基于CDIO模式的GIS專業(yè)教學(xué)改革研究

劉海新

（河北工程大學(xué) 資源學(xué)院，河北 邯鄲 056038）

一、引言

GIS（Geographical Information Science）是地理信息科學(xué)的簡稱，也是地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System）的簡稱。地理信息系統(tǒng)專業(yè)是國家教委于1997年頒布專業(yè)目錄時在地理學(xué)中確定的一個專業(yè)[1]，2012年 9月教育部在公布的普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄上對其更名為地理信息科學(xué)。

教育的根本是培養(yǎng)人才，學(xué)生的質(zhì)量是學(xué)校發(fā)展的關(guān)鍵，甚至直接關(guān)系高校的發(fā)展與存亡。近年來，高等學(xué)校辦學(xué)規(guī)模不斷擴大，有些高校不但在硬件環(huán)境上日益捉襟見肘，教學(xué)質(zhì)量也不堪重負[3]，同樣對于地理信息科學(xué)專業(yè)來說，如何構(gòu)建完善有效的教學(xué)質(zhì)量保障，成為尤為突出和緊迫的問題。

二、人才培養(yǎng)模式研究

以河北工程大學(xué)地理信息科學(xué)專業(yè)為平臺，結(jié)合學(xué)校“工程”理念的特色，綜合分析和借鑒國內(nèi)外高校對于地理信息科學(xué)專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系的研究提出結(jié)合CDIO模式的GIS 創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

（一）人才培養(yǎng)目標

每個學(xué)校都有各自的特色，結(jié)合學(xué)校的優(yōu)勢學(xué)科提出地理信息科學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標是每個高校應(yīng)該遵循的原則。同時結(jié)合創(chuàng)立地理信息科學(xué)專業(yè)10年來的不斷摸索和總結(jié)以及往屆畢業(yè)生的信息反饋，確定本校地理信息科學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)具備地理信息系統(tǒng)原理等相關(guān)學(xué)科的基本理論、基本知識和基本技能，能在科研機構(gòu)、高等院校、地理信息系統(tǒng)及信息化企業(yè)從事與地理信息技術(shù)有關(guān)的應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā)、空間信息建庫、生產(chǎn)管理和行政管理等工作的“3S”技術(shù)復(fù)合型人才。

（二）培養(yǎng)途徑

CDIO 方法是基于構(gòu)想一個強調(diào)技術(shù)基礎(chǔ)的創(chuàng)新能力教育，并置身于產(chǎn)品/系統(tǒng)生命周期的具體環(huán)境中，創(chuàng)新應(yīng)用人才培養(yǎng)途徑應(yīng)遵循基于項目的產(chǎn)品/系統(tǒng)的生命周期全過程，即CDIO( Conceive-Design- Implement-Operate) “構(gòu)想—設(shè)計—實施—操作”4個過程[2]。同時根據(jù)社會上要求的大學(xué)畢業(yè)生應(yīng)該具備的能力提出了人才培養(yǎng)應(yīng)更為注重職業(yè)道德, 培養(yǎng)綜合能力，也就是說要以做人為基礎(chǔ)，做人與做事結(jié)合，做人通過做事來體現(xiàn)，做事依靠做人來保證，在培養(yǎng)過程中注重人文精神的熏陶，使培養(yǎng)出的學(xué)生備優(yōu)良的職業(yè)道德、創(chuàng)新精神、富有責(zé)任感、技術(shù)過硬的社會人才，據(jù)此完善并撰寫多學(xué)科滲透交叉的"3S"技術(shù)特色專業(yè)人才培養(yǎng)計劃。

三、教學(xué)計劃和教學(xué)大綱研究

GIS作為本科專業(yè)來辦，必須有嚴格的教學(xué)大綱和合理的課程設(shè)置。由于 GIS屬于信息高科技，發(fā)展變化速度很快，教學(xué)大綱和課程設(shè)置也要隨時變化和更新。因此結(jié)合CDIO創(chuàng)新模式，研究一套適合本校工程特色的教學(xué)大綱和合理的教學(xué)計劃勢在必行。

依據(jù) CDIO 創(chuàng)新理念，以高科技綜合性和復(fù)合型創(chuàng)新應(yīng)用人才能力培養(yǎng)為核心，集成化進行教學(xué)計劃的設(shè)計。理論教學(xué)課程體系應(yīng)具有新思維、新知識，課程設(shè)計應(yīng)結(jié)合實際，以實際標準嚴格要求完成教學(xué)目標，培養(yǎng)個人能力、人際能力及產(chǎn)品-流程-系統(tǒng)建造能力。根據(jù)社會需求對多學(xué)科課程進行分解與綜合，構(gòu)筑全新能力本位教育課程體系，建立標準的課程大綱，編寫特色課程體系并配套合理的、理論與實際相結(jié)合的教材。在課程配置方面，不能把課程簡單相加，應(yīng)積極挖掘課程之間的邏輯關(guān)系，實現(xiàn)自然科學(xué)課程與的人文社會科學(xué)緊密結(jié)合、深度融合，把工程的理念加入課程體系，使學(xué)生形成系統(tǒng)的科學(xué)的方法論、認知論，最終達到個人價值與社會價值的統(tǒng)一。引導(dǎo)學(xué)生從工程實踐入門，積極鼓勵學(xué)生參加各類 GIS大賽，充分培養(yǎng)學(xué)生的團隊意識、職業(yè)精神和高度的責(zé)任感。

四、師資隊伍培養(yǎng)

高素質(zhì)教師隊伍是保證課程授課水平的關(guān)鍵。教師也是教學(xué)成功與否的基礎(chǔ)，教師的思想觀念、工作態(tài)度和能力對學(xué)生的學(xué)習(xí)、實踐至關(guān)重要，因此教師隊伍的建設(shè)關(guān)系到GIS課程教學(xué)改革的成敗。由于 GIS涉及到多個學(xué)科，應(yīng)根據(jù)不同基礎(chǔ)學(xué)科配備相應(yīng)的任課教師，綜合利用學(xué)校計算機技術(shù)、測繪工程、數(shù)學(xué)等相關(guān)專業(yè)的任課教師，建立一個教學(xué)穩(wěn)定、高質(zhì)量的課程教學(xué)組。對 GIS專業(yè)來說，除專業(yè)教學(xué)計劃內(nèi)安排的與GIS相關(guān)的基礎(chǔ)學(xué)科外，其教學(xué)組教師還應(yīng)包括其他專業(yè)教師，做到 GIS課程由 GIS專業(yè)畢業(yè)的教師任教；計算機課程教學(xué)工作由校內(nèi)計算機專業(yè)的相應(yīng)教師來完成；數(shù)學(xué)相關(guān)課程充分利用校內(nèi)數(shù)學(xué)專業(yè)的師資；測繪相關(guān)課程利用學(xué)院測繪工程專業(yè)的任課教師來完成，并且積極聘請相關(guān)行業(yè)的專家學(xué)者來我校講座，普及新知識，領(lǐng)略新的行業(yè)應(yīng)用。

五、教學(xué)方法改革

（一）豐富課堂教學(xué)內(nèi)涵，激發(fā)學(xué)生主動性

針對各門課程的特點，摒棄原來的“填鴨子”式教育，課堂上積極與學(xué)生互動，鼓勵學(xué)生多提問題，其目的在于改變學(xué)生被動學(xué)習(xí)的習(xí)慣，引導(dǎo)學(xué)生去思考、學(xué)會分析問題，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的積極性。

（二）借助現(xiàn)代教學(xué)手段，構(gòu)建新型教學(xué)模式

相對部分課程，板書已經(jīng)很難起到比較好的教學(xué)效果，因此對該部分課程的教學(xué)可以更多地借助計算機來實現(xiàn)，即采用多媒體計算機輔助教學(xué)(MCAI)。綜合運用文字、聲音、圖形、圖像和影像等信息，通過合理的教學(xué)設(shè)計，運用一定的策略，把相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容以人類聯(lián)想的方式，有機地集成并顯示在熒屏上，使學(xué)生通過人機交互界面，完成一系列的學(xué)習(xí)。

（三）強化實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生動手能力

徹底改變理論脫離實際的教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力，因此每門課程都配以相應(yīng)的實驗教學(xué)，教師結(jié)合課堂授課內(nèi)容，充分利用實驗教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。同時積極引導(dǎo)學(xué)生參與教師的科研課題，以實際項目來培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，為走向社會積累經(jīng)驗。

六、結(jié)論

我國確立了 2020 年建設(shè)成創(chuàng)新型國家的目標，提高高等院校學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，培養(yǎng)國家所需的創(chuàng)新型人才是高等院校義不容辭的責(zé)任。本文根據(jù)CDIO創(chuàng)新模式對我校的地理信息科學(xué)專業(yè)進行創(chuàng)新型人才進行了探討，建立了人才培養(yǎng)目標，修訂了教學(xué)計劃和各門課程的教學(xué)大綱，并對師資培養(yǎng)以及教學(xué)方法改革進行了總結(jié)，其最終目的是為社會輸送符合社會需求的綜合型、創(chuàng)新型 GIS高級人才。

[1]劉學(xué)鋒，陳波，何貞銘，李功權(quán).地理信息系統(tǒng)專業(yè)實踐教學(xué)規(guī)劃與設(shè)計[J].地理空間信息，2004,2(3):44-46.

[2]王桂梅，王慶東.基于行業(yè)特色背景的測控技術(shù)與儀器專業(yè)CDIO教學(xué)模式研究[J].河北工程大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2010(2):55-56.