地理信息系统专业应用创新型人才培养体系的设计与实践

摘 要：本文分析了目前我国GIS专业本科生培养的现状及存在的一些问题，系统探讨了如何充分发挥GIS专业特色， 培养应用创新型人才的措施和方法；结合首都师范大学地理信息系统国家特色专业人才培养的具体实践，详细论述了地理信息系统专业应用创新型人才培养体系的建设举措和进展，为其它相关高校专业建设和人才培养提供可供借鉴的思路和方案。

关键词：人才培养体系 实践教学 教学改革

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（b）-0205-02

国内地理信息系统（GIS）专业自1998开设至今已经有近15年的历史了，目前国内设置GIS专业的高等院校已近200所。在此期间，GIS科学技术的不断发展、GIS应用水平的不断提升使得整个空间信息产业对GIS人才的需求也逐渐增强。GIS教育也正在蓬勃发展之中，面对社会对人才要求的不断提高，出现了系列值得关注的问题：譬如学校传统的教育培养模式是否需要进行调整？传统的教育内容是否能够满足需求？怎样的培养模式才能够加强人才的竞争力？如何根据社会需要和学生需求以及学校特点合理地构建一套GIS创新型人才培养体系是专业建设急需解决地问题。

培养应用型、创新型的GIS人才一直是我们作为GIS教师的目标与责任。对此，本文分析了目前我国GIS专业本科生培养的现状及存在的一些问题，针对GIS专业人才培养改革的迫切需要，系统探讨了如何充分发挥GIS专业特色，培养应用创新型人才的措施和方法；结合首都师范大学地理信息系统国家特色专业人才培养的具体实践，详细论述了特色专业人才培养体系在建设理念、师资队伍、条件平台、课程教材、实验教学等方面的建设举措和进展，为其它相关高校专业建设和人才培养提供可供借鉴的思路和方案。

1 建设目标与举措

首都师范大学地理信息系统专业成立于2001年，以“教学、科研、团队协调发展，学科、专业、课程相互促进”为发展理念，依托“211工程”重点建设学科、4个国家、省部级优秀教学平台和4个国家和省部级科研创新平台等，高水平科研与教学相互结合和促进，加强开放、交流与合作；深入开展以促进学生知识、能力、素质协调发展为目标的创新性教学改革，完善人才培养体系。经过近10年的建设，在师资队伍、平台建设、教学改革等方面取得了一系列成绩。但是鉴于地理信息系统学科年轻、发展又快，地理信息系统专业本、硕、博课程都存在一定的问题，实习实践有待加强，学生培养与国际接轨等老问题和层出不穷的新问题。

因此，本专业以人才培养为中心，以行业对人才的需求能力为出发点，研究人才知识结构与需求趋势，以高水平师资队伍建设、课程体系与教材建设、教学模式与方法改革、实践体系改革等建设为过程和手段，构建应用创新型人才培养体系和方案；建设一支掌握先进教育技术、教学水平高、实践与科研能力强、熟悉行业人才需求的队伍；建设校内校外相结合、国内国外项联系、实验与实习相贯通、应用与创新同步的立体化人才培养平台。

围绕该建设目标，在具体建设过程中，采取下列措施。

（1）实践教学体系改革：结合目标定位，深入调研国内外知名高校的专业课程体系，结合学校实际，改革现行课程体系，加强实践教学体系建设；使课程体系能力模块化，理论、实践与应用创新三位一体化，模块之间链接化，实践技能训练综合化，选修课组方向化，专题设计创新化。主动适应社会需求和创新性人才培养的需求。（2）课程内容与教材改革：针对现有课程内容重复性较大、部分授课内容老化的不足，依据人才培养目标改革教学内容和教材体系，决定课程内容的新旧取舍。保证教学内容的经典与前沿相结合，理论与实践相结合；保证课程群模块内部以及模块之间的有机衔接；结合教学实践和经验，开展教材建设，重点建设面向新培养目标的特色教材和实践教材。（3）专业师资队伍改革：优化教师与科研队伍，建立完善的GIS教学科研体系，包括高素质的教学队伍和齐全的教学实验设备。在本科生课程授课师资体系中，聘请高水平校外专家进本科生课堂；专业核心平台课推行教学水平较高的主讲教师负责制；推进产学研的紧密结合。（4）教学手段与方法改革：紧紧围绕应用创新人才培养的目标，积极推动和引导教学方法改革，采用问题式、讨论式、任务驱动式、现场实践式等多样化教学方法，改变传统教学中教师主动、学生被动的教学方式，提高学生学习兴趣，使学生主动发现问题、思考问题，培养学生从解决实际问题的角度理解知识、应用技术、创新发展。（5）人才培养模式改革：加强学生实践能力特别是综合应用实践的锻炼，为应用创新大好基础；注重个性化培养，优选若干具有潜质的学生开展研究型学习，实现人才培养模式的创新；通过制度建设和管理体制改革，建立一套能培养学生创新意识、创新思维、创新能力的运行机制；鼓励学生参加科研活动，设立科研创新学分与创新奖学金，利用学术报告、发表学术论文、各种科技大赛获奖、参加教师科研、申报科研立项等多种渠道，引导学生进行创新。

2 课程与教材建设

在课程设置方面，本专业的专业课程分为三大系列：计算机科学类（数据结构、数据库、计算机图形学、计算机图象处理、C语言、C++、VB、JAVA等面向对象的编程技术）、地理科学类（自然地理学、人文地理学、环境学、国土资源学、城市规划等）和地理信息系统科学与技术类（地图学、地理信息系统、计算机制图、遥感、全球定位系统、组件GIS、WEBGIS、ARCGIS、PCI等）。学生必须修满教学计划培养方案规定的180学分方能毕业。课程147学分（含实习18分），其中通识教育51分，专业基础28分，专业核心25分，专业方向课43分；实验教学33学分。

团队教师积极进行教学改革。所有专业课必修课均配备优秀教材（其中自编教材20%），引进和选用外文教材3门，必修课配备率达17%。6门课程中采用学生参与课堂讨论的方式进行教学，收到良好效果，获得三项学校探究式课程建设立项。90%课程参加学校课程建设，其中优秀课程20%。90%专业基础课和专业核心课由副教授以上的教师主讲，所有的教授、副教授都为本科生授课或做学术报告。实验指导教师多为博士和副教授。所有教学实习都指派有副教授以上教师指导学生。获得“北京市教育科学研究优秀成果一等奖”等教学奖励22项，其中包括地理信息系统国家精品课程1门、北京市精品课程1门。

根据教学改革的指导思想，本专业积极推进优秀教材建设，力求理论教材和实验教材在内容设计上注重理论基础、实验内容技术与方法的综合性、区域性、应用性和先进性，并体现理论与基础、室内与野外、经典与先进的有机结合。自编的系列实验教材和讲义，基本体现了教材建设的理念。截至目前，本专业已经主编专著和教材25部，其中包括《地理信息实验系列教程》、《遥感图像处理系列教程》等实验教材4部，参编教材4部。目前中心自编实验教材与讲义，对于充实地理学发展前沿起到了重要的作用。教学过程中针对本校不同专业、不同课程的特点，进行优化组合。有3本教材入选国家“十五”、“十一五”教育部规划教材，1项教材获北京市精品教材。

3 实践教学体系建设

本专业的实践教学以地理科学与技术国家级实验教学示范中心为建设单位，以地理信息系统系列课程为建设平台，分别建立了基础、专业、野外综合、探究性的实验教学平台。其中，由3个基础实验室（测量与地图实验室、遥感实验室、GIS实验室）和5个专业实验室（GPS实验室、卫星遥感数据接收实验室、车载三维信息获取实验室、三维激光实验室、虚拟地理环境实验室）组成课内实验平台，由5个野外综合实习基地（秦皇岛地质地貌、野鸭湖湿地自然保护区、北京金山测量与地图、北京地面沉降监测、北大方正3S技术开发与应用实习基地）组成校外综合实习、实践平台，由五个省部级重点实验室组成实验教学与科研创新平台。

在实践教学体系建设上，地理信息系统专业构建了符合学科特点、兼顾学习规律的“基础实验-综合实验-设计实验-研究创新”四级逐步提高的“一体化、多层次、开放式”的创新性实验教学体系。

实验课程、实验项目设计的总体思想是“以学生为本，传授知识、培养能力和素质提高协调发展”。在实验课程设计中，加强理论与技术应用的有机结合，加强地理新技术的应用；在实验项目设计中，鼓励教师依托科研项目开设综合性、创新性实验项目；扶持特色实验课程和项目的发展；加强学生自主学习、合作学习、探究学习的能力训练。

实践教学内容上，强调体现区域性、综合性、实践性的学科特点，根据专业和课程特色，分层次设立基本型、综合型、设计型、创新型实验，构建“基本理论验证-基本技术操作-开发应用创新”的多级实验内容。坚持“室内基础实验与野外综合实践相结合”、“地理信息科学基础理论与高新技术相结合”、“高水平科学研究与创新型实验设计相结合”，以培养具有扎实地理信息科学基础理论、基本知识与基本技能，掌握现代地理技术并具有应用创新精神的地理信息科学与技术复合型人才。

由专职、兼职教师组成的实验教学队伍，保证了科学研究与实验教学的有机结合。目前任职教师中，有70%的教师承担了各级各类科研项目，较好地提升了理论课、实验实习课的教学内容。如在ARCINFO地理信息系统实验课程中，任课教师依托所承担的“国土资源大调查项目—— 数字国土”，设计了基于ARCINFO的土地利用空间数据库建设实习；在GIS空间分析实验课中，依托863项目“GIS在农村社会经济统计分析中的应用”设计了基于GIS的人口空间自相关分析实习项目等等，保证在实验教学中前沿性科研的实验内容占一定的比例。

实验教学与科研、工程和社会应用实践结合主要表现在三个方面：一是地理信息科学基础理论与地理新技术相结合；二是高水平科研与创新型实验相结合；三是野外实习基地在遴选中遵循了区域性、综合性、先进性的原则。

4 人才培养体系建构

地理信息系统专业以学生为本，积极开展人才培养体系建设。初步搭建了本科—硕士—博士—博士后较为完善的人才培养体系，并初步建立了“五个结合”的人才培养模式，即“地理信息科学基础理论与地理信息高新技术相结合”、“室内基础实验与野外综合能力培养相结合”、“高水平科学研究与创新型教学相结合”、“本科生、研究生探究式教学相结合”、“教学示范辐射与合作交流相结合”，形成了“基础实验—综合实验—设计实验—研究创新”四级逐步提高的实验教学模式。在狠抓学生专业学习基础上，本专业根据用人单位需求，研究就业市场信息，力求为学生就业加强服务。通过组织地理信息系统应用、开发竞赛的各类活动，提高学生实践活动能力。联系高水平的业内人士来做报告，为学生将来就业搭建起人脉网络。学生科研立项和毕业论文依托科研、工程和社会应用实践等项目的比重逐年提高，选题的准确性、方法的先进性和成果的应用性都有显著的提高。主要举措体现在以下几点。

（1）高水平科研与教学相互促进，力争为每一位师生提供适宜发展的学术空间。集成5个省部级重点实验室优势资源，建立创新教育平台，并与教学平台有机结合；师生借鉴科研思路，开展创新教育和研究性学习；学生探究式学习有效地反哺了教师创新教育能力。（2）以高新技术应用激发学习热情，培养学生掌握高新技术应用“一技之长”。获国家科技进步奖、国家专利的成果，转化为自主知识产权的实验教学仪器和软件，激发学生探究式学习兴趣、培养解决地理学实际问题能力；通过增设5门探究式实验课、出版10部实验教材、建设国家精品课程、精品教材等与国内外50多所大学共享互动、不断提高。（3）让学生在科研和学科竞赛中掌握高新技术深入应用。依托团队主持的国家级项目，组织70%的本科生参加科研，先后获国家、省部、校级立项191项，发表论文38篇。2008年，3项本科生科研项目入选“国家大学生科学研究与创业行动计划”。在全国、省部、校级大学生挑战杯赛、数学建模与计算机应用、GIS软件开发等竞赛中获奖120多人次。（4）营造实验教学国际化环境，培养实际工作能力。与欧美7所大学联合开展中国地理实习，已成为固定环节，有效激发了师生教与学的兴趣、培养合作学习能力；与6个国际品牌的遥感、GIS软件公司合作，建立ARCGIS、ENVI、PCI、JX-4、EZMAP、IMAGEINFO实训基地，有效促进了师生专业软件应用能力与国际接轨。

近年来，本科生毕业论文80%是依托教师的科研项目开展的，部分本科生的科研成果在教师承担的科研项目中得到了沉淀。本科生的实践和创新能力也有了显著的提高，参与创新、训练、竞赛活动的学生达60%，获校级大学生科研立项38项，获实验室开放基金43项；获全国大学生“挑战杯”大赛北京市一等奖、全国大学生数学建模与计算机应用竞赛北京市一等奖、北京市数学建模竞赛一等奖等国家、省部级和校级各种奖励47项。

学生的学习质量逐步提高，带来的社会声誉逐步上升。考研率突破45%，陆续有10余名学生成功申请出国交流学习计划并出国继续攻读硕士学位。近三年中本科生英语四级累计通过率93.5%以上，一次就业率均达到98%以上。

5 结语

地理信息系统专业成立以来，在师资队伍、平台建设、教学改革等方面取得了一系列成绩。但是鉴于地理信息系统学科即年轻、发展又快，地理信息系统专业本、硕、博课程都存在一定的问题。为此，我们开展并将继续延续地理信息系统应用创新型人才培养体系建设，继续完善以地学高新技术应用为特色的实验教学体系和培养模式，努力将高水平科研成果转化为实验教学的先进仪器和软件，显著提高学生学习热情和应用高新技术解决实际问题的能力，明显提升教师团队创新教育能力。

参考文献

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