生态文明视角下的“林业图像处理”课程思政教学探索

摘 要：生态文明是人与自然和谐共存发展的目标之一。林业大学可利用自身学科优势，为生态文明建设提供智力支撑。将生态文明融入到“课程思政”的建设，有利于课程思政体系的完善和教学理念的更新。本文以“林业图像处理”课程为例，以生态文明元素为主线，渗透到图像处理各章节内容，并与林业、环境、生态等专业图像处理对象相结合，制定具体的实施方式，丰富“图像处理”课程的思政体系建设。

关键词：生态文明; 课程思政; 林业; 图像处理

中图分类号：G642       文献标识码：A          文章编号：1006-3315（2021）7-075-002

生态是指生物在一定的自然环境下生存和发展的状态。其中包括地球中所有的生物和非生物。生物之间、非生物之间、生物与非生物之间的相互作用。文明，是从人类的视角出发，认识世界和改造世界而积累的人文精神、发明创造的总和。生态文明是人类遵循人、自然、社会和谐发展这一客观规律而取得的物质与精神成果的总和。生态文明是人类追求的崇高目标。它解决了人与人、人与自然、人与社会、人与自身等多方面的矛盾，达到了和谐统一[1-3]。

“课程思政”[4-6]是将各种专业课与思想政治理论课进行融合，实现“立德树人”的教育目标。教育部明确要在所有高校、所有学科专业全面推进“课程思政”建设。南京林业大学作为一所以林科为特色，以资源、生态和环境类学科为优势的多科性大学，可以发挥自身学科潜力，将生态文明元素有机嵌入到“课程思政”中。

“林业图像处理”[7-9]是林业高校工科的一门专业课，以林业图像为研究对象，培养学生的计算机图像处理编程技能，提高林业信息化、智能化，助力生态文明建设。同时，生态文明的理念可作为“林业图像处理”课程思政的元素，融合进课程教学当中去。图像处理既是一种生态文明建设的手段，也是“课程思政”建设的载体，实现了两者和谐统一的状态，也是某种意义上的“生态文明”。因此，从“生态文明”的视角出发，把生态文明教育有机地嵌入到林业图像处理课程思政建设中，使得两者自然融合，实现教育内在和外在的双效果。本文“课程思政”从图像处理课程的教学内容与生态文明的关系上，从图像处理对象与林业、环境、生态等行业应用上，以及教学实施手段上，构建林业图像处理特有的思政教学模式。

一、教学内容上的生态文明思政元素

通过“课程思政”可实现课程育人和教学质量提高，最简单直接的途径就是在教学内容上显性或隐性植入思政元素，达到潜移默化的教育效果。如图1所示，为林业图像处理课程内容与生态文明思政元素相互融合的示意图，其中绿色代表“生态文明”。教学内容包括：数学变换、图像增强、图像复原、图像压缩、图像分割、图像特征提取、图像识别等，图像处理教学内容有机地嵌入到生态文明教育中，你中有我，我中有你的相互促进的良好局面。

数学变换是图像处理的基础教学内容之一，主要有几何变换和代数变换，广泛地应用于后续图像处理的各个步骤环节中。变换的概念和生态文明可以对比说明，生态系统中的生物和环境是可以转化和循环变换的，数学变换和生态循环在思想上是相通的。其次，雾霾图像检测系统可以利用图像复原和图像识别技术，实现对雾霾进行检测，有助于大环境预报监控，为雾霾治理提供重要的信息采集手段。然后，植物叶片图像识别系统可用手机采集图像进行叶片种类的识别，实现物种鉴定和资源调查，进一步帮助温室气体排放的吸收监测，为全球气候变暖问题的解决提供技术支撑。

二、图像处理对象上的生态文明思政元素

图像处理的对象有很多，不同行业的对象所采用的处理方式是有差异的。南京林业大学是一所以林业学科为特色的高等学校，从林木遗传育种、树木培育、生长检测、环境检测、林业资源调查到林木采伐及家具设计等专业，构成了整套围绕生态文明的专业设置体系。本文以林业图像处理“思政课程”建设为例，从图像处理的研究对象出发，说明生态文明在图像处理教学过程中的作用。图2为图像处理对象上的生态文明思政元素展示。将图像处理对象分成三大类：资源型、环境型、生态型。资源型主要为森林资源调查，采用遥感图像为主，掌握森林资源的数量、质量和生长、消亡的动态规律及其与自然环境和经济、经营等条件之间的关系。环境型主要侧重环境保护，特别是森林火灾检测，利用计算机视觉进行火灾预报与识别。生态学聚焦森林生态学，包含森林生物群落和森林生态系统等，有效利用动植物视频，实现生态平衡。其实图像处理对象包罗万象，在各种对象中都可以体现生态文明思想。本文仅选取了三种代表性的对象加以说明。

三、课程思政教学实施方法

将生态文明的思政元素贯穿于整个教学过程中，紧扣教学内容和图像处理对象，制定具体且实践性较强的图像处理思政教学案例，展开互动式和启发式研讨。在解决具体林业图像处理工程项目应用问题的同时，让学生掌握了相关的图像处理理论知识，同时加入了相关的生态文明的意识;在培养学生编程能力的同时，也提高了学生发现课题、寻求解决方法的科研能力。在潜移默化中，树立生态文明意识，培养学生勇于担当、利用先进科技实现人与自然的和谐共处的精神。依据不同章节内容，设计不同的思政实施路径，梳理归纳出“数字图像处理”课程思政案例设计内容，如表1所示。以资源、环境、生态三个项目实例说明课程思政教学实施方案。资源型为“森林遥感图像”，对森林图像进行增强、分割与识别，采用颜色因子对树叶分割和绿色植物识别。环境型为“林火图像检测”，对林火图像复原、分割和检测。生态型为“林间动植物视频监控”，对视频进行数学变换、图像分割、特征提取、图像识别，对动作和行为进行检测、分割、特征提取与识别等。在实施内容和方法中都有生态文明元素。

四、结语

生态文明建设功在当代、利在千秋。本文在生态文明的视角下，对“林业图像处理”课程思政建设作了一些初步探索，在教学内容、图像处理对象、课程思政教学实施方式等方面进行了总结，初步构建了课程思政教学体系，发挥出了林业图像处理课程的教书育人的价值。如何将课程思政的思想更加紧密地融入课程教学中，是下一步深入研究的方向。

基金项目：南京林业大学2019教学质量提升工程项目（2019nfukczs019）。

参考文献：

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