课程即思政（六）|《机器视觉与视频分析技术》中的课程思政--信息与电器工程学院孙红

贯彻育人大纲，落实立德树人。

2021年5月20日，学校举办了首届中国农业大学“最美课堂”教师教学比赛，18位参赛教师展示了他们精心准备的教学设计，我们将分享获奖教师的课程思政教学案例，推广获奖教师的思政育人成效。

课 程 思 政 教 学 案 例 集

C A U

（六） 《机器视觉与视频分析技术》——孙红

教师介绍

孙红，工学博士，教授，博士生导师，专注于作物感知关键技术与装备研发，主持各类科研项目11项，发表SCI/EI收录论文55篇，授权专利6项；主持及参与混合式教、全英文课程、研究生前沿交叉课程、研究生国际化培养等教改项目6项。开展《智慧农业》网络远程教学，发表教改论文1篇，参编出版教材和专著4册。获校级研究生教学成果二等奖1项，获2017北京市教学基本功比赛二等奖、最佳演示奖、最受学生欢迎奖，大学生创新竞赛等省部级奖励2项，教学经验公益讲座被中国学位与研究生教育学会发布。

课程介绍

《机器视觉与视频分析技术》是一门综合视觉、图像、控制、通信、信号识别等技术的多领域交叉学科课程，具有理论性和逻辑性强、与工程实践相结合等特点，设置本课程为高等学校电子、自动化与信息科学类专业的专业选修课。通过课程的学习，旨在让学生学习并掌握数字图像处理基础、机器视觉原理与应用方法，着重加强学生对机器视觉技术理解、培养图像感知与分析方面的创造性思维、提升解决智能化测量与控制系统应用问题的能力，拓展学生专业知识面，为从事自动化与智能化控制相关工作奠定坚实的理论和应用基础。

课程思政育人目标

坚持以立德树人为核心理念，以“价值体系、知识体系、能力体系”培养为育人目标，有机融合“知识、认知、实践、文化”四个层面引导学生树立正确的学习观和价值观，即：

(1)体现科学技术是第一生产力对农业升级和国家发展的支撑作用，以农业问题为特色导入，推进“懂专业爱农业爱国家”价值观培养。

(2)体现专业知识的体系性，梳理技术发展、工程变革等脉络揭示技术发展的自然规律，落实辩证思维的文化传承；注重科学与技术的本质关联性与前沿性，由点及面加强理论深度和技术难点的解析，提升知识体系培养。

(3)推进理论知识向实践和创新能力的转化，以案例性、实训性教学促进学生解决复杂问题能力的提升，引导关键技术突破的责任担当，推进创新能力培养。最终形成思政教育、专业教学、创新实践一体化的育人过程，构建社会价值、知识素养与能力素质相辅相成的育人模式。

 经典课程思政案例设计和展示

分析大学电子、通信与自动化专业本科生的知识基础和思维特点显示，本科二年级学生已经具有一定的数学和计算机编程基础，具有良好的逻辑思维能力，有利于专业知识的理解和实践。同时由于学生具有较强的独立意识，学习兴趣驱动和目标驱动力会显著影响他们学习的投入和最终的效果。结合学生的特点，本课程思政建设以“价值体系、知识体系、能力体系”构建为目标，开展的教学的技术路线如图所示。

《机器视觉与视频分析技术》 课程思政教学设计技术路线图

依照明确的技术路线，实施课程思政建设包括：

1、  思专融合，全面推进立德树人教育理念。

首先开展育人大纲修订，本课程原为《数字图像处理》2018年修订大纲，并改革为《机器视觉与视频分析技术》，从原理性为主的课程内容，升级为以立德树人为核心的思专融合的教学内涵，提出价值体系、知识体系和能力体系全提升。引入文化发展过程、技术突破历史、工程应用变革等案例，融入人文和历史发展辩证思维，提升学生思辨能力。明确在专业素养培养中融入四个自信、三农思想、工程伦理、民族使命感、自主创新意识等思政元素，确立价值体系培养内涵。

其次，课堂中设计的教学模式为：“实例演示→问题引入→概念介绍→理论推导→结论总结→实际应用→知识延伸→情怀提升”。教学中专业知识难度逐渐递增，从实例出发，采用由浅入深、螺旋上升的教学模式。对思政元素的融入如图所示，贯穿全过程。

 思政理念贯穿课堂全过程设计思路

2、研学互促，强化专业知识体系推进人才培养。

将服务于国家战略和农业需求的科学研究成果引入专业教学，以研促学，全方位推进课程专业体系的建设与人才培养。

（1）教材编写方面，本课程使用的主要教材为自编教材《数字图像处理与分析基础--matlab和vc++实现》（本人参编），辅助教材为《数字图像处理理解与智能技术-matlab和vc++实现》（本人副主编），其中教材中按照“视觉感知-图像处理-特征工程-信息融合-人工智能”5各层次由浅入深、循序渐进地构建专业知识体系。数据编入了大量的中外研究进展，并以本团队课程成果作为案例，既呈现了信息技术发展历史背景、技术应用创新等内容，促进文化传承与思辨意识，又以体现了比较、分析和探索的科学研究内涵。

（2）教案编写方面，以专业技术视角系统性梳理课程前后关联，强调知识重点和难点，充分体现知识点的体系性，并围绕技术实施的过程，以“引导性”“模块化”“启发式”为总体架构将思政与专业知识点向结合。围绕智慧种植、智慧养殖、智能农机装备和智慧管控四个综合型领域，建立农也对象识别与检测、农业机器人与智能分析等农业特色应用案例资源，促进专业知识的理解和掌握，提升服务三农的理论和技术水平。

（3）课件设计，充分利用视频、仿真等模式提升课件质量，充实课堂教学内容。以科技的发展历程解析提升人文和历史认同感；围绕通过对标国际农业信息化技术应用前沿和国内自主研究进展，激发学生自立自强的科技自信，培养“强农兴农”的使命感和责任感。授课教师以“引路人”角色，在课堂上强化思政育人和知识育人模式，引导科学价值观和技术素养双提升。

3、学创协同，推进实践和创新能力的培养。

开展多层次实践能力培养，包括：基于多学科交叉的认知案例培养、基于学院创新中心的实训能力培养，基于学院“农业农村部农业信息获取技术”重点实验室和“现代精细农业系统集成研究”教育部重点实验室平台的项目训练培养，构建“认知-实训-创新”三个层次来推进知识学习和实践创新的系统发展。在实践质量提升方面，建立“评价-反馈-改进-跟踪”互通机制，针对学生反馈的相关知识不足或应用难点问题，通过“深度互动、学-专互鉴”提升实践效果。最终引导学生既有服务三农的情怀又有技术创新的能力。

课程思政融入效果

围绕当前“精准农业”和“智慧农业”发展对农业电子信息专业支撑型与创新型人才培养要求提升，通过课程思政建设，贯彻落实立德树人根本任务、全面提高人才培养质量，从“精准”施教到“智慧”育人做出了成绩包括：

（1）服务国家战略，聚焦三农，思专融合提升学生科技兴农的使命感。

体现本学科在农业中应用的特色和优势，课程中引入农业特色和农业问题，从课程所涉专业、行业、国家、国际、文化、历史等角度，增加课程的知识性、人文性，提升引领性、时代性和开放性。潜移默化的让学生关注三农，并对关键技术进行讲解，奠定学生服务农业产业升级的基本技能。以HSI彩色模型教学为例，导入苹果采摘案例，引入2020年习近平总书记讲述的关于陕西省梁家河村苹果产业带动乡村振兴的故事，对比分析繁重的人工采摘和机器人采摘模式，设计如下的教学内容和思政元素，让学生理解信息化技术对于改善农民生活、提升农业现代化的重要性。

（2）研学互促，学生创新意识和科学研究能力提高，将论文写到大地上。

深度挖掘提炼专业知识体系中所蕴含的思想价值和精神内涵，科学合理拓展专业课程的广度、深度和温度，以服务国家发展和农业升级需求为导向，引入国家自然科学基金“马铃薯羽状复叶多维特征提取与生育动态检测方法研究（31971785）” “十三五”重点研发计划子课题“便携式玉米生长检测诊断设备研制（2016YFD0300606）”等国家级项目成果，开展现场参观、案例展示与分析，提升学生技术理解与实践创新能力培养效果。学生发表相关论文8篇，授权专利6项，软著30余项，将论文写到大地上。

（3）学创系统，学生工程素养和解决复杂问题的能力明显提高

注重科学思维方法的训练和科学伦理的教育，培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。通过课程学生对解决智慧农业复杂性与不确定性问题的能力和创新意识显著提高。指导本科生URP项目5项、国创1项、北创3项，“挑战杯”竞赛（A类省部级）获：2017年北京市二等奖/2019年北京市三等奖（排名第一）; 校级奖励2项。；指导本科毕业设计11人获校级百篇优秀毕业论文（设计）1人。

（4）对人才国际化视野和综合素养培养模式得到推广

拓展国际化教学平台与培育学生国际化素养提升方面，以本课程为基础，进而主持研究生教改项目课程与日本京都大学Naoshi Kondo教授共同开设《农业智能装备技术新进展（全英文）》，本项目2020年验收为优秀并得到学校持续资助，为提升“智慧农业”电子信息类国际化人才培养奠定基础。已经推广并惠及国内浙江大学、华南农业大学、南京农业大学、内蒙古农业大学等兄弟院校。指导研究生获国际会议优秀论文奖2人次，获国家奖学金2人次，获校级优秀论文1人次。该建设成果是中国农业大学2018年研究生教学成果奖二等奖“汇聚海外名师，引领学科前沿——农业电子信息国际化人才培养模式创新与实践”（排名3/9）的重要组成部分。

来源：教师教学发展中心

编辑：余诗慧

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