農(nóng)業(yè)院校GIS專業(yè)人才培養(yǎng)模式與課程體系建設(shè)

羅志軍

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)國土資源與環(huán)境學(xué)院，江西南昌 330045）

農(nóng)業(yè)院校GIS專業(yè)人才培養(yǎng)模式與課程體系建設(shè)

羅志軍

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)國土資源與環(huán)境學(xué)院，江西南昌 330045）

地理信息系統(tǒng) (GIS)是一門新興的邊緣交叉學(xué)科。以江西農(nóng)業(yè)大學(xué)為例，詳細分析了農(nóng)業(yè)院校GIS專業(yè)的人才培養(yǎng)模式和課程體系建設(shè)，以期為高校GIS專業(yè)的建設(shè)提供借鑒和參考。

地理信息系統(tǒng)專業(yè)；人才培養(yǎng)；課程體系；農(nóng)業(yè)院校；

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱 GIS）是由計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計支持空間數(shù)據(jù)上的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題[1]。GIS技術(shù)自20世紀80年代引入我國以來，經(jīng)過近30年的發(fā)展，其理論研究和應(yīng)用研究在我國都取得了長足的進步，GIS技術(shù)強大的空間分析能力已越來越受到各行各業(yè)的青睞，成為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、國土、城建等眾多部門進行合理規(guī)劃、科學(xué)決策必不可少的工具。為滿足信息社會對GIS專業(yè)人才的需求，教育部于1997年設(shè)立了GIS專業(yè)。目前，全國已有100余所院校設(shè)立了專門培養(yǎng)GIS人才的專業(yè)，其中，設(shè)有GIS專業(yè)的農(nóng)業(yè)院校有l(wèi)6所。

農(nóng)業(yè)院校具有很強的行業(yè)特色，尤其近年來國家對“三農(nóng)”問題的重視，更使得與此相關(guān)的3S技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用不斷普及和深入，這對依托于農(nóng)業(yè)院校的 GIS專業(yè)是一個非常好的發(fā)展契機[2]。農(nóng)業(yè)院校如何開辦好GIS專業(yè)，有許多問題需要研究和探索，其中一個重要的問題是如何培養(yǎng)出優(yōu)秀的GIS專業(yè)人才來滿足社會需要。本文在吸取兄弟院校GIS專業(yè)在人才培養(yǎng)、專業(yè)建設(shè)等方面經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合江西農(nóng)業(yè)大學(xué)的實際情況，對我校GIS專業(yè)的人才培養(yǎng)模式和課程體系建設(shè)進行了研究和探討。

1 專業(yè)定位與特色

GIS是集計算機科學(xué)、地理學(xué)、測繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)和管理科學(xué)等為一體的新興邊緣學(xué)科[1、3]?？梢哉f，GIS是傳統(tǒng)課程和現(xiàn)代科技課程相結(jié)合的產(chǎn)物，是3S技術(shù)的主要內(nèi)容和核心。近些年在計算機技術(shù)高速發(fā)展的推動下，GIS技術(shù)在土地管理、資源管理、環(huán)境保護、交通運輸?shù)戎T多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。李滿春等人[4]對GIS的學(xué)科特點歸納總結(jié)為：工具學(xué)科特征、工程學(xué)科特征和橫斷學(xué)科特征三大特征。因此，GIS專業(yè)的教學(xué)必須緊跟時代步伐，在教學(xué)中采取理論與實踐并重，根據(jù)時代要求和市場需求培養(yǎng)理論與應(yīng)用并重的綜合型人才。

江西農(nóng)業(yè)大學(xué)于2004年開始籌備創(chuàng)建 GIS專業(yè)，從教學(xué)計劃制定、師資引進、實驗室建設(shè)和教學(xué)設(shè)施準備等多方面著手籌建，并進行了新增專業(yè)申報工作。2005年，依托我校國土資源與環(huán)境學(xué)院的兩個江西省品牌專業(yè)--土地資源管理專業(yè)和農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)，開設(shè)了地理信息系統(tǒng)專業(yè)，并招收第一屆GIS專業(yè)本科生，目前已有兩屆畢業(yè)生完成學(xué)業(yè)走上了社會。我校GIS專業(yè)的特色在于既突出了地理信息系統(tǒng)的技術(shù)特征，又緊密結(jié)合了國土、環(huán)境、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等部門的業(yè)務(wù)需求，培養(yǎng)學(xué)生具備地理信息系統(tǒng)研究、設(shè)計、開發(fā)的能力和在測繪、國土、城建、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、林業(yè)等行業(yè)部門的應(yīng)用能力。

2 專業(yè)培養(yǎng)目標與培養(yǎng)模式

2.1 專業(yè)培養(yǎng)目標

我校GIS專業(yè)以地表與近地表的自然、社會、經(jīng)濟、文化等現(xiàn)象分布的空間信息為研究對象，利用計算機、衛(wèi)星定位、遙感等現(xiàn)代技術(shù)進行空間信息的獲取、管理、表達、處理與應(yīng)用，為數(shù)字地球、數(shù)字國土等建設(shè)服務(wù)。培養(yǎng)學(xué)生掌握地理信息系統(tǒng)（GIS）、資源環(huán)境遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）的基本理論、基礎(chǔ)知識和基本技能，受到地籍測量與土地管理、土地利用規(guī)劃、土地信息系統(tǒng)、城市信息系統(tǒng)、數(shù)字測圖、計算機操作、數(shù)字地圖制圖軟件設(shè)計、地圖設(shè)計與編繪、地理信息系統(tǒng)設(shè)計、區(qū)域分析與規(guī)劃等技能的基本訓(xùn)練，具有熟練運用資源環(huán)境科學(xué)、現(xiàn)代測繪學(xué)、計算機科學(xué)等綜合理論知識開發(fā)各類專業(yè)地理信息系統(tǒng)的能力，能在國土、測繪、城建等部門從事空間信息的分析處理及地理信息系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)工作的高級專門人才。

2.2 人才培養(yǎng)模式

根據(jù)GIS專業(yè)特點和農(nóng)業(yè)院校的行業(yè)優(yōu)勢，從適應(yīng)社會發(fā)展需求出發(fā)，努力探索“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力、高素質(zhì)、廣適應(yīng)” 的新型人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型、設(shè)計開發(fā)型、科學(xué)研究型和創(chuàng)新拔尖型等四個層次的GIS專業(yè)人才，尤其注重對學(xué)生設(shè)計能力、開發(fā)能力、創(chuàng)新能力和綜合能力的培養(yǎng)[5，6]。

1）技術(shù)應(yīng)用型人才：培養(yǎng)具備 GIS基礎(chǔ)知識和GIS實際操作能力的應(yīng)用型人才。要求學(xué)生具有較寬厚的計算機、地學(xué)、數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)，熟練掌握主流 GIS軟件平臺的使用，面向多行業(yè)應(yīng)用，熟悉和了解資源與環(huán)境、區(qū)域規(guī)劃等領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識和基本技能。

2）設(shè)計開發(fā)型人才：在第一層次的基礎(chǔ)上，進一步培養(yǎng)在計算機、GIS等方面具有較扎實的知識和技術(shù)，擁有較強設(shè)計、開發(fā)和管理能力，面向企業(yè)、科研單位、高校的專門設(shè)計開發(fā)人才。要求學(xué)生熟練掌握VC++、JAVA等程序設(shè)計語言、軟件工程、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等的基礎(chǔ)理論和知識，了解GIS發(fā)展的最新動態(tài)，能夠從事GIS設(shè)計與開發(fā)工作。

3）科學(xué)研究型人才：在第二層次的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)具有GIS專業(yè)系統(tǒng)知識和實踐技能、擁有較寬廣知識面，具有一定科研的能力，畢業(yè)后可以直接進入碩士階段的學(xué)習(xí)和深造，或成為科研、教學(xué)行業(yè)的研究型人才。要求學(xué)生具備多學(xué)科交叉知識背景，了解 GIS學(xué)科前沿理論和技術(shù)，能夠利用信息科學(xué)與技術(shù)在資源環(huán)境領(lǐng)域從事科學(xué)研究工作。

4）創(chuàng)新拔尖型人才：在第三層次的基礎(chǔ)上，進一步培養(yǎng)具有創(chuàng)新潛力的拔尖人才，這類人才應(yīng)具備扎實的專業(yè)基礎(chǔ)和獨立從事研究、開發(fā)的能力，有一定的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，通過國際交流與合作，爭取到國外深造。

上述四層次人才培養(yǎng)模式是根據(jù)因材施教的原則，將人才培養(yǎng)目標劃分為不同層次，根據(jù)不同層次的培養(yǎng)目標制定相應(yīng)的培養(yǎng)計劃，提出不同的培養(yǎng)要求，學(xué)生畢業(yè)后達到不同的專業(yè)層次。通過該模式的培養(yǎng)，學(xué)生畢業(yè)后可以成為3S技術(shù)在資源環(huán)境中的技術(shù)應(yīng)用型人才、設(shè)計開發(fā)型人才、了解和掌握3S技術(shù)前沿信息的科學(xué)研究型人才以及高素質(zhì)的創(chuàng)新拔尖型人才。

3 課程體系建設(shè)

課程體系是實現(xiàn)專業(yè)定位和完成培養(yǎng)目標的具體體現(xiàn)。課程體系是一個具有特定功能、開放性的知識-技能概念組合系統(tǒng)，其體系結(jié)構(gòu)的形成不僅要使所包含的專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)理論課、專業(yè)技能課、專業(yè)應(yīng)用課等形成相互聯(lián)系的統(tǒng)一整體，而且還必須正確地反映培養(yǎng)目標和專業(yè)定位，適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展的需求，反映科學(xué)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢，符合學(xué)制及學(xué)時限制[6，7]。

3.1 課程體系構(gòu)建方案

我校GIS專業(yè)的課程體系包括公共基礎(chǔ)課程模塊、學(xué)科基礎(chǔ)課程模塊、專業(yè)基礎(chǔ)課程模塊、專業(yè)選修課程模塊、實驗實踐課程模塊等 5個學(xué)習(xí)模塊，每個學(xué)習(xí)模塊包含了若干課程類，每個課程類由一系列相關(guān)課程構(gòu)成。

3.2 課程體系課程設(shè)置

依據(jù)上述課程體系建設(shè)方案，我校GIS專業(yè)的課程設(shè)置如下：

1）公共基礎(chǔ)課程（1～2年級）：強調(diào)對英語、形勢與政策、體育等基本課程的學(xué)習(xí)。

①語言類課程：包括大學(xué)英語、大學(xué)語文等；②政治歷史類課程：包括中國近現(xiàn)代史綱要、形勢與政策、馬克思主義基本原理、毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論等；③素質(zhì)類課程：包括思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、體育、軍事理論等。

2）學(xué)科基礎(chǔ)課程（1～3年級）：強調(diào)對數(shù)學(xué)、計算機、資源環(huán)境、地理、土地和測繪等學(xué)科基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，以面向多種行業(yè)發(fā)展。

①數(shù)學(xué)類課程：包括高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計等；②計算機類課程：包括Visual Basic語言程序設(shè)計、C++程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法等；③資源環(huán)境與地理類課程：包括環(huán)境保護概論、生態(tài)學(xué)原理、自然地理學(xué)、經(jīng)濟地理學(xué)等；④土地類課程：包括土地資源學(xué)、土地規(guī)劃學(xué)等；⑤測繪類課程：包括數(shù)字地球?qū)д?、測量學(xué)、地圖學(xué)等。

3）專業(yè)基礎(chǔ)課程（2～3年級）：強調(diào)對GIS、RS和GPS的基礎(chǔ)知識和基本原理掌握。

①GIS類課程：包括GIS概論、GIS軟件工程、空間數(shù)據(jù)庫及設(shè)計、GIS設(shè)計與開發(fā)、空間分析、網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)等；②RS類課程：包括遙感技術(shù)基礎(chǔ)、遙感圖像處理等；③GPS類課程：包括GPS原理與應(yīng)用等。

4）專業(yè)選修課程（2～4年級）：強調(diào)對ArcGIS、MapGIS、Erdas、AutoCAD等軟件操作技術(shù)的掌握，以及對GIS前沿、GIS應(yīng)用等知識的學(xué)習(xí)。

①人文社科類課程：包括當(dāng)代世界經(jīng)濟與政治、管理學(xué)原理、可持續(xù)發(fā)展專題等；②計算機類課程：包括計算機圖形學(xué)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、網(wǎng)頁制作、計算機網(wǎng)絡(luò)等；③資源環(huán)境與地理類課程：包括旅游規(guī)劃與設(shè)計、城鎮(zhèn)規(guī)劃、土壤地理學(xué)、地理建模理論與方法等；④土地類課程：包括地籍管理、土地評價、土地經(jīng)濟學(xué)、土地管理信息系統(tǒng)、土地整治等；⑤GIS與RS類課程：包括ArcGIS操作技術(shù)、MapGIS操作技術(shù)、地理信息共享理論與方法、數(shù)字高程模型、專業(yè)英語、GIS前沿講座、Erdas遙感軟件操作技術(shù)、虛擬地理環(huán)境等。

5）實驗實踐類課程（1～4年級）：強調(diào)對學(xué)生動手與實踐操作能力的培養(yǎng)。

根據(jù)農(nóng)業(yè)院校GIS專業(yè)設(shè)立的基礎(chǔ)和背景，圍繞學(xué)生能力和素質(zhì)培養(yǎng)，參考他人的研究成果 [8]，我校GIS專業(yè)的實驗實踐類課程設(shè)計由計算機類實踐、土地管理類實踐、GIS基礎(chǔ)類實踐和GIS應(yīng)用類實踐4個類別組成，如表1所示。

表1 地理信息系統(tǒng)專業(yè)實驗實踐類課程表

3.3 實踐類課程的地位與層次

GIS專業(yè)的教學(xué)不僅僅是讓學(xué)生了解一些理論和發(fā)展趨勢，更重要的是讓學(xué)生通過更多的實踐學(xué)習(xí)，培養(yǎng)自己利用現(xiàn)代高科技技術(shù)手段獲取地理信息、運用地理信息、處理地理信息的能力，為今后的工作和研究作技術(shù)上的準備。鑒于GIS專業(yè)的實踐性與應(yīng)用性，實踐類課程教學(xué)是GIS專業(yè)的教學(xué)中需要高度關(guān)注的重要環(huán)節(jié)，實踐類課程是GIS專業(yè)的課程體系中不可替代的重要組成部分，其實驗實踐類課程時數(shù)應(yīng)該在總課時的比重比較大。

GIS專業(yè)4個類別的實驗實踐類課程（如表1所示）不是彼此孤立的，而是相互聯(lián)系的有機整體，具有嚴格的依存關(guān)系。在課程的設(shè)置中應(yīng)注意開課的先后順序[5]，從GIS專業(yè)實踐教學(xué)層次結(jié)構(gòu)圖（如圖1所示）可以看出，每個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)都有其必備的理論支撐。同時，處于較低層次的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)也構(gòu)成較高層次實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)，專業(yè)綜合實習(xí)與畢業(yè)設(shè)計處于層次結(jié)構(gòu)的最上層，需以其他實踐環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)。GIS應(yīng)用課程設(shè)計以地學(xué)與土地規(guī)劃實習(xí)、計算機及編程實習(xí)和GIS基礎(chǔ)等方面的知識為基礎(chǔ)，數(shù)字測量與制圖和遙感圖像處理課程設(shè)計需要具備地理學(xué)與計算機科學(xué)方面的知識。在計算機基礎(chǔ)系列實踐環(huán)節(jié)中，計算機上機實習(xí)處于最底層，是其他計算機編程實踐的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計為高效可靠的程序設(shè)計和數(shù)據(jù)庫設(shè)計打基礎(chǔ)。

圖1 地理信息系統(tǒng)專業(yè)實踐類課程層次

4 結(jié) 語

當(dāng)前我國GIS教育正處在蓬勃發(fā)展之中，各個高校根據(jù)自己的學(xué)科優(yōu)勢設(shè)置GIS專業(yè)，并在將來一定時期仍將維持這種狀態(tài)，這使得GIS專業(yè)難以規(guī)范，培養(yǎng)的GIS人才差別也比較大。高等農(nóng)業(yè)院校GIS專業(yè)的人才培養(yǎng)模式、課程體系建設(shè)和教學(xué)方法的改革和創(chuàng)新，將充分發(fā)揮教師的積極性，強化學(xué)生計算機操作、GIS軟件開發(fā)方面的實踐，加強多學(xué)科交叉、GIS應(yīng)用等方面的實踐鍛煉，培養(yǎng)和提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力，保證良好的理論和實踐教學(xué)效果，為社會輸送合格的GIS專業(yè)人才。

[1] 黃杏元，馬勁松，湯勤．地理信息系統(tǒng)概論（修訂版）[M]．北京：高等教育出版社，2001

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Talent Training Mode and the Construction of Curriculum System for GIS Specialty in Agriculture Collegesand Universities

by Luo Zhijun

Geography Information System(GIS)is a new edged cross-discip line.Taking Jiangxi Agricultural University as an example,this paper analyses on the talent training mode and the construction of Curriculum System for GIS Specialty in agriculture colleges and universities,shedding light on the construction of this Specialty in other universities.

GIS specialty,talent training,curriculum system,agriculture colleges and universities （Page:143）

P208

B

1672-4623(2011)01-0143-03

2010-08-20

項目來源：江西省教育廳教改課題（JXJG-07-3-3）。

羅志軍，副教授，博士，主要從事土地遙感與GIS方面的研究。