí)與思政元素在教學(xué)過程中有機(jī)結(jié)合起來，達(dá)到“潤(rùn)物細(xì)無聲”的思政教學(xué)效果。

第三，要保證思政元素的一致性。在教學(xué)設(shè)計(jì)中一定要保證連續(xù)、系統(tǒng)地選取思政元素，只有這樣才能讓“潤(rùn)物細(xì)無聲”的作用不斷累積，從而達(dá)到量變到質(zhì)變，從無意識(shí)到有意識(shí)，實(shí)現(xiàn)教書育人、立德樹人的最終目的。

因此，在依據(jù)這幾個(gè)原則的基礎(chǔ)上，以衛(wèi)星紅外遙感這一次課的基本內(nèi)容為例進(jìn)行思政元素挖掘與設(shè)計(jì)。衛(wèi)星紅外遙感的需求則是從氣象預(yù)報(bào)的需求出發(fā)。由“氣象人”困惑的原因分析，每日天氣預(yù)報(bào)存在預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度的問題，因而引入影響數(shù)值天氣預(yù)報(bào)精度的3個(gè)主要關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)：觀測(cè)、同化和模式。而這些技術(shù)需要的是大氣分層的數(shù)據(jù)，即“氣象人”要想報(bào)得準(zhǔn)需要遙感探測(cè)三維溫度信息。在衛(wèi)星平臺(tái)應(yīng)用于氣象探測(cè)之前，獲取各層大氣信息的手段之一為氣球探空。這種探測(cè)手段存在著很多不足：①?gòu)恼军c(diǎn)數(shù)量來看，全球約900個(gè)站點(diǎn)，數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠；②從站點(diǎn)分布來看，分布不均勻，存在陸地多海洋少，北半球多南半球少的特點(diǎn)；③從施放時(shí)間來看，每天2次觀測(cè)，時(shí)間頻次不高；④從探測(cè)高度來看，最高約20 000 m，對(duì)流層以上無法探測(cè)。由這些不足發(fā)現(xiàn)要想彌補(bǔ)探空的不足，需要引入紅外遙感探測(cè)大氣垂直分層信息，也即遙感探測(cè)垂直廓線的需求。這一段引入，融入了氣象探測(cè)的發(fā)展歷史，既分析了紅外遙感的需求，也指出了紅外測(cè)溫的具體應(yīng)用實(shí)際。在層層遞進(jìn)的分析過程中，不但引導(dǎo)學(xué)生了解分析解決氣象探測(cè)問題的思路和方法，同時(shí)激發(fā)學(xué)員探知的欲望和創(chuàng)新的勇氣。

二? 從深度上發(fā)掘，講民族自強(qiáng)

大氣溫度紅外遙感課程的核心內(nèi)容是紅外遙感的數(shù)學(xué)物理模型。這部分內(nèi)容原理公式非常抽象。以往在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生們普遍反映不好理解，存在困難很多。因此在這部分教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)中，將馬克思主義世界觀和方法論引入到教學(xué)內(nèi)容中。由已知的紅外遙感方程展開分析

式中：公式等號(hào)左邊表示衛(wèi)星接收到的輻射，等號(hào)右邊第一項(xiàng)代表地表輻射，第二項(xiàng)代表各層大氣輻射。從基本的紅外遙感方程入手，在吸收帶探測(cè)，地表輻射可以忽略。因此只考慮在大氣輻射部分的2項(xiàng)變量，普朗克函數(shù)對(duì)應(yīng)的亮溫、透過率及權(quán)重函數(shù)。1個(gè)方程2個(gè)變量，沒有辦法求解。這個(gè)時(shí)候就需要運(yùn)用矛盾論和二分論的方法，層層遞進(jìn)，分析解決。建立權(quán)重函數(shù)與遙感信息特征的聯(lián)系，由數(shù)學(xué)模型聯(lián)系物理含義。在辨證思維的輔助下，從復(fù)雜的遙感方程到權(quán)重函數(shù)與大氣溫度對(duì)應(yīng)，深入淺出的設(shè)計(jì)讓學(xué)員茅塞頓開。這部分的課程思政設(shè)計(jì)如圖3所示。

在完成理論內(nèi)容的講授后，繼續(xù)深度挖掘。大氣紅外遙感理論是我國(guó)科學(xué)家曾慶存院士提出的，體現(xiàn)在1974年出版的《大氣紅外遙感原理》中。結(jié)合當(dāng)時(shí)國(guó)家資源匱乏、科研條件短缺的情況，以曾院士為代表的科學(xué)家們淡泊名利、堅(jiān)守初心，在國(guó)際上取得了開創(chuàng)性的成就。2020年曾院士獲得國(guó)家科學(xué)最高獎(jiǎng)。由此激勵(lì)學(xué)生們堅(jiān)守初心、投身科研、報(bào)效祖國(guó)。這一部分設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與思政教育的完美融合。

三? 從溫度上發(fā)掘，講身邊事

最后，回歸到課程引入所提到的問題，即氣象預(yù)報(bào)工作中所需要的遙感溫度廓線不足的問題。思政教育元素需要引起學(xué)生的共鳴，獲得其認(rèn)同感，因此從身邊正在進(jìn)行的遙感科學(xué)研究工作出發(fā)，從其視角觀察遙感資料和產(chǎn)品對(duì)氣象預(yù)報(bào)的作用和貢獻(xiàn)，引導(dǎo)其認(rèn)識(shí)我國(guó)遙感科研人員在黨的領(lǐng)導(dǎo)下不畏艱辛、攻堅(jiān)克難，實(shí)現(xiàn)從無到有、從弱變強(qiáng)，到國(guó)際領(lǐng)先的過程。增強(qiáng)學(xué)生們對(duì)國(guó)家、對(duì)中國(guó)共產(chǎn)黨的認(rèn)同和信心，實(shí)現(xiàn)課程思政教育政治理論進(jìn)入課堂、進(jìn)入教材、武裝頭腦的目標(biāo)。

因此，針對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)應(yīng)用現(xiàn)狀提出立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)概念。并以我國(guó)高光譜衛(wèi)星載荷的實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)熱情。在衛(wèi)星遙感載荷和數(shù)據(jù)資料產(chǎn)品的發(fā)展過程中，紅外高光譜觀測(cè)對(duì)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)技術(shù)有最重要的影響。在國(guó)外先進(jìn)的高光譜紅外探測(cè)儀已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用的時(shí)候，我國(guó)的衛(wèi)星遙感事業(yè)剛剛起步。我國(guó)第一顆人造氣象衛(wèi)星于1988年發(fā)射成功，而紅外多光譜、高光譜探測(cè)裝置則發(fā)展得更晚，這極大地限制了我國(guó)氣象數(shù)值預(yù)報(bào)的發(fā)展。我國(guó)的研究學(xué)者利用國(guó)外的高分辨率紅外載荷數(shù)據(jù)，進(jìn)行了一系列的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式理論研究，實(shí)現(xiàn)了有效地將高光譜紅外遙感信息同化到數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式中。在我國(guó)高分五號(hào)于2018年5月9日成功發(fā)射，是我國(guó)光譜分辨率最高的衛(wèi)星。我國(guó)在起步晚、受到各種條件制約的情況下，廣大遙感科研工作者不畏艱險(xiǎn)、刻苦鉆研，取得了巨大的成就。2020年我國(guó)自主研發(fā)的星載高分辨率紅外高光譜相機(jī)波段覆蓋3.0～12.5 μm，有超過200個(gè)通道，空間分辨率30 m，探測(cè)靈敏度0.15 K，設(shè)計(jì)指標(biāo)和參數(shù)屬于國(guó)際領(lǐng)先。目前我國(guó)用于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式的紅外高光譜數(shù)據(jù)的通道選擇方法世界領(lǐng)先，最終服務(wù)于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)性能的改進(jìn)，并得到了全世界的認(rèn)可。用廣大遙感科研工作者的精神，激發(fā)學(xué)生身為氣象海洋研究方向的職業(yè)榮譽(yù)感和責(zé)任感。具體的課程思政設(shè)計(jì)思路如圖4所示。

四? 結(jié)束語

近年來，高等院校圍繞著課程思政建設(shè)的需求，對(duì)專業(yè)課程的教學(xué)提出了更高的要求。專業(yè)教育如何融合思政教育是今后教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)創(chuàng)新的重要內(nèi)容。遙感類課程是目前很多相關(guān)專業(yè)的核心類課程，如測(cè)繪學(xué)、地質(zhì)、氣象、海洋和交通運(yùn)輸?shù)龋饕囵B(yǎng)學(xué)生的遙感科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)。如何在這樣的專業(yè)課程中實(shí)現(xiàn)專業(yè)人才的培養(yǎng)和立德樹人教育是中國(guó)特色社會(huì)主義大小教育的新挑戰(zhàn)。本文在具體教學(xué)實(shí)踐過程中，立足于專業(yè)課的實(shí)際特點(diǎn)，在廣度、深度、溫度上深入挖掘思政元素，并與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)融合，達(dá)到如鹽化水的效果，力求達(dá)到專業(yè)課程與思政教育的有機(jī)結(jié)合、協(xié)同互補(bǔ)。

在實(shí)際教學(xué)過程中，課程思政取得了較好的教學(xué)效果。這里有幾點(diǎn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與讀者分享。首先，要在平時(shí)大量收集課程思政素材。大量的素材和案例才能系統(tǒng)地支撐專業(yè)課程教學(xué)全過程，才能豐富教學(xué)內(nèi)容，提升課程教學(xué)內(nèi)涵。其次，要以專業(yè)知識(shí)傳授為主題。思政教育不能喧賓奪主。一切教學(xué)內(nèi)容的安排，教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)模式的設(shè)計(jì)都是以專業(yè)知識(shí)的教學(xué)目標(biāo)為前提，而不是要增加新的教學(xué)內(nèi)容。再次，思政元素一定要緊貼國(guó)際形式和國(guó)際前沿。課程思政不僅不能偏離專業(yè)教學(xué)的根本，更不能偏離國(guó)際安全形式和我國(guó)國(guó)情。在遙感發(fā)展中融入當(dāng)前的國(guó)際軍事化發(fā)展、國(guó)防安全、國(guó)際時(shí)事等可以激發(fā)學(xué)員的科技強(qiáng)國(guó)熱情和職業(yè)自信心，但是如果思政元素缺乏時(shí)效性，教學(xué)效果就會(huì)大打折扣。最后，課程思政設(shè)計(jì)一定要經(jīng)得起實(shí)踐的檢驗(yàn)。實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，因此在課程結(jié)束后及時(shí)收集學(xué)生的反饋意見，調(diào)研教學(xué)效果，并進(jìn)行教學(xué)反思，是提升教學(xué)水平的根本途徑。另外，教學(xué)團(tuán)隊(duì)的成員除了必須具備專業(yè)課教師所具備的專業(yè)知識(shí)、工作經(jīng)驗(yàn)和科研創(chuàng)新能力等外，必須提高政治理論水平，采取適當(dāng)方式進(jìn)行政治理論培訓(xùn)，力求能夠?qū)崿F(xiàn)用高水平的政治理論思想武裝頭腦。以上內(nèi)容就是我們?cè)谶b感類課程中開展思想教育的收獲和體會(huì)。

經(jīng)過課程思政設(shè)計(jì)不但激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到立德樹人的目標(biāo)，也促進(jìn)了學(xué)員的綜合能力培養(yǎng)。因此，本文的教學(xué)實(shí)踐是適應(yīng)于遙感類課程思政建設(shè)的教學(xué)需求的，對(duì)其他應(yīng)用類學(xué)科的實(shí)際教學(xué)工作也具有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳渭民.衛(wèi)星氣象學(xué)[M].氣象出版社，2005，9.

[2] 習(xí)近平：用新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想鑄魂育人 貫徹黨的教育方針落實(shí)立德樹人根本任務(wù)[N].人民日?qǐng)?bào)，2019-03-19.

[3] 楊立星，李玉霞.高等學(xué)校課程思政建設(shè)探索與實(shí)踐——以大學(xué)數(shù)學(xué)為例[J].黑龍江科學(xué)，2022，13（3）：72-73.