SAR遥感技术专业创新型人才研修培养研究

李 宁，毋 琳，郭拯危，赵建辉，闵 林

（1.河南大学计算机与信息工程学院；
2.河南省智能技术与应用工程技术研究中心；
3.河南大学信息化管理办公室，河南开封 475004）

我国研究生教育以创新为核心，着力于能力培育和思维突破，为科技强国建设与核心竞争力提升提供新生力量。2020 年全国研究生教育会议指出，提升教育质量，将研究作为基本素质指标，才能更好地引导研究生教育高质量发展。

近年来，我国创新型教育改革不断深入，优秀成果不断涌现。文献［4-6］针对应用型教育基础课程、实践环节等问题，以渗透设计、交叉共建等方法，讨论教育体系建设与创新能力培养；
文献［7-9］以课程创新为基础，从物联网、计算机、林学等具体专业特色出发，对课程关系、专业发展和项目实践相结合，研究创新型人才培养方法；
文献［10-11］以专业交叉为契机，在不同专业领域内从导师队伍、文化建设、实践教学等方面，对于创新人才的时代需求进行阐述，并对培养路径进行规划；
文献［12-13］基于“双一流”战略、地方高校等不同的视角，分别从教与学的维度为学生创新能力培养机制提出新的思路。

纵观以上研究，鲜有针对本科与研究生教育衔接培养开展，大多是从一般教育结构或特定专业课程上分析，未形成具有推广价值的培养性成果。本文深入分析高层次创新人才培养关键问题，以合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）遥感专业的创新培养为案例，瞄准本科生科研思维培养，提出一套包括对象筛选、内容设置、环节推动及反馈评价等在内的创新研修培养方案，并给出初步实践后的良好反馈结果。

高质量创新人才和创新能力培养是研究生教育质量的重要准绳。SAR 遥感技术作为20 世纪最先进的科技发明之一，在资源调查、生态监测、农业估产等方面都表现出突出的能力。SAR 遥感技术更偏向于工程化应用研究，不仅需要开展SAR 遥感信号机理、SAR 遥感数据解译反演等理论基础，更需要较强的实践能力。但目前的教育体系中仍存在不可忽视的衔接问题，具体表现在以下方面：

（1）本科教育中缺少领域前沿技术的延展环节。随着教学改革的深入，信息技术专业不同程度地拓展了领域前沿，但大多浅尝辄止，并未给学生提供更加系统化深入了解、探索、发现的空间。譬如，通信原理、人工智能技术、图像处理等专业课程都是SAR 遥感的必备基础，但很少有针对性的延展环节将理论课程与SAR 遥感具体应用相联系。

（2）本科教育中工程实践与科研需求结合不够紧密。信息技术专业中工程实践环节多用于课堂知识练习，强化对理论知识的掌握。但不同的实践课程相互独立，没有互通性，缺乏理论实践结合的训练内容设置，没有将未来科研或工作相关内容与实践课程相结合，无法切实达成扩展性动手能力培养与锻炼的目的。

（3）研究生选拔机制缺乏对科研实践能力的考察。现行研究生选拔更多地以本科期间课程成绩为依据，入学考试/本科成绩优异，则进入心仪院校的可能性更大。这导致具有深造意向的学生更加重视考试成绩，而在动手实践环节放低要求。缺少对实践能力的考核，会延缓学生进入科研工作的进程，甚至影响其学习信心与成果。

2.1 核心内容

高层次创新型人才是SAR 遥感技术领域不可或缺的重要资源。创新研修教育模式摒弃了明确的年级差异，以具有一定背景知识的高年级本科生为主要培养对象，依托实际在研项目，紧跟领域热点技术，采用专题式实践模式，发展学生自主学习、团队协作、科研创新等能力，激发其科研创新热情，初步建立科研思维，为后续科研工作奠定基础。

创新研修培养机制的核心内容主要有：①培养本科生科研创新意识，加强专项工程开发能力训练，为后续研究生教育提供优质预备军；
②将科学研究的前沿问题与技术方法与现有的本科教学相结合，建立灵活多变的实践活动机制，打造具有探索性的新型学习机制；
③形成本硕博一体化创新型人才培养模式，提升信息技术专业人才的核心竞争力。

2.2 培养目标

创新研修培养机制有别于传统的“课堂讲解+模拟实验”教学方式，而是将具有差异化专业背景的培养对象有机地融合于研修团队，采用无固定课堂的弹性培养活动，多阶段、分情景、重过程地将因材施教、循序渐进、逐步引导等教育理念贯穿于项目实施过程中，最大化地挖掘学生潜质，培养满足社会需求、具有科研与工程能力的创新型人才。

（1）传统教学到新型研修模式有效转换。研修教育体系的创建建立在学生自主探索的意愿与行动中。如何有效地转换学生的学习习惯与方式，促进其主动获取知识、探索未知，是执行研修培养方案的基础问题。

（2）学生创新能力激发与引导。新时代的本科生并不缺乏创新的想法与可能性，将其转化为实际能力则需要一整套完整的机制与方案。如何在新型教育模式下通过教师引导、团队协作，将学生的最大潜力激发出来，是研修培养方案发挥作用的关键问题。

（3）科学研究问题适用性。真实科研项目的研究内容与本科学习内容大多相去甚远，如何从科研项目中凝练与提取适合于本科生的研究课题，也是实现研修培养方案目标的关键问题。

2.3 实施方案

基于如上因素，创新研修培养方案大致需从以下4 个方面开展：

（1）筛选培养对象。具有一定相关专业基础知识的高年级本科学生是主要培养对象。在SAR 遥感技术创新研修培养中，信息、地理、通信等专业的高年级学生具备必要的专业知识，是首要筛选范围。同时，学生个人的实践能力和科研意愿都是筛选的必要条件，应充分面谈沟通，双向选择，将固定人数的目标学生作为重点培养对象。

（2）确定研修教学课题。课题来源于在研项目，但不是原样照搬研究内容，而应将培养对象的实际接受能力与研究内容相结合，重新凝练提取与之知识层次水平相当的新课题，形成不同情景的项目实例。SAR 遥感技术创新研修培养中，电磁机理、数据解译、分类识别等基础知识常用作研究伊始内容。在学生建立SAR 遥感基础概念后，将遥感技术的新理论、新方法、新技术贯穿于整个课程中，使学生产生迫切的实践意愿，逐步领悟科研要义，培养创新能力。

（3）改革教学组织形式。创新研修培养方案的教学组织应注重目标导向与问题导向相结合，采用小班制组织教学过程，严格以科研流程灵活安排，野外考察现场、教室、会议室、机房等地都是有效的执行场所。鼓励学生进行自主学习、主动交流、定期总结、专项汇报，采用阶段式推进的方式完成知识储备。组建不同的研习项目团队，配备研探讨顾问，以学生团队为主导开展项目实践活动，让每一个闪光的想法被放大，用团队的力量实践所有可能的想法。

（4）构建多元化评价体系。研修培养方案从实践过程、创新程度、科研产出、思维锻炼等方面构建多元化的有效评价体系。重过程、轻结果是评价体系的重要原则。研修阶段中是否积极开展有目的的实践活动，是否能够灵活应用已有知识、打破学科壁垒大胆尝试，是否能够很好地承担团队责任、坚持科研过程等，都是评价体系中的重要指标。

就笔者所在院校——河南大学而言，截至2020 年底，共建有国家级创新试验区/教育基地3 个、校外专业实习基地886 个。仅2019-2020 学年河南大学获批国家级和省级大学生创新创业训练计划项目150 项，本科生通过创新研修课程等形式参与教师科研项目172项。

SAR 成像原理及信息提取技术应用课程开设3 年来，围绕“SAR 信号采集模拟”“地表水SAR 遥感应用”“农业SAR 遥感监测”“地表形变SAR 遥感监测”等专题，分别在2019 年、2020 年、2021 年不同学期开设4 次，完成子课题训练10 余项，共培养学生101 人。目前已毕业的34 名学生中，共有12 人进入北京交通大学、南京航空航天大学等知名高校遥感相关专业继续学习深造，其学习能力也获得在校导师们的一致肯定。

该方案执行过程中，对完成研修课程的学生进行反馈调研，针对课程涉及的概念和知识掌握情况、通过本课程学习对科研工作理解与自我能力锻炼情况、对于课程教学形式与开设环节的喜爱程度，以及对于SAR 遥感技术领域的认同情况等方面进行摸底了解，部分问题如表1 所示。图1 是学生对于科研工作的理解情况反馈，使学生理解科研工作的基本特点与方法是本创新研修培养方案的主要目的，结果表明，几乎全部学生能够通过本课程的学习训练达成目标。图2 是课程执行过程中各环节的学生满意程度，结果表明，对于本课程设置的教学环节能够较好地满足学生亲身参与科研活动的主观意愿，能够充分激发学生积极性，获得更好的实践效果。

Table 1 Part of problems of curriculum feedback survey表1 课程反馈调研部分问题

Fig.1 Feedback of understanding of scientific research图1 对科研工作的理解情况反馈

Fig.2 Feedback of favorite course section图2 最喜欢的课程环节反馈

创新能力与创新思维作为研究生教育的核心和灵魂，培养过程不是一蹴而就的，需要教育管理与实施者从基础教育入手，在多个教育环节进行长期深入的引导。本文所提的创新型人才研修培养方案，若能在高等学校多个专业中充分应用，则可有效提升本科学生对于研究性工作的兴趣和热情，发掘更多潜在的高层次人才。同时也应注意到，本方案需耗费教师较多的时间与精力，仅凭教师个人参与难以长期实践，需要整个教育行业的关注与支持，使之进入良性循环轨道，真正为我国高层次人才培养作出贡献。