SAR遙感技術專業創新型人才研修培養研究

李 寧，毋 琳，郭拯危，趙建輝，閔 林

（1.河南大學計算機與信息工程學院；2.河南省智能技術與應用工程技術研究中心；3.河南大學信息化管理辦公室，河南開封 475004）

0 引言

我國研究生教育以創新為核心，著力于能力培育和思維突破，為科技強國建設與核心競爭力提升提供新生力量。2020 年全國研究生教育會議指出，提升教育質量，將研究作為基本素質指標，才能更好地引導研究生教育高質量發展。

近年來，我國創新型教育改革不斷深入，優秀成果不斷涌現。文獻［4-6］針對應用型教育基礎課程、實踐環節等問題，以滲透設計、交叉共建等方法，討論教育體系建設與創新能力培養；文獻［7-9］以課程創新為基礎，從物聯網、計算機、林學等具體專業特色出發，對課程關系、專業發展和項目實踐相結合，研究創新型人才培養方法；文獻［10-11］以專業交叉為契機，在不同專業領域內從導師隊伍、文化建設、實踐教學等方面，對于創新人才的時代需求進行闡述，并對培養路徑進行規劃；文獻［12-13］基于“雙一流”戰略、地方高校等不同的視角，分別從教與學的維度為學生創新能力培養機制提出新的思路。

縱觀以上研究，鮮有針對本科與研究生教育銜接培養開展，大多是從一般教育結構或特定專業課程上分析，未形成具有推廣價值的培養性成果。本文深入分析高層次創新人才培養關鍵問題，以合成孔徑雷達（Synthetic Aperture Radar，SAR）遙感專業的創新培養為案例，瞄準本科生科研思維培養，提出一套包括對象篩選、內容設置、環節推動及反饋評價等在內的創新研修培養方案，并給出初步實踐后的良好反饋結果。

1 SAR遙感專業創新人才培養關鍵問題

高質量創新人才和創新能力培養是研究生教育質量的重要準繩。SAR 遙感技術作為20 世紀最先進的科技發明之一，在資源調查、生態監測、農業估產等方面都表現出突出的能力。SAR 遙感技術更偏向于工程化應用研究，不僅需要開展SAR 遙感信號機理、SAR 遙感數據解譯反演等理論基礎，更需要較強的實踐能力。但目前的教育體系中仍存在不可忽視的銜接問題，具體表現在以下方面：

（1）本科教育中缺少領域前沿技術的延展環節。隨著教學改革的深入，信息技術專業不同程度地拓展了領域前沿，但大多淺嘗輒止，并未給學生提供更加系統化深入了解、探索、發現的空間。譬如，通信原理、人工智能技術、圖像處理等專業課程都是SAR 遙感的必備基礎，但很少有針對性的延展環節將理論課程與SAR 遙感具體應用相聯系。

（2）本科教育中工程實踐與科研需求結合不夠緊密。信息技術專業中工程實踐環節多用于課堂知識練習，強化對理論知識的掌握。但不同的實踐課程相互獨立，沒有互通性，缺乏理論實踐結合的訓練內容設置，沒有將未來科研或工作相關內容與實踐課程相結合，無法切實達成擴展性動手能力培養與鍛煉的目的。

（3）研究生選拔機制缺乏對科研實踐能力的考察。現行研究生選拔更多地以本科期間課程成績為依據，入學考試/本科成績優異，則進入心儀院校的可能性更大。這導致具有深造意向的學生更加重視考試成績，而在動手實踐環節放低要求。缺少對實踐能力的考核，會延緩學生進入科研工作的進程，甚至影響其學習信心與成果。

2 SAR遙感技術專業創新人才研修培養方案

2.1 核心內容

高層次創新型人才是SAR 遙感技術領域不可或缺的重要資源。創新研修教育模式摒棄了明確的年級差異，以具有一定背景知識的高年級本科生為主要培養對象，依托實際在研項目，緊跟領域熱點技術，采用專題式實踐模式，發展學生自主學習、團隊協作、科研創新等能力，激發其科研創新熱情，初步建立科研思維，為后續科研工作奠定基礎。

創新研修培養機制的核心內容主要有：①培養本科生科研創新意識，加強專項工程開發能力訓練，為后續研究生教育提供優質預備軍；②將科學研究的前沿問題與技術方法與現有的本科教學相結合，建立靈活多變的實踐活動機制，打造具有探索性的新型學習機制；③形成本碩博一體化創新型人才培養模式，提升信息技術專業人才的核心競爭力。

2.2 培養目標

創新研修培養機制有別于傳統的“課堂講解+模擬實驗”教學方式，而是將具有差異化專業背景的培養對象有機地融合于研修團隊，采用無固定課堂的彈性培養活動，多階段、分情景、重過程地將因材施教、循序漸進、逐步引導等教育理念貫穿于項目實施過程中，最大化地挖掘學生潛質，培養滿足社會需求、具有科研與工程能力的創新型人才。

（1）傳統教學到新型研修模式有效轉換。研修教育體系的創建建立在學生自主探索的意愿與行動中。如何有效地轉換學生的學習習慣與方式，促進其主動獲取知識、探索未知，是執行研修培養方案的基礎問題。

（2）學生創新能力激發與引導。新時代的本科生并不缺乏創新的想法與可能性，將其轉化為實際能力則需要一整套完整的機制與方案。如何在新型教育模式下通過教師引導、團隊協作，將學生的最大潛力激發出來，是研修培養方案發揮作用的關鍵問題。

（3）科學研究問題適用性。真實科研項目的研究內容與本科學習內容大多相去甚遠，如何從科研項目中凝練與提取適合于本科生的研究課題，也是實現研修培養方案目標的關鍵問題。

2.3 實施方案

基于如上因素，創新研修培養方案大致需從以下4 個方面開展：

（1）篩選培養對象。具有一定相關專業基礎知識的高年級本科學生是主要培養對象。在SAR 遙感技術創新研修培養中，信息、地理、通信等專業的高年級學生具備必要的專業知識，是首要篩選范圍。同時，學生個人的實踐能力和科研意愿都是篩選的必要條件，應充分面談溝通，雙向選擇，將固定人數的目標學生作為重點培養對象。

（2）確定研修教學課題。課題來源于在研項目，但不是原樣照搬研究內容，而應將培養對象的實際接受能力與研究內容相結合，重新凝練提取與之知識層次水平相當的新課題，形成不同情景的項目實例。SAR 遙感技術創新研修培養中，電磁機理、數據解譯、分類識別等基礎知識常用作研究伊始內容。在學生建立SAR 遙感基礎概念后，將遙感技術的新理論、新方法、新技術貫穿于整個課程中，使學生產生迫切的實踐意愿，逐步領悟科研要義，培養創新能力。

（3）改革教學組織形式。創新研修培養方案的教學組織應注重目標導向與問題導向相結合，采用小班制組織教學過程，嚴格以科研流程靈活安排，野外考察現場、教室、會議室、機房等地都是有效的執行場所。鼓勵學生進行自主學習、主動交流、定期總結、專項匯報，采用階段式推進的方式完成知識儲備。組建不同的研習項目團隊，配備研探討顧問，以學生團隊為主導開展項目實踐活動，讓每一個閃光的想法被放大，用團隊的力量實踐所有可能的想法。

（4）構建多元化評價體系。研修培養方案從實踐過程、創新程度、科研產出、思維鍛煉等方面構建多元化的有效評價體系。重過程、輕結果是評價體系的重要原則。研修階段中是否積極開展有目的的實踐活動，是否能夠靈活應用已有知識、打破學科壁壘大膽嘗試，是否能夠很好地承擔團隊責任、堅持科研過程等，都是評價體系中的重要指標。

3 遙感技術專業創新研修案例

就筆者所在院校——河南大學而言，截至2020 年底，共建有國家級創新試驗區/教育基地3 個、校外專業實習基地886 個。僅2019-2020 學年河南大學獲批國家級和省級大學生創新創業訓練計劃項目150 項，本科生通過創新研修課程等形式參與教師科研項目172項。

SAR 成像原理及信息提取技術應用課程開設3 年來，圍繞“SAR 信號采集模擬”“地表水SAR 遙感應用”“農業SAR 遙感監測”“地表形變SAR 遙感監測”等專題，分別在2019 年、2020 年、2021 年不同學期開設4 次，完成子課題訓練10 余項，共培養學生101 人。目前已畢業的34 名學生中，共有12 人進入北京交通大學、南京航空航天大學等知名高校遙感相關專業繼續學習深造，其學習能力也獲得在校導師們的一致肯定。

該方案執行過程中，對完成研修課程的學生進行反饋調研，針對課程涉及的概念和知識掌握情況、通過本課程學習對科研工作理解與自我能力鍛煉情況、對于課程教學形式與開設環節的喜愛程度，以及對于SAR 遙感技術領域的認同情況等方面進行摸底了解，部分問題如表1 所示。圖1 是學生對于科研工作的理解情況反饋，使學生理解科研工作的基本特點與方法是本創新研修培養方案的主要目的，結果表明，幾乎全部學生能夠通過本課程的學習訓練達成目標。圖2 是課程執行過程中各環節的學生滿意程度，結果表明，對于本課程設置的教學環節能夠較好地滿足學生親身參與科研活動的主觀意愿，能夠充分激發學生積極性，獲得更好的實踐效果。

Table 1 Part of problems of curriculum feedback survey表1 課程反饋調研部分問題

Fig.1 Feedback of understanding of scientific research圖1 對科研工作的理解情況反饋

Fig.2 Feedback of favorite course section圖2 最喜歡的課程環節反饋

4 結語

創新能力與創新思維作為研究生教育的核心和靈魂，培養過程不是一蹴而就的，需要教育管理與實施者從基礎教育入手，在多個教育環節進行長期深入的引導。本文所提的創新型人才研修培養方案，若能在高等學校多個專業中充分應用，則可有效提升本科學生對于研究性工作的興趣和熱情，發掘更多潛在的高層次人才。同時也應注意到，本方案需耗費教師較多的時間與精力，僅憑教師個人參與難以長期實踐，需要整個教育行業的關注與支持，使之進入良性循環軌道，真正為我國高層次人才培養作出貢獻。