空间信息与数字技术专业本硕一体化人才培养探索与实践

郑宗生 王建 王振华 袁小华 张天蛟 马振玲

[摘           要]   空间信息与数字技术是计算机大类专业目录下的特设专业，是根据海洋信息化建设对专业技术人才的急需而设立的具有本科、硕士层次人才培养的重要学科专业。阐述了专业在本科、硕士分层次一体化人才培养中的课程体系、实践体系建设，探讨了课程体系的建设内容及实践体系方面的改革尝试，最后介绍了实施本硕一体化人才培养取得的初步成果。

[关    键   词]  空间信息与数字技术;本硕一体化;课程体系;实践体系;探索与实践

[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A                    [文章编号]  2096-0603（2021）06-0228-02

我国海洋科学研究、海洋管理、海洋开发与可持续发展的应用逐渐普及和深入，各级海洋管理部门、事业单位、海洋企业等对海洋信息技术专业人才的需求日益增加[1]。但我国海洋信息化事业起步较晚，海洋人才结构仍不尽合理，特别是具备海洋与信息交叉领域知识的应用型人才极度匮乏[2]。上海将建设成为“具有全球影响力科技创新中心”和“全球海洋中心城市”。上海地区海洋信息专业人才缺乏，与涉海类企事业单位对海洋信息应用型人才的巨大需求形成强烈反差。空间信息与数字技术专业按照上海海洋大学“聚焦、错位、合作”的思路[3]，立足学校高水平特色大学建设中的海洋信息化学科创新平台建设，构建了国内唯一一个具有海洋信息特色本硕一体化的创新型应用人才培养平台，建立并实施了本科、硕士分层次一体化课程体系、实践体系。实现科技创新和人才培养深度融合，形成了本研一体的科技创新能力培养机制。专业经过12年的建设，办学质量和社会声誉日益提高，专业目前为国家一流专业建设点、上海市应用型本科試点专业。

一、课程体系

新一代信息技术特别是人工智能、大数据、“互联网+”的发展带了巨大经济效益和社会价值，同时人才需求也在急剧增加，推进新一代信息技术领域人才供给的结构性改革势在必行[4-5]。传统的IT教育已经不能够满足行业对人才的需求，弊端逐步显露。在课程体系方面存在如下问题：（1）本科的课程体系中缺乏对新一代信息技术的介绍，这使学生对当前的学科前沿缺乏必要的认识;（2）研究生的课程体系缺乏对学生编程基础能力的进一步培养，往往更多地关注学科的基本理论与方法;（3）研究生的课程体系中缺乏学科交叉综合性课程，课程单独设置使学生较难发现交叉学科领域中的科学问题。

针对上述问题，以国家和地方对空间信息与数字技术人才相关知识和技能需求为导向，跟踪海洋空间信息技术的发展前沿。以海洋、信息为主线，通过计算机与空间信息专业的核心骨干课程支撑，调整人才培养中的知识结构与课程体系，使专业能培养掌握海洋空间信息和计算机技术的双向本硕人才。在本科生课程中设置前沿课程;在研究生的培养方案中增加本硕贯通课程，研究生可同时选修本科生的计算机基础能力课程。本科空间信息类课程将知识体系扩展形成研究生课程。

（一）本科生课程体系

本科生课程体系中的人工智能、物联网概论、海洋大数据技术与应用、海洋空间信息工程概论等，主要涉及人工智能、大数据、物联网等基本理论、关键技术及相关应用，通过这几门课程的学习，学生可以初步了解新一代信息技术的主要发展及未来趋势，这些知识都需要学生有较扎实的数理和计算机基础知识。

（二）硕士研究生课程体系

硕士生培养方案中将原空间信息的基础课程进行扩展，加入地理信息系统及应用、卫星导航系统原理与应用、农业物联网等课程，主要讲授空间信息在海洋领域、农业领域的具体应用及存在的问题。通过这些课程的学习，研究生可以在后续培养环节中的文献综述、开题报告中进一步凝练科学问题。

（三）采—算—用—研一体化的课程体系

围绕海洋数据“获取、分析、应用、研究”全生命周期构架空间信息的知识体系及课程体系，培养学生对空间信息采集、加工、应用、研究的专业能力。本科的知识结构方面，适当扩大应用性知识的比重，适当减少原理性知识，更多地选择技能知识，让学生掌握具有操作性和实用性的知识。本科阶段学习强调对空间信息的采、算、用，而研究生阶段强调对空间信息的算、用、研。在课程内容中为学生提供了出海勘察测绘数据、台站实测数据、海洋灾害应急案例、长时间序列的海洋遥感影像等一手海洋领域资料，并将最新成果融入教学内容中，培养学生从海洋数据获取、分析、应用到研究的海洋信息综合创新能力。

二、“四层两翼”本硕一体化实践体系

空间信息专业实验实践教学主要包括课程实验、课程设计、暑期实训、综合实习、毕业设计（论文）、科研论文等一系列教学科研活动。构建了以专业基础实验、专业综合实验、创新创业实验、科研项目实践为核心的层进式、系统化实验实践“四层”教学体系;形成了以校企平台、学科竞赛平台为“两翼”的能力培养体系。“四层”实验实践教学体系通过“硕带本、本帮硕”更好支撑能力的一体化培养，本科学生“早进实验室、早进课题、早进团队”，研究生“早进课堂、早当小导师”。学生的毕业论文、大学生创新项目、学科竞赛题目来源于真实项目，项目可由企业导师、课程导师和研究生共同指导完成，发挥“硕带本”的作用。本科生进实验室协助研究生完成科研活动，本科生可以起到“帮”的作用。实践体系提高了学生的科研思维、创新能力、实践能力、求知欲和进一步深造学习的愿望，研究生项目组织管理能力随之增强，促进本科生与研究生人才培养模式的融合。

1.校企导师、研究生小导师通过校企平台指导学生积极申报国家级、省级和校级的大学生创新项目、大学生创新创业项目、“互联网+”、大学生“挑战杯”创业计划大赛等实践项目。“以赛促学”，本科生通过阅读大量国内外文献，撰写项目申报书，锻炼和强化科研意识、科研思维。

2.校企导师通过学科竞赛平台指导学生积极参加学科知识竞赛。如数学建模比赛、英语竞赛、计算机应用能力大赛、“天梯杯”、全国研究生数学建模大赛、中国研究生电子设计竞赛等。在比赛过程中研究生和本科生可以充分发挥各自优势，“硕带本、本帮硕”作用得到进一步发挥。

3.组织学生参加各类学科相关的学术讲座。专业连续7年举办了以海洋信息技术为主题的暑期学校，邀请计算机和海洋领域专家进行前沿講座。多次邀请ESRI等软件工程师来学校开展讲座，同时指导课程设计、指导学生毕业实习和毕业设计等。拓宽学生科研视野，启发科研思维，也激发他们进一步深造的愿望。

三、本硕一体化培养体系的实施

（一）领域知识贯穿于核心课程的案例驱动教学

校企导师将涉海项目功能进行分解，将实际需求结合到教学环节中，提高了学生的学习兴趣和教学效果。从海洋数据全生命周期提取知识点，例如在“极地环境与资源信息集成及共享服务”项目中，将船载数据获取知识融入物联网引论课程中传感器原理的教学中，将极地数据间复杂的关联性融入数据库原理课程中关系模型的约束定义中，将极地科考船航线生成问题融入数据结构课程中最短路径的计算中;贯穿研究生课程的项目“海上安全保障系统”，将地质、水文、气象等数据获取融入地理信息系统及其应用课程中，将来自海监飞机、调查船舶、浮标等多源大数据的传输问题结合农业物联网，项目知识点贯穿一体化培养的全过程。

（二）校企协同、本硕一体的双师型师资队伍

建立了较完善的本研导师制度。本科生导师以班级为单位，除了专业辅导员外，每个班级配置1名本专业指导教师，每个年级配置一个硕士导师作为本科生导师。研究生导师遴选坚持严格的选聘标准和灵活的选聘机制，研究生导师的选聘标准必须有1年的企业经历。通过学科交叉联合招生、联合指导本硕培养等联合方式，聘用有实践经验的行业专家、企业工程技术人员等担任兼职导师，指导本科生、研究生的毕业论文、科研论文。通过“企业技术专家交流计划”“一流教学团队建设计划”，专业形成了海洋+信息行业特色鲜明、结构合理具有创新精神和较高教学、科研水平的高质量师资队伍。

四、取得的成果

学生参加省部级以上科技竞赛获奖率大幅提升。本科生的考研比例一直排在学院前列，每年考取本校研究生的数量逐年增加。“海洋时空大数据快速一体化展示平台”“基于移动设备与软件的企业信息监测防控安全体系SDCS”和“极端环境下极地海洋环境监测应用系统”分获“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛上海市一等奖和二等奖。毕业生培养质量报告显示，毕业生专业对口率达到了70.1%。针对培养目标中“适应多学科、多行业，尤其是智慧海洋智慧渔业需求，具有国际化视野的应用型创新技术人才”，调查显示认为自身具备的占79.1%，认为学校培养对该能力提升有帮助的占88.51%。毕业生认为自身具备终身学习能力，能不断丰富和加深专业知识的学习和理解提升工作技能占92.86%。

“基于全生命周期的海洋灾害大数据智能服务平台”获“中国产学研合作创新成果一等奖”。由我校牵头与上海东海海洋工程勘察设计研究院和国家海洋局东海预报中心联合申报。三家单位产学研用深度融合，优势互补，协同发展，围绕海洋数据全生命周期，开展一系列关键技术的联合攻关，在人才培养、科技创新等方面取得较丰硕成果。

参考文献：

[1]周立.海洋信息技术人才培养模式的探索与开发[J].海洋信息，2006，10（2）：13-15.

[2]王宏.锐意进取奋力创新主动作为为实现海洋强国梦做出更大贡献：王宏在全国海洋工作会议上的工作报告[J].海洋开发与管理，2016（S1）：1-7.

[3]何世钧，张书台，袁小华，等.基于海洋发展战略需求的空间信息与数字技术专业课程体系建设[J].计算机教育，2014（10）：75-77.

[4]王刚，杨运辉，陈刚，等.新一代信息技术背景下信管专业拔尖创新人才培养模式研究[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2020，34（3）：114-118.

[5]毕云蕊，刘坤，刘娣，等.新一代信息技术下自动化专业人才培养探索研究[J].中国教育技术装备，2019（22）：30-31.

编辑 张 慧