李 寧，毋 琳，郭拯危，趙建輝，閔 林

（1.河南大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院；2.河南省智能技術(shù)與應(yīng)用工程技術(shù)研究中心；3.河南大學(xué)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(chuàng)新為核心，著力于能力培育和思維突破，為科技強(qiáng)國建設(shè)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(zhì)量，將研究作為基本素質(zhì)指標(biāo)，才能更好地引導(dǎo)研究生教育高質(zhì)量發(fā)展。

近年來，我國創(chuàng)新型教育改革不斷深入，優(yōu)秀成果不斷涌現(xiàn)。文獻(xiàn)［4-6］針對應(yīng)用型教育基礎(chǔ)課程、實(shí)踐環(huán)節(jié)等問題，以滲透設(shè)計(jì)、交叉共建等方法，討論教育體系建設(shè)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)；文獻(xiàn)［7-9］以課程創(chuàng)新為基礎(chǔ)，從物聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)、林學(xué)等具體專業(yè)特色出發(fā)，對課程關(guān)系、專業(yè)發(fā)展和項(xiàng)目實(shí)踐相結(jié)合，研究創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方法；文獻(xiàn)［10-11］以專業(yè)交叉為契機(jī)，在不同專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)從導(dǎo)師隊(duì)伍、文化建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)等方面，對于創(chuàng)新人才的時代需求進(jìn)行闡述，并對培養(yǎng)路徑進(jìn)行規(guī)劃；文獻(xiàn)［12-13］基于“雙一流”戰(zhàn)略、地方高校等不同的視角，分別從教與學(xué)的維度為學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)機(jī)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(yǎng)開展，大多是從一般教育結(jié)構(gòu)或特定專業(yè)課程上分析，未形成具有推廣價值的培養(yǎng)性成果。本文深入分析高層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)關(guān)鍵問題，以合成孔徑雷達(dá)（Synthetic Aperture Radar，SAR）遙感專業(yè)的創(chuàng)新培養(yǎng)為案例，瞄準(zhǔn)本科生科研思維培養(yǎng)，提出一套包括對象篩選、內(nèi)容設(shè)置、環(huán)節(jié)推動及反饋評價等在內(nèi)的創(chuàng)新研修培養(yǎng)方案，并給出初步實(shí)踐后的良好反饋結(jié)果。

1 SAR遙感專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)關(guān)鍵問題

高質(zhì)量創(chuàng)新人才和創(chuàng)新能力培養(yǎng)是研究生教育質(zhì)量的重要準(zhǔn)繩。SAR 遙感技術(shù)作為20 世紀(jì)最先進(jìn)的科技發(fā)明之一，在資源調(diào)查、生態(tài)監(jiān)測、農(nóng)業(yè)估產(chǎn)等方面都表現(xiàn)出突出的能力。SAR 遙感技術(shù)更偏向于工程化應(yīng)用研究，不僅需要開展SAR 遙感信號機(jī)理、SAR 遙感數(shù)據(jù)解譯反演等理論基礎(chǔ)，更需要較強(qiáng)的實(shí)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(xiàn)在以下方面：

（1）本科教育中缺少領(lǐng)域前沿技術(shù)的延展環(huán)節(jié)。隨著教學(xué)改革的深入，信息技術(shù)專業(yè)不同程度地拓展了領(lǐng)域前沿，但大多淺嘗輒止，并未給學(xué)生提供更加系統(tǒng)化深入了解、探索、發(fā)現(xiàn)的空間。譬如，通信原理、人工智能技術(shù)、圖像處理等專業(yè)課程都是SAR 遙感的必備基礎(chǔ)，但很少有針對性的延展環(huán)節(jié)將理論課程與SAR 遙感具體應(yīng)用相聯(lián)系。

（2）本科教育中工程實(shí)踐與科研需求結(jié)合不夠緊密。信息技術(shù)專業(yè)中工程實(shí)踐環(huán)節(jié)多用于課堂知識練習(xí)，強(qiáng)化對理論知識的掌握。但不同的實(shí)踐課程相互獨(dú)立，沒有互通性，缺乏理論實(shí)踐結(jié)合的訓(xùn)練內(nèi)容設(shè)置，沒有將未來科研或工作相關(guān)內(nèi)容與實(shí)踐課程相結(jié)合，無法切實(shí)達(dá)成擴(kuò)展性動手能力培養(yǎng)與鍛煉的目的。

（3）研究生選拔機(jī)制缺乏對科研實(shí)踐能力的考察?，F(xiàn)行研究生選拔更多地以本科期間課程成績?yōu)橐罁?jù)，入學(xué)考試/本科成績優(yōu)異，則進(jìn)入心儀院校的可能性更大。這導(dǎo)致具有深造意向的學(xué)生更加重視考試成績，而在動手實(shí)踐環(huán)節(jié)放低要求。缺少對實(shí)踐能力的考核，會延緩學(xué)生進(jìn)入科研工作的進(jìn)程，甚至影響其學(xué)習(xí)信心與成果。

2 SAR遙感技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新人才研修培養(yǎng)方案

2.1 核心內(nèi)容

高層次創(chuàng)新型人才是SAR 遙感技術(shù)領(lǐng)域不可或缺的重要資源。創(chuàng)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(yǎng)對象，依托實(shí)際在研項(xiàng)目，緊跟領(lǐng)域熱點(diǎn)技術(shù)，采用專題式實(shí)踐模式，發(fā)展學(xué)生自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、科研創(chuàng)新等能力，激發(fā)其科研創(chuàng)新熱情，初步建立科研思維，為后續(xù)科研工作奠定基礎(chǔ)。

創(chuàng)新研修培養(yǎng)機(jī)制的核心內(nèi)容主要有：①培養(yǎng)本科生科研創(chuàng)新意識，加強(qiáng)專項(xiàng)工程開發(fā)能力訓(xùn)練，為后續(xù)研究生教育提供優(yōu)質(zhì)預(yù)備軍；②將科學(xué)研究的前沿問題與技術(shù)方法與現(xiàn)有的本科教學(xué)相結(jié)合，建立靈活多變的實(shí)踐活動機(jī)制，打造具有探索性的新型學(xué)習(xí)機(jī)制；③形成本碩博一體化創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，提升信息技術(shù)專業(yè)人才的核心競爭力。

2.2 培養(yǎng)目標(biāo)

創(chuàng)新研修培養(yǎng)機(jī)制有別于傳統(tǒng)的“課堂講解+模擬實(shí)驗(yàn)”教學(xué)方式，而是將具有差異化專業(yè)背景的培養(yǎng)對象有機(jī)地融合于研修團(tuán)隊(duì)，采用無固定課堂的彈性培養(yǎng)活動，多階段、分情景、重過程地將因材施教、循序漸進(jìn)、逐步引導(dǎo)等教育理念貫穿于項(xiàng)目實(shí)施過程中，最大化地挖掘?qū)W生潛質(zhì)，培養(yǎng)滿足社會需求、具有科研與工程能力的創(chuàng)新型人才。

（1）傳統(tǒng)教學(xué)到新型研修模式有效轉(zhuǎn)換。研修教育體系的創(chuàng)建建立在學(xué)生自主探索的意愿與行動中。如何有效地轉(zhuǎn)換學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣與方式，促進(jìn)其主動獲取知識、探索未知，是執(zhí)行研修培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)問題。

（2）學(xué)生創(chuàng)新能力激發(fā)與引導(dǎo)。新時代的本科生并不缺乏創(chuàng)新的想法與可能性，將其轉(zhuǎn)化為實(shí)際能力則需要一整套完整的機(jī)制與方案。如何在新型教育模式下通過教師引導(dǎo)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作，將學(xué)生的最大潛力激發(fā)出來，是研修培養(yǎng)方案發(fā)揮作用的關(guān)鍵問題。

（3）科學(xué)研究問題適用性。真實(shí)科研項(xiàng)目的研究內(nèi)容與本科學(xué)習(xí)內(nèi)容大多相去甚遠(yuǎn)，如何從科研項(xiàng)目中凝練與提取適合于本科生的研究課題，也是實(shí)現(xiàn)研修培養(yǎng)方案目標(biāo)的關(guān)鍵問題。

2.3 實(shí)施方案

基于如上因素，創(chuàng)新研修培養(yǎng)方案大致需從以下4 個方面開展：

（1）篩選培養(yǎng)對象。具有一定相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)知識的高年級本科學(xué)生是主要培養(yǎng)對象。在SAR 遙感技術(shù)創(chuàng)新研修培養(yǎng)中，信息、地理、通信等專業(yè)的高年級學(xué)生具備必要的專業(yè)知識，是首要篩選范圍。同時，學(xué)生個人的實(shí)踐能力和科研意愿都是篩選的必要條件，應(yīng)充分面談溝通，雙向選擇，將固定人數(shù)的目標(biāo)學(xué)生作為重點(diǎn)培養(yǎng)對象。

（2）確定研修教學(xué)課題。課題來源于在研項(xiàng)目，但不是原樣照搬研究內(nèi)容，而應(yīng)將培養(yǎng)對象的實(shí)際接受能力與研究內(nèi)容相結(jié)合，重新凝練提取與之知識層次水平相當(dāng)?shù)男抡n題，形成不同情景的項(xiàng)目實(shí)例。SAR 遙感技術(shù)創(chuàng)新研修培養(yǎng)中，電磁機(jī)理、數(shù)據(jù)解譯、分類識別等基礎(chǔ)知識常用作研究伊始內(nèi)容。在學(xué)生建立SAR 遙感基礎(chǔ)概念后，將遙感技術(shù)的新理論、新方法、新技術(shù)貫穿于整個課程中，使學(xué)生產(chǎn)生迫切的實(shí)踐意愿，逐步領(lǐng)悟科研要義，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

（3）改革教學(xué)組織形式。創(chuàng)新研修培養(yǎng)方案的教學(xué)組織應(yīng)注重目標(biāo)導(dǎo)向與問題導(dǎo)向相結(jié)合，采用小班制組織教學(xué)過程，嚴(yán)格以科研流程靈活安排，野外考察現(xiàn)場、教室、會議室、機(jī)房等地都是有效的執(zhí)行場所。鼓勵學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、主動交流、定期總結(jié)、專項(xiàng)匯報(bào)，采用階段式推進(jìn)的方式完成知識儲備。組建不同的研習(xí)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，配備研探討顧問，以學(xué)生團(tuán)隊(duì)為主導(dǎo)開展項(xiàng)目實(shí)踐活動，讓每一個閃光的想法被放大，用團(tuán)隊(duì)的力量實(shí)踐所有可能的想法。

（4）構(gòu)建多元化評價體系。研修培養(yǎng)方案從實(shí)踐過程、創(chuàng)新程度、科研產(chǎn)出、思維鍛煉等方面構(gòu)建多元化的有效評價體系。重過程、輕結(jié)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(shí)踐活動，是否能夠靈活應(yīng)用已有知識、打破學(xué)科壁壘大膽嘗試，是否能夠很好地承擔(dān)團(tuán)隊(duì)責(zé)任、堅(jiān)持科研過程等，都是評價體系中的重要指標(biāo)。

3 遙感技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新研修案例

就筆者所在院校——河南大學(xué)而言，截至2020 年底，共建有國家級創(chuàng)新試驗(yàn)區(qū)/教育基地3 個、校外專業(yè)實(shí)習(xí)基地886 個。僅2019-2020 學(xué)年河南大學(xué)獲批國家級和省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目150 項(xiàng)，本科生通過創(chuàng)新研修課程等形式參與教師科研項(xiàng)目172項(xiàng)。

SAR 成像原理及信息提取技術(shù)應(yīng)用課程開設(shè)3 年來，圍繞“SAR 信號采集模擬”“地表水SAR 遙感應(yīng)用”“農(nóng)業(yè)SAR 遙感監(jiān)測”“地表形變SAR 遙感監(jiān)測”等專題，分別在2019 年、2020 年、2021 年不同學(xué)期開設(shè)4 次，完成子課題訓(xùn)練10 余項(xiàng)，共培養(yǎng)學(xué)生101 人。目前已畢業(yè)的34 名學(xué)生中，共有12 人進(jìn)入北京交通大學(xué)、南京航空航天大學(xué)等知名高校遙感相關(guān)專業(yè)繼續(xù)學(xué)習(xí)深造，其學(xué)習(xí)能力也獲得在校導(dǎo)師們的一致肯定。

該方案執(zhí)行過程中，對完成研修課程的學(xué)生進(jìn)行反饋調(diào)研，針對課程涉及的概念和知識掌握情況、通過本課程學(xué)習(xí)對科研工作理解與自我能力鍛煉情況、對于課程教學(xué)形式與開設(shè)環(huán)節(jié)的喜愛程度，以及對于SAR 遙感技術(shù)領(lǐng)域的認(rèn)同情況等方面進(jìn)行摸底了解，部分問題如表1 所示。圖1 是學(xué)生對于科研工作的理解情況反饋，使學(xué)生理解科研工作的基本特點(diǎn)與方法是本創(chuàng)新研修培養(yǎng)方案的主要目的，結(jié)果表明，幾乎全部學(xué)生能夠通過本課程的學(xué)習(xí)訓(xùn)練達(dá)成目標(biāo)。圖2 是課程執(zhí)行過程中各環(huán)節(jié)的學(xué)生滿意程度，結(jié)果表明，對于本課程設(shè)置的教學(xué)環(huán)節(jié)能夠較好地滿足學(xué)生親身參與科研活動的主觀意愿，能夠充分激發(fā)學(xué)生積極性，獲得更好的實(shí)踐效果。

Table 1 Part of problems of curriculum feedback survey表1 課程反饋調(diào)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(huán)節(jié)反饋

4 結(jié)語

創(chuàng)新能力與創(chuàng)新思維作為研究生教育的核心和靈魂，培養(yǎng)過程不是一蹴而就的，需要教育管理與實(shí)施者從基礎(chǔ)教育入手，在多個教育環(huán)節(jié)進(jìn)行長期深入的引導(dǎo)。本文所提的創(chuàng)新型人才研修培養(yǎng)方案，若能在高等學(xué)校多個專業(yè)中充分應(yīng)用，則可有效提升本科學(xué)生對于研究性工作的興趣和熱情，發(fā)掘更多潛在的高層次人才。同時也應(yīng)注意到，本方案需耗費(fèi)教師較多的時間與精力，僅憑教師個人參與難以長期實(shí)踐，需要整個教育行業(yè)的關(guān)注與支持，使之進(jìn)入良性循環(huán)軌道，真正為我國高層次人才培養(yǎng)作出貢獻(xiàn)。