打造科教融合的高质量人才培养新路径——访同济大学冯永玖教授

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文章转载自微信公众号高校GIS论坛，采访：董慧、宫傲，撰稿：宫傲，审核：董慧，版权归原作者及刊载媒体所有。

同济大学教授冯永玖

人物介绍

冯永玖：同济大学教授、博士生导师、测绘与地理信息学院副院长、自然资源部高层次青年科技人才、全国高校GIS创新人物

成绩贡献：任中国地理信息产业协会理论与方法工作委员会委员、中国测绘学会大数据与人工智能工作委员会委员、长三角地理信息创新联盟理事等。长期从事城市演变时空分析与智能建模的理论方法及应用研究，在时空规律挖掘、智能模拟建模、模型结果可信度验证方面取得了创新性成果，成功用于上海世博滨江城市时空演变模拟、崇明国际生态岛空间优化情景预测、新冠疫情多尺度时空分析并支撑高校智能返校系统研发。在国际SCI期刊发表高水平学术论文60余篇（其中第一/通讯55篇），出版专著2部，授权和受理专利20余项，授权软著6部。主持国家自然科学基金项目3项，省部级项目10余项；获得教育部科学技术二等奖1项。

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“来到返校学生专用通道前，打开手机‘返校码’验证个人身份，再通过体温检测，即可开通校园一卡通权限。”2020年5月8日，同济大学迎来符合返校条件的毕业班第一批返校学子，Tongji NCP-GIS团队研发的“智能返校GIS系统”提供了关键支撑。这套系统在去年疫情爆发后率先研发使用，保障了同济大学2万多名学生安全返校。该返校系统也是同济大学“重大疫情防控常态化下地理信息教学改革与人才培养模式创新”重点教学成果的重要实践应用之一。2020年第八届高校GIS论坛中，这项教改项目被评选为了首届“优秀教学成果奖”获奖项目，为广大高校在疫情常态化下的教学与人才培养树立了榜样。

金秋时节，再次与同济大学冯永玖教授进行交流，笔者深刻感受到他作为教育者对地理信息人才培养的深刻洞见，以及他对整个地理信息行业的高度关注与殷切企盼。

以“品德—知识—能力”为核心

建设疫情常态化背景下的高质量育人机制

高校GIS论坛：请您讲讲“智能返校GIS系统”的建立与应用？

冯永玖：新冠疫情在2020年1月突然来袭、形势不容乐观，高校面临疫情影响下的科研攻关和人才培养难题。同济大学在疫情研判和人才培养上具有前瞻性，学校在正月初召开疫情攻关紧急会议，研讨和制定疫情下的教学方案。为了解决疫情中的重大科技难题，学校征集了8个重点科研攻关项目，我负责疫情空间传播模式及防控对策课题。以该课题为基础开展应用服务，在童小华教授的组织下成立了超过30名教师和30名研究生的Tongji NCP-GIS科研攻关团队，研发了高校学生返校GIS系统，实现学生“在家—在途—到校—在校”全链路管理，支撑学生安全到校/返校，保障高校教学科研顺利开展。

返校系统的最基础数据是学生所在位置和学业状态。首先，我们建立云端地理信息系统让学生每天打卡从而自动掌握其位置，同时要明确所在地的疫情情况。各省市发布疫情信息的方式多样，需要从不同形式的数据中抽取出关键疫情信息；为了对疫情进行准确判断，需要精确到县级单元，同时涉及的情况非常复杂，特别是开发区存在疫情提报的重叠，需要进行数据抽取；其次，通过学业状态属性信息，可以了解到学生返校的迫切性，其中临近毕业需要开展毕业论文设计的本科生和从事重大科研攻关的研究生，他们返校需求非常迫切；最后，通过疫情数据分析学生返校的方式、并设计返校路径，需要精确至公交车站点，建立完整的地理信息大数据，标定沿途各地风险等级，且严格保证其准确性。

返校前，学生需要申请并将其返程路线进行提报，学校会研判其路线的风险，如果存在较大风险系统会重新推荐低风险路线，这也是我们系统的优势。开发团队研发返校系统并提供技术支持，学生回程审批权交至各学院，向通过审查的学生发放不同等级的进校码，绿码人员可以直接扫码入校，而非绿码则由现场工作人员确认，保证校园疫情防控的安全。

这一系统是在疫情严重时期研发出来的，涉及的功能和流程较为完善和复杂，后期针对不同疫情形势还研发了简化版本，根据疫情形势的严峻程度可以使用不同版本的返校系统。在系统研发过程中，Tongji NCP-GIS团队指导本科生和研究生30多名，同时完善和推广智能返校GIS系统；疫情空间推演科研成果，以团队形势发表在国际著名SCI期刊PLOS ONE。系统支撑了同济大学2020 届学生线下毕业典礼的安全举行，截止2020年9月初，该系统支持超过2万名同济大学学生安全返校。

高校GIS论坛：据了解，“智能返校GIS系统”是“重大疫情防控常态化下地理信息教学改革与人才培养模式创新”教学成果的一环，那么您和团队是如何通过这项成果实现高质量地理信息人才培养的？

冯永玖：新冠肺炎疫情给人民生命健康和经济社会发展带来了严重威胁，也给高等教育带来了前所未有的挑战和机遇。为实现重大疫情常态化下的高质量育人机制建设与创新，在教育部第二批新工科建设项目和上海市本科重点教改项目的支持下，团队以“课程思政为核心的思政育人、线下线上结合的优质课程育人、前沿实习基地引领的实践育人、重大科研引领的科教育人”为途径，构建了以“品德—知识—能力”为核心的测绘地理信息一流人才培养机制。

一方面，面向疫情防控和测绘地理信息国家重大需求，我院改革了专业培养方案与课程体系，构建符合国际工程教育认证的卓越人才培养模式。团队发挥了“全国教育系统先进集体”以及教师作为教育部“双带头人”的重要作用，针对公共卫生突发事件应对能力培养，迎接空间大数据和人工智能带来的挑战，及时修订测绘工程专业（地理信息系统方向）培养方案，推动测绘工程国家级一流本科专业建设和卓越人才培养。

另一方面，在疫情防控常态化背景下，我们团队以思想引领筑牢高校GIS教育的思政课程阵地，构建了适应于新形势的课堂教学、实践教学和招生方式。团队充分利用网络云平台，结合网课、直播、录制等多种途径，定制适配差异化学习环境的课堂信息化支撑体系。学院建立了开放优质的在线课程和测绘地理信息虚拟仿真实验教学资源：以疫情为主要数据来源开展《地理信息系统》的实验课程，以疫情防控为重要课题讲授《测绘与地理信息前沿》，提高学生对GIS用于疫情防控的服务能力。通过线上方式，开展GIS设计与开发、GIS工程实践等实习环节，保持与线下等同的教学效果，指导学生开展疫情GIS研发。学院还通过网络考核方式举办优秀学生夏令营，吸收了一批具有创新特质的优秀测绘地理信息学子。

实现高质量地理信息人才培养，需要我们逐步攻克由疫情带来的高等教育在思想引领、课程设置、学生实践以及科学研究等方面的难题。团队以疫情防控作为重要科研攻关项目，通过科研与教学高度融合，培养学生利用GIS解决国家重大社会现实问题的能力，提高了人才培养质量。

目前，疫情防控常态化下科教融合地理信息高质量育人模式的创新实践，已经在兄弟院校得到了推广应用。校园疫情防控系统的成功经验在高校微党课中宣讲，超过200万人收看，团队还荣获“全国教育系统先进集体”。指导的学生获得中国互联网+创新创业大赛同济大学晋级赛金奖，部分成果是同济大学教学成果特等奖的重要组成内容。

团队带头人童小华教授指导研发团队攻克智能返校系统关键技术

从思想上引领

筑牢高校GIS教育思政阵地

高校GIS论坛：在教学与人才培养中，您和团队将“思政育人”放在很重要的位置，针对这项内容大家具体做了哪些工作？

冯永玖：每个专业的培养方案都会提到德智体美劳全面发展，排在第一位的就是思政和品德。习总书记在高校思想政治工作会议上强调，高校培养人才要紧紧抓住“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”这一根本性问题。“思政育人”指要培养具有高尚品德，具有正确人生观、价值观，拥护共产党的领导、理想信念坚定的人才。我院在教学大纲上进行了改版，突出课程思政和立德树人的内容，不仅面向GIS课程群，更要面向全院所有课程，强调立德树人的作用。

同济测绘具有三大课程群：卫星定位与导航、摄影测量与遥感、地理信息系统。我负责GIS课程群的改革和课程思政建设，包含9门课程。目前，地理信息系统的开发和课程设计上，团队在国家战略元素、爱国情怀元素、国产技术元素、历史文化元素、环境保护元素、社会服务元素等方面，已经形成上百个课程思政案例。案例库根据课程的需要进行抽取，同时开展课程思政示范课（如地理信息系统、自然地理学等）讲授，明确突出思政育人的首要地位。

课程思政与专业知识不能割裂，最好的思政教学是潜移默化、润物无声的。比如团队许雄副研究员在讲遥感成像的时候，会讲到美国在1972年发射了第一颗陆地卫星，到2014年其发射的Worldview-3卫星成为全球第一颗光学影像分辨率达到0.3米的商业遥感卫星。而中国在2010年启动实施高分专项工程，2016年12月我国高景一号商业遥感卫星成功发射，打破了0.5米级商业遥感数据被国外垄断的现状，也标志着国产商业遥感数据水平正式迈入国际一流行列。高分系列卫星对国家意义重大，我们从此不再受制于人。虽然与美国相比还存在一些差距，但我们缩短差距的时间远快于美国卫星发展的时间。这样的事例无疑会提高学生们的民族自豪感，激发他们的科研热情，这是国产技术元素的思政。我们鼓励大家投身国家重大战略、通过地理信息技术为国家战略服务的职业理想，同时启发同学们在看待问题时要用辩证的方式，不能盲目自大和盲目自卑，这是马克思辩证唯物主义，也属于课程思政的范畴。

高校GIS论坛：将课程思政与专业知识结合的做法确实令人眼前一亮，那么除此之外我们这项教学成果还有哪些创新点？

冯永玖：首先是培养模式创新，建立科教学融合的本研一体化人才培养模式。学院以航天遥感、深空探测、新型智慧城市等国家战略的精准遥感地理信息重大需求为引领，建立了考虑疫情防控的科教融合本研一体化培养方案，明晰了强化工程创新能力培养的测绘地理信息一流人才培养目标。通过学生深度参与国家重大项目和疫情防控的重大需求，在解决国家卡脖子的科技难题中发挥了重要作用，学生成长为地理信息科技支撑的重要人才。

其次是教学方式创新，开创以教育信息化支撑的创新课堂教学方式。我们以互联网云平台为基础，突破时间、空间、资源及载体等教育要素固有边界，传输积极思政元素，实现课堂育人与思政育人结合；结合线上线下教育资源，打造多样化课堂授课形式、定制个性化公平考核方式，提升学生专业基础知识水平，培养具有家国情怀的地理信息科技支撑人才。

最后是实践教学创新，建立一流专业支撑的实践创新人才培养模式。我们以一流教学、科研和实践融合来支撑一流人才培养，发展“理论基础—工程实践—科研创新”的育人主线，建立以高水平学科建设为基础的国际化创新型地理信息人才培养模式。通过建设高水平师资队伍、建立全程指导机制、开展高水平创新应用，支撑测绘地理信息学生的研究、实践和应用，培养创新型一流地理信息人才。

冯永玖教授指导研究生开展智能返校系统研发

学科交叉趋势渐显

新型测绘地理信息事业前景广阔

高校GIS论坛：同济大学的测绘学科（2012年5月成立测绘与地理信息学院）是国内民用测绘高等教育的发祥地，能向我们介绍一下其学科建设情况吗？随着大数据和人工智能时代的来临，未来的测绘与地理信息行业会朝着什么方向发展？

冯永玖：同济大学测绘学科成立于1932年，近90年来曾汇集了夏坚白、叶雪安、王之卓、方俊、陈永龄等国内著名测绘学家，这些前辈对同济测绘学科的进步居功至伟。经过不断恢复与长期发展，同济测绘成为本领域国内两个双一流学科之一，主要服务于国家重大战略。同济测绘每届设有测绘工程一个专业，大约有90名本科生，包括三大方向：航天测绘遥感与深空探测、卫星导航与位置服务、全球变化与重大灾害检测。这三个方向均有非常优秀的学科带头人，包括童小华老师、李荣兴、沈云中老师等，他们学术造诣都非常深厚。此外，围绕重点方向建立了省部级重点实验室，如现代工程测量重点实验室、上海市航天测绘遥感与深空探测实验室等等，支撑学科高质量建设与发展。

同时，高水平师资带领下的本硕博一体化人才培养，是同济的一大特色。我们有专任教师50人左右，其中欧亚科学院院士、长江杰青、四青人才等占比达25%，能够在三大学科方向支撑我们去开展国家重大学科研究和服务国家重大工程需求。人才培养体系上，实现本硕博一体化，取得推免资格的大四学生可以率先修读硕博课程，提前进入研究状态。

地理信息在工学上属于测绘，理学上属于地理学。最新的测绘科学技术表明，测绘的对象不仅面向地球，也要面向深空和行星。针对地球观测，测绘地理信息涉及空天地海，发展全空间观测与信息服务等技术；针对地表，测绘地理信息与大数据、人工智能结合将会是未来的必然方向，也会向智能化方向发展。无人驾驶高精度地图、在线服务地图、云端位置服务等新信息领域，充分体现了地理信息深入到各行各业的趋势。未来将会有更多的学科与测绘进行交叉，其中信息领域与测绘领域的交叉会更加明显，相信会有更多学子从事新兴测绘地理信息事业。最重要的是，地理信息未来的发展要对接国家战略（如月球、火星、小行星等深空探测工程），相信测绘地理信息在国家重大科技工程方面会发挥更重要的作用。

高校GIS论坛：“十四五”规划提出了要加快数字化发展、建设数字中国的任务，测绘地理信息产业的转型与自主创新刻不容缓，站在高校教师的角度上，您认为我们更需要什么样的人才？

冯永玖：2019年，我们曾做过一个调研，发现我们国家地理信息技术方向超过一半研究方向具备与国外相同的水平，20%—30%的方向上属于领跑范畴，测绘地理信息从业人员的体量和质量都很乐观，但在与大数据、区块链、人工智能等结合方面，我们和发达国家还有5年左右的差距。从地理信息软件的自主创新上来看，我们有MapGIS等已经很成熟且应用广泛的国产软件，解决了国外地理信息软件的“卡脖子”问题。在遥感卫星方面，北斗三号组网卫星实现了我们在卫星导航上的独立自主，虽然目前仍存在进步空间，但我相信有中国科研人员这样的干劲，未来一定会实现反超。

从国家战略和社会发展角度来看，国家需要的测绘地理信息人才囊括各个层次。首先，我们需要一流基础创新人才，深度掌握测绘地理信息理论方法、进行最前沿科研探索以及“卡脖子”技术攻关。第二，需要重大工程创新人才，在地球观测、深空探测及数字城市等国家重大战略面前，要有这样的人才针对具体领域进行攻关。第三，需要大型基础性软件的研发人才，虽然我们已有自主创新的软件，但多样性不如发达国家，基础性软件研发的卓越人才不够强大，未来需要重点培养。同时，疫情也给予我们一些提醒，测绘地理信息在社会责任担当和公共突发事件应对过程中大有可为，所以我们需要培养更多的应用型人才，未来解决社会的应急需求。

高校GIS论坛：高校GIS论坛多年来一直关注地理信息学科建设、学术及应用发展、人才培养，在第九届论坛即将举办之际，能否谈谈您对本次论坛有何期望？对论坛未来的发展有何展望及建议？

冯永玖：高校GIS论坛给我们带来了GIS最新进展和行业态势等新信息，我自身也受到了论坛的大力支持，2018年我获得了“高校GIS创新人物”的荣誉。我认为论坛在中国高校GIS发展方面有重大贡献，尤其是在推动我们国家GIS学科建设、人才培养、技术应用和发展等方面。

本届论坛的主题是“初心与使命”，我认为初心和使命是相关联的，就像《为我们的世界建模》一书中描述的那样，人们通过创建孪生的数字世界，解决国家需求和社会需求，实现价值的创造。服务国家和社会需求就需要GIS人才，我们的初心就是培养各层次的GIS专业人才，为国家的测绘地理信息科技的发展和社会进步做出贡献。至于使命，我认为GIS不应该只是辅助角色，我们可以创造新的价值，成为强大的生产力源泉，我们的从业者和研究者可以践行和服务国家的重大任务，成为主力军。过去高校GIS论坛更注重科研方面，但现在论坛也开始注重人才、教学成果甚至学位论文，我认为这是一个好的趋势。希望未来我们高校GIS论坛可以继续扩大范围和影响力，成为国家GIS发展的重要力量。

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