GIS專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系及教學(xué)模式的探討

張安定，吳孟泉，孔祥生，王周龍，張 麗，崔青春

（1.魯東大學(xué) 地理與規(guī)劃學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264025）

GIS專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系及教學(xué)模式的探討

張安定1，吳孟泉1，孔祥生1，王周龍1，張 麗1，崔青春1

（1.魯東大學(xué) 地理與規(guī)劃學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264025）

在分析GIS專業(yè)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了 “3+1”實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)思路,并基于該平臺(tái)構(gòu)建了完整的實(shí)踐教學(xué)體系?；诙嗄甑慕虒W(xué)實(shí)踐，闡述了實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中“三個(gè)銜接”的理念，探索出了“多方向”、 “團(tuán)隊(duì)合作”、 “第二課堂學(xué)分置換”等多種實(shí)踐教學(xué)模式。多種教學(xué)模式的靈活應(yīng)用極大地促進(jìn)了實(shí)踐教學(xué)的效果，為從根本上提高人才培養(yǎng)質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。

GIS專業(yè)；實(shí)踐平臺(tái)；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)模式

在當(dāng)前的GIS專業(yè)建設(shè)與發(fā)展中，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)普遍受到重視，但仍不同程度地存在一些值得思考和亟待解決的問題[1-2]。比如，重理論、輕實(shí)踐的意識(shí)根深蒂固，致使學(xué)生專業(yè)技能缺失、綜合素質(zhì)和就業(yè)能力不高；實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)缺乏系統(tǒng)設(shè)計(jì)，無(wú)法支撐起完整的實(shí)踐教學(xué)體系；實(shí)踐教學(xué)模式單調(diào)、方法不多，不能有效提升教學(xué)效果；忽視學(xué)生主體作用的發(fā)揮，導(dǎo)致學(xué)生主動(dòng)參與的積極性不高、機(jī)會(huì)不多、創(chuàng)新能力不足，等等。

針對(duì)上述問題，我們認(rèn)為，搭建多層次實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)、構(gòu)筑完整系統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)體系是改革的基礎(chǔ)；更新理念、做好“三個(gè)”銜接、提升實(shí)踐教學(xué)效果是改革的關(guān)鍵；探索多樣化教學(xué)模式、彰顯實(shí)踐教學(xué)特色是改革的保障。

1 搭建“3+1”實(shí)踐平臺(tái)，構(gòu)筑科學(xué)的實(shí)踐教學(xué)體系

“3+1” 實(shí)踐平臺(tái)，是指“室內(nèi)實(shí)驗(yàn)”、“野外實(shí)踐”、“產(chǎn)學(xué)研實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)”3個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)和1個(gè)“科技創(chuàng)新”特色平臺(tái)?！?+1” 實(shí)踐平臺(tái)是一個(gè)綜合平臺(tái)，既包括專業(yè)建設(shè)、發(fā)展所需的基礎(chǔ)實(shí)踐平臺(tái)，又包括了彰顯人才培養(yǎng)特色的創(chuàng)新能力平臺(tái)。

室內(nèi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由各類功能實(shí)驗(yàn)室構(gòu)成，主要承擔(dān)本專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課和各類專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，同時(shí)也承擔(dān)其他實(shí)踐項(xiàng)目中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。該平臺(tái)是GIS專業(yè)必不可少的實(shí)踐平臺(tái)，也是“3+1” 實(shí)踐平臺(tái)的基礎(chǔ)，著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。

野外實(shí)踐平臺(tái)由若干特點(diǎn)突出、相對(duì)穩(wěn)定的野外實(shí)習(xí)基地構(gòu)成，承擔(dān)學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)骨干課的全部野外實(shí)習(xí)，包括自然地理學(xué)基礎(chǔ)、地圖學(xué)、測(cè)量學(xué)、遙感原理等課程實(shí)習(xí)。該平臺(tái)通過(guò)理論與實(shí)踐的結(jié)合，使學(xué)生掌握地理野外工作的基本方法， 加強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的深入理解，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生野外觀察、分析和解決問題的能力，以及獲取地理野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的基本方法。

產(chǎn)學(xué)研實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)平臺(tái)由若干個(gè)產(chǎn)學(xué)研實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)基地組成，主要承載專業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文等實(shí)踐環(huán)節(jié)。學(xué)生進(jìn)入產(chǎn)學(xué)研基地，可以接觸和使用最新的設(shè)備和平臺(tái)軟件，參與工程項(xiàng)目，了解知識(shí)和技術(shù)的最新應(yīng)用，從而加深對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的理解，提前認(rèn)識(shí)社會(huì)、了解行業(yè)、熟悉企業(yè)，為將來(lái)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

科技創(chuàng)新特色平臺(tái)旨在提高學(xué)生的科研創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，從根本上提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量[3]。該平臺(tái)豐富和拓展了實(shí)踐教學(xué)的形式，提升了實(shí)踐教學(xué)的層次和內(nèi)涵，是彰顯人才培養(yǎng)特色的擴(kuò)展平臺(tái)。科技創(chuàng)新平臺(tái)有兩種主要形式：一是科技創(chuàng)新項(xiàng)目計(jì)劃，這是校內(nèi)平臺(tái)，包括學(xué)校和學(xué)院兩個(gè)層面。學(xué)生根據(jù)自身實(shí)際，可申請(qǐng)和參與不同層次、不同深度、不同難度的項(xiàng)目研究計(jì)劃。二是各類專業(yè)技能大賽和科技創(chuàng)新大賽，這是社會(huì)平臺(tái)。形式多樣的GIS技能大賽和科技創(chuàng)新大賽是一種高層次的實(shí)踐平臺(tái)，豐富和完善了地理信息科學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容和形式，引領(lǐng)著全國(guó)地理信息科學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的方向，是學(xué)生綜合素質(zhì)和能力展示的舞臺(tái)，是一堂難得的專業(yè)技能的綜合考核課，也是實(shí)踐教學(xué)效果最具說(shuō)服力的檢驗(yàn)平臺(tái)。

上述各平臺(tái)在實(shí)踐教學(xué)體系中均具有明確的功能定位?！笆覂?nèi)實(shí)驗(yàn)”、“野外實(shí)踐”、“產(chǎn)學(xué)研實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)”是3個(gè)專業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)，它所承載的實(shí)踐環(huán)節(jié)都是“必修課”；“科技創(chuàng)新”平臺(tái)是綜合能力提升的平臺(tái)，它所承載的實(shí)踐環(huán)節(jié)屬于“選修課”。 這里所說(shuō)的“必修課”包括課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、 野外實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等，而“選修課”則包括校級(jí)科技創(chuàng)新立項(xiàng)、院級(jí)科技創(chuàng)新立項(xiàng)、全國(guó)性GIS學(xué)科競(jìng)賽、學(xué)生科技創(chuàng)新大賽等。“必修課”加“選修課”共同構(gòu)筑了系統(tǒng)而科學(xué)的實(shí)踐教學(xué)體系。統(tǒng)計(jì)顯示，該體系可占到GIS專業(yè)全部課時(shí)量的三分之一。

2 做好“三個(gè)”銜接，提升實(shí)踐教學(xué)效果

“三個(gè)”銜接是三種意識(shí)或三種理念。我們認(rèn)為，在GIS專業(yè)人才培養(yǎng)的全過(guò)程中，努力做好“三個(gè)銜接”是提升實(shí)踐教學(xué)效果的有效途徑。

2.1 理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)、第一課堂和第二課堂的銜接

如何提高高校大學(xué)生綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，提高畢業(yè)生就業(yè)能力是政府關(guān)注、家長(zhǎng)關(guān)心、社會(huì)關(guān)切的大學(xué)教育中亟待解決的問題。我們?cè)贕IS專業(yè)建設(shè)中，本著“適應(yīng)應(yīng)用型需求的挑戰(zhàn)”的理念與“優(yōu)化理論課程，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，增強(qiáng)理論課程實(shí)效性，提升實(shí)踐環(huán)節(jié)理論性，實(shí)現(xiàn)理論課程與實(shí)踐環(huán)節(jié)雙向互動(dòng)”的思路，不斷探索理論課程與實(shí)踐環(huán)節(jié)、第一課堂與第二課堂的銜接[4-5]。

在精簡(jiǎn)、壓縮和優(yōu)化第一課堂的同時(shí)，不斷豐富第二課堂的形式和內(nèi)容。當(dāng)前已蔚然成風(fēng)的各類全國(guó)性GIS技能大賽就是非常理想的第二課堂。近年來(lái)，我們充分認(rèn)識(shí)到全國(guó)性GIS技能大賽的重要性，把不同特點(diǎn)的大賽作為專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的第二課堂，積極引導(dǎo)、動(dòng)員和組織不同年級(jí)的學(xué)生積極參與。學(xué)生大賽作品與獲獎(jiǎng)均可以轉(zhuǎn)化成創(chuàng)新學(xué)分。

科技創(chuàng)新特色平臺(tái)是第二課堂的關(guān)鍵支撐，學(xué)生自主成立的GIS學(xué)社、教師科技創(chuàng)新指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)則是第二課堂的有利保障。近年來(lái)，我們還通過(guò)舉辦每年一次的校園GIS節(jié)、校內(nèi)GIS技能預(yù)賽、職業(yè)資格證書考試培訓(xùn)等活動(dòng)，進(jìn)一步豐富第二課堂的內(nèi)容，并取得了極好的實(shí)踐效果[3]。

2.2 本科教學(xué)與研究生教育、就業(yè)創(chuàng)業(yè)的銜接

目前中國(guó)研究生教育普遍面臨的問題是，科研創(chuàng)新意識(shí)和科研創(chuàng)新能力明顯不足。究其原因，與本科階段學(xué)生缺乏科研探究意識(shí)的培養(yǎng)以及實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的被動(dòng)性、教學(xué)條件的局限性、教學(xué)考核的單一性等因素有很大關(guān)系。因此，不斷強(qiáng)化本科生科研創(chuàng)新意識(shí)、改善科研條件、豐富科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，做好本科教學(xué)與研究生教育之間的銜接至關(guān)重要。

在GIS專業(yè)教學(xué)中，我們從每個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)上積極探索本科教學(xué)與研究生教育之間的銜接。實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，方法上倡導(dǎo)使用研究性教學(xué)方法，內(nèi)容上增加綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的比例；野外實(shí)習(xí)過(guò)程中，注重地理野外研究工作方法的培養(yǎng)；校院兩級(jí)科技創(chuàng)新項(xiàng)目研究過(guò)程中，全程加強(qiáng)科研綜合能力以及團(tuán)隊(duì)意識(shí)、成果意識(shí)的培養(yǎng)；學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)中，區(qū)分競(jìng)賽類型及其特點(diǎn)，注重培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)；畢業(yè)論文寫作過(guò)程中，通過(guò)全程指導(dǎo)，系統(tǒng)培養(yǎng)科研工作方法，重點(diǎn)加強(qiáng)文獻(xiàn)閱讀、數(shù)據(jù)處理和綜合分析三大科研素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。

在本科教學(xué)與學(xué)生創(chuàng)業(yè)就業(yè)的銜接方面，強(qiáng)化產(chǎn)學(xué)研基地的建設(shè)，使專業(yè)實(shí)習(xí)真正在產(chǎn)學(xué)研實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)基地落到實(shí)處。通過(guò)專業(yè)實(shí)習(xí)，認(rèn)識(shí)社會(huì)、了解行業(yè)、熟悉企業(yè)，促進(jìn)學(xué)生就業(yè)能力和社會(huì)適應(yīng)能力的全面提高，增強(qiáng)就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，為今后創(chuàng)業(yè)就業(yè)打好基礎(chǔ)。

2.3 規(guī)范化管理與個(gè)性化培養(yǎng)的銜接

規(guī)范化是高校教育教學(xué)的基礎(chǔ)性和前提性的要求，而個(gè)性化則是高校教育教學(xué)更高層次的要求，規(guī)范化與個(gè)性化的統(tǒng)一是高校教育教學(xué)的理想追求。高校教育教學(xué)需要處理好規(guī)范化與個(gè)性化的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化管理之下的個(gè)性化人才培養(yǎng)。

GIS專業(yè)人才培養(yǎng)方案以及實(shí)踐教學(xué)體系的設(shè)計(jì)是面向全體學(xué)生的，是“面”上的，但在具體的教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，我們一直注重規(guī)范化管理與個(gè)性化培養(yǎng)的銜接，體現(xiàn)“全員面向”的學(xué)生個(gè)性發(fā)展，盡可能關(guān)注每個(gè)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，實(shí)行“因材施教”。例如，在課程設(shè)計(jì)中，學(xué)生可以根據(jù)老師指定劃分的實(shí)習(xí)小組，以小組為單位分配實(shí)踐內(nèi)容；在校、院兩級(jí)科技創(chuàng)新項(xiàng)目申請(qǐng)時(shí)，學(xué)生可以可根據(jù)自己的興趣愛好自由組建科研小組；在專業(yè)實(shí)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生根據(jù)自己的特長(zhǎng)、特點(diǎn)以及對(duì)未來(lái)就業(yè)的設(shè)想和預(yù)判，自主組建實(shí)習(xí)團(tuán)隊(duì)并選擇最適宜的產(chǎn)學(xué)研實(shí)踐基地；在畢業(yè)論文環(huán)節(jié)中，根據(jù)學(xué)生能力差異、興趣愛好及就業(yè)取向，建立了數(shù)據(jù)生產(chǎn)型、工程應(yīng)用型及軟件開發(fā)型三種不同的論文研究方向，并規(guī)定了相應(yīng)的要求、標(biāo)準(zhǔn)及目標(biāo)。在GIS 大賽中，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)能力和興趣，選擇不同的競(jìng)賽項(xiàng)目，并圍繞這些項(xiàng)目開展相關(guān)研究和學(xué)習(xí)。

3 探索多樣化教學(xué)模式，彰顯實(shí)踐教學(xué)特色

實(shí)踐教學(xué)模式可以理解為在一定的教學(xué)思想或教學(xué)理論指導(dǎo)下建立起來(lái)的各種類型的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的基本結(jié)構(gòu)或框架，是在一定理論指導(dǎo)下的實(shí)踐教學(xué)行為規(guī)范，是表現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程的程序性的策略體系。

當(dāng)前，實(shí)踐教學(xué)模式呈現(xiàn)一種多元化的發(fā)展趨勢(shì)[6]。鄭貴州等[7]提出了“實(shí)例示范”、“增量迭代”、“實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)三位一體”等六種實(shí)踐教學(xué)模式；夏利華等[8]針對(duì)實(shí)踐教學(xué)體系的有機(jī)結(jié)合，提出了“三位一體貫通式”教學(xué)模式；許捍衛(wèi)等[9]在設(shè)備資源共享方面，提出了“多層次開放實(shí)驗(yàn)室”的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)模式。上述教學(xué)模式不存在完全普適性的教學(xué)模式，也談不上哪一種教學(xué)模式是最好的。在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，各個(gè)學(xué)校需要充分考慮自身學(xué)科的特點(diǎn)、現(xiàn)有的教學(xué)條件和師生的具體情況等多種因素選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式與組合，并在這個(gè)過(guò)程中構(gòu)建和彰顯專業(yè)特色。

我校在地理信息科學(xué)省級(jí)特色專業(yè)建設(shè)過(guò)程中，結(jié)合自身特點(diǎn)，不斷探索和改革實(shí)踐教學(xué)模式。在人才培養(yǎng)方案制定方面提出了“多方向”分流培養(yǎng)模式；在實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)以及科技創(chuàng)新、學(xué)科競(jìng)賽等實(shí)踐活動(dòng)中提出了“團(tuán)隊(duì)合作”組織模式；在學(xué)分制改革中，提出了“第二課堂學(xué)分置換”管理模式；在實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)方面，提出“3+1”結(jié)構(gòu)模式。

“多方向”分流培養(yǎng)模式，即綜合考慮人才市場(chǎng)需求、學(xué)生的興趣愛好和師資隊(duì)伍現(xiàn)狀等因素，在制定地理信息科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃時(shí)，設(shè)立“地圖制圖技術(shù)”、“系統(tǒng)設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)”和“遙感監(jiān)測(cè)與應(yīng)用”3 個(gè)專業(yè)方向。除了共同的實(shí)踐項(xiàng)目外，各個(gè)方向均設(shè)置了符合本方向要求和特點(diǎn)的系列實(shí)踐項(xiàng)目。當(dāng)然，學(xué)生也可在其他方向中選修部分實(shí)踐項(xiàng)目。

“團(tuán)隊(duì)合作”組織模式，即在課程設(shè)計(jì)、野外實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)的組織中，教師可以劃分實(shí)習(xí)小組，以小組為單位分配不同的實(shí)踐內(nèi)容；在GIS技能大賽、專業(yè)實(shí)習(xí)、校院兩級(jí)科技立項(xiàng)研究等實(shí)踐活動(dòng)的組織中，學(xué)生可以根據(jù)興趣愛好自由組建小組或團(tuán)隊(duì)?！皥F(tuán)隊(duì)合作”模式在充分發(fā)揮學(xué)生個(gè)體思維能力的同時(shí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的溝通與協(xié)作、包容與互助等團(tuán)隊(duì)意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神，已經(jīng)證明是大學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)的理想模式。

“第二課堂學(xué)分置換”管理模式，即把學(xué)生參加第二課堂所取得的成績(jī)或成果轉(zhuǎn)化成一定的學(xué)分。各個(gè)層面的GIS技能大賽、大學(xué)生科技創(chuàng)新大賽等第二課堂極大地豐富了實(shí)踐教學(xué)的形式，對(duì)大學(xué)生科研能力的培養(yǎng)起到了不可替代的積極作用?！暗诙n堂學(xué)分置換”模式更進(jìn)一步調(diào)動(dòng)了學(xué)生參與第二課堂的積極性，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代高等教育更加重視本科生科研能力培養(yǎng)的理念。

“3+1”結(jié)構(gòu)模式，是指由3個(gè)“基礎(chǔ)平臺(tái)”和1個(gè)“科技創(chuàng)新”特色平臺(tái)組成的“3+1”實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)方案。本方案強(qiáng)調(diào)實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)的系統(tǒng)性、完整性、互補(bǔ)性和層次性。系統(tǒng)性、完整性要求平臺(tái)建設(shè)要能承載全部實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)；互補(bǔ)性是平臺(tái)建設(shè)的基本要求，也是平臺(tái)建設(shè)的理想目標(biāo)；層次性需處理好基礎(chǔ)與創(chuàng)新的關(guān)系，并在創(chuàng)新中彰顯專業(yè)特色。

4 結(jié) 語(yǔ)

實(shí)踐教學(xué)是GIS專業(yè)人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，增強(qiáng)就業(yè)能力和提高綜合素質(zhì)的根本途徑。在多年教學(xué)改革的基礎(chǔ)上，我們通過(guò)搭建“3+1”實(shí)踐平臺(tái)，構(gòu)筑了一個(gè)集“系統(tǒng)性、完整性、互補(bǔ)性和層次性”為一體的GIS專業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)綜合平臺(tái)。基于“3+1”實(shí)踐平臺(tái)，提出了實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中“三個(gè)銜接”的理念，并力求把這種理念體現(xiàn)在GIS專業(yè)人才培養(yǎng)的全過(guò)程。針對(duì)實(shí)踐教學(xué)的諸多方面，不斷探索和改革實(shí)踐教學(xué)模式，提出了 “多方向”、“團(tuán)隊(duì)合作”、“第二課堂學(xué)分置換”以及“3+1”等多種實(shí)踐教學(xué)模式。多種實(shí)踐教學(xué)模式的探索與實(shí)踐，彰顯了GIS專業(yè)建設(shè)的特色，極大地促進(jìn)了實(shí)踐教學(xué)的效果，為從根本上提高人才培養(yǎng)質(zhì)量奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1] 鄭貴州,趙雷．地理信息系統(tǒng)（GIS）專業(yè)實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建[J]．測(cè)繪科學(xué),2010,35(5):250-253

[2] 張?jiān)迄i,李明峰．GIS專業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式探討[J]．現(xiàn)代測(cè)繪, 2012,35(5):61-64

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B

1672-4623（2016）12-0098-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.12.032

張安定，碩士，教授，主要從事資源環(huán)境遙感研究。

2015-08-27。

項(xiàng)目來(lái)源：山東省教改資助項(xiàng)目（2012229）；煙臺(tái)市科技項(xiàng)目（2013ZH094）。