地理信息科學專業(yè)學生能力指標體系及學生能力培養(yǎng)途徑研究

程朋根， 陳曉勇， 聶運菊， 夏元平， 李大軍， 劉 波

（東華理工大學測繪工程學院，江西南昌 330013）

地理信息系統(tǒng)經(jīng)過近40年的發(fā)展，已深入到采用空間信息進行管理和決策支持的行業(yè)，社會對它的需求正在日益增加。盡管各行業(yè)對地理信息系統(tǒng)的要求具有多樣性，但從地理信息系統(tǒng)的工程建設、運行和維護等角度來看，一個擁有和使用GIS的單位，對于其工作人員的GIS技能的要求一般分為3個層次:一般用戶、專職GIS人員、開發(fā)與系統(tǒng)管理人員［1］。作為大學本科教育培養(yǎng)的GIS專業(yè)人才類型應該是專職GIS人員、開發(fā)與系統(tǒng)管理人員。這就要求學生既要能掌握GIS的基礎理論知識，同時要具有GIS軟件使用、GIS工程設計與GIS二次開發(fā)方面的基本技能［2］。培養(yǎng)的學生能夠在城市管理、城市規(guī)劃、資源、環(huán)境、交通、土地、農(nóng)業(yè)、軍事等領域從事與GIS有關的應用研究、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)與行政管理等工作。在GIS專業(yè)課程設置、能力培養(yǎng)方面，應緊緊圍繞這一目標，這樣培養(yǎng)出來的學生才能滿足社會的需求。2010年10月，3SNews視訊傳媒出版的一份GIS專業(yè)學生就業(yè)問題?？刑岬剑髽I(yè)認為實踐能力強和能吃苦耐勞是決定大學生是否被錄取的重要因素的比重是85．9%和85．6%，其次是思想品德、專業(yè)對口和創(chuàng)新能力［3］。由此可見，學生能力培養(yǎng)是大學本科教育的首要任務，研討學生能力培養(yǎng)途徑非常重要。本文主要根據(jù)社會對GIS專業(yè)人才需求研究GIS專業(yè)學生能力指標體系，提出了GIS專業(yè)學生能力培養(yǎng)的幾個途徑。

1 GIS專業(yè)學生能力指標體系設計

地理信息系統(tǒng)是一門集計算機科學、地理學、測繪科學、環(huán)境科學、空間科學以及管理科學等學科為一體的交叉學科，GIS專業(yè)的學生不僅要有扎實的理論基礎，還應該具有較強的動手能力和軟件開發(fā)能力，同時自主學習能力是學生適應未來學科發(fā)展和拓展應用領域的基礎。對一個GIS本科生的基本要求是:熟練掌握一門計算機語言，能夠開發(fā)簡單的GIS應用模塊，能夠掌握二種以上的常見GIS軟件，并至少具有一種二次開發(fā)的能力，盡最大可能讓學生參與相關的科學研究與實用GIS工程項目的開發(fā)。由此可見，GIS專業(yè)學生能力除一般大學生所具備的能力和素質(zhì)之外，更要突顯以下七個方面的能力:專業(yè)基礎理論與前沿技術(shù)、GIS軟件使用與數(shù)據(jù)采集處理能力、空間數(shù)據(jù)建模與分析能力、GIS工程建設能力、GIS二次開發(fā)設計能力、自主學習能力以及GIS科研與創(chuàng)新能力等?；谶@七方面的能力，可以構(gòu)建地理信息科學專業(yè)學生能力指標體系的一級指標，各一級指標又可以進一步細分為多個二級指標，總共分為21個二級指標，如表1所示。

2 GIS專業(yè)學生能力培養(yǎng)途徑

學生能力培養(yǎng)應堅持知識、能力、素質(zhì)、個性的協(xié)調(diào)發(fā)展和綜合提高的原則，以努力培養(yǎng)寬基礎、高素質(zhì)、富有創(chuàng)新和實踐能力的高水平人才。GIS專業(yè)學生能力培養(yǎng)應該從課程體系設置、教學團隊建設、學生道德品質(zhì)教育、實習基地建設、建立校企合作機制、加強實踐性教學環(huán)節(jié)、利用現(xiàn)代化教學手段、采取合理的考核方法、鼓勵參加競賽活動、本科生導師制等十個途徑進行實施。

2．1 合理的GIS課程體系設置

GIS課程體系設置決定了學生的知識體系結(jié)構(gòu)，因而在很大程度上決定了學生的能力培養(yǎng)。地理信息系統(tǒng)課程體系的設置應該既要滿足GIS專業(yè)理論基礎與基本技能的需要，同時應體現(xiàn)各學校專業(yè)服務領域的特點。有關課程體系的設置問題，王永興教授對我國部分高校GIS本科課程體系進行了比較研究，黃杏元、盛業(yè)華、錢樂祥教授等對GIS課程體系進行過研究，提出了GIS課程的基本框架［4-7］。從課程的性質(zhì)來看，可將GIS專業(yè)課程分為數(shù)理基礎、測繪學、地球科學、計算機科學、GIS與RS共5大塊。由于各學校開設GIS專業(yè)所依托的學科不同，學生培養(yǎng)目標也不盡相同，各塊之間的比例關系會存在一定的差異，例如，以測繪學為依托的GIS專業(yè)，測繪學課程比例會高些;而依托計算機科學的GIS專業(yè)則會側(cè)重計算機方面的課程。一般而言，突出專業(yè)特色的課程可以放在選修課中［8］。

為使學生有更多的時間從事實踐鍛煉、提高動手能力，并使準就業(yè)工作盡可能前移，采取“3+1”培養(yǎng)模式來編寫教學計劃，即前三年為基礎和專業(yè)課程學習和專業(yè)實驗（實習）課學習時間，后一年主要是從事畢業(yè)實習和畢業(yè)設計時間，這樣學生有連續(xù)較長的時間從事實際生產(chǎn)鍛煉。此外還應注意三個方面的問題:一是GIS專業(yè)課程知識結(jié)構(gòu)合理分布（比例）;二是應根據(jù)各課程知識點和先導課程知識要求合理安排各專業(yè)課程的前后順序;三是在實踐性課程（含教學實習）安排方面，做到四年不斷線，目的是使學生的動手能力做到循序漸進發(fā)展和提升。

表1 地理信息系統(tǒng)專業(yè)學生能力指標體系

續(xù)表1

2．2 注重加強教學團隊建設

師資隊伍建設，是提高教學質(zhì)量的基礎，也是提高學生動手能力的重要保證。教學團隊建設是培養(yǎng)合格專業(yè)師資隊伍的重要途徑。在團隊建設過程中，年紀較大的教師應側(cè)重專業(yè)理論知識的梳理、科研成果向教學成果的轉(zhuǎn)化，組織開展教學研究，撰寫高質(zhì)量的教材和教研成果，青年教師則應突出實踐教學，側(cè)重學生動手能力培養(yǎng)和自身綜合能力的提高。要有計劃地派遣教師到國外訪問進修，參與國內(nèi)GIS軟件企業(yè)組織GIS軟件操作開發(fā)與工程應用的培訓，或中國GIS行業(yè)協(xié)會教育與科普專業(yè)委員會組織的暑期青年教師培訓。筆者所在的東華理工大學GIS專業(yè)有13位教師，其中有4位具有國外的工作或?qū)W習經(jīng)歷，3位教師參加過GIS軟件企業(yè)培訓，4位教師參加了暑期青年教師培訓，兩位青年教師參加全國青年教師講課比賽并獲獎。學校GIS專業(yè)于2010年申報成功“地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程群教學團隊”省級教學團隊建設項目，為提升教師整體素質(zhì)提供了良好的契機。

2．3 學生道德品質(zhì)教育應貫穿每個教學環(huán)節(jié)

合格的人才培養(yǎng)首先是培養(yǎng)學生如何做人，然后才是成才。道德品質(zhì)的培養(yǎng)是要培養(yǎng)具有敬業(yè)、團結(jié)、誠信等品質(zhì)的人才，這是一個循序漸進、潛移默化的過程。要求教師結(jié)合課程教學特點，把道德品質(zhì)教育貫穿到每個教學環(huán)節(jié)，以良好的事例積極引導學生。例如空間信息的管理與共享是地理信息系統(tǒng)的目的，應該教育學生遵循共建共享、創(chuàng)新開發(fā)、熱忱服務的道德準則。此外，教師應加強自身品德素質(zhì)的修養(yǎng)，以身作則做學生的表率，學校及學院也要營造一個開拓、創(chuàng)新、誠信、團結(jié)的學習與學術(shù)氛圍，例如，每年的9月15號是SuperMAP GIS軟件公司發(fā)起的“GIS日”，學院可以組織開展活動，讓學生增加GIS專業(yè)意識和自豪感;經(jīng)常請GIS公司與企業(yè)的領導和專家來校作學術(shù)報告。

2．4 建設好課間與教學實習基地

GIS專業(yè)學生動手能力，主要包括GIS軟件的使用、二次開發(fā)、GIS應用與工程設計、航測與遙感圖象處理軟件和數(shù)據(jù)采集軟件的使用等等。為了實現(xiàn)這一目標，學校需要建立相關的GIS實驗室，并購置一些國內(nèi)外常用的與GIS專業(yè)密切相關的（GIS）軟件和相應的硬件設備，如ArcGIS，Super-MAP，ERDAS等。為使學生的理論學習與實際應用結(jié)合起來，加深對所學內(nèi)容的理解，學校要與從事地理信息系統(tǒng)工程的單位或科研機構(gòu)建立聯(lián)系，并采取聯(lián)合辦學或互惠互利的方式建立教學實習基地。這樣學校解決了教學實習的問題，生產(chǎn)單位也可以充分利用學生資源，從事空間數(shù)據(jù)的錄入甚至應用模塊的開發(fā)等工作，還可與高校教師聯(lián)合共同完成某些GIS工程任務。這樣的單位有省市級的基礎地理信息系統(tǒng)中心、國土規(guī)劃局、城市建設部門以及研究院所等。

2．5 建立校企合作機制

“校企合作”是一種很好的培養(yǎng)企業(yè)人才的模式。目前，從事地理信息和測繪的單位有比較齊全的設備，生產(chǎn)任務比較多，缺少人手，尤其是近年國家和地方都在進行數(shù)字城市建設、天地圖建設以及三權(quán)發(fā)證等大型工程項目，各測繪與地理信息部門需要大量的地理信息專業(yè)的人才，希望本科生到自己單位實習以彌補人才短缺，這一形勢可以促成高校與企業(yè)建立良好的校企合作機制。

對GIS技術(shù)含量比較高的企業(yè)，如GIS軟件公司、從事測繪與地理信息的科研院所，高?？梢圆扇∨c他們共建聯(lián)合實驗室方式進行合作。一方面，企業(yè)可以為高校提供僅計成本價的GIS應用軟件，為高校進行GIS技術(shù)師資培訓。另一方面高校在使用GIS軟件過程中發(fā)現(xiàn)問題，提出新的用戶需求，為企業(yè)GIS軟件推廣使用做貢獻。

2．6 加強實踐性教學環(huán)節(jié)、注重能力培養(yǎng)

根據(jù)地理信息科學專業(yè)總體目標和課程體系規(guī)劃GIS專業(yè)實踐性教學環(huán)節(jié)，同時為實踐性課程制定實習大綱、編制實習能力指標體系和相應的實習指導，以便讓學生在剛開始上某門課時就知道自己學完該門課后應該達到怎樣的要求。采取相應的措施調(diào)動學生參加實踐性教學的積極性和提高學生開發(fā)創(chuàng)造性思維能力的自覺性。一門課程的實驗實習內(nèi)容應和專業(yè)應用知識緊密結(jié)合。例如開設數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程時，應讓學生對TIN的數(shù)據(jù)組織、網(wǎng)絡分析等與GIS空間數(shù)據(jù)組織和空間分析相關的內(nèi)容進行實習和編程。畢業(yè)實習與設計是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性能力的重要環(huán)節(jié)，應盡可能地結(jié)合生產(chǎn)任務或科研項目進行，采取上文提到的“3+1”教學模式，可以增加畢業(yè)實習與設計的時間，使學生達到有效鍛煉的目的。

2．7 應用現(xiàn)代化教學手段，豐富教學內(nèi)容

GIS是構(gòu)建在信息技術(shù)基礎之上的，大多數(shù)課程的教學內(nèi)容很適合利用多媒體技術(shù)進行組織與教學，因此，GIS教學必須充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)中的多媒體、網(wǎng)絡化教學手段，開發(fā)多媒體和網(wǎng)絡課件。目前，Internet網(wǎng)上有關GIS教育的網(wǎng)址已有不少，互聯(lián)網(wǎng)上的GIS教育為學生在校期間尤其是畢業(yè)后的自我教育提供了一種重要的學習方式。教學中，應充分利用國際互連網(wǎng)上國際學術(shù)組織、大學和著名GIS軟件生產(chǎn)廠商創(chuàng)辦的豐富的GIS領域的免費遠程教育資源，使學生能更形象、快捷、多渠道、多方面接受專業(yè)知識，培養(yǎng)能力。教師應將國際互聯(lián)網(wǎng)上比較典型的GIS網(wǎng)站告訴學生，教會學生如何到網(wǎng)上查找GIS資源。

2．8 采用靈活多樣的考核方法

為克服高分低能現(xiàn)象，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性能力，應結(jié)合課程特點采取靈活多樣的考核方法，例如筆試、口試、作業(yè)、論文、實習報告（成果）、動手能力考試等。一般來講，對基礎理論課程可以采用筆試+作業(yè)的方法;對專業(yè)課程采用筆試+作業(yè)或論文的形式;對實踐性較強的課程可以采用實習報告（成果）+口試或動手能力考試的方法;對選修課程可以采用課程論文的考核方法。動手能力考試可以敦促學生自覺地完成每個實習環(huán)節(jié)，加深對教學內(nèi)容的理解。

2．9 鼓勵和引導學生參加老師的生產(chǎn)科研活動和

參加各類競賽活動

產(chǎn)學研結(jié)合的教學方法是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有效途徑之一，有利于學生分析問題、解決問題以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［9，10］。學校應創(chuàng)造條件讓學生參與實際生產(chǎn)項目，廣泛開展學生科研活動，使學生在老師的指導下及早培養(yǎng)科研能力，如參加大學生挑戰(zhàn)杯一類的比賽活動、讓品學兼優(yōu)的學生參加教師承擔的科研項目等。學校測繪學院專業(yè)教師的生產(chǎn)項目，如地圖數(shù)字化、GIS數(shù)據(jù)建庫前的數(shù)據(jù)整理、GIS工程應用項目的開發(fā)等都可以讓本科生和研究生參與，學生老師雙贏，效果很好。目前GIS專業(yè)學生可以參加的各類競賽活動包括:“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽、全國大學生測繪科技創(chuàng)新論文大賽、全國大學生測繪儀器操作大賽、各大型GIS軟件公司等行業(yè)或單位舉辦的全國大學生GIS軟件操作與開發(fā)大賽，以及校級創(chuàng)新基金活動。

2．10 實行本科生導師制

本科生導師制是指學生進入學校的第一個學期就為每位學生指定一位專業(yè)導師，根據(jù)每屆招收學生的多少每個導師一般指導5至10名學生，而多個研究方向相近的導師又可以組成一個導師組或教學團隊，導師組內(nèi)部實行以老帶新。學生從大一到最后畢業(yè)實習與設計均由本科生導師負責。對于具有研究生導師資格的專業(yè)導師，導師可以安排研究生對本科生進行專業(yè)知識的傳授和GIS行業(yè)軟件使用與操作培訓，本科生也可以幫研究生做一些基礎性的資料整理工作。本科生導師制的設置可以讓學生更早地與專業(yè)老師接觸，有利于學生消除專業(yè)困惑，有機會參加導師的項目，加深學生對專業(yè)知識的理解和動手能力的提高。

3 結(jié)束語

為培養(yǎng)適應社會市場需求的合格大學生，大學教育應該突出學生能力培養(yǎng)。GIS專業(yè)學生能力除一般大學生所具備的能力和素質(zhì)之外，更要突顯GIS專業(yè)基礎理論與前沿技術(shù)、GIS軟件使用與數(shù)據(jù)采集處理能力、空間數(shù)據(jù)建模與分析能力、GIS工程建設能力、GIS二次開發(fā)設計能力、自主學習能力以及GIS科研與創(chuàng)新能力。本文設計的GIS專業(yè)學生能力指標體系正體現(xiàn)了這七個方面的能力。GIS專業(yè)學生能力培養(yǎng)應該從課程體系設置、教學團隊建設、學生道德品質(zhì)教育、實習基地建設、建立校企合作機制、加強實踐性教學環(huán)節(jié)、利用現(xiàn)代化教學手段、采取合理的考核方法、鼓勵參加競賽活動、本科生導師制等十個途徑進行實施。實踐表明，本文提出的GIS專業(yè)學生能力培養(yǎng)途徑具有科學性和可操作性，在教學中取得了良好的效果。例如，據(jù)不完全統(tǒng)計，近年來學校組織學生參加“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽、全國大學生GIS應用技能競賽、全國大學生測繪科技創(chuàng)新論文競賽、全國大學生測繪儀器操作大賽等科技競賽活動，獲國家級獎17項，比以前有明顯的進步。

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