面向工程教育专业认证的遥感类选修课教学改革

冯徽徽，张云生，邹滨，陶超

（中南大学 地球科学与信息物理学院，湖南 长沙）

一 引言

工程教育是我国高等教育的重要组成部分。工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础，成为我国近年来工程教育工作中的重要内容[1,2]。工程教育专业认证以培养目标和毕业出口要求为导向，确认毕业生是否达到行业认可的既定质量标准要求，进而为人才培养与专业提升提供科学合理的建议。2016年，中国正式加入国际工程教育《华盛顿协议》组织，标志着工程教育质量认证体系实现了国际实质等效，工程专业质量标准达到国际认可，成为中国高等教育的一项重大突破。截止2019年，全国227所高校共有1170个专业通过工程教育专业认证，为我国工程教育的提升奠定了基础[3]。

作为对地球观测的重要手段，遥感技术已广泛应用于国土资源、生态环境及社会人文等诸多领域。在此背景下，越来越多的学校开设了“遥感科学与技术”专业或相关的遥感类课程，为国家与行业培养了大批优秀人才[4]。为进一步提升遥感专业的人才培养水平，部分高校已开展了工程教育认证并在此基础上开展了相关课程的教学设计与改革，取得一系列成果[5,6]。然而需要看到的是，由于工程教育专业认证时间较短，加之我国遥感专业自身积累少、底子薄、文化传承弱等问题，我国遥感专业人才培养中依然面临专业认证程度低、培养效果难以评估等瓶颈性问题[7]。因此，进一步加强面向工程教育专业认证的遥感类教学改革成为遥感专业发展迫在眉睫的问题。

本文从工程教育专业认证的通用“毕业要求”出发，研究遥感类专业选修课培养目标与毕业要求，并在此基础上探索教学改革方案，为面向产出教育模式（Outcomes-based Education）遥感专业工程教育认证规划与实施提供科学的借鉴，以期提升高校遥感类专业人才的培养质量。

二 毕业要求

工程教育专业认证的“毕业要求”是OBE教育模式的通用标准要求，也是各教学环节所须遵循的基本范式。因此，在进行遥感类选修课考核方式设计之前，须根据专业与课程特点，研究设计适当的毕业要求及其对应的培养目标。工程教育中通用“毕业要求”包括工程知识、问题分析等12条要求。根据社会经济发展的趋势、传统遥感信息产业的转型升级、战略性新兴产业的振兴及其参与全球竞争对创新能力的需求为导向，培养遥感专业领域行业领军人才，可将工程教育认证通用标准进一步具体化为遥感类专业“毕业要求”：

1.工程知识

能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂遥感工程问题。

2.问题分析

能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达与描述、并通过文献研究分析复杂遥感工程问题，以获得有效结论。

3.设计/开发解决方案

能够设计针对复杂遥感工程问题的解决方案，设计满足特定需求的算法、系统或作业流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

4.研究

能够基于科学原理并采用科学方法对复杂遥感工程问题进行研究，包括设计实验、采集、处理、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

5.使用现代工具

能够针对复杂遥感工程问题，开发、选择与使用恰当的仪器、技术、资源、软件、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。

6.工程与社会

能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价遥感工程专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。

7.环境和可持续发展

能够理解和评价针对复杂遥感工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

8.职业规范

具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守遥感工程职业道德和规范，履行责任。

9.个人和团队

能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

10.沟通

能够就复杂遥感工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

11.项目管理

理解并掌握遥感工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。

12.终身学习

具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力，有适应终身学习的身体素质和抗压能力

三 培养目标与指标点分解

基于以上毕业要求，须从培养具有德、智、体全面发展毕业的总目标出发，研究遥感类专业的人才培养目标。根据遥感基础理论，结合其在城市发展与规划、环境监测、土地利用、资源调查、减灾防灾、国防建设等领域的应用特点，可将其细化为以下5个目标。

1.目标1

德、智、体全面发展，具有良好的政治、业务和人文素质。

2.目标2

具备坚实的数学、英语、计算机及掌握摄影测量与遥感基础理论，掌握遥感与空间信息数据采集、处理、表达与利用的基本原理、方法和技能。

3.目标3

具有从事各种遥感测绘工程技术的能力。

4.目标4

具有知识更新与自我完善能力、良好沟通与组织管理能力、国际交流能力及创新创业意识。

5.目标5

可从事摄影测量与遥感基础理论研究，在城市发展与规划、环境监测、土地利用、资源调查、减灾防灾、国防建设等领域从事遥感测绘工程技术、科技开发和管理工作。

针对以上培养目标，可进一步细化面向工程教育专业认证的遥感类人才培养“毕业要求”。根据毕业要求考查标准和课程支撑教育活动需要，将标准要求的全部12条毕业要求分解为衡量度较高的38个指标点，其分解情况如表1所示。

表1 指标点分解

四 案例分析

以中南大学遥感科学与技术专业“遥感应用与专题制图”选修课为例，根据2016、2018年教学大纲修订情况，从课程目标、对毕业要求的支撑以及考试考核等方面介绍面向工程教育认证的遥感类选修课课程改革思路。

（一） 课程目标改革

原始教学大纲的“课程目标”仅从知识、能力、素质以及综合素质四个方面笼统地规定了课程的基本要求，难以为学生培养提出具体的纲领性指导意见。2018年新版教学大纲则根据遥感类专业学生的培养目标，将课程目标细化为两点，并详细规定各点目标所对应的细节内容，大大提升了教学大纲的可执行性：

课程目标1：熟悉掌握常用的遥感图像数据预处理算法与主流专业软件使用，进一步提高常用遥感数据预处理能力；能够针对不同的遥感专题和遥感数据，熟练完成遥感专题信息获取与精度评定。

课程目标2：培养遥感专题图编制能力，能够针对不同的应用专题与制图要求，准确把握遥感专题制图比例尺选择、制图要素取舍、图面配置等关键问题。

（二） 课程目标对毕业要求的支撑

原始教学大纲中以“高”（H）、“中”（M）和“低”（L）三个指标评估该课程对12点通用毕业要求达成所起的作用，目标分散，针对性较弱，难以体现不同课程的特点及其在整个教学体系中的作用。新版教学大纲改变了传统“课程目标”与“毕业要求”模糊的对应模式，根据课程特点研究对应的“毕业要求”指标点（表2），凸显课程特色，同时有效避免不同选修课之间内容重复等问题。

表2 课程目标对毕业要求的支撑

（三） 课程的考核、目标达成度评价方法

考试考核是检验教学效果的重要方式。考虑专业选修课的特点，拟采用考查的方式评定学习成绩。原始教学大纲中仅简单规定平时考查（含考勤、课堂提问等）和实验报告所占最终成绩的比例，无法对各个课程目标进行考核，同时也难以对课程的目标达成度进行定量评估。修订后的教学大纲针对每个课程目标制定了详细的考核细则及其得分标准（表3），并研究制定了分目标达成度评价和课程总目标达成度评价计算公式（表4），为更加准确地评估课程教学效果、指导课程改进奠定了科学的数据支持。

表3 考核细则及其支撑的课程目标

表4 达成度计算方法

五 结束语

工程教育专业认证标准为课程教学提供了明确可量化的课程目标，从而指导教学活动持续改进、提升教学质量水平。坚持工程教育专业认证中关于“毕业要求”总目标，开展教学目标、对毕业要求的支撑以及考核方式等方面的改革，是不断强化遥感类选修课程活力与生命力的关键。同时，相关课程改革持续改革有助于进一步深化、检验工程教育认证成果，提升学生培养水平，为培养合格的遥感应用人才奠定基础。