美英澳地理信息科學(xué)專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程設(shè)置特點(diǎn)及啟示

黃秋燕，劉劍洪，鄧樹林

(南寧師范大學(xué) 1．北部灣環(huán)境演變與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2．地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院，廣西 南寧 530001)

地理信息科學(xué)(Geographic information science，GIS)是一門處理和分析地理空間數(shù)據(jù)的科學(xué)[1]。大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨，傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的突破，空天地一體化觀測(cè)及無人機(jī)遙感、傳感器聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)及手機(jī)終端、智能卡、社交媒體應(yīng)用、導(dǎo)航系統(tǒng)等廣泛推廣及應(yīng)用，為人類提供了海量的地球表層觀測(cè)大數(shù)據(jù)及人類行為大數(shù)據(jù)，地理大數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆炸性增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。這些地理大數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含豐富的信息，為地理學(xué)中人地關(guān)系的研究提供了新資源、新動(dòng)力和新視角[2]，促進(jìn)了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)地學(xué)發(fā)現(xiàn)的第四科研范式的興起[2-4]。密集型地理大數(shù)據(jù)環(huán)境的形成，對(duì)GIS科研人員數(shù)據(jù)管理分析能力提出了更高要求，掌握數(shù)據(jù)素養(yǎng)知識(shí)、強(qiáng)化數(shù)據(jù)素養(yǎng)意識(shí)、加強(qiáng)數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力對(duì)于理解與挖掘復(fù)雜時(shí)空地理大數(shù)據(jù)顯得尤其重要。GIS科研人員需要提高數(shù)據(jù)素養(yǎng)，才能熟稔運(yùn)用各種地理大數(shù)據(jù)，挖掘地理大數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)含知識(shí)，創(chuàng)新科技成果。GIS研究生是創(chuàng)新型人才及未來科研的主力之一，數(shù)據(jù)素養(yǎng)成為了GIS專業(yè)研究生職業(yè)生涯與科研發(fā)展必備的基本能力之一。課程設(shè)置是GIS研究生培養(yǎng)的核心，在大數(shù)據(jù)時(shí)代，如何將互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算及人工智能等新技術(shù)融入現(xiàn)有GIS研究生課程體系中，培養(yǎng)獲取、分析及創(chuàng)新利用時(shí)空地理大數(shù)據(jù)的思維與技能素養(yǎng)，值得GIS教育工作者關(guān)注。

數(shù)據(jù)素養(yǎng)，由網(wǎng)絡(luò)素養(yǎng)引伸而來[5]，是科學(xué)數(shù)據(jù)的采集、組織和管理、處理和分析、共享與協(xié)同創(chuàng)新利用等方面的能力以及在數(shù)據(jù)的生產(chǎn)、管理和發(fā)布過程中的道德與行為規(guī)范[6]，涉及數(shù)據(jù)意識(shí)、數(shù)據(jù)知識(shí)、數(shù)據(jù)能力及數(shù)據(jù)倫理與共享等要素[7]。在全球數(shù)據(jù)信息化背景下，數(shù)據(jù)素養(yǎng)已成為知識(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)中的公民具備的關(guān)鍵能力之一。歐盟將數(shù)據(jù)素養(yǎng)界定為個(gè)體終身學(xué)習(xí)的八大關(guān)鍵能力之一[8]；從國(guó)家層面，美國(guó)[9]、歐盟成員國(guó)[10]、澳大利亞[11]、中國(guó)[12]，均已出臺(tái)有關(guān)數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育的綱領(lǐng)文件，關(guān)注數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育。目前我國(guó)數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育尚處于起步階段，數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育主要是以大學(xué)通識(shí)課程或普適性數(shù)據(jù)管理培訓(xùn)方式進(jìn)行，由于不同學(xué)科領(lǐng)域中，知識(shí)結(jié)構(gòu)及科研環(huán)境差異較大，相應(yīng)地對(duì)數(shù)據(jù)知識(shí)與服務(wù)有著不同的需求[13]，因而迫切需要面向?qū)W科特點(diǎn)和需求的數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育。部分高校雖已開始數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育探索，但主要集中在教育學(xué)及圖書情報(bào)與檔案管理領(lǐng)域，少見專業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育，特別是GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程設(shè)置研究尚鮮見報(bào)道。

地理空間數(shù)據(jù)是地理信息科學(xué)研究的主要對(duì)象。在互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算及人工智能發(fā)展的大環(huán)境下，GIS與數(shù)據(jù)科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)之間存在很多的共同點(diǎn)和交叉點(diǎn)，因而面向GIS專業(yè)的數(shù)據(jù)素養(yǎng)應(yīng)以地理空間數(shù)據(jù)為出發(fā)點(diǎn)，以地理空間數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析與利用、數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)安全與使用倫理為主要內(nèi)容，以解決人地關(guān)系中的實(shí)際問題為落腳點(diǎn)。因此，面向GIS專業(yè)的數(shù)據(jù)素養(yǎng)是理解地理空間數(shù)據(jù)，獲取、管理、分析及評(píng)價(jià)地理空間數(shù)據(jù)，并從中獲取信息解決實(shí)際問題的一種能力。美歐等發(fā)達(dá)國(guó)家已形成了比較成熟的數(shù)據(jù)素養(yǎng)培養(yǎng)環(huán)境及方法，尤其是GIS研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育。鑒此，本文從權(quán)威性2020QS(Quacquarelli Symonds)世界大學(xué)排名前列榜單中，選擇在GIS碩士教育、數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育經(jīng)驗(yàn)豐富的美國(guó)、英國(guó)及澳大利亞共35所高校作為研究樣本，運(yùn)用文獻(xiàn)收集、網(wǎng)絡(luò)調(diào)研和比較研究法，開展GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)生課程現(xiàn)狀的調(diào)查，以期為我國(guó)GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程設(shè)置及課程改革提供參考。

一、研究方法

本文從2020QS世界大學(xué)學(xué)科排名榜單中，從排名靠前開設(shè)地理信息科學(xué)或地理學(xué)專業(yè)的高校中，選取18所美國(guó)高校、9所英國(guó)高校及8所澳大利亞高校(表1)，作為調(diào)查對(duì)象。根據(jù)學(xué)校名單，本文逐一訪問所選高校的網(wǎng)站“Programs”或“Academic”下的項(xiàng)目名錄，獲取所調(diào)查各院校網(wǎng)站下“Programs Overview or describe”下的GIS碩士專業(yè)的人才培養(yǎng)方案與網(wǎng)站“Courses”欄目下的課程表，提取課程數(shù)據(jù),作為本研究的課程數(shù)據(jù)集。對(duì)部分缺失的資料采用文獻(xiàn)資料法加以補(bǔ)充，用Python語言編程實(shí)現(xiàn)文本挖掘，抽取培養(yǎng)目標(biāo)、課程內(nèi)容主題詞，再進(jìn)行分析。

二、 美英澳GIS專業(yè)數(shù)據(jù)素養(yǎng)研究生課程現(xiàn)狀調(diào)查

(一)總體情況

本文總共調(diào)查2020QS世界大學(xué)排名中的35所美英澳高校，一共54個(gè)研究生項(xiàng)目，收集1032門課程。圖1是所調(diào)查院校數(shù)據(jù)素養(yǎng)的課程數(shù)在其總課程數(shù)據(jù)中的比例。

從人才培養(yǎng)目標(biāo)層面，樣本高校均開設(shè)了GIS研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程(圖1)，樣本高校GIS研究生項(xiàng)目培養(yǎng)目標(biāo)的描述也出現(xiàn)與數(shù)據(jù)素養(yǎng)相關(guān)的排名前10高頻詞(表1)，如“data” “Science”“research”“program”“skills”“analysis”，表明美國(guó)、英國(guó)及澳大利亞的高校均已采用積極態(tài)度應(yīng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算及人工智能等新技術(shù)不斷發(fā)展對(duì)地理信息科學(xué)專業(yè)人才提出的新挑戰(zhàn)與新要求。

從社會(huì)需求與現(xiàn)實(shí)需求層面，樣本高校GIS專業(yè)研究生項(xiàng)目設(shè)置，體現(xiàn)了社會(huì)的現(xiàn)實(shí)需求及信息技術(shù)快速革新的節(jié)奏。調(diào)查表明(圖1)，針對(duì)當(dāng)前炙手可熱以地理位置數(shù)據(jù)為核心的數(shù)據(jù)科學(xué)發(fā)展，已有不少樣本高校將原有GIS研究生項(xiàng)目發(fā)展聯(lián)合多個(gè)學(xué)科的GIS專業(yè)研究生新項(xiàng)目，旨在培養(yǎng)掌握地理時(shí)空大數(shù)據(jù)相關(guān)理論方法的創(chuàng)新型人才，以適應(yīng)社會(huì)對(duì)GIS人才多樣性需求。如美國(guó)馬里蘭大學(xué)帕克學(xué)院行為與社會(huì)科學(xué)學(xué)院在地理信息科學(xué)碩士下設(shè)置了地理空間信息科學(xué)碩士、地理空間情報(bào)2個(gè)項(xiàng)目；美國(guó)南加州大學(xué)空間科學(xué)學(xué)院設(shè)置了5個(gè)與地理信息科學(xué)專業(yè)相關(guān)的研究生項(xiàng)目，包括地理信息科學(xué)與技術(shù)碩士、地理信息科學(xué)與技術(shù)研究生證書、地球觀測(cè)遙感研究生證書、空間經(jīng)濟(jì)和數(shù)據(jù)分析碩士、空間情報(bào)研究生證書；英國(guó)利茲大學(xué)在GIS專業(yè)下設(shè)置了基于GIS的流域動(dòng)態(tài)與管理理學(xué)碩士、地理信息科學(xué)碩士、遙感數(shù)據(jù)科學(xué)理學(xué)碩士3個(gè)項(xiàng)目。同時(shí)，為適應(yīng)信息社會(huì)快速技術(shù)革新的步伐，不少GIS專業(yè)研究生項(xiàng)目學(xué)習(xí)時(shí)限縮短。美國(guó)不少高校將GIS專業(yè)研究生項(xiàng)目從原先3-4年轉(zhuǎn)變?yōu)榘肽辍?年或1.5年、2年，縮短學(xué)習(xí)時(shí)間，提高學(xué)習(xí)時(shí)效。

從課程層面(圖1)，GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程數(shù)在課程總數(shù)中的比例普遍較高，平均比例為62%。在調(diào)查的美國(guó)高校中，科羅拉多大學(xué)、威斯康星大學(xué)地理信息科學(xué)數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程開設(shè)的比例最高，均為75%；其次為馬里蘭大學(xué)、加州大學(xué)洛杉磯分校、華盛頓大學(xué)，分別為69%、64%、64%；英國(guó)萊斯特大學(xué)GIS研究生項(xiàng)目數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程開設(shè)比例高達(dá)82%，其次為謝菲爾德大學(xué)、南安普敦大學(xué)、利茲大學(xué)、曼徹斯特大學(xué)，分別78%、78%、75%、75%；澳大利亞高校塔斯馬尼亞大學(xué)的GIS專業(yè)研究生項(xiàng)目數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程開設(shè)比例最高，達(dá)85%，其次為澳大利亞國(guó)立大學(xué)，為76%。本文利用Python編程抽取課程名稱熱詞詞頻排名前10的關(guān)鍵詞分析(表2)，分析顯示GIS、information、analysis、geospatial、advanced等關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率較高。以關(guān)鍵詞對(duì)課程內(nèi)容分析，發(fā)現(xiàn)樣本高校的GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程除了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)理論外，更強(qiáng)調(diào)大數(shù)據(jù)環(huán)境下數(shù)據(jù)能力與數(shù)據(jù)倫理的培養(yǎng)，特別是跨學(xué)科交流能力。如美國(guó)伊利諾伊大學(xué)香檳分校工程學(xué)院開設(shè)了“parallel programming:Science&engineering”與“Applied Parallel Programming”、17所樣本高校開設(shè)了地理空間情報(bào)課程。

表1所選樣本高校及專業(yè)名稱/學(xué)制(F:全日制；P：非全日制)

圖1 35所美英澳高校GIS碩士項(xiàng)目數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖表

表2 GIS項(xiàng)目目標(biāo)及數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程的詞頻表

GIS項(xiàng)目目標(biāo)描述詞頻數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程名稱詞頻GIS項(xiàng)目目標(biāo)描述詞頻數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程名稱詞頻關(guān)鍵詞詞頻權(quán)重關(guān)鍵詞詞頻權(quán)重關(guān)鍵詞詞頻權(quán)重關(guān)鍵詞詞頻權(quán)重data1560.258 gis1650.593 geography910.104 advanced740.266 science1370.183 information1280.460 skills700.094 remote sensing710.255 research1200.170 analysis1030.370 analysis650.091 research660.237 program1150.153 data880.302 management600.087 science590.212 study1060.148 Geospatial790.284 master560.084 seminar520.187

(二)課程內(nèi)容設(shè)置

本文對(duì)樣本高校GIS專業(yè)及其相關(guān)項(xiàng)目的課程數(shù)據(jù)采用累加統(tǒng)計(jì)法[14]，統(tǒng)計(jì)各樣本高校GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)總課程數(shù)及專門課程數(shù)。其中，總課程數(shù)是對(duì)各個(gè)素養(yǎng)類課程數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果；專門課程是針對(duì)地理信息科學(xué)數(shù)據(jù)素養(yǎng)具體要素獨(dú)立開設(shè)的課程。

調(diào)查表明，樣本高校GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)教學(xué)內(nèi)容規(guī)劃及課程設(shè)置，側(cè)重以地理空間數(shù)據(jù)用戶行為為主線，傾向于通過地理空間大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的課題項(xiàng)目，開展地理空間數(shù)據(jù)的理論知識(shí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，涉及地理空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)意識(shí)、數(shù)據(jù)知識(shí)、數(shù)據(jù)思維、數(shù)據(jù)能力及數(shù)據(jù)倫理與共享5個(gè)方面(表3)。其中，數(shù)據(jù)意識(shí)是認(rèn)識(shí)地理時(shí)空數(shù)據(jù)的價(jià)值及其在社會(huì)生活、生產(chǎn)實(shí)踐、科學(xué)研究中的作用；數(shù)據(jù)知識(shí)包括地理時(shí)空數(shù)據(jù)類型及格式、數(shù)據(jù)獲取及存儲(chǔ)、備分、安全、處理與分析，涉及地理空間數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)；數(shù)據(jù)思維是對(duì)地理空間數(shù)據(jù)思考實(shí)際問題解決思路的模式，涉及計(jì)算思維與空間思維；數(shù)據(jù)能力是地理空間數(shù)據(jù)技能與數(shù)據(jù)應(yīng)用，涉及并行計(jì)算、空間建模與分析；數(shù)據(jù)倫理與共享是能夠正確地采集地理時(shí)空數(shù)據(jù)，或合理合法地獲取、使用地理時(shí)空數(shù)據(jù)，對(duì)地理空間數(shù)據(jù)的發(fā)布與使用遵守相關(guān)社會(huì)法規(guī)與規(guī)范，地理空間數(shù)據(jù)共享與重復(fù)利用的方法。各要素及其相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容如表3所示。

表3表明，各樣本高校GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)各個(gè)要素開課情況各有特色。其中，大數(shù)據(jù)、并行計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的開課數(shù)分別為152、103、237門，相對(duì)較少，專門課較少，特別是并行計(jì)算，需要加以重視。跨學(xué)科交流的開課數(shù)為183門，部分要素有專門課程；而計(jì)算思維及空間思維、地理空間數(shù)據(jù)、空間模擬及分析的開課數(shù)分別為636、969、723門，比較多，并有專門課程，表明數(shù)據(jù)思維及數(shù)據(jù)能力在GIS專業(yè)研究生培養(yǎng)中普遍得到重視。

(三)課程實(shí)施及評(píng)價(jià)

樣本高校GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程實(shí)施方式主要有講授、講座、在線課程、研討會(huì)，一些高校以微課、項(xiàng)目實(shí)踐、課程項(xiàng)目、數(shù)據(jù)交互社區(qū)、嵌入式等教學(xué)方式實(shí)施GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育(表4)。其中，課堂講授與講座培訓(xùn)是被采用最多的方式，類似于大學(xué)的通識(shí)教育，重點(diǎn)介紹數(shù)據(jù)素養(yǎng)基礎(chǔ)知識(shí)，形成數(shù)據(jù)素養(yǎng)基本態(tài)度、意識(shí)和能力。在線課程僅次于講授與講座培訓(xùn)，在美國(guó)高校更為普遍。這種授課方式具有不受身份、時(shí)間和地域的限制、靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，但存在無法兼顧學(xué)員的學(xué)習(xí)能力差異，缺乏激勵(lì)性等不足。為適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，彌補(bǔ)在線課程的不足，一些樣本高校探索了合作教學(xué)模式，即以某一高?；驒C(jī)構(gòu)為主體，聯(lián)合其他在數(shù)據(jù)素養(yǎng)資源或某一方面具有優(yōu)勢(shì)的相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程學(xué)習(xí)，如克拉克大學(xué)地理研究生院與國(guó)際發(fā)展、社區(qū)、環(huán)境系、克拉克實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合實(shí)現(xiàn)GIS項(xiàng)目數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程；科羅拉多大學(xué)博爾德分校地理系與計(jì)算科學(xué)系及谷歌公司聯(lián)合，通過與地理時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘的課題項(xiàng)目鍛煉學(xué)生的實(shí)際操作能力，培養(yǎng)學(xué)生從地理時(shí)空大數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵信息，得出科學(xué)結(jié)論的能力。相對(duì)于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式，合作教學(xué)方式的優(yōu)勢(shì)在于能聯(lián)合各方資源及能力互補(bǔ)、突破傳統(tǒng)數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程的不足，提供更高質(zhì)量、高水平的GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育。

表3數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程分類及課程內(nèi)容簡(jiǎn)介表

表4 樣本高校GIS研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程實(shí)施模式及評(píng)價(jià)體系調(diào)查

地區(qū)課程實(shí)施方式講授講座在線課程系列研討會(huì)其他評(píng)價(jià)方式美國(guó)高?！獭獭獭涛⒄n、慕課、翻轉(zhuǎn)課程、合作項(xiàng)目實(shí)踐、數(shù)據(jù)交互社區(qū)英國(guó)高?！獭獭獭陶n程項(xiàng)目、數(shù)據(jù)交互社區(qū)、慕課澳大利亞高?！獭獭獭添?xiàng)目實(shí)踐、慕課課后交流問卷調(diào)查小組討論

數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程評(píng)價(jià)是衡量課程教學(xué)效果和教師教學(xué)能力的標(biāo)桿。教師通過教學(xué)評(píng)價(jià)，便于快速發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)素養(yǎng)教學(xué)中存在的問題，及時(shí)調(diào)整教學(xué)目標(biāo)實(shí)施路徑，提升教學(xué)質(zhì)量。35個(gè)樣本高校中，不少高校GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程均引入了相應(yīng)的課程教學(xué)評(píng)價(jià)模式，評(píng)價(jià)內(nèi)容涉及教學(xué)態(tài)度、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)情況、教學(xué)效果等指標(biāo)，評(píng)價(jià)方式主要有課后交流、問卷調(diào)查、小組討論三種方式。如美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)雙城分校文學(xué)院的GIS專業(yè)研究生項(xiàng)目，在課程結(jié)束后，邀請(qǐng)參與數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程培訓(xùn)的研究人員和學(xué)生通過問卷調(diào)查、小組討論方式評(píng)估課程，收集課程反饋訊息，進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程體系。

三、 美英澳GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程設(shè)置特點(diǎn)

(一)課程目標(biāo)明確，契合社會(huì)及學(xué)科發(fā)展

數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程研究顯示，樣本高校GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程具有目標(biāo)明確、契合大數(shù)據(jù)時(shí)代社會(huì)發(fā)展新需求的特點(diǎn)。美國(guó)通過項(xiàng)目研究，已提出了一組可用于指導(dǎo)數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育目標(biāo)、包含 12 項(xiàng)核心能力的數(shù)據(jù)信息素養(yǎng)核心能力體系[15]；美國(guó)各高校在設(shè)置新GIS專業(yè)研究生項(xiàng)目前，均是以該能力框架為基礎(chǔ)展開需求調(diào)研和教學(xué)設(shè)計(jì)，制定課程模塊內(nèi)容。本次調(diào)研也發(fā)現(xiàn)了這一特點(diǎn)，如美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)、南加州大學(xué)空間科學(xué)學(xué)院在開設(shè)新GIS研究生項(xiàng)目前，均進(jìn)行需求調(diào)研，根據(jù)調(diào)查結(jié)果，開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課程、云計(jì)算與GIS云服務(wù)器、WebGIS/CyberGIS 新技術(shù)及GNSS、LIDAR、無人機(jī)與傳感器網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)、機(jī)器學(xué)習(xí)、Python/R語言等數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程。有些樣本高校則跨學(xué)科與跨界合作項(xiàng)目，培養(yǎng)社會(huì)需要的GIS專業(yè)人才。如美國(guó)克拉克大學(xué)地理研究生院/國(guó)際發(fā)展、社區(qū)和環(huán)境系/克拉克實(shí)驗(yàn)室開設(shè)了涉及生態(tài)、社交、健康、野生生物保護(hù)管理等多個(gè)GIS專業(yè)應(yīng)用方向的項(xiàng)目。

(二)課程內(nèi)容凸顯GIS專業(yè)核心能力培養(yǎng)

空間思維、計(jì)算思維及空間建模與分析能力是GIS專業(yè)的核心，這三大要素的課程開課數(shù)遠(yuǎn)高于其他要素的開課數(shù)據(jù)(表3)，并且有數(shù)量較多的專門課，這表明學(xué)界對(duì)地理空間數(shù)據(jù)的分析與利用能力培養(yǎng)的重視，也是大數(shù)據(jù)背景下社會(huì)發(fā)展的迫切要求。在數(shù)據(jù)密集型第四科研范式下，GIS專業(yè)工作者不僅需要批判性地認(rèn)識(shí)和掌握數(shù)據(jù)的基本知識(shí),更重要的是在科研實(shí)踐中能夠規(guī)范地處理和分析數(shù)據(jù)、利用數(shù)據(jù),遵守?cái)?shù)據(jù)倫理與道德,“挖掘出有價(jià)值而非常識(shí)的知識(shí)”[2]。調(diào)查表明，有15所高校開設(shè)了計(jì)算思維及空間思維的專門課程，占調(diào)研樣本的42.8%，課程內(nèi)容以算法及數(shù)據(jù)挖掘?yàn)橹?，凸顯對(duì)GIS專業(yè)核心能力的訓(xùn)練。

(三)項(xiàng)目實(shí)踐關(guān)注跨學(xué)科交流、數(shù)據(jù)意識(shí)及數(shù)據(jù)倫理培養(yǎng)

數(shù)據(jù)素養(yǎng)是跨學(xué)科的、交叉存在的[16]，GIS是多學(xué)科交叉融合的應(yīng)用型專業(yè)，與跨學(xué)科交流具有天然的淵源。GIS專業(yè)的基本對(duì)象具有地理定位、三維形態(tài)、多維屬性和復(fù)雜關(guān)系的系統(tǒng)特征[17]，為跨學(xué)科交流能力培養(yǎng)提供了多角度的切入點(diǎn)。調(diào)查結(jié)果表明，樣本高校均重視跨學(xué)科交流類課程建設(shè)，特別是跨學(xué)科的研究方法類課程，以跨學(xué)科項(xiàng)目實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生多角度解決問題的能力。如在35個(gè)樣本高校中，有214門課程涉及數(shù)據(jù)挖掘、編程開發(fā)、并行計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)、空間分析、野外實(shí)驗(yàn)及GIS項(xiàng)目實(shí)踐內(nèi)容的課程，占數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程總數(shù)的30%。同時(shí)，跨學(xué)科交流四個(gè)要素類課程中涉及的python/R/database/ARCGIS/RS software等技術(shù)與工具在課程描述中也多次出現(xiàn)，足見跨學(xué)科數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力培養(yǎng)受關(guān)注和重視的程度。雖然樣本高校中數(shù)據(jù)意識(shí)及數(shù)據(jù)倫理課程，專門課程比較少，但不少高校是高校通過跨學(xué)科項(xiàng)目實(shí)踐，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)有關(guān)地理空間數(shù)據(jù)的相關(guān)政策法規(guī)，并通過案例實(shí)踐領(lǐng)會(huì)地理時(shí)空數(shù)據(jù)的價(jià)值，體會(huì)地理時(shí)空數(shù)據(jù)使用過程中的數(shù)據(jù)倫理與數(shù)據(jù)安全的重要性。少數(shù)專門課程，如賓夕法尼亞州立大學(xué)開設(shè)了“professionalism and ethics in raphic information science and technology”課程，英國(guó)埃克塞特大學(xué)開設(shè)了“Data Governance and Ethics”課程，也結(jié)合實(shí)際案例講授數(shù)據(jù)隱私、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)倫理及其他政策的策略。

(四)教學(xué)方式呈現(xiàn)多元化、靈活化的特點(diǎn)

多元化、靈化活的教學(xué)方式對(duì)于有效開展GIS數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育具有重要意義。在線學(xué)習(xí)、混合學(xué)習(xí)、案例教學(xué)、項(xiàng)目研究、專題討論、團(tuán)隊(duì)作業(yè)、嵌入式學(xué)習(xí)、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)與互動(dòng)等靈活多樣的教學(xué)方式已在多個(gè)樣本高校中得到普遍應(yīng)用。如南加州大學(xué)空間科學(xué)學(xué)院的GIS項(xiàng)目，教師采用以學(xué)生為中心的教學(xué)理念,設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行教學(xué)，課堂上教師鼓勵(lì)學(xué)生參與課堂活動(dòng)，同時(shí)，通過小組討論、課堂發(fā)言、協(xié)作探究、自我評(píng)價(jià)、微課等方式開展數(shù)據(jù)素養(yǎng)教學(xué)，呈多元化、靈活化的特點(diǎn)，在實(shí)踐中取得了良好的效果。大數(shù)據(jù)時(shí)代，多學(xué)科融合已成為學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)，因此，面向GIS的數(shù)據(jù)素養(yǎng)不能局限于課堂教學(xué)與本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)。樣本高校還采取了更靈活的跨學(xué)科合作項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)素養(yǎng)教學(xué)?？屏_拉多大學(xué)博爾德分校的GIS研究生項(xiàng)目，采用多學(xué)科聯(lián)合教學(xué)模式，也在實(shí)踐中已取得良好的效果。

(五)鼓勵(lì)數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育相關(guān)資源的共享

面向GIS研究生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)、地理科學(xué)、遙感技術(shù)、測(cè)量學(xué)、地理信息科學(xué)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)及技術(shù)，同時(shí)，處理地理空間數(shù)據(jù)離不開扎實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)。這對(duì)于以地理學(xué)或地理學(xué)相關(guān)學(xué)科為背景的GIS專業(yè)研究生而言，在與計(jì)算科學(xué)及GIS密切相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)及新技術(shù)的理解與掌握上還是有一定的難度。因此，掌握GIS數(shù)據(jù)素養(yǎng)并非易事。優(yōu)秀的教學(xué)案例對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣具有重要的意義。但并非每一位高校教師均是熟悉計(jì)算科學(xué)、地理信息科學(xué)及數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域的專家。因此，教學(xué)資源共享及互動(dòng)交流平臺(tái)構(gòu)建，對(duì)于提高GIS專業(yè)數(shù)據(jù)素養(yǎng)教學(xué)質(zhì)量十分有意義。

美國(guó)早在19世紀(jì)早期就提出了GIS聯(lián)盟[18]，提倡GIS教育者分享教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及實(shí)踐材料，以應(yīng)對(duì)技術(shù)和全球問題的迅速變化對(duì)地理信息科學(xué)的沖擊。伊利諾伊大學(xué)(University of Illinois)網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)高級(jí)數(shù)字研究中心(CyberGIS Center for Advanced Digital Studies)在2014年率先為網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)創(chuàng)建了專門的材料。在這個(gè)項(xiàng)目下，已有17位CyberGIS研究員開發(fā)了一系列免費(fèi)課程的教學(xué)材料[19]。美國(guó)地理信息科學(xué)聯(lián)盟正在創(chuàng)建新的GIS與技術(shù)的知識(shí)體系(UCGIS2017)[20]，包括新知識(shí)領(lǐng)域，如計(jì)算平臺(tái)、編程和開發(fā)以及傳統(tǒng)的領(lǐng)域，如制圖學(xué)、可視化等，這為GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育的課程建設(shè)提供了指導(dǎo)。

四、對(duì)我國(guó)GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育的啟示

本文采用網(wǎng)絡(luò)調(diào)查，對(duì)2020QS世界大學(xué)排名中美國(guó)、英國(guó)及澳大利亞的35所高校的54個(gè)地理信息科學(xué)領(lǐng)域的研究生項(xiàng)目數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程設(shè)置及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)素養(yǎng)教學(xué)實(shí)踐調(diào)查分析可知，發(fā)達(dá)國(guó)家GIS專業(yè)在開展數(shù)據(jù)素養(yǎng)管理培訓(xùn)及GIS專業(yè)數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育方面已形成較完善的模式，有一些較成熟的教學(xué)實(shí)踐積累。國(guó)內(nèi)高校在參考美英澳GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)及實(shí)踐成果時(shí)，以下幾點(diǎn)值得我們注意：

一是開展企業(yè)、教師、學(xué)生的GIS專業(yè)數(shù)據(jù)素養(yǎng)需求調(diào)研，結(jié)合社會(huì)及學(xué)科發(fā)展，構(gòu)建GIS專業(yè)的數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力培養(yǎng)框架體系，建設(shè)不同層次的GIS專業(yè)數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程體系。

二是探索以GIS學(xué)科背景為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育實(shí)踐，加強(qiáng)培養(yǎng)研究生地理時(shí)空數(shù)據(jù)管理、分析及有效利用的能力，培養(yǎng)GIS專業(yè)研究生空間思維及計(jì)算思維。

三是結(jié)合生活實(shí)際，設(shè)計(jì)跨領(lǐng)域、跨學(xué)科的GIS實(shí)踐項(xiàng)目，培養(yǎng)研究生跨學(xué)科數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力，重視數(shù)理基礎(chǔ)教學(xué)模塊建設(shè)，加強(qiáng)GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)意識(shí)、數(shù)據(jù)倫理及數(shù)據(jù)思維的培養(yǎng)。

四是探索GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程的有效教學(xué)方式，重視GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)教學(xué)評(píng)估與反饋，探索“數(shù)據(jù)素養(yǎng)教學(xué)-評(píng)估反饋-優(yōu)化-再教學(xué)”的生態(tài)教育鏈。

五是打造“雙師雙能”師資隊(duì)伍建設(shè)[21]，加快GIS專業(yè)研究生的金課建設(shè)，鼓勵(lì)GIS專業(yè)教學(xué)資源共享與交流平臺(tái)的建設(shè)，豐富GIS專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育資源。