新工科背景下遙感類專業課程的思政案例分析研究

孫亞飛 吳怡霏 張娟娟 張志敏

（河南城建學院 測繪與城市空間信息學院，河南 平頂山 467036）

1 引言

2017 年2 月以來，為主動應對新一輪科技革命與產業變革，支撐服務創新驅動發展、“中國制造2025” 等一系列國家戰略，教育部積極推進新工科建設，先后發布《關于開展新工科研究與實踐的通知》《關于推薦新工科研究與實踐項目的通知》，全力探索形成領跑全球工程教育的中國模式、中國經驗，助力高等教育強國建設[1,2]。遙感科學技術專業是教育部新工科的一員，遙感科學技術的長足發展為國家新工科建設增添新活力，也為遙感類專業課程提供了豐富的思政元素和案例，提高了遙感專業課堂內容的時效性和高階性，增強了學生的課堂積極性和職業自豪感。

2 遙感課程思政案例及分析

近年來，遙感科學技術發展迅速，在新社會需求、突發事件監測、新傳感器技術、新交叉領域應用等方面取得了長足進步，譬如，遙感技術助力新冠疫情防控、蘇伊士運河擱淺事件、國產SAR 衛星高速發展等[3-8]。根據平時通過期刊、網站、微信公眾號等渠道搜集的遙感類課程思政素材，經過遙感專業授課講解和實踐，選取以下典型思政案例進行討論。

2.1 遙感技術助力新冠疫情防控

（1）思政案例

2019 年底新冠疫情爆發，給國家和百姓造成了巨大的財產損失和生命威脅。由于遙感科學技術具有高分辨率、面狀監測等優勢，在疫情爆發初期就發揮了其獨特功能[3,4]，譬如武漢建設的火神山醫院和雷神山醫院，我國吉林一號03 高分辨率遙感衛星進行了全程監控，為臨時醫院規劃建設提供了數據支撐，也大大緩解了武漢人民的焦慮心情[3]。疫情爆發以來，遙感技術一直處在疫情防控第一線，為疫情防控提供精準的衛星遙感影像，助力相關部門科學精準地實施疫情劃片和防控措施。譬如，2021 年底和2022 年初，天津市西青區中北鎮和津南區辛莊鎮等發現疫情。天津測繪遙感部門為疫情指揮部提供了高分影像、電子地圖等遙感數據，為設置封控區、管控區、防范區等相應防控區域提供了重要的數據基礎和決策依據。天津市委、市政府主要領導根據疫情防控指揮平臺中的實景三維影像數據、標注的防控區域和疫情涉及人員在天津活動軌跡，綜合分析研判疫情形勢，科學制定疫情防控方案，如圖1 所示。

圖1 高分辨率遙感影像應用于新冠疫情防控

（2）案例分析

該案例包含的思政元素有創新精神、勇攀高峰、使命擔當等。具體分析如下：

首先，遙感技術助力新冠疫情防控屬于新的社會需求，是國家新工科建設的重要內涵之一，即解決制約社會發展的緊迫需求。突如其來的新冠疫情成為制約社會發展的障礙，遙感技術無論在疫情初期還是現在都在貢獻著自己的力量，套用一句常見的話：“人民需要什么，遙感就提供什么”；其次，課堂上對該思政案例的講解，能夠讓同學們了解到遙感科學技術專業的實用性、專業性、新穎性，尤其是放在大一新生的《遙感概論》課程中效果更好，讓遙感科學技術專業的學生切實感受到本專業的實用性，不至于對專業認識處于模糊狀態；最后，幫助學生提前樹立正確的職業觀，當社會遇到新問題時，學生能夠利用所學知識為社會發展貢獻一份力量，形成正確的道德觀、職業觀。

2.2 蘇伊士運河擱淺事件

（1）思政案例

2021 年3 月23 日，巴拿馬籍貨輪“長賜號”在埃及蘇伊士運河擱淺。該貨輪長達400 米，遠大于蘇伊士運河最大寬度313 米，因而擱淺在運河中間，導致歐亞之間最重要的航道之一蘇伊士運河被切斷，全球貿易面臨巨額損失，每小時損失高達4 億美元，甚至影響了石油、天然氣、銅的供應。作為全球關注的突發事件，國內外遙感衛星拍攝了大量高分辨率實時影像，譬如法國空客0.5 米高分辨率商業衛星Pléiades 和美國worldview 星座衛星等光學遙感影像，憑借高分辨率特性可監測到救援進展情況。值得注意的是，合成孔徑雷達SAR 衛星憑借全天時、全天候的優勢在本次事件中嶄露頭角。在多云、多霧和夜晚時光學遙感衛星無法正常拍攝遙感影像，而合成孔徑雷達SAR 衛星則能繼續工作。我國的海絲一號、美國的Capella SAR 衛星、歐空局的Sentinel-1 衛星拍攝了大量SAR 影像，為蘇伊士運河貨輪解困提供了重要數據支撐，如圖2 所示。

圖2 蘇伊士運河擱淺貨船SAR影像（我國海絲一號衛星拍攝）

（2）案例分析

該案例包含的思政元素有責任意識、應變能力、理性愛國等。具體分析如下：

首先，面對突發事件，遙感技術體現了責任意識、應變能力等。蘇伊士運河擱淺事件造成全球巨大的經濟影響和次生原材料供應影響，遙感技術憑借高空間分辨率、高時間分辨率、全天時、全天候等獨特優勢，及時為蘇伊士運河貨輪解困提供了幫助；其次，通過該突發事件，使學生了解到在以后的專業學習和職業生涯中，要采用多源遙感技術去解決項目遇到的問題。每項技術都有自己的優勢和不足，譬如光學遙感影像的易解譯性和SAR 影像的全天時、全天候特性，因此需要根據每項技術的特點制定全面有效的解決方案 ；最后，指導學生要理性愛國。在合成孔徑雷達SAR 衛星中，我國海絲一號衛星拍攝的影像清晰度不如美國的Capella 衛星。通過該案例讓學生意識到，雖然我國遙感技術在硬件方面已經躋身世界一流行列，但與美國、法國等國家尚有一定差距。

2.3 國產SAR 衛星高速發展

（1）思政案例

星載SAR 是全球大范圍對地觀測技術之一，具備全天時、全天候的對地觀測能力，且具有分辨率高、受云雨天氣影響小、面狀監測、成像區域大等優勢。我國星載SAR 高速發展，先后發射了北京環境1C、高分三號、海絲一號、陸地探測一號、巢湖一號等SAR衛星[5,6]。2022 年2 月27 日陸地探測一號B 星在酒泉衛星發射中心升空，與在軌的A 星實現星座運行，利用SAR 干涉測量系列技術，實現高精度、高分辨率、全天時、全天候的地表形變監測、地形測繪等任務，實現了我國L 波段干涉SAR 衛星“從無到有”的發展，可以廣泛應用于自然資源調查監測、應急管理、林業草原監測等領域[6]，陸地探測一號SAR 衛星載荷如圖3 所示。此外，在同一天，由華北水利水電大學與長沙天儀空間科技研究院等共同研制的巢湖一號衛星在海南文昌航天發射場發射升空，巢湖一號SAR 衛星主要應用于水利、防災減災等多個行業，將有助于解決我國水利工程的安全運行與管理、水災害應急管理等問題，為我國水利行業高質量發展發揮重要作用。

圖3 陸地探測一號SAR衛星載荷

（2）案例分析

該案例包含的思政元素有國家戰略、迎難而上、愛崗敬業等。具體分析如下：

首先，國產SAR 衛星屬于新的國家戰略需求，也是國家新工科建設的重要內涵之一。SAR 衛星無論在民用還是軍用方面都具有獨特優勢，目前，國產SAR衛星在硬件方面已具備了高分辨率、多波段、星座化等特點。國產SAR 衛星的高速發展，豐富了國家新工科建設的內涵和具體形式。其次，增強了學生的民族自豪感。過去，我們國家的SAR 傳感器關鍵零部件總被卡脖子，經過科研人員的逐個攻破，終于實現SAR衛星硬件技術的自主可控。近年來，國產SAR 衛星紛紛發射升空，是我國遙感科學技術發展的重要里程碑，一個個真實案例讓遙感科學技術專業學生的民族自豪感油然而生。最后，增加了學生對專業的興趣愛好。SAR 衛星的紛紛發射升空，為學生將來就業提供了更多的工作崗位，使學生對遙感專業課程的學習興趣更加濃厚。

2.4 從“測繪科技獎”感受我國測繪遙感科技進步

（1）思政案例

2021 年9 月18 日，2021 年測繪科學技術獎終評評審會在北京測繪大廈召開，不僅測繪遙感行業關注，也吸引了更多跨領域“同行”參與。中國科學院院士楊元喜指出，從評選出的一等獎項目可以看出，我國測繪遙感科技有了很大進步，主要體現在以下四個方面：一是幾何遙感與物理遙感，即光學與高光譜的結合；二是多觀測平臺數據的結合；三是智能感知、智能處理與智能服務的結合；四是基礎理論的創新與服務創新相結合。隨著科技的進步，現代測繪遙感技術無論在理論水平、精準程度，還是在應用范圍方面都得到了極大發展，成為經濟建設不可或缺的重要力量，頒獎現場如圖4 所示。從2021 年測繪科學技術獎獲獎項目可知，遙感技術已與疫情防控學、冰川學、建筑學等領域交叉融合，以一等獎獲獎項目《復雜環境冰川地形與冰量變化雙站InSAR精密測量關鍵技術及應用》為例，該項目提出并建立了復雜環境冰川地形與冰量變化雷達遙感雙站InSAR 精密測量的理論方法與技術體系，突破了高質量冰川地形精密重建、高效率冰厚變化穩健探測和高可信冰量變化嚴密估計三大類成體系的關鍵核心技術，研制了覆蓋廣且精細的青藏高原冰川地形、冰厚及冰量年際代際變化數據產品，揭示了青藏高原冰量時空變化特征及其氣候響應規律和水文、災害效應，取得了一批具有國際影響和廣泛應用價值的創新成果，為我國當前第二次青藏高原綜合科考、川藏鐵路規劃建設、三江源國家公園建設、2020珠峰高程測量等國家重大戰略任務的順利實施提供了重要的科技支撐[7-9]。

圖4 2021年測繪科學技術獎頒獎現場

（2）案例分析

該案例包含的思政元素有探索未知、授業解惑、職業品德等。具體分析如下：

首先，我國測繪遙感科技有了很大進步，與多學科交叉融合形成“大測繪遙感”模式，成為經濟建設不可或缺的重要力量，這也正是國家新工科建設的重要內涵，遙感科學技術將在今后美麗中國建設、優化國土空間開發格局、美麗鄉村建設等國家重要戰略部署方面繼續發揮作用。其次，增加學生專業學科知識的廣度和深度。大部分學生只了解專業，而對專業的交叉應用領域知之甚少，尤其是大三考研學生在選擇學校和專業時只關注測繪專業。通過該案例的分析和講解，增加了學生專業學科知識方面的廣度和深度。最后，提升了學生的職業自豪感。河南城建學院作為第三完成單位參與了一等獎獲獎項目——《復雜環境冰川地形與冰量變化雙站InSAR 精密測量關鍵技術及應用》，這是該校第一次獲取國家級測繪科學獎一等獎。講解該案例，讓學生知曉國家級專業大獎就在身邊，增加了學生對專業學習的興趣，提升了學生的職業自豪感。

3 結論

通過遙感技術助力新冠疫情防控、蘇伊士運河擱淺事件、國產SAR 衛星高速發展等真實思政案例的分析，挖掘了創新精神、勇攀高峰、使命擔當、國家戰略、迎難而上、愛崗敬業等思政元素，與遙感科學技術專業課程知識進行了深度融合。在平時遙感專業課堂中，本文思政案例的加入增加了學生對遙感科學技術專業和課堂學習的興趣，不僅使學生學習到遙感的新技術、新傳感器、新交叉應用等前沿信息，更讓學生了解和熟悉與遙感技術相關的思政知識，從而更加有效培養學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀和職業道德觀。