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        “一體化、全要素圖像理解”課程思政教學模式探索與實踐*

        2022-09-09 03:42:26劉麗魯斌
        智庫時代 2022年32期
        關鍵詞:思政圖像評價

        劉麗 魯斌

        (華北電力大學計算機系)

        圖像理解(Image Understanding,IU)是對圖像的語義進行理解。它是以圖像為對象,知識為核心,研究圖像中有什么目標、目標之間的相互關系、圖像是什么場景以及如何應用場景的一門學科,是研究用計算機系統(tǒng)解釋圖像,實現(xiàn)類似人類視覺系統(tǒng)理解外部世界的一門科學?!皥D像理解”課程是計算機科學與技術、軟件工程專業(yè)領域的一門研究生課程,涉及多個交叉學科領域,其目標是使學生學習了本課程之后,具備解決智能化檢測與識別、控制等應用問題的初步能力,為以后從事模式識別、計算機視覺、圖像通訊、多媒體技術等領域的研究與開發(fā)工作打下扎實的基礎[1,2]。

        一、“一體化、全要素”的課程思政教學模式

        課程思政建設是實現(xiàn)課程高階性的重要保障[3,4],教學理念的深化與創(chuàng)新是開展課程思政教學模式改革的基礎,教師的政治素養(yǎng)、師德修養(yǎng)是教學理念轉變的根本保障,“圖像理解”課程思政基于系統(tǒng)化建設原則,遵循教學活動規(guī)律,實施整體性構建,在“創(chuàng)新中國工匠精神偉大復興中國夢”同向同行的課程思政育人目標指引下,形成了“一體化、全要素”課程思政教學模式,實現(xiàn)了覆蓋教學準備、課堂教學、課下延伸、學習評價的課程思政教學鏈全要素的有機融合?!皥D像理解”課程思政教學內(nèi)容開展了以“3S”+“五感”為支撐的教學內(nèi)容重構,這里的“3S”指史、時、勢,即歷史、現(xiàn)狀和趨勢,“五感”包括滿足感、歸屬感、認同感、成就感和動力感。為使課程具有較強的應用性和實踐性,課程內(nèi)容包含了圖像理解基礎理論、圖像采集、景物重建、場景解釋四個知識模塊,通過在各模塊中融入圖像工程發(fā)展史的展現(xiàn)、圖像理解的中國現(xiàn)狀與進步,以及新一輪科技革命深入發(fā)展的新時代背景下視覺圖像產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢,傳遞這些知識中隱含的新時代中國特色社會主義思想、社會主義核心價值觀、中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、工匠精神、科學精神等價值核心,使學生通過課程學習收獲滿足感、歸屬感、認同感、成就感和動力感?!耙惑w化、全要素圖像理解”課程思政教學架構如圖1所示。

        圖1 “一體化、全要素”課程思政教學架構

        教學準備環(huán)節(jié)的重點是專業(yè)知識體系、思政元素的融合與設計,通過對思政理念的深刻領悟,積極創(chuàng)新探索,參加課程思政培訓和校外交流借鑒,以課程大綱為指導,收集多載體、多類型的課程思政資源,并在此過程中增進教師專業(yè)素養(yǎng)與思政理念、能力、情感的融合與積淀。

        課堂教學環(huán)節(jié)是課程思政開展的主陣地,是思政價值傳遞的核心環(huán)節(jié)。課堂教學通過“理論知識+思政案例+聯(lián)系實際+拓展反思”的教學設計,以“講授+演示+情景+互動+翻轉+探究”的教學手段[5,6],深化專業(yè)技能的培養(yǎng)和課程思政的內(nèi)涵,在師生互動、生生互動中,感悟核心價值,實現(xiàn)師生情感的共鳴。

        課下探索環(huán)節(jié)的重點是如何開展教學活動的延續(xù),針對專業(yè)特點和課程性質(zhì),本課程以課上課下協(xié)同互動為目標,搭建了微信互動課堂,以“固定主題+特色主題”開展課下延伸?!肮潭ㄖ黝}”以技術發(fā)展大家談方式進行,學生以文獻推薦、數(shù)據(jù)搜索、技術追蹤方式,分享課程內(nèi)容的拓展學習成果;“特色主題”以高分遙感衛(wèi)星圖像技術的應用發(fā)展為切入點,對遙感圖像的應用展開大討論。總之,學習不斷線,思考不斷涌,學生在潛移默化中提升專業(yè)技能和思政育人功效。

        結合教學準備、課堂教學、課下探索環(huán)節(jié)的思政設計開展學習評價與思政評價的協(xié)同反饋,使課程思政的建設形成閉環(huán)。

        精準融入、分層推進實現(xiàn)“浸潤”式課程思政,從內(nèi)容安排到教學設計呈現(xiàn)了思政元素的專業(yè)知識內(nèi)涵化和專業(yè)知識內(nèi)容思政元素顯性化的教學理念,無縫式銜接,使學生在對課程知識理解、掌握的基礎上,產(chǎn)生情感共鳴。將知識、能力、素質(zhì)有機融合,以學生發(fā)展為中心,致力于激發(fā)學生的內(nèi)在潛力和學習動力,培養(yǎng)學生敢于質(zhì)疑的創(chuàng)新精神。突破傳統(tǒng)教學理念、方式、手段等,重組教學要素,采取線上線下教學方式,打造多融性課堂。有效利用多媒體資源,課程思政和專業(yè)教育相得益彰;“史、時、勢”圖像工程故事融合專業(yè)內(nèi)容是對傳統(tǒng)理論教學內(nèi)容表達、呈現(xiàn)的突破,以體驗和觀感對理論知識深度挖掘,激勵學習自驅(qū)力的形成;悟、學、踐、思、行融入教育全過程,培根鑄魂、啟智潤心。

        二、以學為核,以用為標的課程思政教學實踐

        “以學為核”是指以學生為中心,以學會為核心;“以用為標”是指要將學以致用作為課程學習效果的檢測標準,學習知識要有用武之地,要能解決實際問題,要為社會創(chuàng)造價值。課程教學的本質(zhì)在于將課程大綱規(guī)定的內(nèi)容無縫遷移到學生的知識庫中,基于此能夠獨立進行學術創(chuàng)新研究和解決工程實踐問題。因此,實現(xiàn)這一目標絕不是單一方法和手段能夠解決的,必然是多方式融合,多手段聚集運用的過程。在長期的教學實踐中,課程組逐漸摸索出了一套行之有效的教學方法和手段,簡單歸納如下:

        (一)目標引領

        課程學習得有目標,否則難以激發(fā)學生的學習活力和興趣。目標可以有多種,比如與研究方向相結合,可以進行研究創(chuàng)新,形成學術論文;未來打算從事該領域的工作,學好課程為實習打下堅實的基礎;對競賽感興趣,可以將所學用于比賽,獲取優(yōu)異成績,等等。教師要將這些思想傳遞給學生,幫學生樹立目標。有了目標,學習就有了動力,就有了拼搏的信心和勇氣,就有了成為優(yōu)秀學生的潛力。

        (二)亮出“翻轉課堂,研究性教學,項目牽引”組合拳

        從實際工程中精心選取“高分遙感圖像解譯”作為教學實踐性課程項目,將其全面性、開放性、實用性、代表性等特點充分發(fā)揮出來,自課程起始至課程結束貫穿始終,以點帶線,以線帶面,將課程主要知識點牽引成串,隨著實踐項目的有序推進,課程教學內(nèi)容也逐步融入學生的知識體系之中,走實走心。

        為實現(xiàn)研究生課程教學的實踐性和應用型,課程教學過程中開展項目制,將全體學生分為3人一組,并指定1人為組長,組長帶領組員制定進度計劃,分工協(xié)作。課內(nèi)學時中,學生是主角,交流研討,匯報質(zhì)詢,審視進展;教師是配角,其任務是引入新方法、新技術,拋出項目相關的問題,啟迪思考,督促學生項目進度,及時答疑解惑。由于課內(nèi)學時有限,要求學生課下拿出2-3倍的時間查詢資料,鉆研技術,研討方案,推進項目。這種以學生為中心、課內(nèi)外統(tǒng)籌的項目驅(qū)動式教學策略很好地將課堂教學內(nèi)容延展出去,拓展了學生思路,激發(fā)學習興趣和鉆研精神,培養(yǎng)學生團隊合作意識及自主學習的能力,有利于學生學得懂、學得深、學得牢、用得上。

        (三)線上線下混合

        疫情常態(tài)化促使線上教學普及開來,然而即使沒有疫情,教學也離不開線上方式。畢竟線下學時有限,尤其是對于《圖像理解》這類多學科交叉課程而言,僅憑課堂教學是遠遠不夠的,必須結合微課堂、課堂派、慕課、網(wǎng)絡資源等多種線上學習方式對線下進行補充,發(fā)揮線上學習的隨時性、碎片化特點,積少成多,從而克服跨學科課程教學的難度和復雜性。

        (四)課內(nèi)外結合

        研究生課程“圖像理解”的32個課內(nèi)學時不足以使學生學會并掌握課程既定教學內(nèi)容,必須利用課下時間繼續(xù)深入學習,特別是對于圖像理解基礎知識、前序知識以及2D圖像理解領域知識的學習,一般1:3比較合適,以彌補課內(nèi)學時的不足。

        (五)校內(nèi)外結合。

        單純的校內(nèi)教學帶來的一個弊端就是很可能與工程實際背景脫節(jié),所學知識不能很好地用于解決工程實踐問題。校外的工程現(xiàn)場給我們提供了真實場景和案例,校內(nèi)外二者結合是一種有效的互促手段,既有助于課堂知識的學習,又有助于工程實際問題的解決,真正踐行產(chǎn)教融合策略和方針。

        教學團隊的校外兼職教師除了親臨教學現(xiàn)場3-4次外,還以遠程指導方式進行項目實踐過程的輔導和應用背景解釋,拉近了學生與實際場景之間的距離。課程結束后,教師會鼓勵那些優(yōu)秀學生將項目成果整理、總結和凝煉提升,申請專利或撰寫學術論文并發(fā)表;部分學生還到校外培養(yǎng)基地進行為期一年的圖像理解方面的實習實踐,有了前期課程打下的基礎,實習得心應手。

        三、專業(yè)與思政雙評價機制

        課程建設不是簡單的一次教學演示,一節(jié)課的教學過程,一學期的教學活動,而是具有生命力的長期教學實踐,因此,在學習評價環(huán)節(jié)、后續(xù)追蹤環(huán)節(jié),加強課程教學效果的反饋機制建立是打通課程“一體化、全要素”教學模式“最后一公里”的有效手段。

        《圖像理解》課程構建了專業(yè)與思政雙評價機制,促進課程內(nèi)涵式、發(fā)展型建設。

        一方面,“雙評價”體現(xiàn)在內(nèi)容上。也就是說,既要評價專業(yè)知識的學習程度,也要評價課程思政的育人效果。專業(yè)評價是對教學過程的檢驗,由“課堂互動+小組展示+組間互評+項目論文”四部分組成,其中,課堂互動是教師與學生之間的交流,占15%;小組展示是項目組展示項目成果并以Poster(海報)方式介紹完成情況和答辯,占45%;組間互評是互相學習并評價打分的過程,占15%;項目論文是對項目的總結和凝煉,占25%。在專業(yè)評價過程中,充分融合著思政育人效果的評價,通過日常表現(xiàn)、團隊協(xié)作、項目進展等方面,加強對思政育人效果的檢驗。

        另一方面,“雙評價”也體現(xiàn)在方式上。也就是說,除了教師對學生的評價,也結合了學生之間、學生對教師的評價反饋。圍繞課程專業(yè)知識傳授和思政育人效果,通過心得體會、調(diào)查問卷、交流訪談等方式獲得學評教及課程教學后評價反饋,促進課程動態(tài)優(yōu)化,教學水平和質(zhì)量得以不斷完善提升。

        四、結語

        考慮到研究生“圖像理解”課程具備很強的專業(yè)理論性、行業(yè)實踐性、思政價值性特點,教學過程中課程組設計了“一體化、全要素”課程思政教學架構,采用“3S+五感”專業(yè)知識與價值引領雙融合教學模式,實現(xiàn)覆蓋教學準備、課堂教學、課下延伸、學習評價的課程思政教學鏈全要素耦合、聯(lián)動,實施以學為核,以用為標,“翻轉課堂,研究性教學,項目牽引”的多類型教學方式和手段的融合聚集,并構建了專業(yè)與思政雙評價機制,力求課程思政“落地生根”,迸發(fā)出育人活力。

        【相關鏈接】

        華北電力大學(North China Electric Power University),簡稱華電(NCEPU),是中華人民共和國教育部直屬、由國家電網(wǎng)有限公司等12家特大型電力集團和中國電力企業(yè)聯(lián)合會組成的理事會與教育部共建的全國重點大學,國家“雙一流”“211工程”建設高校,入選“985工程優(yōu)勢學科創(chuàng)新平臺,上海合作組織大學能源學中方牽頭院校,全球能源互聯(lián)網(wǎng)大學聯(lián)盟、北京高科大學聯(lián)盟、CDIO工程教育聯(lián)盟成員,中國電力高校聯(lián)盟、電力行業(yè)卓越工程師培養(yǎng)校企聯(lián)盟發(fā)起單位,入選國家“111計劃”、教育部卓越工程師教育培養(yǎng)計劃、國家建設高水平大學公派研究生項目、國家級新工科研究與實踐項目、中國政府獎學金來華留學生接收院校、國家創(chuàng)新人才培養(yǎng)示范基地。

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