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FDE 数据采集与预处理数智教育课程的教学改革与实践 |
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论文标题:Reform and Practice of the Data Acquisition and Preprocessing Course in Digital Intelligence Education
期刊:Frontiers of Digital Education
作者:Kun Qin, Yan Gong, Xiaoliang Meng, Zheng Ji, Gang Li, Yichun Xie, Zhipeng Gui, Songtao Ai, Wanlin Gong, Pengcheng Zhao, Longgang Xiang, Changhui Yu
发表时间:25 Mar 2025
DOI:10.1007/s44366-025-0044-0
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培养学生的数字思维、数字素养和智算技能是数智教育时代人才培养的重要目标。武汉大学为此构建了涵盖数字思维、数字素养、数智课程、数智人才和数智平台“五数”一体的数智教育体系。武汉大学面向全校推出17门前沿数智教育课程,形成了“1+16”课程体系。数据采集与预处理是武汉大学数智教育课程体系中的一门数智教育通识教育课程,同时也是国内遥感测绘地理信息领域的第一门数智教育课程,于2024年下半年首次开课,旨在培养学生对数据源的理解、掌握多源数据的采集和预处理方法,并提升智算技能。

研 究 论 文
近日,武汉大学秦昆、龚龑、孟小亮等在Frontiers of Digital Education(《数字教育前沿(英文)》)期刊上发表了一篇题为Reform and Practice of the Data Acquisition and Preprocessing Course in Digital Intelligence Education (《数据采集与预处理数智教育课程的教学改革与实践》)的文章,探讨了武汉大学数据采集与预处理课程在数智教育中的改革与实践,涵盖多种数据类型的采集与预处理及基于开放地球数据引擎的教学平台开发等内容。
数据采集与预处理课程面向全校学生开放,兼具理论与实践教学的综合性特征。课程覆盖网络数据、社会感知数据、遥感数据、传感器网络数据、无人机数据及三维数据等多源数据的采集与预处理内容,并基于开放地球引擎(OGE)开发教学平台,推动数智教育与技术的融合。
课程教学目标分为三个层面:在道德价值塑造上,通过数据采集技术培养学生求真务实的态度,通过预处理强化质量优先的意识;知识获取层面,要求学生全面理解多源数据并掌握各类数据的采集与预处理方法;技能发展层面,则注重培养学生处理多源数据的技术与实践能力。课程内容体系包含7个理论章节与4个实践环节,总学时36小时,2学分,理论部分涵盖数据源分析及各类数据处理方法,实践环节涉及社会感知数据、遥感数据、传感器网络数据及三维数据的实操,实践环节需要在实验室完成。
在教学方法改革中,课程围绕数智教育理念展开探索。其一,聚焦网络、遥感、社会感知等六大核心数据源,分析数据起源及相关问题;其二,拓展遥感技术应用,从传统的遥感对地观测延伸至社会观测;其三,强调传感器网络的实时感知与处理,涵盖数据采集、预处理及信息服务技术等;其四,通过无人机遥感系统设计与三维点云扫描构建数字孪生世界;其五,基于武汉大学开发的OGE平台搭建教学实验系统,整合时空数据与计算资源。
研究总结了课程改革的教育教学方法,为数智教育提供了实践范式。随着数据科学与人工智能技术的发展,课程将持续深化数据采集与预处理方法,完善OGE平台的实践环节。作为武汉大学17门数字智能教育课程之一,该课程的改革经验对其他相关课程具有借鉴意义,其跨学科设计与技术融合模式,为数智时代人才培养提供了可复制的路径。
文 章 信 息
Kun Qin, Yan Gong, Xiaoliang Meng, Zheng Ji, Gang Li, Yichun Xie, Zhipeng Gui, Songtao Ai, Wanlin Gong, Pengcheng Zhao, Longgang Xiang, Changhui Yu. Reform and Practice of the Data Acquisition and Preprocessing Course in Digital Intelligence Education. Frontiers of Digital Education, 2025, 2(1): 8 https://doi.org/10.1007/s44366-025-0044-0

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作 者 信 息

秦昆,博士、博士后,武汉大学遥感信息工程学院教授、博士生导师。武汉大学数智教育课程数据采集与预处理课程负责人。主讲地理信息系统基础、空间数据分析、数据采集与预处理等课程。主要研究方向:时空大数据分析、遥感图像智能处理,先后主持国家自然科学基金项目3项,发表学术论文100多篇,教学论文20多篇。获高等教育(本科)国家级教学成果一等奖、全国高校宝钢教育优秀教师奖等。

龚龑,武汉大学遥感信息工程学院教授,博士生导师,珞珈特聘教授。主要从事定量遥感和农业遥感研究,主持及参与多项国家级省部级科研项目,在国内外期刊发表论文七十余篇,讲授国家级一流本科课程和国家精品资源共享课程。2014年获评“湖北青年教学能手”,2015年获湖北五一劳动奖章,同年获评武汉大学遥感学院“学生最喜爱的教师”,2016年获得第三届全国高校青年教师教学竞赛一等奖,2017年被评为武汉大学杰出青年,2019年荣获全国五一劳动奖章。

孟小亮,武汉大学大学生工程训练与创新实践中心主任,遥感信息工程学院教授,博士生导师,珞珈特聘教授。还担任中国高等教育学会产教融合研究分会常务理事、智慧教育研究分会理事,数智教育实践创新联盟常务理事。研究方向为智能空间感知网,曾获国际摄影测量与遥感协会(ISPRS)最佳青年作者奖,武汉大学杰出教学贡献校长奖,中国地理信息科技进步一等奖,国家级教学成果奖一等奖等。
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