空間信息與數字技術專業本碩一體化人才培養探索與實踐

鄭宗生 王建 王振華 袁小華 張天蛟 馬振玲

[摘 ? ? ? ? ? 要] ? 空間信息與數字技術是計算機大類專業目錄下的特設專業，是根據海洋信息化建設對專業技術人才的急需而設立的具有本科、碩士層次人才培養的重要學科專業。闡述了專業在本科、碩士分層次一體化人才培養中的課程體系、實踐體系建設，探討了課程體系的建設內容及實踐體系方面的改革嘗試，最后介紹了實施本碩一體化人才培養取得的初步成果。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?空間信息與數字技術;本碩一體化;課程體系;實踐體系;探索與實踐

[中圖分類號] ?G642 ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2021）06-0228-02

我國海洋科學研究、海洋管理、海洋開發與可持續發展的應用逐漸普及和深入，各級海洋管理部門、事業單位、海洋企業等對海洋信息技術專業人才的需求日益增加[1]。但我國海洋信息化事業起步較晚，海洋人才結構仍不盡合理，特別是具備海洋與信息交叉領域知識的應用型人才極度匱乏[2]。上海將建設成為“具有全球影響力科技創新中心”和“全球海洋中心城市”。上海地區海洋信息專業人才缺乏，與涉海類企事業單位對海洋信息應用型人才的巨大需求形成強烈反差?？臻g信息與數字技術專業按照上海海洋大學“聚焦、錯位、合作”的思路[3]，立足學校高水平特色大學建設中的海洋信息化學科創新平臺建設，構建了國內唯一一個具有海洋信息特色本碩一體化的創新型應用人才培養平臺，建立并實施了本科、碩士分層次一體化課程體系、實踐體系。實現科技創新和人才培養深度融合，形成了本研一體的科技創新能力培養機制。專業經過12年的建設，辦學質量和社會聲譽日益提高，專業目前為國家一流專業建設點、上海市應用型本科試點專業。

一、課程體系

新一代信息技術特別是人工智能、大數據、“互聯網+”的發展帶了巨大經濟效益和社會價值，同時人才需求也在急劇增加，推進新一代信息技術領域人才供給的結構性改革勢在必行[4-5]。傳統的IT教育已經不能夠滿足行業對人才的需求，弊端逐步顯露。在課程體系方面存在如下問題：（1）本科的課程體系中缺乏對新一代信息技術的介紹，這使學生對當前的學科前沿缺乏必要的認識;（2）研究生的課程體系缺乏對學生編程基礎能力的進一步培養，往往更多地關注學科的基本理論與方法;（3）研究生的課程體系中缺乏學科交叉綜合性課程，課程單獨設置使學生較難發現交叉學科領域中的科學問題。

針對上述問題，以國家和地方對空間信息與數字技術人才相關知識和技能需求為導向，跟蹤海洋空間信息技術的發展前沿。以海洋、信息為主線，通過計算機與空間信息專業的核心骨干課程支撐，調整人才培養中的知識結構與課程體系，使專業能培養掌握海洋空間信息和計算機技術的雙向本碩人才。在本科生課程中設置前沿課程;在研究生的培養方案中增加本碩貫通課程，研究生可同時選修本科生的計算機基礎能力課程。本科空間信息類課程將知識體系擴展形成研究生課程。

（一）本科生課程體系

本科生課程體系中的人工智能、物聯網概論、海洋大數據技術與應用、海洋空間信息工程概論等，主要涉及人工智能、大數據、物聯網等基本理論、關鍵技術及相關應用，通過這幾門課程的學習，學生可以初步了解新一代信息技術的主要發展及未來趨勢，這些知識都需要學生有較扎實的數理和計算機基礎知識。

（二）碩士研究生課程體系

碩士生培養方案中將原空間信息的基礎課程進行擴展，加入地理信息系統及應用、衛星導航系統原理與應用、農業物聯網等課程，主要講授空間信息在海洋領域、農業領域的具體應用及存在的問題。通過這些課程的學習，研究生可以在后續培養環節中的文獻綜述、開題報告中進一步凝練科學問題。

（三）采—算—用—研一體化的課程體系

圍繞海洋數據“獲取、分析、應用、研究”全生命周期構架空間信息的知識體系及課程體系，培養學生對空間信息采集、加工、應用、研究的專業能力。本科的知識結構方面，適當擴大應用性知識的比重，適當減少原理性知識，更多地選擇技能知識，讓學生掌握具有操作性和實用性的知識。本科階段學習強調對空間信息的采、算、用，而研究生階段強調對空間信息的算、用、研。在課程內容中為學生提供了出海勘察測繪數據、臺站實測數據、海洋災害應急案例、長時間序列的海洋遙感影像等一手海洋領域資料，并將最新成果融入教學內容中，培養學生從海洋數據獲取、分析、應用到研究的海洋信息綜合創新能力。

二、“四層兩翼”本碩一體化實踐體系

空間信息專業實驗實踐教學主要包括課程實驗、課程設計、暑期實訓、綜合實習、畢業設計（論文）、科研論文等一系列教學科研活動。構建了以專業基礎實驗、專業綜合實驗、創新創業實驗、科研項目實踐為核心的層進式、系統化實驗實踐“四層”教學體系;形成了以校企平臺、學科競賽平臺為“兩翼”的能力培養體系?！八膶印睂嶒瀸嵺`教學體系通過“碩帶本、本幫碩”更好支撐能力的一體化培養，本科學生“早進實驗室、早進課題、早進團隊”，研究生“早進課堂、早當小導師”。學生的畢業論文、大學生創新項目、學科競賽題目來源于真實項目，項目可由企業導師、課程導師和研究生共同指導完成，發揮“碩帶本”的作用。本科生進實驗室協助研究生完成科研活動，本科生可以起到“幫”的作用。實踐體系提高了學生的科研思維、創新能力、實踐能力、求知欲和進一步深造學習的愿望，研究生項目組織管理能力隨之增強，促進本科生與研究生人才培養模式的融合。

1.校企導師、研究生小導師通過校企平臺指導學生積極申報國家級、省級和校級的大學生創新項目、大學生創新創業項目、“互聯網+”、大學生“挑戰杯”創業計劃大賽等實踐項目。“以賽促學”，本科生通過閱讀大量國內外文獻，撰寫項目申報書，鍛煉和強化科研意識、科研思維。

2.校企導師通過學科競賽平臺指導學生積極參加學科知識競賽。如數學建模比賽、英語競賽、計算機應用能力大賽、“天梯杯”、全國研究生數學建模大賽、中國研究生電子設計競賽等。在比賽過程中研究生和本科生可以充分發揮各自優勢，“碩帶本、本幫碩”作用得到進一步發揮。

3.組織學生參加各類學科相關的學術講座。專業連續7年舉辦了以海洋信息技術為主題的暑期學校，邀請計算機和海洋領域專家進行前沿講座。多次邀請ESRI等軟件工程師來學校開展講座，同時指導課程設計、指導學生畢業實習和畢業設計等。拓寬學生科研視野，啟發科研思維，也激發他們進一步深造的愿望。

三、本碩一體化培養體系的實施

（一）領域知識貫穿于核心課程的案例驅動教學

校企導師將涉海項目功能進行分解，將實際需求結合到教學環節中，提高了學生的學習興趣和教學效果。從海洋數據全生命周期提取知識點，例如在“極地環境與資源信息集成及共享服務”項目中，將船載數據獲取知識融入物聯網引論課程中傳感器原理的教學中，將極地數據間復雜的關聯性融入數據庫原理課程中關系模型的約束定義中，將極地科考船航線生成問題融入數據結構課程中最短路徑的計算中;貫穿研究生課程的項目“海上安全保障系統”，將地質、水文、氣象等數據獲取融入地理信息系統及其應用課程中，將來自海監飛機、調查船舶、浮標等多源大數據的傳輸問題結合農業物聯網，項目知識點貫穿一體化培養的全過程。

（二）校企協同、本碩一體的雙師型師資隊伍

建立了較完善的本研導師制度。本科生導師以班級為單位，除了專業輔導員外，每個班級配置1名本專業指導教師，每個年級配置一個碩士導師作為本科生導師。研究生導師遴選堅持嚴格的選聘標準和靈活的選聘機制，研究生導師的選聘標準必須有1年的企業經歷。通過學科交叉聯合招生、聯合指導本碩培養等聯合方式，聘用有實踐經驗的行業專家、企業工程技術人員等擔任兼職導師，指導本科生、研究生的畢業論文、科研論文。通過“企業技術專家交流計劃”“一流教學團隊建設計劃”，專業形成了海洋+信息行業特色鮮明、結構合理具有創新精神和較高教學、科研水平的高質量師資隊伍。

四、取得的成果

學生參加省部級以上科技競賽獲獎率大幅提升。本科生的考研比例一直排在學院前列，每年考取本校研究生的數量逐年增加?！昂Ｑ髸r空大數據快速一體化展示平臺”“基于移動設備與軟件的企業信息監測防控安全體系SDCS”和“極端環境下極地海洋環境監測應用系統”分獲“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽上海市一等獎和二等獎。畢業生培養質量報告顯示，畢業生專業對口率達到了70.1%。針對培養目標中“適應多學科、多行業，尤其是智慧海洋智慧漁業需求，具有國際化視野的應用型創新技術人才”，調查顯示認為自身具備的占79.1%，認為學校培養對該能力提升有幫助的占88.51%。畢業生認為自身具備終身學習能力，能不斷豐富和加深專業知識的學習和理解提升工作技能占92.86%。

“基于全生命周期的海洋災害大數據智能服務平臺”獲“中國產學研合作創新成果一等獎”。由我校牽頭與上海東海海洋工程勘察設計研究院和國家海洋局東海預報中心聯合申報。三家單位產學研用深度融合，優勢互補，協同發展，圍繞海洋數據全生命周期，開展一系列關鍵技術的聯合攻關，在人才培養、科技創新等方面取得較豐碩成果。

參考文獻：

[1]周立.海洋信息技術人才培養模式的探索與開發[J].海洋信息，2006，10（2）：13-15.

[2]王宏.銳意進取奮力創新主動作為為實現海洋強國夢做出更大貢獻：王宏在全國海洋工作會議上的工作報告[J].海洋開發與管理，2016（S1）：1-7.

[3]何世鈞，張書臺，袁小華，等.基于海洋發展戰略需求的空間信息與數字技術專業課程體系建設[J].計算機教育，2014（10）：75-77.

[4]王剛，楊運輝，陳剛，等.新一代信息技術背景下信管專業拔尖創新人才培養模式研究[J].合肥工業大學學報（社會科學版），2020，34（3）：114-118.

[5]畢云蕊，劉坤，劉娣，等.新一代信息技術下自動化專業人才培養探索研究[J].中國教育技術裝備，2019（22）：30-31.

編輯 張 慧