以卓越工程師為培養(yǎng)目標的GIS專業(yè)實踐教學改革研究初探

黎華 吳浩 池秀文

【摘要】卓越工程師的培養(yǎng)能為國家的新型工業(yè)化道路和人才強國戰(zhàn)略服務。以實踐教學來培養(yǎng)出高素質(zhì)的、具有較強工程實踐能力的專業(yè)型地理信息系統(tǒng)人才，是所有教學工作者義不容辭的責任。在認清教學改革的重要意義的基礎(chǔ)上，提出要從實踐教學的要求、內(nèi)容、方法、考核等方面進行實踐教學改革的研究，將對比研究、調(diào)查研究、實例研究、統(tǒng)計研究方法引入到具體的研究過程中。該實踐教學改革的研究方法可以推廣到其他類似的高校和科研單位，為其他高校和科研單位的卓越工程師人才培養(yǎng)計劃提供一定的借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】卓越工程師實踐教學地理信息系統(tǒng)

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2012）03-0003-02

1.引言

2010年教育部啟動“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”），該計劃是貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。該計劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務。

武漢理工大學作為教育部首批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點院校，“卓越計劃”的主要目標是著力提高學生的工程意識、工程素養(yǎng)和工程實踐能力，培養(yǎng)適應我國經(jīng)濟社會發(fā)展需要的各類工程技術(shù)人才。地理信息系統(tǒng)（GIS）專業(yè)是一門工程性和實踐性很強的學科，如何培養(yǎng)出高素質(zhì)的、具有很強的工程實踐能力的專業(yè)型地理信息系統(tǒng)人才，是擺在我們面前的一道難題。

國外大學地理信息系統(tǒng)的培養(yǎng)目標定位于講授GIS理論及實踐應用，要求學生掌握基本的GIS理論和GIS應用[1]。在實踐課程設置方面，將實踐教學與理論課程結(jié)合得更為緊密，集中安排類似于課程設計的實踐環(huán)節(jié)，部分課程將實習穿插其中，重視測量工程、自然地理、人文地理、經(jīng)濟地理的野外實踐，一些高校在課程實踐教學中率先開始使用面向?qū)ｎ}應用的實踐教學模式，突出學生在專題應用情境等實踐中學習[2]，強調(diào)學生的專業(yè)應用技能培養(yǎng)，要求學生必須在GIS實驗室中完成一定的研究實驗和創(chuàng)新實驗。

目前我國GIS專業(yè)本科教育發(fā)展很快，從工程實踐教學體系上不同背景GIS專業(yè)都汲取其各自學科的營養(yǎng)精華，重視GIS綜合性實踐活動的改革與建設，強調(diào)在人才培養(yǎng)上的教學與科研相結(jié)合，理論與工程實踐相結(jié)合，取得了顯著的成效[3]，但是與國外相比，在學生工程實踐能力的培養(yǎng)方面還存在不足。有些教師存在重視基本原理和基本方法等理論方面的教育，對實踐教學重要性的認識仍然不足。長期的應試教育，造成部分學生只重視理論課而輕視實驗課，甚至相當一部分學生對實驗課敷衍了事，更別談向工程型人才轉(zhuǎn)變了。因而從現(xiàn)在開始，應該著手對GIS實踐教學體系和內(nèi)容進行系統(tǒng)的研究，根據(jù)各學校GIS專業(yè)學科優(yōu)勢、企事業(yè)合作特點和特有的實踐教學平臺構(gòu)建相應的實踐教學模式，為特定的工程領(lǐng)域培養(yǎng)受歡迎的GIS人才。

2.研究意義

地理信息系統(tǒng)是一門技術(shù)性、實踐性很強的新學科，是與計算機技術(shù)、地理學、測繪學、統(tǒng)計學等密切相關(guān)的一門交叉性、邊緣性學科[4]。目前，GIS專業(yè)已經(jīng)在城市規(guī)劃管理、交通運輸、測繪、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、制圖等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益[5]。正由于地理信息系統(tǒng)是一門多學科結(jié)合的綜合性學科，實踐性很強，研究GIS專業(yè)的實踐教學改革來培養(yǎng)更高素養(yǎng)的卓越工程師具有非常重要的意義。

（1）實踐教學能作為理論教學的重要補充內(nèi)容。GIS專業(yè)培養(yǎng)的卓越工程師，不但要有深厚的理論基礎(chǔ)，而且要掌握過硬的實踐技術(shù)，而實踐教學可以彌補學生在動手能力方面的欠缺。

（2）實踐教學能顯著提高教學質(zhì)量。通過實踐教學可以將理論與實踐很好的結(jié)合起來，使得稍顯枯燥的理論課程更容易被學生接受，更能激發(fā)學生的學習興趣，也能夠讓學生了解GIS專業(yè)在社會中的應用領(lǐng)域和發(fā)展方向，讓學生自主學習。

（3）實踐教學能培養(yǎng)“來之能戰(zhàn)”的卓越工程師。實踐教學在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、科研能力方面的作用重大，在培養(yǎng)人才方面起著不可取代的作用。通過課內(nèi)實驗、課程設計、自主創(chuàng)新、企事業(yè)合作等實踐教學全面增強學生獨立分析和解決問題的能力、創(chuàng)造性思維能力，為將來工作和走向社會奠定了強大的基礎(chǔ)。

3.研究內(nèi)容

本研究以武漢理工大學資源與環(huán)境工程學院GIS專業(yè)的實踐教學為研究對象，以資源、環(huán)境的特定應用領(lǐng)域為主線，旨在提高學生的實踐動手能力，并以學校提出的“卓越人才工程培養(yǎng)”為契機，分析GIS專業(yè)的實踐教學的現(xiàn)行模式的優(yōu)缺點，提出新的實踐教學要求、實踐教學內(nèi)容、實踐教學方法和模式，提高教學水平和教學質(zhì)量，培養(yǎng)合格的GIS人才。

（1）分析GIS專業(yè)實踐教學現(xiàn)行模式的優(yōu)缺點。經(jīng)過8年的地理信息系統(tǒng)專業(yè)的建設，武漢理工大學資源與環(huán)境工程學院的GIS專業(yè)的實踐教學模式取得了一定的成績，提高了學生的動手能力，學生在課內(nèi)實驗、項目研發(fā)、創(chuàng)新實驗、GIS競賽方面都有了長足的進步，并且學生近幾年的就業(yè)率也比較高，說明該專業(yè)培養(yǎng)的人才也得到了社會的認可。但科技和社會都在進步，現(xiàn)行的實踐教學模式也有待加強，比如如何更好的激發(fā)學生的自主學習和創(chuàng)新能力就是擺在我們面前的問題。

（2）研究GIS專業(yè)實踐教學要求。在科技進步飛速發(fā)展的今天，討論GIS專業(yè)實踐教學的基本要求。任何GIS專業(yè)的發(fā)展必須依托相關(guān)的其他學科的發(fā)展，將GIS技術(shù)用于具體的行業(yè)領(lǐng)域，才能使GIS永葆活力。本研究結(jié)合武漢理工大學資源與環(huán)境工程學院的優(yōu)勢學科（資源、環(huán)境），以資源、環(huán)境領(lǐng)域的專題應用為主線，以礦業(yè)資源、礦山環(huán)境為特定發(fā)展領(lǐng)域，探究GIS專業(yè)的實踐教學要求。

（3）研究GIS專業(yè)實踐教學內(nèi)容。不同學校、依托不同的專業(yè)，GIS專業(yè)實踐內(nèi)容會有所不同。該文中所有的實踐內(nèi)容以資源、環(huán)境為主線，以提高學生的動手能力為指導，以培養(yǎng)卓越工程師為目標，來制定相應的實踐內(nèi)容。在實踐教學內(nèi)容的制定過程中，盡量做到實踐課和理論課的平衡，以實踐課來強化對理論課的理解，以理論來加強對實踐的指導。實踐教學內(nèi)容應從課程實踐、野外實踐、創(chuàng)新實踐、項目實踐、競賽實踐、企業(yè)實踐等方面來全方位考慮，針對學生的不同特長，從不同的實踐方面來分別培養(yǎng)，從而做到由易到難，學生更容易掌握實踐內(nèi)容，提高自己的實踐動手能力，培養(yǎng)出不同方向發(fā)展的專業(yè)型人才。

（4）研究GIS專業(yè)實踐教學方法。好的方法是事情成功的一半，因此，在確定了實踐教學內(nèi)容后，就要制定能取得良好效果的教學方法。基本上來說， GIS專業(yè)實踐教學方法可以概括為“先易后難”、“老師引導、學生自主”、“重視專題、加強應用”?！跋纫缀箅y”就是首先通過簡單的應用為引入點，以一個簡單的GIS應用作為案例，激發(fā)學生對于GIS專業(yè)的興趣，然后學生才愿意在更深入的方面做些實踐，可以先進行課程實踐和野外實踐，然后過渡到競賽實踐、企業(yè)實踐和創(chuàng)新實踐?！袄蠋熞龑АW生自主”就是在實踐的過程中，不能像傳統(tǒng)的填鴨式教育一樣，要充分發(fā)揮學生的自主學習能力和敢于創(chuàng)新能力，給出一個問題，讓學生自己設計實驗方案和過程，培養(yǎng)學生解決科研問題的能力?！爸匾晫ｎ}、加強應用”就是要以資源、環(huán)境這個特定領(lǐng)域為專題方向，引導學生將GIS技術(shù)應用到該領(lǐng)域，同時，鼓勵學生參與各類型的競賽項目，向?qū)W生提供參與教師項目和企業(yè)合作的機會，強化GIS在該專業(yè)領(lǐng)域的應用，以GIS專業(yè)來解決該領(lǐng)域的問題。同時，資源、環(huán)境優(yōu)勢學科領(lǐng)域也可以拓寬GIS專業(yè)的發(fā)展方向。

（5）研究GIS專業(yè)的實踐考核方法。課程考核是促進學生學習的重要動力機制，也是考查學生學習效果的一種手段。雖然考核不是目的，但是可以通過考核適當給學生壓力，讓學生主動對不熟悉的內(nèi)容進行鞏固，達到增強學習效果的目的。對于實踐的考核不能采用傳統(tǒng)的筆試考核方式，要研究新的考核辦法?？梢酝ㄟ^老師出題，學生上機的方式來及時考核。也可以讓學生自主選題，給出規(guī)定的時間后，讓學生準備報告，現(xiàn)場答辯并演示選題成果。也可以讓合作企業(yè)對學生的實踐效果進行評價。通過多種考核方式，能夠全方位提高學生的實踐動手能力，為學生的工程化訓練提供最終的考評結(jié)果。

4.研究方法

（1）對比研究。國內(nèi)外已經(jīng)有很多學者和教學研究者對實踐教學改革都進行了探索[6-8]，因此，可以基于國內(nèi)外GIS專業(yè)（尤其是與資源、環(huán)境的優(yōu)勢學科相關(guān)的GIS專業(yè)）的實踐教學體系、方法和模式，對比武漢理工大學資源與環(huán)境學院GIS專業(yè)的實踐教學體系、方法，分析該體系、方法的優(yōu)缺點，好的方法繼續(xù)保持并深化，有缺陷的地方提出相應的改革措施。

（2）調(diào)查研究。調(diào)研國內(nèi)資源、環(huán)境領(lǐng)域的研究前沿，將GIS專業(yè)的實踐教學內(nèi)容與資源、環(huán)境領(lǐng)域的熱點研究問題進行關(guān)聯(lián)，對于武漢理工大學資源與環(huán)境工程學院的GIS專業(yè)來說，應該將礦山GIS作為最主要的應用領(lǐng)域，所有實踐的內(nèi)容以此為主線，培養(yǎng)為資源、環(huán)境領(lǐng)域服務的專門GIS工程人才。

（3）實例研究?；趯嵺`教學內(nèi)容中的課程實踐、野外實踐、創(chuàng)新實踐、項目實踐、競賽實踐等方面，以資源、環(huán)境領(lǐng)域為主線，在各個實踐方面具體實施，驗證實踐內(nèi)容和實踐教學方法的效果。

（4）統(tǒng)計研究。通過采用調(diào)查問卷的形式來收集相關(guān)信息，比如就業(yè)率、競賽成績、創(chuàng)新成果、參與項目、企業(yè)合作成績等，經(jīng)過統(tǒng)計分析，來評價這些實踐教學內(nèi)容的教學效果。

5.總結(jié)

地理信息系統(tǒng)的實踐教學對培養(yǎng)高素質(zhì)的工程師具有很重要的意義，通過教學實踐的改革研究，可以推動GIS專業(yè)人才創(chuàng)新能力的提高，可以培養(yǎng)“來之能戰(zhàn)”的專業(yè)型工程人員，促進GIS專業(yè)的就業(yè)率。而且始終以資源、環(huán)境特定應用領(lǐng)域為切入點，所以實踐教學的內(nèi)容、實踐教學方法的成果可以推廣到其他類似的高校和科研單位，為其他高校和科研單位的人才培養(yǎng)提供一定的借鑒作用。甚至可以將實踐教學成果進行提煉、總結(jié)，建立GIS實踐示范工程，建設較高水平的科技創(chuàng)新基地，最后將其轉(zhuǎn)化成科研成果和生產(chǎn)力。

參考文獻

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基金項目：湖北省教學研究項目《礦物資源工程專業(yè)課程數(shù)字化建設與實踐》（編號：20070096），武漢理工大學教學研究校級重點項目《行業(yè)背景下GIS卓越工程師培養(yǎng)的創(chuàng)新實踐模式研究與實踐》（編號：2011049）