中南大學地球科學與信息物理學院副院長 鄧敏教授
2021年12月11日凌晨，第九屆高校GIS論壇的主會場依然燈火通明，鄧敏教授還在和工作人員一起仔細把關各個環節，直到最后一刻。作為本屆論壇的組織者，他在工作中時刻彰顯著“干練”與“沖勁”四個字，而在教學與人才培養方面同樣如此，由他作為第一完成人的“大數據時代地理信息科學專業人才培養模式的創新探索與實踐”獲評第九屆高校GIS論壇“優秀教學成果獎”。構建全新的人才培養體系、打造模塊化課程和開放式課堂、開展沉浸式思政……鄧敏教授和他的團隊在大知識時代探索出了一條GIS專業人才培養的創新之路。
時隔半年再見鄧敏教授，他對教育和人才培養的熱忱給筆者留下了深刻的印象。技術的迭代促進行業與學科的飛速發展，如何堅持對科學研究的不斷探索，如何在教育教學中作出提升與變革，一起來聽他的見解。
1充分發揮院校特色優勢，構建三位一體人才培養體系
記者: 請您介紹下2021第九屆高校GIS論壇的“優秀教學成果獎”獲獎作品——“大數據時代地理信息科學專業人才培養模式的創新探索與實踐”的主要內容？
鄧敏：這項成果面向十年以來大數據時代對行業需求的變革，對地理信息人才培養問題進行了深入的探索和研究，內容可以分為四個方面。一是建立了一支高水平的教學團隊。沒有一流的師資，不可能培養一流的人才。我們現有專職教師27人，其中國家杰青1人，長江學者特聘教授2人，青年長江1人，科技部中青年科技創新領軍人才1人，湖南省杰青、優青3人，這些都是地理信息人才培養的精兵強將。
二是構建了一個特色鮮明、層次清晰、與時俱進的人才培養體系。根據大數據時代地理信息人才需要掌握的知識結構體系，相應制定了與時俱進的人才培養體系。充分發揮中南大學理工結合的高校特色，構建了地學思維、計算思維與工程思維三位一體的人才培養方案。地學思維強調要面向地球科學，計算思維特別關注將思想從計算機科學的視角實現出來，工程思維則要面向應用，以解決實際問題為根本導向。
三是建設了一批一流核心專業課程和專業教材。瞄準國家和行業需求，兼顧學科基礎與專業前沿，構建了“學科基礎理論-多源數據管理-科學計算基礎-時空數據分析-GIS開發應用”理論與實踐緊密結合的五大課程模塊體系。緊跟學科發展前沿，建設了《地理信息系統原理與應用》、《地圖學概論》、《空間分析》等省級精品課程和創新教材，通過科研反哺教學，保障了課程內容的前沿性。
四是塑造了“授人以漁”的教學理念，打造開放式精品課堂。團隊遵循由“知識灌輸”逐漸向“思想啟迪”轉變的教學理念，構建了自主可控的全方位開放課堂，打破了傳統被動式知識學習模式，完成了學生向課堂教學參與者的轉變。
記者: 這項教學成果中，最具創新性的地方體現在哪里？
鄧敏：一方面我認為發揮了中南大學的自身優勢來突出創新性，即前面提到的集地學思維、計算思維、工程思維三位于一體的人才培養體系。中南大學地球科學與信息物理學院有兩個一級學科：地質資源與地質工程、測繪科學與技術，地理信息科學主要以地球作為研究對象，我認為要把地球科學的地學思維融匯進來，這也是地理信息科學問題探索的源頭；關于計算思維，面對當前的知識服務，在大量的數據面前，算法模型既要精準，也要跑得動；除此之外，還要有工程思維，中南大學的校訓是知行合一、經世致用，近年來國家一直在強調校企聯合、產學研用，要求學生具備工程思維，能夠解決應用中的實踐問題。
另一方面是“全方位、開放式”的課堂教學。我和團隊在2015年打造了全校的精品示范課程，這是教學理念的轉變，根本上改變了知識灌輸性的課堂形式，建設成為全方位、開放式的課堂教學。培養學生質疑性、批判性的思維是高校課堂重要的教學目標。我們在設計課程時，讓學生做主角，老師擔任引導者的角色。比如將學生分為三到四人一組，分工合作準備課件、登堂講課以及課堂答疑等工作。學生間直接交流，使得質疑的阻力變小，提出問題的可能性相應提高，能夠形成較為平等的對話。教師則在其中扮演著引導的角色，需要對課堂的秩序和進度進行掌控。這樣就打造出一個課堂的新模式，讓老師輕松地教、快樂地教，學生輕松地學、快樂地學，營造出良好的課堂氛圍。相應的，這對教師水平也提出了更高的要求。
2021第九屆高校GIS論壇—中南大學名師進高校活動
2積極革新課程教材，大知識時代勢在必行
記者: “大數據時代地理信息科學專業人才培養模式的創新探索與實踐”在課程體系和教學方式上有哪些新的改革？
鄧敏：從大數據時代到最近這兩年，大家聽到比較多的一個概念是“知識服務”。我認為我們正在從大數據的時代轉向大知識的時代，因為現在面臨的問題都是綜合性的，不再是單一學科的知識能解決的，有些是跨學科，有些則是跨理念。
所以在育人模式和課程體系上，我們以國家重大戰略和行業應用需求為牽引，如大數據戰略、城鎮化戰略需求，智能資源監測體系等，結合學科專業特色，通過大數據分析地理信息學科專業人才的知識結構與能力需求，優化人才培養方案，形成“地理信息+X”多學科交叉融合的育人模式，同時制定相應的課程體系。例如，地學方面開設了《普通地質學》這門課程，計算思維方面開設了《空間數據庫》、《空間分析》等相關課程，工程思維方面開設了《GIS工程應用》等課程，砍掉了相類似的冗余課程，如《城市空間信息系統》、《土地管理信息系統》等，打造一個邏輯有序、支撐有效的課程體系。
教學方式上的改革，主要是從灌輸式教學到思想啟迪式教學的轉變，打造一個全方位開放的課堂，具體體現在思政教學和大作業體系。今天我們面臨著一個重要問題，千禧年代大學生的成長背景和他們對社會認知的角度，和我們這代人不一樣，很多老師的教學方法不再適用于當前的學生群體，這一點尤其體現在思政類課程當中。在課堂上如何融入思政？不是簡單地喊口號，要融入專業學習過程中，在無形之中對學生產生影響。我們團隊深入挖掘專業課程知識點的思政教育元素，構建了思政案例庫并滲透到專業知識教學過程中，發展了思政元素與專業課程教學知識點深度融合的新型課程思政教學范式。如中南大學楊善慈教授在20世紀60年代提出了“楊赤中濾波推估法”，“赤”代表紅色，“中”代表中國，為濾波推估法起名“楊赤中”，無疑彰顯著楊善慈教授的愛國情懷。這樣的教學內容既有專業知識科普，又使得思政教育看得見、摸得著、記得住，做到立德樹人“潤物細無聲”。
大作業體系方面，我和團隊的幾位老師會聯合給學生布置一個綜合性較強的大作業，加強他們對各個模塊知識的掌握程度。在此基礎上我們提出了DTMSP的大作業體系來幫助學生掌握系統的知識點——D是Data數據，T是Theory理論，M是Model模型構建，S是System系統設計，P就是Policy政策知識背景。學生有應用任務牽引，選什么數據？用什么理論建模？怎樣進行模型構建？如何開展系統設計？使用哪種算法？這一套流程下來，可以培養地理信息科學專業學生的需求認同、知識理解以及在解決實際難題時的分析理解與舉一反三能力。
記者: 有人認為，GIS教材更迭速度與時代的發展速度不匹配，您怎樣看待這個問題？對此您和團隊是怎樣應對的？
鄧敏：我們的專業與IT行業關系密切，知識更新得快，行業發展也快。教材與專著不同，影響范圍更廣，相對來說還是要成熟、慎重一點。編寫教材需要選擇經典、具有代表性又比較易懂的案例，例如《空間分析》，每講完一次我都會補充、記錄一些新內容，從原來的數據挖掘、空間數據挖掘、時空數據挖掘，到后來的時空大數據挖掘、時空知識挖掘，專業領域層級不斷地涌現出新概念、新內容，教學時要將最新的知識傳授給學生，但對于教材而言則需要仔細斟酌，因此在出版速度上會存在一定的滯后性。另外編寫教材需要因校制宜，不同院校的培養目標與側重點不同，很難全國上下統一使用一本規范教材，這也會影響教材的更新速度。
我認為一定要選正確的人去寫正確的書。我們團隊非常重視教材的編寫與更新，鼓勵老師做科研要奉獻于教學，科研反哺教學。教材的內容需要淺顯易懂，出書的工作既會讓學生對自己的任課教師有信心，同時也能夠促進老師對課程內容進行更加深入的鉆研。當前，我也在組織教師團隊做這項工作，我正在編寫《泛在地圖信息動態感知及應用》，李海峰教授在編寫《地理空間智能》，我們想要把最新最好的科研成果教給中南大學的學生，同時也希望出版的書籍能夠惠及更多的學生。
記者: 很多教學改革方案中都在提倡開展第二課堂，在您看來，什么樣的第二課堂是成功的？
鄧敏：第二課堂是課堂教學的延續、補充和深化，能夠在實際教學中做到這點就是成功的。
地理信息學科的教學內容集中在理論知識、技術方法和應用三個層面，第二課堂的開設是很有必要的。我們每個學生都會分配一位業務導師，學院以學科競賽與創新創業項目為第二課堂，鼓勵學生參加國家、省級、校級大學生創新訓練項目以及全國GIS大學生應用技能大賽等比賽項目。除此之外，學院還依托教育部、自然資源部、湖南省重點實驗室，打造了以自然資源大數據為特色的本科校外實踐教育基地，培養學生的創新意識、空間思維與批判思維，提升學生理論與實踐相結合的能力。
中南大學與湖南省第三測繪院共建大學生校外實踐教育基地
3新時代呼喚新能力，實現自我提升是關鍵
記者: 對于“大數據時代地理信息科學專業人才培養模式”，您和團隊未來是否有新的計劃？
鄧敏：大數據讓我們更加全面地了解現實世界的各種狀況，但大知識時代的到來，要求我們要有大技術，即學科交叉融合。比如說GIS跟測繪、地質、計算機、數學和地理都有關聯。不同的學科有不同的技術，這就需要多學科交叉融合產生大技術。大知識時代，人才的培養模式也要與時俱進。
首先是培育人才的思路，我認為我們不應該具體指定學生需要掌握什么知識，而是培養他們獲取知識的能力，這也是真正高質量人才的核心，未來的人才需要“一專多能”，相同的知識與技能可以靈活應用在不同的領域。
其次是課程設置更加注重綜合性與交叉性。我們要把專業的基礎課程、核心課程控制好，課程要在數量上做減法，在質量上做加法。學生的學分也應該在此基礎上適當減少，分配出更多的精力到實踐應用中。
第三是教學內容要注重基礎和前沿。一定要把最新的科研成果融入到教學內容中，若不能立即出版教材，也可以用講義代替，讓學生學到“真本事”。
第四是教學方法要更有趣味性。一方面我們要堅持開放式的精品示范課堂，另一方面做PPT、做材料時需要注重趣味性。將學生感興趣的內容與專業知識相結合，例如在PPT中穿插表情包。
最后，課程思政需要堅持。每個人在享受時代紅利的同時也應該擔負相應的責任，要讓學生在學習專業知識時拓展視野和格局，體會到我坐在教室里確實應該努力學習，為將來更好地服務于國家、學校和專業的建設與發展。
記者: 您和團隊想要通過這種新的教學模式培養出具備哪些能力的人才？站在高校教師的角度上，您認為大數據時代對學生提出了哪些要求？對高校教師本身提出了哪些要求？
鄧敏：我希望他們第一能夠具備團隊意識。例如在空間分析課程中，一個班級被分為七個小組。一個小組的成員要一起備課、完成PPT，從討論選材、講課內容、材料獲取到最終呈現、回應其他同學提出的問題，全過程都要求團隊成員具備團結合作的意識。今天的社會很多任務不再是靠單打獨斗就能完成的，小的層面體現在專業課程上的分工協作，大的層面即是為國家做貢獻，強化個人擔當使命的意識。
第二，自主學習和知識歸納能力。當前技術更新迭代速度很快，以地理信息科學專業為例，今天在課堂上學到的知識，等到走出校門的時候可能有一部分就已經過時，因此，自主學習的能力、知識獲取的能力，同樣也是終身學習的能力，是在當下世界的立身關鍵。地理空間智能的終身學習，可以理解為讓我們的模型不斷適應環境的變化。當然，其他專業同樣如此，通過不斷學習適應社會、適應世界，培養學生形成正確的世界觀。
第三，適應國家需求的能力。要意識到個人在這樣的環境下讀書，是由國家來提供、培養，學生未來的所想所做也要站在國家高度。這不是喊口號，國家有需求，我們行業也有需求，如果大家都不想承擔責任，這個社會如何進步？
從具體要求上看，學生要有自制力。大數據時代網絡社交無處不在，學生不應將碎片化時間沉迷于無意義的社交網絡平臺娛樂中，自主的時間應該利用起來；學生還要有知識獲取、積累的能力。網絡是一把雙刃劍，要學會抵御消磨時間，也要充分利用互聯網資源，將碎片化的信息合理組織、積累起來。還要有扎實的數理基礎。不管是大數據、人工智能，還是過去的數據統計，都必須將數理基礎作為一種邏輯思維貫穿于個人的學習、工作生涯。最后是想象力，因為不同的領域、不同的學科若想在知識上相互融合、互相啟發，要有創新的想象力。我經常和學生說：“你們不要被手機綁架了，該多休息多睡覺。只有多睡覺，多休息，你才會有充足的精力去發揮你的想象啊！夢都不會做哪里有想象呢？”
作為教育工作者，我們應該多去理解、了解學生的特點，把握來自各個地方的學生的不同特點，教學甚至做思想工作時，內容才會有的放矢、事半功倍。同時，教師一定要不斷提升自己的科研能力，我們也要終身學習，不做科研的老師絕對不是好老師。另外，必須要有老師的責任感和熱情，要舍得投入，牢牢記住教書育人的責任和使命。教學與科研如鳥之雙翼，相輔相成。相比科研，教學無疑需要投入更多時間與精力，這就要求高校教師多一些“春蠶到死絲方盡，蠟炬成灰淚始干”的奉獻精神。
4堅守論壇初心使命，學研育人共促發展
記者: 中南大學是上屆論壇的主辦與承辦單位，您作為負責人也全程參與了論壇的組織工作，對此您有何感想？在第十屆論壇即將舉辦之際，能否談談您對本次論壇有何期望？對論壇未來的發展有何展望及建議？
鄧敏：回望第九屆高校GIS論壇的開展，精彩與感動仍歷歷在目。在建黨百年的時代背景下，論壇的初心與使命就是為大家做好服務，把活動辦得越來越好。學術前沿、學科建設、人才培養、創新創業以及產業發展都是與我們行業密切相關的內容，設置多個模塊的目的就是為了全方位、多角度培養高質量人才。
從主辦方到參會成員，無不在為產業發展助力、為學生發展服務，在這個過程中許多優秀的專家學者撥冗蒞臨，講述自己的故事與經驗，李德仁院士、黃杏元老師和方裕老師在耄耋、古稀之年還親自前來交流分享，相信參與論壇的無論是青年教師，還是年輕學子都會被深深感動。我相信，在各方努力下，論壇品牌將進一步發揚光大，不論是學術研究還是教書育人，都能進一步讓大家通過參與論壇收益更多！
鄧敏教授與中南大學師生第九屆高校GIS論壇合影
下一屆論壇的主題是“轉型與賦能”，我們的社會、學科都在面臨轉型問題，需要地理信息為行業發展、國家發展賦能。地理信息是國家基礎性的、戰略性的信息資源，特別是在當下疫情時期，國家各個行業對地理信息的需求程度更高，我們要通過論壇明確、強調、發揮地理信息的重要作用，促進地理信息產業的高質量發展，我非常希望通過論壇能夠真正進一步推動企業與高校的強強聯合。
人物介紹
鄧敏：中南大學二級教授，教育部“長江學者”特聘教授、科技部中青年科技創新領軍人才、教育部新世紀優秀人才、湖南省科技領軍人才、全國寶鋼教育優秀教師等。
現擔任地球科學與信息物理學院副院長，湖南省地理空間信息工程技術研究中心副主任；兼任中國測繪學會地圖學與GIS工作委員會副主任委員、中國GIS理論與方法專業委員會副主任委員、中國自然資源學會資源大數據委員會副主任委員、中國GIS教育與科普工作委員會副主任委員。擔任《Journal of Geovisualization and Spatial Analysis》、《測繪科學技術學報》、《測繪通報》等期刊編委。
致力于時空大數據挖掘與智能服務的理論、方法及應用研究，主持國家自然科學基金重點項目、面上項目6項，國家863課題、國家重點研發計劃子課題、國家軍工高分專項課題等科研項目20余項，發表SCI/SSCI論文80余篇，授權國家發明專利20余項，出版專著4部，教材2部，譯著1部，獲國家科技進步二等獎1項，省部級一等獎4項、二等獎3項，省部級教學成果獎2項。
