测绘地理信息专业创新能力培养研究
——以“北斗杯”学科竞赛驱动为例

2021-05-11 03:41:32王永前王增武柳锦宝吴小娟

测绘工程 2021年3期

郑忠，王永前，王增武，柳锦宝, 吴小娟

(成都信息工程大学资源环境学院，四川成都 610225)

快速发展的现代科学技术对测绘地理信息专业学生的创新能力提出了越来越高的要求[1-2]。因此针对测绘地理信息专业开展创新能力培养的研究，具有重要的理论意义和实践价值[3]。成都信息工程大学测绘地理信息专业主要包括：测绘工程、遥感科学与技术、地理信息科学3个本科专业。在国家“新工科”工程教育改革的背景下[4-5]，依托于成都信息工程大学教育教学研究与改革项目和“本科教学工程”等项目，本教学团队开展了测绘地理信息专业学生创新能力培养的研究。本文在总结实践经验的基础上，针对初步建设成果和未来的完善方向进行探讨和分析，旨在为相关的研究开展提供实践参考。

1 创新能力培养面临的难题

测绘地理信息专业创新能力培养工作在开展过程中，主要面临以下的难题：

1)学生参与度不高。旺盛的就业需求以及巨大的考核压力，导致测绘地理信息专业的课程教学过程中，相关高校更加注重学生动手能力的培养(如：仪器操作能力、程序编写能力等)，忽视培养学生的创新能力。使得部分学生在专业知识的学习过程中存在迷思：只要学好课本上已有的知识，熟练操作各类仪器，就能够满足未来职业生涯对专业技能的要求。因此，传统的“填鸭式”教学模式更加受到欢迎，创新能力培养活动的参与度不高。但是，这恰恰忽视了测绘地理信息专业学科本身所具有的现实性强、更新速度快、学科融合丰富等“与时俱进”特征，正是创新性地融入航空航天技术、虚拟现实技术、人工智能技术、大数据技术等现代科技，传统的测绘地理信息专业在面对快速变化的社会需求时才焕发出了活力与生机[6]。

2)学生参与渠道缺乏。近年来，国家各级部门积极倡导大学生创新能力培养，组织开展了以“挑战杯”“互联网+”“创青春”等为代表的全国性创新创业活动，起到了较好的引领作用；但是，全国性创新创业活动往往综合了多学科门类，热门学科的选题方向(如：生物材料、基因工程、人工智能等)往往更容易获得高等级的奖励，在全国性专业竞赛渠道稀缺的背景下，测绘地理信息专业的选题难以受到关注，学生经常面临获奖难度大的困境，影响了测绘专业学生的参与热情。因此，测绘地理信息专业学生参加创新能力培养活动的渠道有待进一步拓宽。

3)教师参与度较低。目前，国家、地方和学校对于高校教师的评价，往往集中于高水平期刊论文的发表和高级别科研项目的承担[7]。在这种评价体系下，部分高校教师更愿意把时间和精力投入到论文撰写和科研项目申请中，对学生创新能力培养的时间和精力投入则属于“良心活”，这将影响高校教师承担培养学生能力社会责任的积极性。因此，需要在评价体系上，进一步地激发专任教师参与学生创新能力培养工作的积极性。

2 学科竞赛的选取

本研究选取“北斗杯”全国青少年科技创新大赛(BD-CASTIC)开展创新能力培养建设，主要基于以下因素：1)该竞赛全面贴近测绘地理信息专业的多门专业课知识内容，便于学生将所学的“测量学基础”“卫星导航原理”“GIS原理”“数字摄影测量”等专业课程知识融会贯通，达到学以致用的目的。2)近年来国家大力发展北斗卫星导航定位技术，国内外针对北斗卫星导航定位系统进行了大量的新闻报道，“北斗”俨然成为我国一张耀眼的“国家名片”，将所做的创新工作与我国的战略科技进行有机统一，有利于激励更多的学生参与到相关活动中。3)该竞赛级别高，具体由教育部科学技术司、共青团中央学校部、中国科协青少年科技中心、中国卫星导航系统管理办公室联合举办，是中国青少年卫星导航领域高层次、高水平、大规模的科技盛会，已得到全国中小学、高校、行业协会等的广泛认可。

3 培养体系构建

如图1所示，本研究分别从项目选拔、教师指导、项目孵化、经费支持和成果显示等方面开展创新能力培养。

图1 创新能力培养体系构建

在项目选拔方面，围绕“国家、赛区、校级”目标，构建三级选拔体系。在全校性宣讲活动开展以后，利用校团委及社团组织，按照不同专业背景，将有意参与“北斗杯”竞赛的学生进行组织。然后，组织不同专业的教师按照当年发布的竞赛评审规则，以定量化的方式评价竞赛项目的选题质量。最后，基于初步评价结果，分别瞄准“国家、赛区、校级”目标进行分类培育，以激励更多的学生参与到活动中，并有利于产生高质量的选题。

在教师指导方面，主要以测绘地理信息专业的教师为依托，同时发挥本校“电子信息”学科优势，邀请包含软件工程、通信工程、微电子科学与工程等专业的教师共同参与。另外，建议学校创新创业管理部门在通报表扬获奖学生的基础上，给予指导教师一定的物质奖励。并在新一版的职称评审推荐文件修订中，推动本校职称评审委员会，将是否指导学生获得国家级竞赛奖励列为一项推荐条件，以充分调动教师参与学生创新能力培养活动的积极性。

在项目孵化方面，将其充分融入CDIO各个实践环节中。CDIO具体代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)，它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，是近年来国际工程教育改革的最新成果[8-10]。在国家“新工科”工程教育改革的背景下，本校积极实践CDIO工程教育模式，在工科专业的教学大纲中设计了多个工程实践环节[11]，各工程实践环节的培养考核目标较好地对应了“北斗杯”竞赛项目孵化的不同阶段。将两者有机地融合，不仅有利于“北斗杯”竞赛项目优质孵化，而且能够为CDIO工程教育模式改革提供实践支撑。

在经费支持方面，依托国家、地方、学校各级创新创业培养系列经费，引导指导教师和参赛学生将“北斗杯”竞赛的阶段性成果整理完善后，逐级申报校级、省级和国家级的创新创业训练项目，所获得的项目经费用于竞赛过程中的各项必要支出。同时让参与学生经历一次完整的项目申报，以培养其科学思维，锻炼其文字表述能力和项目组织能力。

在成果显示方面，除了获得“北斗杯”竞赛各级奖励以外，鼓励学生将最终的创新成果整理后，以论文或者专利的形式进行展示。鼓励更多的参与学生走上创业道路，同时在用人单位中以问卷调查的方式跟踪近几年创新能力培养的效果。

4 初步实践效果

自本研究开展以来，每年参加创新能力培养活动的学生数量逐步增加，2017—2019年间共有191名学生参加“北斗杯”竞赛，年均参加学生人数达到63人，占本校测绘地理信息专业有效参加学生人数(主要指大学二、三年级学生)的59.7%，学生参与创新活动的积极性得到较大的调动。同时，学生的创新能力培养的成果也得到认可，参赛团队的获奖数量和等级也较大幅度地提高。2017—2019年间共获得“北斗杯”竞赛各等级奖项9项，其中：全国一等奖2项、全国三等奖1项，西南赛区二等奖5项，西南赛区三等奖1项。另外，由于近年来在“北斗杯”竞赛组织中取得的良好成绩，本校受“北斗杯”西南赛区推荐，最终获得了全国“优秀组织奖”称号，如表1所示。

表1 2017—2019年间本校“北斗杯”竞赛参与及获奖统计

本校教师参与创新能力培养活动的积极性得到明显提升。2017—2019年间参与“北斗杯”竞赛指导的教师占专任教师的67%。这主要与本校创新能力培养的相关激励措施有关：指导获奖的教师不仅能够获得荣誉称号，而且还能得到学校给予的物质奖励，特别在近年来的职称评审中，已将是否指导学生获得国家级竞赛奖励作为加分项目，从而较大程度地提高了专任教师指导竞赛的积极性。同时，专任教师也乐于在课堂教学中将“北斗卫星导航系统”的相关知识进行讲授，相应地带动了学生学习相关基础理论的积极性。

近年来本校一直积极开展CDIO工程教育模式的实践，已经将CDIO融入到所有工科专业的教学培养过程中。依托于本项目的建设，本校测绘地理信息专业工程实践的水平和质量得到明显提升，有更多的学生选择将“北斗”的相关主题作为工程实践选题，在CDIO整个培养过程中不仅训练了学术思维，而且锻炼工程实践的能力。部分同学进一步地将完成的工程实践的成果深化，以作为毕业论文的选题，测绘地理信息专业创新能力培养的建设在本科毕业论文的选题上，起到了较好的丰富作用。

同时，在本研究开展过程中，指导教师积极鼓励学生整理和完善阶段性的“北斗杯”竞赛成果，以申报校级、省级和国家级等各个级别的创新创业训练项目，同时引导更多的学生在毕业后走上自主创业的道路。经过2017—2019年间的建设，本校以“北斗”为主题申报的创新创业训练项目逐渐增多，最终获批立项16项，其中：国家级1项，省级3项，校级12项。另外，在创新创业训练项目的执行过程中，引导学生注重知识产权的保护，在2017—2019年间共申请“北斗”主题的发明专利3项，实用新型专利7项，软件著作权5项。

本校测绘地理信息专业毕业生的创新能力得到较大程度提升。通过近几年针对岗位实践的调查反馈，毕业生的创新能力得到越来越多企事业单位的认可。同时，通过上下年级的示范带动作用，更多低年级的同学积极主动地加入到创新能力培养的活动中，使得创新能力培养的成果能够产生持续的正面影响。另外，在应邀参加的“北斗杯”全国创新创业交流活动中，本校也针对相关的措施和成果进行了经验分享。

5 结束语