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测绘学科研究生跨学科创新能力的培养

分类:工程师职称论文 时间:2021-02-23

  摘要:测绘学科是直接服务于经济社会的先行学科,随着智能化技术发展及其对测绘科学的渗透,测绘科技的社会作用和应用服务范围不断扩大,并呈现出知识创新和技术带动能力。分析测绘科技的当代进展及创新思维特色,必须注重测绘学科研究生创造新知识和开发新技术创新能力培养,开展以“学生为主体,教师为主导”的跨学科课程与教学,跨学科项目合作和跨学科研究生指导。

测绘学科研究生跨学科创新能力的培养*

  关键词:测绘科学与技术;研究生;跨学科;创新能力

  研究生教育是世界一流大学和一流学科的重要载体,跨学科模式是研究生创新型人才培养的重要方向。随着互联网时代的深刻变革,云计算、大数据、物联网等智能化技术在测绘行业不断渗透,“互联网+测绘”成为测绘地理信息行业新常态。不断扩大的测绘科技的社会作用和应用服务范围,体现了知识创新和技术带动能力,同时要求测绘学科研究生的培养能适应这一发展新常态。[1]

  一测绘科学技术的当代进展与创新思维

  测绘学科是直接服务于经济社会的先行学科,其产生和发展与人类社会产生和发展密切相关。远古时代,测绘服务于人类基本生存需求。随国家兴起,测绘开始服务于国家主权边境。工业社会,测绘学科服务于基础设施建设,与工业界及城市规划结合,推动了工业化和城市化进程。信息时代,测绘学科利用计算机、互联网、空间技术,推动社会进步。当代中国正处社会结构转型和经济体制转轨双重转型时期,测绘科技对信息、遥感、资源环境和灾害监测等领域的发展中起关键性作用,并具备各种技术储备,能满足从静态到动态、从事后到实时的多种高精度应用需求。

  (一)测绘科学技术的当代进展

  现代测绘技术发展经历了从模拟测绘,“3S技术”快速发展,到21世纪以来突出地理信息综合分析与深层次应用的信息化测绘三个阶段。现阶段互联网、云计算、大数据等智能技术应用,迎来了以智能测绘为主导的第四次测绘技术革命。第四次测绘技术革命实质是综合运用移动互联网技术、众源地理信息技术和现代测绘技术等手段实现基础数据采集,并利用云计算、数据挖掘、深度学习等智能技术,实现测绘地理信息大数据管理,并逐步实现测绘数据从信息服务到知识服务转变的智能测绘。其主要特征为专业测绘与泛在获取的众源时空地理信息一体化的数据集成与互联,因而是移动互联、人工智能与空间地理信息集成的知识服务为目标的技术与产品创新,以及市场为主导的生产模式和商业模式的业态创新。主要技术体系包括:众源地理信息泛在获取技术、地理空间数据智能处理技术、空间地理信息真实表达技术、地理信息资源互联共享技术、地理信息增值知识服务技术。并将最终实现生产手段从专业测绘向专业测绘与非专业测绘相结合的泛在测绘的转型。[2-3]

  (二)测绘科学与技术创新思维

  推进测绘手段、成果应用向泛在测绘转型,实现产品服务从“数据提供—信息服务”到“数据提供—信息服务—知识服务”的转型,需要切实发挥科研对创新驱动的引领和支撑作用,从技术、体制、服务三个方面进行全面创新。即全方位提升地理信息获取技术水平,提升地理信息的处理、分析和服务能力,加大测绘地理信息关键技术攻关力度;创新管理方式,完善促进测绘地理信息创新发展机制和制度;坚持服务大局、服务社会、服务民生宗旨,不断增强服务意识,加强制度建设,创新服务方式。

  因此,信息化测绘的社会作用和应用服务范围不断扩大,其本质就是要以创新体系、创新思维为社会提供实时有效的地理信息综合服务。要求测绘行业利用自身优势,抓住信息时代对时间和空间位置服务越来越高的需求,实现跨界融合。建立测绘大脑,具备感知能力、记忆和思维能力、学习能力、自适应能力、行为决策能力,并通过智慧化,完成预测能力。智能化时代的挑战是挖掘和理解海量大数据,把不同类别、不同精度、不同粒度的时空大数据统一到数据服务标准体系中,大量培养将人工智能知识转化为商业应用价值的高素质人才。

  (三)测绘研究生创新思维的培养

  具备学习、思考、动手和表达能力,是研究生综合能力的体现,也是培养研究生科研态度和创新精神的要求,这对研究生从事科学研究至关重要,对今后从事其他工作也非常重要。创新人才培养决定着研究生教育的发展规模与质量,影响着研究生教育的可持续发展。在快速发展的形式下,研究生培养涉及社会、学校、教师和学生等不同群体。

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  测绘科学与技术研究生的培养,要跟踪信息化测绘到智能测绘的升级步伐,紧密结合测绘与地理信息发展趋势,根据测绘学科社会服务面广泛的特点,依托特色与就业特征,依托学科师资队伍及相关资源,有侧重地选择研究方向,创新培养理念,积极回应社会和市场对当代研究生素质的需求和评价。苦练内功,构建以校内为主,校内外通力协作的研究生创新能力培养平台,借此促进研究生培养过程和模式创新,顺应测绘创新技术体系的需要,培养栋梁之材,实现研究生培养的可持续发展。[4-6]培养研究生的这类能力是教育责任,也是社会责任,需贯穿于研究生培养的各个环节。需要学校以培养研究生能力为目的,发挥研究生的主观能动性,积极创造条件,精心设计每一个培养环节,严格要求。

  二提升测绘学科研究生跨学科能力的途径

  当今社会知识生产方式正在发生从传统模式到新模式转变,传统模式强调纯理论、学科特定知识的累积,而新模式则强调跨学科知识的综合和应用,更能适应复杂问题的解决。知识创新的增长点在跨学科,测绘高层次研究生人才培养必须体现这一趋势。提高测绘科学与技术研究生跨学科能力的培养途径包括跨学科课程与教学、跨学科研究合作项目和跨学科研究生指导三个方面。

  (一)研究生培养存在的问题

  智能变革时代,需要测绘行业转变思维方式,树立物联网思维、大数据思维、时空观思维和创意思维,通过跨界融合服务社会、服务国家安全,争取智能化时代的主动权,实现测绘行业绿色、智能、泛在发展的整体转型。测绘研究生的培养注重实践能力、创新能力和科研开发能力的提升,才能保证与社会需求相一致。而目前,测绘研究生实践环节培养存在:(1)不断市场化的经济体系,导致社会实践环境弱化;(2)研究生规模扩张,师资力量和经费相对不足,导致实践教学内容和形式跟不上社会发展,限制研究生实践能力培养;(3)本科教育相对片面性对硕士阶段培养的影响,如本科生很早就准备考研,无法保证从研究生所需要的应变能力、动手能力、综合与创新能力方面素质选拔,导致研究生培养阶段本科化、学位论文平淡化、自主创新和独立研究能力不足;(4)课程体系设置,重理论轻实践;(5)忽视研究生培养过程中的实践环节,导致实践环节内容和形式无法反映学科发展,甚至重复和延续本科实验教学内容等等。

  (二)提升测绘研究生创新能力的途径

  “读书使人充实,交流使人机敏,写记使人精确。”测绘研究生培养除要求有本学科坚实的基础理论和系统知识外,还必须拥有独立从事科研实践工作的能力。学科在知识生产和传播过程中占据主导地位,一些新出现的领域常展现“跨界”特征。知识经济时代知识生产方式的转变,出现多学科、跨学科、超学科。而测绘研究生知识面太窄,阅读量太少,就会对任何事情都建立不起联系,观点片面,看不清本质问题,无法承担测绘学科直接服务于经济社会的责任。因此,需大力开展以“学生为主体,教师为主导”的启发式教学,培养研究生文献阅读能力、综合处理能力,引导学生通过文献阅读提炼科学问题,并拓展一般性规律,最终又能回到特定工程问题上来,从而使测绘研究生能在工程技术中,抓住问题本质,实现可应对特定情况下的问题,初步掌握解决新问题的能力与方法,并能进行恰当表述,达到工程应用为主的多学科交叉领域创新能力培养目的。

  跨学科研究生教育,为研究生创造多学科关联的、情境化的、可迁移的学习经验,使其能够综合多学科知识转化为原创性理念。通过发展跨学科知识和技能,使研究生突破学科文化相对主义而达到跨学科综合;通过跨学科研究项目,提升思维和认知技能,提高研究生批判地、创造性地解决问题的能力;以本学科为媒介与其他学科关联,通过跨学科课程,将研究生置于多样乃至冲突的观点中,使其加深对原学科知识的理解,积极地建构和应用知识。因此,提升测绘研究生创新能力的途径主要包含:提高测绘科学与技术研究生阅读能力与写作能力,在工程问题中进行科学抽象的能力,与行业背景相适应的能力,独立思考的能力和以智能测绘为核心目标的创新能力。

  为此,通过建立开放实验室、开设技术培训课程、开展学术活动、筹措创新基金及建设创新实践基地等,特别是加强实践能力环节的培养,并通过实践检验课程体系完善、科研能力培养、社会实践环节的保障、论文撰写的引导,是加强测绘研究生培养模式改进的创新。

  1.开展测绘跨学科课程与教学。随着科学进步,人类对时间和空间位置需求从事后走向实时和瞬间、从静态走向动态和高速、从粗略走向精准和完备、从陆地走向海洋和天空、从区域走向全球、从地球走向深空和宇宙。测绘的存在性需求,决定它在智能化时代中不会消失,但必须从信息化到智能化转型。

  基于问题或项目的学习是以学生为中心、鼓励学生主动探究的学习模式,重视学科知识的综合性、强调合作与问题解决,既包含协同教学,又包含情境学习,适用于多学科知识并置、对比、交流、融合,从而向跨学科过渡。跨学科协同教学要求课程的教师间通过交流与协商,联合制定教学目标计划、布置作业,使知识在不同学科背景的学生中传递,通过教师合作带动学生合作,提高学生学习热情,增强跨学科通用技能,更好地理解科学与技术、科技与社会的关系,增强解决实际问题的能力,如通过布置跨学科课业、合作研究项目、各种形式的研究学习小组、跨学科论坛等,将不同学科知识重新整合和概念化,转化研究生的知识价值观。这就要求教师和学生围绕一些共同问题,以多个学科为媒介,产生跨学科互动,以非正式课程的形式展开。让参与跨学科教学的教师反思实践与跨学科教学效果,并从各自学科的不同视角和方法分析和解决问题,发现学科间的关联和整合知识途径、擦出新思想的火花、增进信任关系。

  提高研究生跨学科研究能力,有亲自动手实践的机会;有跨学科导师的指导和同伴支持,建立团队责任观;理解跨学科实践与社群之间的伙伴关系;从其他参与者以及自我反思中学习;通过在专题座谈会上分享知识引导自主创新,发起学生主导的跨学科创新实践项目等。这些要素与跨学科交流和实践活动的特征非常吻合,可见跨学科交流和实践活动是促进跨学科研究能力发展的重要手段。

  2.开展跨学科合作项目。研究生培养质量和水平是衡量高校发展潜能的重要指标。测绘研究生培养模式主要包括:测绘科学与技术创新教育理念和创新精神培养的价值要素;实现行业和区域经济社会发展相适应的研究生自我加压和主动创新培养的目标要素。因此,紧密结合当代测绘科学与技术学科前沿的最新成果,结合行业和区域经济社会发展对测绘人才的需求,将以创建跨学科研究为核心的理念转变为以跨学科研究生为纽带组建项目和导师团队的理念,通过教学和科研训练,确保课程数量满足研究生深造需求,课程内容结合测绘科学与技术发展需要,创新教学方式、教学手段,对测绘科学与技术研究生科研过程和毕业生质量进行评价,以结果评价倒逼研究生的培养目标和培养过程,并通过评价促进培养质量稳步提升。

  因此,确保资金支持是跨学科科研合作的前提,除完善校内跨学科基础设施外,加强校际合作外,还要形成了高校主体、政府主导、行业指导、企业参与的协同育人模式,突破制约工程教育高素质人才培养质量的政策壁垒、资源壁垒、区域壁垒等,加强跨学科团队建设。

  3.开展跨学科研究生指导。跨学科指导主要由合作研究团队,突破传统学科研究界限,建立跨学科研究资源网络,形成跨学科策略,指导研究生撰写跨学科研究论文等。由于导师的学科背景单一,必须打破学科传统局限,增强跨学科研究生导师的指导能力。同时采用多元灵活的评价方式,建立跨学科研究生的选拔和评价制度,适当放宽对学生知识背景的限制,突出学生是否对跨学科研究感兴趣,是否有符合跨学科研究需要的性格特征(如奉献精神、重问题解决),以推进高水平跨学科研究的开展。

  因此,强调研究生具有对知识探索的好奇心、广泛的兴趣和开放包容的性格倾向,明晰跨学科研究生的发展方向和目标非常重要。导师应当扮演更重要的角色,特别是支持研究生的多元技能发展,而非局限于传统的培养学科研究者的单一目标。

  三结语

  美国工程院发布《2020的工程师:新世纪工程的远景》指出:优秀的分析能力、实践能力、创造力、沟通能力、商业和管理知识、领导力、道德水准和专业素养、终身学习等是未来工程师应具备的素质。我国未来工程人才培养标准强调核心素养:家国情怀、创新创业、跨学科交叉融合、批判性思维、全球视野、自主终身学习、沟通与协商、工程领导力、环境和可持续发展、素质素养。

  成果导向教育在美国、英国、加拿大等国家已成为教育改革主流理念,其教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果。要求培养技术优秀,懂经济、社会和管理,具有良好人文素养的研究生人才。研究生培养模式的创新需要是一个系统工程,紧密结合当代测绘科学技术学科的进展,开展跨学科课程与教学,跨学科项目合作和跨学科研究生指导,引导学生大量阅读文献,参与科研课题,培养学生的科研技能和方法,提升研究生分析和解决问题的能力,提升研究生科研素养。21世纪研究生教育发展的特点体现在国际化、现代化、复合性、多元化、个性化以及创新性能力的培养。顺应时代要求和测绘科学与技术发展需要,突出研究生创新精神培养、增强其创新意识、激发其创新愿望、提高其创新能力。培养出具有较强创新能力,具有综合科研素质高层次测绘人才,对确保我国测绘科技创新能力持续提高和科研整体能力不断增强,满足未来社会需求具有极其重要的意义。——论文作者:苗则朗

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