海洋遥感本科生导师制教学模式探索与实践

余克服，黄荣永，林武辉，苏宏飞

（广西大学 海洋学院/广西南海珊瑚礁研究重点实验室，南宁 530004）

世界越来越多的国家开始重视并发展海洋遥感卫星技术，而我国自2002 年发射海洋一号A 星以来，至今已构建起海洋水色环境、海洋动力环境和海洋监视监测等三大系列的完备的海洋遥感卫星体系[1-2]。这使得我们正处于海洋遥感应用人才培养机遇期。我国多所高校已陆续成立海洋学院并大量开设海洋科学本科专业[3-4]。海洋遥感则是《海洋科学类本科教学质量国家标准》规定的海洋科学类专业必要的知识内容。然而，海洋科学多学科交叉融合的特点，决定了海洋科学专业很多时候对海洋遥感实践的教学相对缺乏，使得能够与我国所大力发展的海洋遥感卫星体系相配套的应用人才欠缺，难以满足我国对海洋生态与环境的监视监测需求。

我国在教育部于2012 年下发《关于全面提高高等教育质量的若干意见》背景下，若干高校近10 年以来开展了不少有关本科生导师制创新拔尖人才培养模式的探索与实践[5]。这为海洋科学专业开展海洋遥感应用教学提供了一种新的极具潜力的途径。鉴于此，笔者自2017 年起以学院开展本科生导师制教学制度为基础，持续开展了五年多的海洋遥感本科生导师制教学模式探索与实践。本文将对此进行介绍、总结和思考，希望能够为未来海洋遥感本科生导师制教学的改进与完善提供基础，为国内本科生导师制的教学实践提供参照，更期望能够在国家和地方海洋科学应用与创新人才培养中发挥作用。

一、海洋遥感本科生导师制教学的模式

（一）导师制本科生选拔的程序

笔者所在学院海洋科学专业自2017 年要求本科生自大学二年级起就与教师开展本科生导师制的师生互选工作，即每位学生确定1 位教师，每位教师则确定2～4 名学生。学生在接下来的教学中，除了要获得规定的课程学分之外，还要完成导师规定的教学任务。学院建议导师制本科生进入导师课题组，直接接触海洋科学的前缘研究，以便培养学生的科研兴趣与技能，引导学生走入科学研究道路，契合建设研究型学院的目标。

笔者课题组研究方向为海洋遥感，选拔导师制本科生方面没有规定特殊条件，具体程序为：学生报名后，安排面谈，感觉学生较为踏实且当前挂科率不超过20%就按照先报名先录取的原则确定入选学生。

（二）导师制本科生教学的方法

笔者在学生入选后，首要强调学生完成海洋科学相关的课程学习，并规定只有在保证相关课程合格之后方可加入课题组的研究。该阶段同时会列出一些参考书目，例如梅安新等著的《遥感导论》、蒋兴伟等译的《海洋遥感导论》和刘良明编的《卫星海洋遥感导论》等，并要求学生在学有余力的条件下自行进行阅读，并在学生有疑问的时候进行答疑。

经过约1 个学期的参考书阅读，再次找学生面谈，了解学生课程学习的情况及是否有富余时间等。针对具有富余时间者，了解其对海洋遥感的认识程度及其对海洋遥感研究与实践是否有自己的想法与思路。这时需要注意启发学生提出自己的想法（对想法不明确的学生则选择提示大概的方向、思路），进行文献资料的查阅，并着手进行大学生“创新创业训练”项目（简称“大创”项目）申报书的撰写。通过对学生撰写的申报书迭代提出各种意见并要求据此进行修改、完善。这时学生就已经开始进行文献资料阅读和项目合作申报等科学研究基本技能的训练了。

通常经过这样的训练，学生一般就可以着手进行课题的研究了。部分学生甚至还能有幸获得国家级或省部级的“大创”项目立项。然而，作为导师制本科生培养，不管学生是否能获得“大创”项目立项，进入该阶段之后，导师一般都要求学生之间相互合作，并针对之前所提出的项目开展理论推导和计算，并通过专业软件操作和计算机编程来开展课题的探索任务。其中，很重要的一点是，导师需要要求学生常态化地进行课题进展的汇报，以便导师能够及时了解学生所遇到的各种问题，并适时地与之开展交流、探讨与引导。

待学生取得一定的成果之后，就鼓励并支持学生参加“挑战杯”创新创业计划竞赛、发表学术论文及参加学术会议等学术竞赛或学术活动。例如，笔者曾带导师制本科生参加2020 年的第四届全国海洋光学高峰论坛和2021 年的第六届地球系统科学大会，图1 所示的就是学生在地球系统科学大会上进行展板报告的现场。需要指出的是，学生在这个阶段已掌握较多的海洋遥感理论知识和研究技能，因而对其指导应该要给予更充分的自主性，以便激发学生的活跃思维与科研潜力。

图1 导师制本科生（左四）在第六届地球系统科学大会上开展展板报告

最后，学生在毕业时就可以比较轻松地总结以上训练、学习和探索成果，完成本科毕业论文的撰写与答辩，进而走向下一个阶段的学习深造或工作生活。

（三）导师制本科生教学的成效

笔者自2017 年选拔第一批海洋遥感导师制本科生至今已五年有余，按照以上导师制方法培养获得海洋科学学士学位学生合计11人，具体成效见表1。可以看到，基于本文所提的导师制本科生教学模式所培养的本科生选择继续开展研究生深造的比例达到约73%。其中，保送研究生的学生数量约占学院保送数量的1/3。同时，相关学生在学科竞赛、校长奖学金、学术论文发表和学术会议交流等方面也有不错的表现。因此，本文所提本科生导师制教学模式比较适合研究型海洋遥感人才的培养，能够取得良好的成效，具有可行性与有效性。

表1 海洋遥感本科生导师制教学成效表

二、海洋遥感本科生导师制教学经验思考

总结以上的海洋遥感本科生导师制教学的探索与实践经验，笔者认为本科生导师制可以作为当前学分制的有效补充，在海洋遥感应用与创新型本科生人才培养方面具有重要的作用。但其实施不可盲目，需要以一定的条件作为准则。具体的一些反思如下。

（一）导师制本科生教学需要日常思政教育

立德树人是教育的根本任务。课程思政教育是当前推崇和提倡的一种大学教育教学理念，要求课程教学在开展理论知识培养的同时开展政治教育的功能，因而是立德树人的有效途径。本科生导师制把教学延伸到了学生的日常当中：师生教学的发生不再局限于课堂这种固定形式（固定时间、固定地点）之上，而是发生在日常交流、日常学习、日常实验、野外实践和学术交流等诸多形式之上。甚至可以说，导师制本科生教学有可能在随意的时间以随意的形式发生在意想不到的地点。换而言之，导师制本科生教学需要教师借鉴我国传统“禅宗”教育的方法，把握或创造一切可能的机缘，让一花一木、一举一动皆成教育，以便正确塑造当代大学生的世界观、人生观和价值观，进而服务于国家发展与建设对科技人才的需求。

（二）导师制本科生教学需要师生互敬

导师制本科生教学需要把教师和学生置于相对平等的位置之上。导师可以刻意把对学生的教学替换为平等的交流与探讨，凸显教师对学生的尊重，改变传统课堂教学中教师单向知识灌输的模式。其好处在于激发学生的自由思想、自由想法，培养学生的创造性思维或奇思妙想。这更契合当代科学与技术创新的模式，更易于原创性思想和原创性发明的培育。当然，这并不意味着要丢弃我国历来尊师重教的传统：教师需要对每个学生个体进行观察，引导其对知识、真理和道德的追求与渴望之心，及时发现并纠正学生的不恰当认识与理解；同时教师自身必须要拥有让学生敬畏的理论知识和个人修养，以便让教师所创造的平等条件能够转换成师生的相互尊重，而不至于演化成学生危险的无约束发展。

（三）导师制本科生教学需要“因人而异、因时而变、因地制宜”

与研究生导师制相比，本科生导师制教学对“因人而异、因时而变、因地制宜”的依赖有过之而无不及。其原因在于本科生无论是知识理论水平还是对科学研究的认识水平都处在初级阶段。教师在规划和设置每一个导师制本科生的学习与探索任务时，既要考虑课题的实际意义，又要考虑本科生的认知水平，更要考虑本科生学分制课程的进度及富余时间的多少等因素。这导致本科生导师制比研究生导师制具有更大的不确定性。乃至学生实际状况的微小变化都有可能需要导师制学习与探索任务做出巨大的改变。如若不然，有可能会导致学生无法建立起对科学研究的正确认识，更不用说知识理论水平的提高了。更有甚者，不符合学生实际的导师制学习与探索任务可能还会导致学生无法完成基本的学分制课程。因此，本科生导师制对教师的要求更高，其实施过程需要教师根据学生个体、教学时间和教学地点的不同而不断地做出相应的动态调整。

（四）导师制本科生教学需要相关理论和技术的扩充

目前本科生教学往往以“厚基础、宽口径”为培养目标，课程设置上注重学科基础理论与知识。再加上现代学科领域的交叉与融合，本科生课程教学的内容普遍比较广泛，往往涵盖学科领域的大部分内容。而这容易使学生在学科领域内具有广泛的认识，却不容易在专业上达到足够的纵深。此于海洋科学领域表现得尤为明显。

参与导师制本科生教学的学生通常尚未完成所有的本科课程，以至于学生在某些领域甚至都还没有基本的了解。例如，笔者海洋遥感本科生导师制从大学二年级就开始，海洋遥感课程其实尚未完成。而本科生导师制作为探索性的创新拔尖人才培养模式，除了要求学生具备“厚基础、宽口径”的理论知识条件之外，更需要学生具备对理论知识的纵深理解与应用。

因此，导师制本科生教学就需要教师根据自身所长和课题组需要灵活设置额外的教学环节，以便帮助学生扩充相关的理论和技术，进而与前面所述的创新训练和学术训练结合，增强学生理论知识水平的深度。例如，笔者就结合课题组对海洋遥感图像处理的需要，结合自身海洋遥感科技应用研究的优势，针对海洋科学本科生在计算机语言和数字图像处理课程比较薄弱的特点，在学校第三学期不定期开课，为导师制本科生教学定制额外的针对海洋遥感数据处理的课程，内容涉及海洋遥感数据处理编程、海洋遥感图像数据处理技术和海洋遥感数据挖掘等。图2 所示的就是笔者近期在导师制本科生教学过程中给学生扩充海洋遥感数字图像处理理论、技术与编程实践的图片。

图2 导师制本科生教学给学生额外扩充海洋遥感数字图像处理理论、技术与编程实践

（五）导师制本科生教学需要经费支撑

就笔者开展本科生导师制教学的实践经验而言，无论是发表学术论文还是参加学术会议交流，无疑都是需要一定经费的支撑的。就算抛开学术论文发表和学术会议交流等因素，仅从本科生参与科学研究课题方面考虑，本科生导师制实验所需要的支撑经费就已不少。因此，导师制本科生教学成功与否的另一个特别关键的因素是是否有足够的经费支持。

就当前经验而言，获取导师制本科生教学支撑经费比较可行的途径有：①让具备一定潜力的学生参与到教师的科研项目中，实现项目研究与学生培养的相互促进；②指导学生申报“大创”项目，争取获得各级立项，或指导学生参加“挑战杯”等各类竞赛，争取获得学校各级部门的经费支持。

三、结论与展望

本文在海洋科学专业背景下，融合日常思政教育、启发式教学、项目申报与实施、学术论文发表和学术会议交流等，开展了有关海洋遥感本科生导师制教学模式的探索与实践。结果发现，按照所提导师制模式培养的本科生选择继续进行研究生深造的比例达到约73%，且其在学科竞赛、奖学金、学术论文和学术交流等方面亦有良好的表现。这说明所提出的本科生导师制教学模式具有可行性和有效性，适合用于海洋遥感应用与创新人才的培养。其后的总结与反思则进一步指出了日常思政教育、师生互敬、理论知识与技能扩充、因时因地因人而异原则和经费支撑等因素对海洋遥感本科生导师制教学的必要性。这些经验将能为国内本科生导师制教学实践的开展提供重要参考，有望在国家和地方开展海洋科学应用与创新人才培养方面发挥重要作用。