應(yīng)用型土建類高校GIS專業(yè)培養(yǎng)方案優(yōu)化

于明洋，邢華橋，孟 飛

（山東建筑大學(xué) 測(cè)繪地理信息學(xué)院，山東 濟(jì)南 250101）

隨著GIS（地理信息科學(xué)）與衛(wèi)星定位、遙感大數(shù)據(jù)、人工智能、深度學(xué)習(xí)、數(shù)字孿生城市、元宇宙等技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的緊密結(jié)合，GIS專業(yè)的辦學(xué)規(guī)模日益擴(kuò)大。然而，高等院校培養(yǎng)的GIS專業(yè)人才業(yè)務(wù)能力卻沒(méi)有跟上社會(huì)的需求，GIS本科畢業(yè)生主要從事一些數(shù)據(jù)處理等基礎(chǔ)工作，動(dòng)手能力普遍較差，缺乏主動(dòng)思考和創(chuàng)新的能力［1］。2016年習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上指出，要堅(jiān)持把立德樹(shù)人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開(kāi)創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面［2］。這就要求高校教師自覺(jué)把思想價(jià)值引領(lǐng)貫穿教育教學(xué)全過(guò)程和各環(huán)節(jié)，形成教書育人、科研育人、實(shí)踐育人、管理育人、服務(wù)育人、文化育人、組織育人的長(zhǎng)效機(jī)制［3］。因此，GIS專業(yè)思政教育需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

目前，GIS本科教育面臨著眾多問(wèn)題和矛盾。一是對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力缺少培養(yǎng)。大部分地方高校本科人才培養(yǎng)方案中，本科期間的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)分較少，實(shí)踐教學(xué)沒(méi)有得到足夠的重視。大部分實(shí)踐內(nèi)容均是持續(xù)的集中上機(jī)實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)內(nèi)容大多為已知領(lǐng)域的知識(shí)驗(yàn)證和簡(jiǎn)單演示，學(xué)生只能照著實(shí)習(xí)指導(dǎo)書按部就班進(jìn)行，缺乏個(gè)性化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和利用軟件解決實(shí)際問(wèn)題的能力訓(xùn)練。二是學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)不足。在本科教學(xué)中，由于多數(shù)課程教學(xué)是基于成熟的理論或體系進(jìn)行的，當(dāng)學(xué)生畢業(yè)后需要從最基本的框架進(jìn)行重新構(gòu)建時(shí)，多數(shù)學(xué)生就會(huì)感到無(wú)從下手，很難實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)自身創(chuàng)新能力培養(yǎng)的愿望。三是GIS專業(yè)沒(méi)有與院校本身的優(yōu)勢(shì)特色專業(yè)協(xié)同創(chuàng)新。GIS專業(yè)未能與院校的特色專業(yè)及時(shí)、有效的互相融合、彌補(bǔ)。因此，GIS專業(yè)的培養(yǎng)方案缺乏寬度和深度，不能與土木、建筑學(xué)、城市規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)等各個(gè)相關(guān)專業(yè)進(jìn)行深層次聯(lián)合、協(xié)同、縱深發(fā)展。四是培養(yǎng)的人才還不能完全滿足社會(huì)需要，GIS本科教育的目標(biāo)與社會(huì)需求的目標(biāo)存在一定差距。學(xué)生的就業(yè)問(wèn)題突出，如就業(yè)率下降，就業(yè)質(zhì)量不高等現(xiàn)象較為普遍。一些土建類院校的GIS專業(yè)畢業(yè)生因不能找到對(duì)口且滿意的工作，不得不從事與本專業(yè)不相關(guān)的工作，從而不能發(fā)揮專業(yè)所學(xué)。地理信息科學(xué)作為一門技術(shù)性很強(qiáng)的綜合交叉學(xué)科，教學(xué)的層次性、系統(tǒng)性設(shè)計(jì)不足會(huì)直接造成學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)踐能力及競(jìng)爭(zhēng)能力等方面與社會(huì)對(duì)人才的要求脫節(jié)［4］。合理設(shè)計(jì)GIS專業(yè)培養(yǎng)方案，使人才培養(yǎng)和專業(yè)建設(shè)符合地理信息科學(xué)最新發(fā)展的特點(diǎn)，適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)發(fā)展對(duì)GIS人才的迫切需要，培養(yǎng)面向市場(chǎng)面向社會(huì)的GIS創(chuàng)新型人才，全方位提升GIS專業(yè)人才綜合能力，已成為GIS本科教育亟待解決的問(wèn)題［5］。

針對(duì)以上問(wèn)題，本文從指導(dǎo)思想、培養(yǎng)目標(biāo)、課程設(shè)置、實(shí)踐環(huán)節(jié)幾個(gè)方面進(jìn)行探討。

一、培養(yǎng)方案修訂指導(dǎo)思想及人才培養(yǎng)體系

（一）指導(dǎo)思想

全面貫徹黨的教育方針，為落實(shí)新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議要求，以《深化新時(shí)代教育評(píng)價(jià)改革總體方案》《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》《山東省人民政府辦公廳關(guān)于推進(jìn)新時(shí)代山東高等教育高質(zhì)量發(fā)展的若干意見(jiàn)》等文件精神為指導(dǎo)，堅(jiān)持立德樹(shù)人根本任務(wù)，強(qiáng)化以人為本，夯實(shí)基礎(chǔ)，強(qiáng)化實(shí)踐，突出特色，提高質(zhì)量的人才培養(yǎng)思路，構(gòu)建德智體美勞五育并舉人才培養(yǎng)體系。立足山東、面向全國(guó)、依托行業(yè)、開(kāi)放辦學(xué)，著力培養(yǎng)基礎(chǔ)實(shí)、適應(yīng)快、能力強(qiáng)、素質(zhì)高的具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的應(yīng)用型高級(jí)專門人才，為國(guó)家建設(shè)事業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供智力支持［6］。

（二）專業(yè)人才培養(yǎng)體系

人才培養(yǎng)體系由理論課程體系、實(shí)踐教學(xué)體系和素質(zhì)拓展教育體系三個(gè)部分組成。其中素質(zhì)拓展教育體系按課程類別融入理論課程體系、實(shí)踐教學(xué)體系。

1.理論課程體系。理論課程體系包括課內(nèi)與課外、第一課堂和第二課堂、必修和選修課的結(jié)合，構(gòu)建“3平臺(tái)+3模塊+X課程組”的理論課程體系，搭建通識(shí)教育課平臺(tái)、學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課平臺(tái)、核心專業(yè)課平臺(tái)等3個(gè)平臺(tái)，設(shè)置專業(yè)方向課模塊、專業(yè)任選課模塊、公共選修課模塊等。

2.實(shí)踐教學(xué)體系。實(shí)踐教學(xué)體系分為基礎(chǔ)實(shí)踐、專業(yè)實(shí)踐、綜合實(shí)踐三個(gè)層次，每個(gè)層次設(shè)計(jì)不同實(shí)踐教學(xué)模塊，構(gòu)建“層次+模塊”實(shí)踐教學(xué)體系。山東建筑大學(xué)GIS專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系主要內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、工程綜合訓(xùn)練、課程設(shè)計(jì)（論文）、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、科技文化競(jìng)賽、社會(huì)實(shí)踐等。

3.素質(zhì)拓展教育體系。構(gòu)建“課程+實(shí)踐”的素質(zhì)拓展教育體系。完善“創(chuàng)新課程+創(chuàng)新實(shí)踐”的創(chuàng)新教育，“創(chuàng)業(yè)課程+創(chuàng)業(yè)實(shí)踐”的創(chuàng)業(yè)教育，“職業(yè)素養(yǎng)課程+社會(huì)實(shí)踐”的職業(yè)素養(yǎng)教育，提升學(xué)生綜合素質(zhì)。將大學(xué)生社會(huì)實(shí)踐、課外科技文化活動(dòng)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)就業(yè)教育、心理健康教育、安全教育納入本科人才培養(yǎng)方案，貫穿本科人才培養(yǎng)全過(guò)程。

二、GIS專業(yè)人才培養(yǎng)需求

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈等新技術(shù)的發(fā)展，GIS產(chǎn)業(yè)也發(fā)生了一系列的變化。GIS產(chǎn)業(yè)用人層次逐步從應(yīng)用型向研發(fā)型轉(zhuǎn)變，服務(wù)架構(gòu)從局域網(wǎng)向云計(jì)算轉(zhuǎn)變，服務(wù)對(duì)象從專業(yè)人士向普通大眾轉(zhuǎn)變，由地理信息平臺(tái)轉(zhuǎn)向地理信息服務(wù)。筆者對(duì)濟(jì)南、北京、上海、廣州等6所城市300余條招聘信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，GIS研發(fā)類人才崗位占據(jù)全部崗位的43.3%，數(shù)據(jù)處理及分析崗位占12.2%。GIS專業(yè)人才除了在地信和測(cè)繪等公司具備就業(yè)優(yōu)勢(shì)外，在數(shù)字孿生城市相關(guān)建設(shè)領(lǐng)域的就業(yè)優(yōu)勢(shì)也在加強(qiáng)，如在智慧交通建設(shè)、智慧園區(qū)建設(shè)、智慧旅游、國(guó)土空間規(guī)劃、應(yīng)急災(zāi)害普查、地質(zhì)工程等領(lǐng)域出現(xiàn)了一定數(shù)量的職業(yè)需求。

三、GIS專業(yè)培養(yǎng)方案優(yōu)化

我國(guó)GIS的核心建設(shè)目標(biāo)需求在過(guò)去二十年是地理數(shù)據(jù)與系統(tǒng)建設(shè)，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)、專題地理數(shù)據(jù)建設(shè)、各類GIS系統(tǒng)建設(shè)，未來(lái)二十年，地理信息的核心目標(biāo)需求是地理信息服務(wù)，包括國(guó)家重大任務(wù)如資源、環(huán)境、城市等地理信息檢測(cè)與服務(wù)。社會(huì)核心任務(wù)由地理數(shù)據(jù)與系統(tǒng)建設(shè)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦驀?guó)計(jì)民生的地理信息服務(wù)。因此，GIS專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位也應(yīng)隨之改變。

（一）培養(yǎng)目標(biāo)優(yōu)化

依據(jù)社會(huì)需求和《地理科學(xué)類專業(yè)本科教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》指導(dǎo)意見(jiàn)。山東建筑大學(xué)GIS專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)為：培養(yǎng)具有正確政治立場(chǎng)，具有正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀，具有較扎實(shí)的數(shù)學(xué)、地學(xué)、計(jì)算機(jī)軟件科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，掌握地理學(xué)、資源環(huán)境科學(xué)、現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等綜合理論知識(shí)，具有地圖制圖、工程測(cè)量、資源環(huán)境評(píng)價(jià)分析、地理信息系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)等技能，了解空間信息獲取、傳輸、處理、利用和信息系統(tǒng)工程的基本理論，能運(yùn)用遙感技術(shù)、地學(xué)分析和規(guī)劃學(xué)相關(guān)學(xué)科分析方法進(jìn)行地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、空間和動(dòng)態(tài)信息的分析處理能力，在城市、區(qū)域、資源、環(huán)境、交通、人口、住房、土地、災(zāi)害、基礎(chǔ)設(shè)施和規(guī)劃管理等領(lǐng)域的政府部門、金融機(jī)構(gòu)、公司、高校、規(guī)劃設(shè)計(jì)院所，從事與地理信息系統(tǒng)有關(guān)的科學(xué)研究、應(yīng)用研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)管理和行政管理等工作的應(yīng)用型高級(jí)專門人才。

（二）課程設(shè)置優(yōu)化調(diào)整

1.強(qiáng)化開(kāi)發(fā)能力培養(yǎng)。隨著社會(huì)對(duì)GIS開(kāi)發(fā)人才需求的日益增長(zhǎng)，對(duì)培養(yǎng)方案中開(kāi)發(fā)類課程進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)和Java語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程提前至第二學(xué)期講授，讓學(xué)生盡快接觸開(kāi)發(fā)類課程。Java語(yǔ)言和C#語(yǔ)言都是面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)語(yǔ)言，兩者是WebGIS和GIS二次開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)語(yǔ)言，語(yǔ)法規(guī)則類似。在第四學(xué)期開(kāi)設(shè)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的課程（C#），學(xué)生可以在學(xué)習(xí)Java基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升編程能力和熟練程度。GIS應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方向還開(kāi)設(shè)有“空間數(shù)據(jù)庫(kù)”“網(wǎng)絡(luò)GIS開(kāi)發(fā)與服務(wù)”“移動(dòng)GIS開(kāi)發(fā)”等課程，除了加強(qiáng)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)技能培養(yǎng)外，在遙感開(kāi)發(fā)和科學(xué)計(jì)算方面增加了“IDL程序設(shè)計(jì)”和“Matlab應(yīng)用開(kāi)發(fā)”課程。

2.增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理及空間分析能力?？臻g分析是GIS的靈魂，數(shù)據(jù)處理是空間分析的基石。加強(qiáng)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理能力，進(jìn)一步提高空間分析能力是培養(yǎng)學(xué)生業(yè)務(wù)能力的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。在培養(yǎng)方案中，將“計(jì)算機(jī)地圖制圖”“GIS空間分析”“遙感概論”“遙感圖像處理”設(shè)置為學(xué)科基礎(chǔ)課程和必修課程，并增加“三維激光掃描技術(shù)”“無(wú)人機(jī)航測(cè)”等較新技術(shù)的實(shí)操類選修課程，從而更好地與社會(huì)需求接軌。

3.課程開(kāi)設(shè)時(shí)間優(yōu)化。目前，培養(yǎng)方案中的專業(yè)課基本在大二下學(xué)期才開(kāi)始教學(xué)，學(xué)生接觸GIS專業(yè)核心課程和GIS軟件的練習(xí)時(shí)間較晚，僅僅依賴大四的畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文綜合實(shí)踐進(jìn)行應(yīng)用能力的提升還不夠，本次培養(yǎng)方案修訂將GIS原理、遙感導(dǎo)論、GIS軟件應(yīng)用等課程提前開(kāi)設(shè)，同時(shí)大一增開(kāi)“地球科學(xué)概論”課程（學(xué)科必修，32學(xué)時(shí)）和“地理科學(xué)信息導(dǎo)論”（專業(yè)基礎(chǔ)必修，32學(xué)時(shí)）兩門課程。

4.加強(qiáng)思政元素和心理健康教學(xué)。專業(yè)教育要把塑造學(xué)生的正確“三觀”作為根本目標(biāo)，專業(yè)教師要從單純的專業(yè)育人提升到全面育人。結(jié)合GIS專業(yè)的特點(diǎn)，要在專業(yè)人才培養(yǎng)方案中形成課程思政的總體性、原則性、方向性規(guī)劃，這就要求任課教師在課程教學(xué)大綱中科學(xué)、有效提煉出每章課程思政的核心元素，并設(shè)計(jì)出在課堂教學(xué)中講授的素材與授課方法，本次修訂同時(shí)增加了“新中國(guó)史”課程（16課時(shí)）、素質(zhì)拓展必修課“心理健康與安全教育”（16學(xué)時(shí)）。

5.課程名稱及性質(zhì)優(yōu)化。以國(guó)標(biāo)為依據(jù)，進(jìn)行了部分課程名稱、課程性質(zhì)的調(diào)整?！叭宋牡乩韺W(xué)”由選修課調(diào)整為必修課；“自然地理學(xué)”由原來(lái)的專業(yè)基礎(chǔ)必修調(diào)整到學(xué)科基礎(chǔ)必修；“GIS空間分析”由專業(yè)任選調(diào)整到專業(yè)必修；“網(wǎng)絡(luò)GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”從限選課調(diào)整為專業(yè)必修課并改名為“網(wǎng)絡(luò)GIS開(kāi)發(fā)與服務(wù)”；“AutoCAD基礎(chǔ)”從必修課調(diào)整為限選課；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)從必修課調(diào)整為限選課；“Arcgis Engine開(kāi)發(fā)”調(diào)整為“GIS應(yīng)用開(kāi)發(fā)”；“城市三維可視化”改為“城市三維建模與可視化”。

（三）實(shí)踐環(huán)節(jié)優(yōu)化

本次調(diào)整優(yōu)化將實(shí)踐能力培養(yǎng)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿人才培養(yǎng)全過(guò)程，優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)體系，適當(dāng)加大實(shí)踐教學(xué)比重，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，突出學(xué)生工程意識(shí)與實(shí)踐能力培養(yǎng)。構(gòu)建第二課堂素質(zhì)教育體系，強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、人文精神和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。山東建筑大學(xué)GIS專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系分為基礎(chǔ)實(shí)踐、專業(yè)實(shí)踐、綜合實(shí)踐三個(gè)層次，主要內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)（論文）、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、科技文化競(jìng)賽、社會(huì)實(shí)踐等。

四、培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)及學(xué)分學(xué)時(shí)結(jié)構(gòu)

本次調(diào)整從綜合素質(zhì)、專業(yè)能力、知識(shí)結(jié)構(gòu)三個(gè)方面構(gòu)建了培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)矩陣，如專業(yè)能力培養(yǎng)中要求學(xué)生具有較強(qiáng)的遙感、地理信息數(shù)據(jù)處理與分析能力，實(shí)現(xiàn)途徑為開(kāi)設(shè)地球科學(xué)概論、地理信息科學(xué)導(dǎo)論、GIS軟件應(yīng)用、遙感原理、攝影測(cè)量學(xué)、遙感圖像處理、遙感科學(xué)技術(shù)與進(jìn)展、計(jì)算機(jī)地圖制圖、GIS空間分析、城市三維建模與可視化、三維激光掃描數(shù)據(jù)處理等專業(yè)課程。經(jīng)過(guò)培養(yǎng)方案的修訂形成山東建筑大學(xué)本科專業(yè)學(xué)時(shí)學(xué)分結(jié)構(gòu)表，必修課占比71.1%，選修課28.9%，集中實(shí)踐環(huán)節(jié)達(dá)到41.5學(xué)分，學(xué)生可以根據(jù)不同方向進(jìn)行選修課程，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化發(fā)展，滿足社會(huì)不同需求。

結(jié)語(yǔ)

本文以山東建筑大學(xué)應(yīng)用型高校GIS專業(yè)為例，立足于培養(yǎng)技術(shù)能力強(qiáng)、素質(zhì)高、有創(chuàng)新精神的GIS專業(yè)應(yīng)用型人才，結(jié)合新版培養(yǎng)方案的修訂過(guò)程，從培養(yǎng)理念、課程設(shè)置、思政建設(shè)、實(shí)踐環(huán)節(jié)四個(gè)方面對(duì)GIS專業(yè)培養(yǎng)方案優(yōu)化進(jìn)行探討。通過(guò)對(duì)課程思政建設(shè)、開(kāi)發(fā)能力培養(yǎng)、課程開(kāi)設(shè)學(xué)期優(yōu)化、課程設(shè)置及實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，培養(yǎng)目標(biāo)更加明確，培養(yǎng)途徑也更加清晰，希望對(duì)兄弟院校有所借鑒，請(qǐng)各位同行批評(píng)指正。