基金或课题项目：河北省高等教育学会高等教育科学研究“十四五”规划课题+新工科背景下四段式人才培养模式研究与实践+GJXH2021-144。

引言：我国的工科教育规模庞大，具有巨大的高素质人才需求市场，但工科教育从理念、机制到教学内容、方法等方面都存在着理论脱离实际和产学脱节的问题，严重影响了工科人才的质量，长期局面将会限制经济的持续发展。加快发展新经济，必须建设发展新工科，健全新经济发展人才支撑体系。在高校，学科重构和教育改革的实践行动也将充实新工科的内涵。高校是新工科建设的主体，北华航天工业学院作为一所地方性高校，以培养应用型人才为职能，为地方经济发展服务。因此学校二级学院——遥感信息工程学院针对大部分高校人才培养模式目标单一、培养人才适用性差等现状，根据社会需求与学院自身特点，明确定位，创新工科建设，着力培养市场需求的应用型人才。

本文对传统遥感与空间信息类专业人才的培养方案进行了分析，结合教育部专业课“课程教育”要求，提出以教育内涵为中心引领，按认知程度进行课程体系递进设计，构建“专业认知教育阶段、专业基础知识阶段、专业技术能力阶段以及工程综合能力阶段”的四段式课程体系，使其教学理念、教学方案、教学资源、教学管理等四个核心组成要素统筹兼顾，协调发展，形成一个良性发展的教学系统。

一、传统遥感与空间信息类专业分析

遥感与空间信息专业是现代信息技术与航天技术相结合的交叉学科，具有广泛的应用领域和良好的就业前景。遥感与空间信息专业是在空间科学、电子科学、地球科学、计算机科学以及其他学科交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的一门新兴边缘学科，它利用非接触传感器来获取有关目标的时空信息。由于其涉及广泛的科学技术领域，因此它的应用已深入到经济建设、社会发展、国家安全和人民生活等各方面，为国家制定重大决策服务。

我国开设遥感与空间信息专业的院校众多，其中武汉大学是办学历史较早、学生规模较大的学校之一，专业师资力量雄厚，教学、科研设施先进，奠基人王之卓院士是我国第一个获得博士学位的航测专家，他为学科发展提出了“着眼于国民经济建设的需要，跟踪世界科学发展的前沿”的目标。学术带头人李德仁院士至今仍保持着德国斯图加特大学博士论文最高分记录。他首创从验后方差估计导出粗差定位的选权迭代法，被国际测量界称为“李德仁方法”；他提出包括误差可发现性和可区分性在内的基于两个多维备选假设的扩展的可靠性理论来处理测量误差，科学地“解决了测量学上一个百年未解难题”。今天，全世界都在用李德仁的理论去矫正自己的航测平差系统。

遥感与空间信息类专业主要涉及遥感技术、测绘技术、地理信息系统等方面的知识和技能，旨在培养具备遥感和地理信息处理、分析与应用能力的专业人才。但是，传统的遥感与空间信息类专业培养中依然存在一些缺点，如重教育教学轻实践研究、缺三创新引领类型的课程设计、某些课程与现代技术的发展不匹配等，更重要的是，在传统培养方案设计中，并没有考虑“课程教育”的因素。因此，优化人才培养方案，调整专业设置和培养模式，使之适应我国社会主义经济、文化、科技、社会发展的需要是需要解决的问题。

二、新工科人才培养要素

新工科人才培养是为适应科技创新和社会发展的需要，培养具备跨学科综合素养、创新思维和实践能力的工程技术人才。

（1）跨学科综合素养：新工科人才应具备广泛的学科知识和跨学科的综合素养。课程设置应包括基础科学知识（如数学、物理、化学等）、工程基础知识（如工程力学、材料科学、电路原理等）以及相关学科的交叉知识（如计算机科学、数据科学、管理学等）。

（2）创新思维和实践能力：培养学生的创新思维和实践能力是新工科人才培养的核心要素之一。相关课程可以包括创新方法与工具、设计思维、创业管理等，通过实践项目、实验和实习等形式，培养学生的问题解决能力、团队合作能力和创新能力。

（3）实践教育：实践教育是新工科人才培养的重要环节。学校可以与企业、研究机构等建立合作关系，提供实践项目和实习机会，让学生在实际工程项目中参与设计、实施和解决问题，培养实践能力和工程实践经验。

（4）团队合作与沟通能力：新工科人才应具备良好的团队合作和沟通能力。课程可以包括团队建设、项目管理、沟通与领导力等内容，通过团队项目和小组讨论等形式，培养学生的团队合作和沟通技巧。

新工科人才培养要素与课程建设需要关注跨学科综合素养、创新思维和实践能力、团队合作与沟通能力、社会责任与伦理意识、终身学习与自主创新等方面的培养。通过合理的课程设置和实践教育，可以培养出具备全面素质和适应未来工程技术发展的新工科人才。

三、新工科背景下四段式人才培养模式

1. 课程体系建设

根据认知程度，将本科生的学习划分为四个阶段：专业认知教育阶段、专业基础知识阶段、专业技术能力阶段、工程综合能力阶段，根据不同阶段特点，设计相应的课程内容。

第一阶段为专业认知教育阶段，针对大一第一学期；在专业认知教育阶段，学生对于所学专业的认识还比较模糊，需要通过基础的教育教学来提高对专业的认知度。因此，建议在大一第一学期，开设专业导论、学科前沿等课程，帮助学生了解所学专业的概况和基本知识。

第二阶段为专业基础知识阶段，针对大一第二学期、大二第一学期，重点培养学生遥感图像处理能力；在专业基础知识阶段，学生已经初步掌握了专业的基础知识，需要进一步加强遥感图像处理方面的技能和知识。在大一第二学期和大二第一学期，可以开设数字图像处理、空间信息系统基础、遥感数据处理等课程，重点培养学生遥感图像处理能力。

第三阶段为专业技术能力阶段，针对大二第二学期、大三第一学期，重点培养学生遥感与空间信息技术开发能力；在专业技术能力阶段，学生已经具备了一定的专业基础知识，需要进一步加强遥感与空间信息技术开发方面的能力。在大二第二学期和大三第一学期，可以开设遥感技术与应用、空间信息技术开发等课程，重点培养学生遥感与空间信息技术开发能力。

第四阶段为工程综合能力阶段，针对大三第二学期、大四第一学期，重点培养学生遥感与空间信息工程类项目实战能力。在工程综合能力阶段，学生已经具备了较为扎实的专业技术能力，需要进一步加强实践能力和综合能力。在大三第二学期和大四第一学期，可以开设遥感与空间信息工程、遥感信息系统设计等课程，重点培养学生遥感与空间信息工程类项目实战能力。

2. 教育内涵建设

教育内涵建设是在教育过程中，通过对教育内容、教育方法、教育环境等方面的优化和改进，提升教育质量和教育效果，让学生得到更好的教育。课题组以北华航天工业学院遥感信息工程学院为研究平台，根据在校本科生所在年级，按照四段式人才培养模式进行培养，要建立由学生主动参与的，以知识能力、思维方式等为理念的教育模式，按照四段式培养，引导学生主动学习。

教育内涵建设不仅能够提高教育质量和教育效果，还能够提高学生的综合素质和就业竞争力，促进社会发展和进步。我们根据社会需求和学生兴趣，设置有针对性和实用性的课程，增加实践环节和案例分析，培养学生的实践能力和创新思维；还采用多元化的教育方法，如小组讨论、案例教学、项目式教学等，激发学生的学习兴趣和积极性，培养学生自主学习和合作学习的能力；同时学校也建立完善的教育资源体系，包括图书馆、实验室、教学设备等，为学生提供良好的学习环境和优质的教育资源。

四、结语

通过此四段式人才培养，有一些显著效果。学生在参与实践项目的过程中，逐渐培养了实践操作技能、问题解决能力和团队合作能力。他们在学科专业学习中获得了扎实的学科基础，并通过跨学科融合的学习，掌握了跨学科解决问题的能力。最后，在工程综合能力阶段，学生通过实际的创新项目锻炼了创新思维和实践能力。然而，该四段式人才培养模式还存在一些挑战和改进的空间。例如，如何更好地将跨学科融合和实践创新融入到学科专业教育中，如何评估学生的综合素质和创新能力等都需要进一步研究和实践。

未来，我们将继续探索和完善该四段式人才培养模式，并通过实践不断优化和改进。同时，我们也期待更多的教育机构和企业能够关注和支持新工科背景下的人才培养，共同推动人才培养模式的创新和发展。

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另注：本论文依托省高教学会十四五规划课题项目（GJXH2021-144）。