1. 成果简介及主要解决的教学问题
(1)成果简介
遥感科学与技术具有技术分支多样、学科交叉性强、更新迭代快、应用领域广、战略价值高的特点,单门课程无法更好地承载其育人目标的高质量达成。中国地质大学(北京)地理信息科学(GIS)专业遥感教学团队,在本专业“国家级特色专业”、“专业综合改革”和“国家级一流本科专业”等教育部项目建设背景下,开展了现代信息技术与教育教学深度融合的遥感课程群建设。该课程群统筹GIS专业“遥感原理与方法”、“遥感图像处理”、“国土资源监测与评价”、“遥感地学应用”,以课程思政引领,以数智赋能,以提升学生专业核心素养为目标,通过“原理→技术→应用”三阶逐层递进教学,“思政·课程·教材·实践·创新”五维一体协同育人,培养熟练使用遥感技术解决地学问题的新一代信息技术创新人才。
经过十五年持续建设,核心课“遥感地学应用”获评线上线下混合式“国家级一流本科课程”。“理工交叉的地理信息类课程群”入选教育部首批“虚拟教研室”建设试点。实验课入选“国家虚拟仿真实验教学共享平台”。2本自编教材获评“北京市优质本科教材”。教学成果获“全国高校GIS教学成果”一等奖,直接受益学生逾千人,应用辐射30余所院校,为高校课程群建设提供了可借鉴可推广的经验。
(2)主要解决的教学问题
① 对标人才培养目标,解决课程间统筹衔接不足的问题
遥感技术分支多样、多学科交叉性强,单门课程教学无法更有效覆盖其系统性。如何对标专业培养目标,增强课程间整体性和关联性,需要借助课程群的统筹功能,分析“知识-能力-素质”目标及教学内容有无重复或脱节、“基础课-核心课-拓展课”能力阶梯有无断层或不足,实现课程间精准衔接。
② 应对新兴学科挑战,解决课程建设滞后于技术发展的问题
遥感技术发展更新快,应用领域广,单门课程建设容易受课时、可调动资源匮乏等限制,一定程度上存在教学内容体系片面及教学资源滞后倾向。如何紧跟学科发展,需要借助课程群的协同功能,与时俱进,重构课程群内容体系,强化教学内容的创新性、高阶性及方法论凝练,建设新质教学资源。
③ 构建教学共同体,解决教师间教学各自为战的问题
针对遥感领域多样化人才需求,需要在重视学生基础能力培养的同时,建强知识结构多元的教学团队,为学生提供差异化、个性化的教育。缺乏“共享-协作-成长”的良好团队生态,容易使教师各自为战,合力不足,因此,需要借助课程群的集体力量,实现个人与团队的双重提升,促进专业学科高质量发展。
2. 成果解决教学问题的方法
(1)构建“原理→技术→应用”知识图谱,统筹体系精准衔接
按照遥感课程“原理→技术→应用”逻辑脉络,梳理课程群知识体系,构建从概念定义、理论内涵外延、原理技术、到核心方法、实践应用、到发展展望的全链图谱。通过图谱的自动聚类功能进行优化,克服可能存在的知识点衔接脱节或授课内容重复。使用图谱的推理功能,分析基础课与核心课的前置铺垫、核心课之间的互补深化、拓展课与核心课之间的场景延伸,衔接是否流畅,梯级是否合理,为达成专业培养目标提供决策依据和技术支持。
(2)“思政·课程·教材·实践·创新”五维协同,与时俱进一体建构
以课程思政为引领:教学内容上,立足地学强化地质报国。教学组织上,紧跟信息技术发展践行科教兴国。教学实践上,用立德树人“大思政观”讲好遥感科技报国故事。团队建设上,考核教师育德意识和育德能力。多元引领课程群思政一体化建设。
“两性一度”组织教学:打通课程边界,以遥感学科知识体系为纽带,将课程目标的知识、能力、素质做“高阶性”融合;将教学内容的前沿性和时代性做“创新性”融合;将实验课程设计的研究性、创新性、综合性做“挑战度”提升。
加强教学资源建设:一是“教材资源”建设,自编《遥感地学应用》和《遥感地学应用实验教程》课程配套教材,加强自主知识体系建设。二是“指导性资源”建设,推广成熟有效的课程方案。三是“内容性与环境性资源”建设,基于超星学习通云平台,建设在线基础素材、自学素材、探索性素材和引导性素材与课程环境,用于学生预习复习和综合拓展。
数智赋能实践创新:统筹本专业“国家级-省部级-校级-院级”实验平台和基地,整体设计基础实践、综合实践和创新实践,从易到难,梯级展开。运用虚拟仿真、3D打印等技术,构建虚实深融的数智化实践教学场景,丰富教学手段。探索专业课与德智体美劳相结合的学科联动机制,指导学生数智赋能遥感创新应用,开展跨学科项目式社会实践、科研实践、双创训练、学科竞赛,五育并举、五育融通。
(3)打造教师教学发展共同体和质量文化,促进教学能力发展
基于本专业“理工交叉的地理信息科学课程群”虚拟教研室,创建“云端书院”,随时随地云端研讨教学体系的完善和产学研用经验体会、集中力量开展教学课题研发和项目申报、有组织地开展科研成果反哺教学案例设计和撰写教学法论文,创建良好的教研生态,增强团队的成就感、归属感。同时通过书院后台数据,分析队伍建设、教研频次、教研资源建设等教研动态,做好质量监控,促进教师全面发展。
3. 成果创新点
(1)方法创新 — 构建全链知识图谱,辅助课程群精准衔接
课程群建设根据遥感学科分支多、交叉强的特点,通过构建“原理→技术→应用”全链知识图谱,打通了课程边界,增强了课程体系内在逻辑和关联,对贯通专业育人目标和课程育人目标、推进课程群精细化建设和精准衔接提供了决策依据和技术支持。该方法特色鲜明,管理高效,显著提升了课程体系质量和人才培养水平,成果获“全国高校GIS教学成果”一等奖和校级教学成果特等奖,辐射影响30余所高校。
(2)路径创新 — 思政引领数智赋能,一体化建构新质资源
课程群思政建设根据遥感学科服务国家战略价值高的特点,将遥感找矿、国情调查、灾害监测、生态文明等国家战略与传承中国地质大学“地质报国”红色基因融为一体,形成“大地学信息技术特色”的课程思政格局。针对遥感技术更新快,课程建设和资源新质不足的现状,以数智赋能,强化教学内容的创新性、高阶性及方法论凝练,同步学科发展,建设教材资源、指导性资源、内容性资源环境性资源。该建设路径使学生拓宽了知识基础,提升了专业素养,获得了运用遥感信息进行高质量地学应用的能力,成果获“中国虚拟地理环境教育教学成果”特等奖,社会实践获“2023年首都高校师生服务乡村振兴行动计划”北京市二等奖。核心课获评国家级一流本科课程。
(3)组织创新——虚实深融集体教研,群智协同共促质效双升
团队针对遥感学科知识体系庞大,教学难度高的特点,通过虚拟教研室,创建“云端书院”,“线上+线下”结合开展多校共研,促进学科交叉。构建教研图谱,梳理教学理念、教学方法、教学模式中可能存在的问题,提出方案,推动解决;深入分析凝练学科发展前沿,组织前瞻性专题教研和培训,拓展教师视野,提升教学能力。该模式群智协同教研,共同打造教师教学发展共同体和质量文化,促进了组织建设质效双升,“理工交叉的地理信息类课程群”虚拟教研室入选“教育部首批虚拟教研室”建设试点,课程群负责人获评“北京市高等学校教学名师奖”。
4. 成果推广应用效果
(1)育人成效明显,人才培养质量提升显著
课程群建设注重遥感思维训练和创新能力培养,育人成效显著。自成果实施以来,本专业连年保持就业率95%以上、深造率60%以上。26个班次获评北京市级/校级优秀班集体、五四红旗团支部。45名同学获评“北京市优秀毕业生”。双创立项265项,学科竞赛获省部级以上奖244项。本科生以第一作者发表遥感选题相关的SCI论文25篇,中文核心期刊论文15篇(其中高被引1篇)。优秀毕业论文中遥感类选题超半数以上。
(2)群智协同双升,教育教学能力提升显著
课程群通过虚拟教研室集体教研、知识图谱统筹教学、构建数智化教学生态推动教学创新,专业建设、课程建设和师资队伍建设收效良好。核心课获评线上线下混合式“国家级一流本科课程”。虚拟教研室入选“教育部首批虚拟教研室”建设试点。2本自编教材获评“北京高校优质本科教材”。教师获评“北京市高等学校教学名师奖”、“北京高校优秀大学生学科竞赛指导教师”。两名教师入选北京市“课程思政教学名师和教学团队”。教学成果获“全国高校GIS教学成果”一等奖和校级特等奖。
(3)辐射效应突出,形成可借鉴可推广范式
课程群配套教材、建设经验与模式被国内30余所高校采纳或借鉴,为同专业课程群的建设提供了有益的参考。课程群负责人受邀2023年在虚拟教研室分享建设经验;2024年在首届GIS教育大会暨全国高校校长(系主任)联席会议上分享最新成果;2025年在“雄安未来之城场景汇 空天信息创新技术大赛企业对接会”,介绍团队研究进展和成果。多次承办国际地理信息科学研讨会、CPGIS国际地理信息学大会、中国地理学会学术年会等行业盛会。与多所高校经常性交流互访,课程建设、育人模式、教学创新成效反响良好。
(4)“数智”图强,服务社会能力提升显著
课程群将遥感技术服务国家战略的学科属性深入融合到教学实践中,打造虚拟仿真教学场景“真题真做”提升学生解决实际问题的能力。同时组织和指导学生广泛服务社会,提升教育的社会价值。虚拟仿真实验入选“国家虚拟仿真实验教学共享平台”,获评虚拟仿真教学类“国家级一流本科课程”。“数智油茶”实践团2023年入选中共北京市委教育工作委员会、北京市教育委员会组织的“首都高校服务乡村振兴行动计划”,2024年该项目入选校级“双带头人”教师党 支部“强国行”专项行动,与湖南省衡阳市林业局签署战略合作协议,双方将在增强我国油料安全保障能力和促进智慧林业高质量发展方面持续开展合作。乡村振兴行动被光明日报、学习强国等媒体报道。教师获评“青年服务国家”首都大中专学生暑期社会实践先进工作者。
附:成果曾获奖励情况
获奖时间 | 奖项名称 | 获奖等级 | 授奖部门 |
| 2025 | 【课程群】“三阶递进 五维协同”教育数字化背景下的遥感课程群建设获中国地质大学(北京)教学成果特等奖 | 校级 特等奖 | 中国地质大学 (北京) |
| 2019 | 【专业建设】地理信息科学专业入选教育部首批国家级一流本科专业建设点 | 国家级 | 教育部 |
| 2015 | 【专业建设】地理信息科学专业入选教育部高等学校专业综合改革试点项目 | 国家级 | 教育部 |
| 2022 | 【虚拟教研室】“理工交叉的地理信息课程群虚拟教研室”入选教育部首批虚拟教研室建设试点 | 国家级 | 教育部 |
| 2023 | 【专业课程】“遥感地学应用”获评线上线下混合式国家级一流本科课程 | 国家级 | 教育部 |
| 2020 | 【实验课程】“复杂地形条件下空间信息采集与地理环境仿真虚拟实验”获评虚拟仿真实验教学国家级一流本科课程 | 国家级 | 教育部 |
| 2018 | 【实验课程】“复杂地形条件下空间信息采集与地理环境仿真虚拟实验”入选国家虚拟仿真实验教学共享平台 | 国家级 | 教育部 |
| 2021 | 【产学协同育人】国土资源监测与评价研究与规划GIS技术教学联合实践基地建设入选教育部产学合作协同育人项目 | 国家级 | 教育部 |
| 2021 | 【产学协同育人】地理信息系统应用师资培训入选教育部产学合作协同育人项目 | 国家级 | 教育部 |
| 2020 | 【产学协同育人】GIS应用设计与开发联合实践基地建设 | 国家级 | 教育部 |
| 2024 | 【师资】课程群负责人明冬萍获评“北京市高等学校教学名师奖” | 省部级 | 北京市 教育委员会 |
| 2024 | 【师资】课程群主要成员王雨双获评“北京高校优秀大学生竞赛指导教师” | 省部级 | 北京市 教育委员会 |
| 2022 | 【课程思政】课程群主要成员王雨双、王娇入选北京高校“课程思政教学名师和教学团队” | 省部级 | 北京市 教育委员会 |
| 2022 | 【自编教材】《遥感地学应用》获评北京高校“优质本科教材” | 省部级 | 北京市 教育委员会 |
| 2021 | 【自编教材】《遥感地学应用实验教程》获评北京高校“优质本科教材” | 省部级 | 北京市 教育委员会 |
| 2023 | 【社会实践】“数智油茶—遥感大数据助力油茶产业发展”社会实践成果获“2023年首都高校师生服务乡村振兴行动计划”北京市二等奖 | 省部级 二等奖 | 中共北京市委 教育工作委员会 |
| 2018 | 【社会实践】指导教师获评“青年服务国家”首都大中专学生暑期社会实践先进工作者 | 省部级 | 共青团北京市 委员会等6个部门 |
| 2024 | 【教改】供需耦合下适应新质生产力要求的地理信息科学专业人才培养研究 | 省部级 | 北京市 高等教育学会 |
| 2023 | 【教改】科技小院带动“产教融合科教融汇”平台建设的案例研究 | 省部级 | 北京市 高等教育学会 |
| 2025 | 【实验室建设】“河北省地理空间数字孪生与协同优化重点实验室”成功获批 | 省部级 | 河北省 科学技术厅 |
| 2024 | 【教学成果】“虚拟地理环境实践教学体系建设”获中国虚拟地理环境教育教学成果特等奖 | 省部级 特等奖 | 国际数字地球学会 中国国家委员会 |
| 2023 | 【教学成果】“立足地学 瞄准前沿 协同 育人:GIS专业遥感类课程建设实践”获第四届全国高校GIS教学成果一等奖 | 省部级 一等奖 | 中国地理信息 产业协会教育 工作委员会 |
| 2019 | 【教学成果】“大地学背景下多层次复合型地理信息创新人才培养模式研究与实践”获第二届全国高校GIS教学成果二等奖 | 省部级 二等奖 | 中国地理信息产业协会教育与科普工作委员会、 教育部高等学校地理科学类专业教学指导委员会 |
| 2024 | 【实践教学案例】“以智助学:地理信息科学专业数字化实践教学解决方案”获评首届数字教育案例征集活动优秀案例 | 省部级 | 中国教育技术协会 |
| 2024 | 【美育】美育教研报告获第十七届全国美育教学成果展教师组一等奖 | 省部级 一等奖 | 全国美育成果展 组织委员会 |
| 2022 | 【美育】美育教学成果获第十五届全国美育教学成果展全国高校审美化教学能力一等奖 | 省部级 一等奖 | 全国美育成果展 组织委员会 |
| 2022 | 【美育】美育教学法论文获第十五届全国美育教学成果展教师组一等奖 | 省部级 一等奖 | 全国美育成果展 组织委员会 |
| 2020 | 【育人成效】地理信息科学专业本科 10041651班获评北京市先进班集体 | 省部级 | 中共北京市委 教育工作委员会 |
| 2018 | 【育人成效】地理信息科学专业本科 10041552班获评北京市高等学校“我的班级我的家”十佳示范班集体 | 省部级 | 北京高校 学生工作学会 |
| 2017 | 【育人成效】地理信息科学专业本科 10041451、10041551班获评北京市先进班集体 | 省部级 | 中共北京市委 教育工作委员会 |