刘丽 鲁斌

（华北电力大学计算机系）

图像理解（Image Understanding,IU）是对图像的语义进行理解。它是以图像为对象，知识为核心，研究图像中有什么目标、目标之间的相互关系、图像是什么场景以及如何应用场景的一门学科，是研究用计算机系统解释图像，实现类似人类视觉系统理解外部世界的一门科学。“图像理解”课程是计算机科学与技术、软件工程专业领域的一门研究生课程，涉及多个交叉学科领域，其目标是使学生学习了本课程之后，具备解决智能化检测与识别、控制等应用问题的初步能力，为以后从事模式识别、计算机视觉、图像通讯、多媒体技术等领域的研究与开发工作打下扎实的基础[1,2]。

一、“一体化、全要素”的课程思政教学模式

课程思政建设是实现课程高阶性的重要保障[3,4]，教学理念的深化与创新是开展课程思政教学模式改革的基础，教师的政治素养、师德修养是教学理念转变的根本保障，“图像理解”课程思政基于系统化建设原则，遵循教学活动规律，实施整体性构建，在“创新中国工匠精神伟大复兴中国梦”同向同行的课程思政育人目标指引下，形成了“一体化、全要素”课程思政教学模式，实现了覆盖教学准备、课堂教学、课下延伸、学习评价的课程思政教学链全要素的有机融合。“图像理解”课程思政教学内容开展了以“3S”+“五感”为支撑的教学内容重构，这里的“3S”指史、时、势，即历史、现状和趋势，“五感”包括满足感、归属感、认同感、成就感和动力感。为使课程具有较强的应用性和实践性，课程内容包含了图像理解基础理论、图像采集、景物重建、场景解释四个知识模块，通过在各模块中融入图像工程发展史的展现、图像理解的中国现状与进步，以及新一轮科技革命深入发展的新时代背景下视觉图像产业的发展趋势，传递这些知识中隐含的新时代中国特色社会主义思想、社会主义核心价值观、中华优秀传统文化、工匠精神、科学精神等价值核心，使学生通过课程学习收获满足感、归属感、认同感、成就感和动力感。“一体化、全要素图像理解”课程思政教学架构如图1所示。

图1 “一体化、全要素”课程思政教学架构

教学准备环节的重点是专业知识体系、思政元素的融合与设计，通过对思政理念的深刻领悟，积极创新探索，参加课程思政培训和校外交流借鉴，以课程大纲为指导，收集多载体、多类型的课程思政资源，并在此过程中增进教师专业素养与思政理念、能力、情感的融合与积淀。

课堂教学环节是课程思政开展的主阵地，是思政价值传递的核心环节。课堂教学通过“理论知识+思政案例+联系实际+拓展反思”的教学设计，以“讲授+演示+情景+互动+翻转+探究”的教学手段[5,6]，深化专业技能的培养和课程思政的内涵，在师生互动、生生互动中，感悟核心价值，实现师生情感的共鸣。

课下探索环节的重点是如何开展教学活动的延续，针对专业特点和课程性质，本课程以课上课下协同互动为目标，搭建了微信互动课堂，以“固定主题+特色主题”开展课下延伸。“固定主题”以技术发展大家谈方式进行，学生以文献推荐、数据搜索、技术追踪方式，分享课程内容的拓展学习成果；“特色主题”以高分遥感卫星图像技术的应用发展为切入点，对遥感图像的应用展开大讨论。总之，学习不断线，思考不断涌，学生在潜移默化中提升专业技能和思政育人功效。

结合教学准备、课堂教学、课下探索环节的思政设计开展学习评价与思政评价的协同反馈，使课程思政的建设形成闭环。

精准融入、分层推进实现“浸润”式课程思政，从内容安排到教学设计呈现了思政元素的专业知识内涵化和专业知识内容思政元素显性化的教学理念，无缝式衔接，使学生在对课程知识理解、掌握的基础上，产生情感共鸣。将知识、能力、素质有机融合，以学生发展为中心，致力于激发学生的内在潜力和学习动力，培养学生敢于质疑的创新精神。突破传统教学理念、方式、手段等，重组教学要素，采取线上线下教学方式，打造多融性课堂。有效利用多媒体资源，课程思政和专业教育相得益彰；“史、时、势”图像工程故事融合专业内容是对传统理论教学内容表达、呈现的突破,以体验和观感对理论知识深度挖掘，激励学习自驱力的形成；悟、学、践、思、行融入教育全过程，培根铸魂、启智润心。

二、以学为核，以用为标的课程思政教学实践

“以学为核”是指以学生为中心，以学会为核心；“以用为标”是指要将学以致用作为课程学习效果的检测标准，学习知识要有用武之地，要能解决实际问题，要为社会创造价值。课程教学的本质在于将课程大纲规定的内容无缝迁移到学生的知识库中，基于此能够独立进行学术创新研究和解决工程实践问题。因此，实现这一目标绝不是单一方法和手段能够解决的，必然是多方式融合，多手段聚集运用的过程。在长期的教学实践中，课程组逐渐摸索出了一套行之有效的教学方法和手段，简单归纳如下：

（一）目标引领

课程学习得有目标，否则难以激发学生的学习活力和兴趣。目标可以有多种，比如与研究方向相结合，可以进行研究创新，形成学术论文；未来打算从事该领域的工作，学好课程为实习打下坚实的基础；对竞赛感兴趣，可以将所学用于比赛，获取优异成绩，等等。教师要将这些思想传递给学生，帮学生树立目标。有了目标，学习就有了动力，就有了拼搏的信心和勇气，就有了成为优秀学生的潜力。

（二）亮出“翻转课堂，研究性教学，项目牵引”组合拳

从实际工程中精心选取“高分遥感图像解译”作为教学实践性课程项目，将其全面性、开放性、实用性、代表性等特点充分发挥出来，自课程起始至课程结束贯穿始终，以点带线，以线带面，将课程主要知识点牵引成串，随着实践项目的有序推进，课程教学内容也逐步融入学生的知识体系之中，走实走心。

为实现研究生课程教学的实践性和应用型，课程教学过程中开展项目制，将全体学生分为3人一组，并指定1人为组长，组长带领组员制定进度计划，分工协作。课内学时中，学生是主角，交流研讨，汇报质询，审视进展；教师是配角，其任务是引入新方法、新技术，抛出项目相关的问题，启迪思考，督促学生项目进度，及时答疑解惑。由于课内学时有限，要求学生课下拿出2-3倍的时间查询资料，钻研技术，研讨方案，推进项目。这种以学生为中心、课内外统筹的项目驱动式教学策略很好地将课堂教学内容延展出去，拓展了学生思路，激发学习兴趣和钻研精神，培养学生团队合作意识及自主学习的能力，有利于学生学得懂、学得深、学得牢、用得上。

（三）线上线下混合

疫情常态化促使线上教学普及开来，然而即使没有疫情，教学也离不开线上方式。毕竟线下学时有限，尤其是对于《图像理解》这类多学科交叉课程而言，仅凭课堂教学是远远不够的，必须结合微课堂、课堂派、慕课、网络资源等多种线上学习方式对线下进行补充，发挥线上学习的随时性、碎片化特点，积少成多，从而克服跨学科课程教学的难度和复杂性。

（四）课内外结合

研究生课程“图像理解”的32个课内学时不足以使学生学会并掌握课程既定教学内容，必须利用课下时间继续深入学习，特别是对于图像理解基础知识、前序知识以及2D图像理解领域知识的学习，一般1:3比较合适，以弥补课内学时的不足。

（五）校内外结合。

单纯的校内教学带来的一个弊端就是很可能与工程实际背景脱节，所学知识不能很好地用于解决工程实践问题。校外的工程现场给我们提供了真实场景和案例，校内外二者结合是一种有效的互促手段，既有助于课堂知识的学习，又有助于工程实际问题的解决，真正践行产教融合策略和方针。

教学团队的校外兼职教师除了亲临教学现场3-4次外，还以远程指导方式进行项目实践过程的辅导和应用背景解释，拉近了学生与实际场景之间的距离。课程结束后，教师会鼓励那些优秀学生将项目成果整理、总结和凝炼提升，申请专利或撰写学术论文并发表；部分学生还到校外培养基地进行为期一年的图像理解方面的实习实践，有了前期课程打下的基础，实习得心应手。

三、专业与思政双评价机制

课程建设不是简单的一次教学演示，一节课的教学过程，一学期的教学活动，而是具有生命力的长期教学实践，因此，在学习评价环节、后续追踪环节，加强课程教学效果的反馈机制建立是打通课程“一体化、全要素”教学模式“最后一公里”的有效手段。

《图像理解》课程构建了专业与思政双评价机制，促进课程内涵式、发展型建设。

一方面，“双评价”体现在内容上。也就是说，既要评价专业知识的学习程度，也要评价课程思政的育人效果。专业评价是对教学过程的检验，由“课堂互动+小组展示+组间互评+项目论文”四部分组成，其中，课堂互动是教师与学生之间的交流，占15%；小组展示是项目组展示项目成果并以Poster（海报）方式介绍完成情况和答辩，占45%；组间互评是互相学习并评价打分的过程，占15%；项目论文是对项目的总结和凝炼，占25%。在专业评价过程中，充分融合着思政育人效果的评价，通过日常表现、团队协作、项目进展等方面，加强对思政育人效果的检验。

另一方面，“双评价”也体现在方式上。也就是说，除了教师对学生的评价，也结合了学生之间、学生对教师的评价反馈。围绕课程专业知识传授和思政育人效果，通过心得体会、调查问卷、交流访谈等方式获得学评教及课程教学后评价反馈，促进课程动态优化，教学水平和质量得以不断完善提升。

四、结语

考虑到研究生“图像理解”课程具备很强的专业理论性、行业实践性、思政价值性特点，教学过程中课程组设计了“一体化、全要素”课程思政教学架构，采用“3S+五感”专业知识与价值引领双融合教学模式，实现覆盖教学准备、课堂教学、课下延伸、学习评价的课程思政教学链全要素耦合、联动，实施以学为核，以用为标，“翻转课堂，研究性教学，项目牵引”的多类型教学方式和手段的融合聚集，并构建了专业与思政双评价机制，力求课程思政“落地生根”，迸发出育人活力。

【相关链接】

华北电力大学（North China Electric Power University），简称华电（NCEPU），是中华人民共和国教育部直属、由国家电网有限公司等12家特大型电力集团和中国电力企业联合会组成的理事会与教育部共建的全国重点大学，国家“双一流”“211工程”建设高校，入选“985工程优势学科创新平台，上海合作组织大学能源学中方牵头院校，全球能源互联网大学联盟、北京高科大学联盟、CDIO工程教育联盟成员，中国电力高校联盟、电力行业卓越工程师培养校企联盟发起单位，入选国家“111计划”、教育部卓越工程师教育培养计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、中国政府奖学金来华留学生接收院校、国家创新人才培养示范基地。