農業院校GIS專業人才培養模式與課程體系建設

羅志軍

（江西農業大學國土資源與環境學院，江西南昌 330045）

農業院校GIS專業人才培養模式與課程體系建設

羅志軍

（江西農業大學國土資源與環境學院，江西南昌 330045）

地理信息系統 (GIS)是一門新興的邊緣交叉學科。以江西農業大學為例，詳細分析了農業院校GIS專業的人才培養模式和課程體系建設，以期為高校GIS專業的建設提供借鑒和參考。

地理信息系統專業；人才培養；課程體系；農業院校；

地理信息系統（Geographic Information System，簡稱 GIS）是由計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統，該系統設計支持空間數據上的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規劃和管理問題[1]。GIS技術自20世紀80年代引入我國以來，經過近30年的發展，其理論研究和應用研究在我國都取得了長足的進步，GIS技術強大的空間分析能力已越來越受到各行各業的青睞，成為農業、林業、國土、城建等眾多部門進行合理規劃、科學決策必不可少的工具。為滿足信息社會對GIS專業人才的需求，教育部于1997年設立了GIS專業。目前，全國已有100余所院校設立了專門培養GIS人才的專業，其中，設有GIS專業的農業院校有l6所。

農業院校具有很強的行業特色，尤其近年來國家對“三農”問題的重視，更使得與此相關的3S技術在農業領域的應用不斷普及和深入，這對依托于農業院校的 GIS專業是一個非常好的發展契機[2]。農業院校如何開辦好GIS專業，有許多問題需要研究和探索，其中一個重要的問題是如何培養出優秀的GIS專業人才來滿足社會需要。本文在吸取兄弟院校GIS專業在人才培養、專業建設等方面經驗的基礎上，結合江西農業大學的實際情況，對我校GIS專業的人才培養模式和課程體系建設進行了研究和探討。

1 專業定位與特色

GIS是集計算機科學、地理學、測繪遙感學、環境科學、城市科學、空間科學和管理科學等為一體的新興邊緣學科[1、3]。可以說，GIS是傳統課程和現代科技課程相結合的產物，是3S技術的主要內容和核心。近些年在計算機技術高速發展的推動下，GIS技術在土地管理、資源管理、環境保護、交通運輸等諸多領域得到了廣泛應用。李滿春等人[4]對GIS的學科特點歸納總結為：工具學科特征、工程學科特征和橫斷學科特征三大特征。因此，GIS專業的教學必須緊跟時代步伐，在教學中采取理論與實踐并重，根據時代要求和市場需求培養理論與應用并重的綜合型人才。

江西農業大學于2004年開始籌備創建 GIS專業，從教學計劃制定、師資引進、實驗室建設和教學設施準備等多方面著手籌建，并進行了新增專業申報工作。2005年，依托我校國土資源與環境學院的兩個江西省品牌專業--土地資源管理專業和農業資源與環境專業，開設了地理信息系統專業，并招收第一屆GIS專業本科生，目前已有兩屆畢業生完成學業走上了社會。我校GIS專業的特色在于既突出了地理信息系統的技術特征，又緊密結合了國土、環境、農業、林業等部門的業務需求，培養學生具備地理信息系統研究、設計、開發的能力和在測繪、國土、城建、農業、環境、林業等行業部門的應用能力。

2 專業培養目標與培養模式

2.1 專業培養目標

我校GIS專業以地表與近地表的自然、社會、經濟、文化等現象分布的空間信息為研究對象，利用計算機、衛星定位、遙感等現代技術進行空間信息的獲取、管理、表達、處理與應用，為數字地球、數字國土等建設服務。培養學生掌握地理信息系統（GIS）、資源環境遙感（RS）、全球定位系統（GPS）的基本理論、基礎知識和基本技能，受到地籍測量與土地管理、土地利用規劃、土地信息系統、城市信息系統、數字測圖、計算機操作、數字地圖制圖軟件設計、地圖設計與編繪、地理信息系統設計、區域分析與規劃等技能的基本訓練，具有熟練運用資源環境科學、現代測繪學、計算機科學等綜合理論知識開發各類專業地理信息系統的能力，能在國土、測繪、城建等部門從事空間信息的分析處理及地理信息系統設計開發工作的高級專門人才。

2.2 人才培養模式

根據GIS專業特點和農業院校的行業優勢，從適應社會發展需求出發，努力探索“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質、廣適應” 的新型人才培養模式，培養技術應用型、設計開發型、科學研究型和創新拔尖型等四個層次的GIS專業人才，尤其注重對學生設計能力、開發能力、創新能力和綜合能力的培養[5，6]。

1）技術應用型人才：培養具備 GIS基礎知識和GIS實際操作能力的應用型人才。要求學生具有較寬厚的計算機、地學、數學等基礎，熟練掌握主流 GIS軟件平臺的使用，面向多行業應用，熟悉和了解資源與環境、區域規劃等領域的基礎知識和基本技能。

2）設計開發型人才：在第一層次的基礎上，進一步培養在計算機、GIS等方面具有較扎實的知識和技術，擁有較強設計、開發和管理能力，面向企業、科研單位、高校的專門設計開發人才。要求學生熟練掌握VC++、JAVA等程序設計語言、軟件工程、數據庫技術、數據結構等的基礎理論和知識，了解GIS發展的最新動態，能夠從事GIS設計與開發工作。

3）科學研究型人才：在第二層次的基礎上，培養具有GIS專業系統知識和實踐技能、擁有較寬廣知識面，具有一定科研的能力，畢業后可以直接進入碩士階段的學習和深造，或成為科研、教學行業的研究型人才。要求學生具備多學科交叉知識背景，了解 GIS學科前沿理論和技術，能夠利用信息科學與技術在資源環境領域從事科學研究工作。

4）創新拔尖型人才：在第三層次的基礎上，進一步培養具有創新潛力的拔尖人才，這類人才應具備扎實的專業基礎和獨立從事研究、開發的能力，有一定的創新意識和創新能力，通過國際交流與合作，爭取到國外深造。

上述四層次人才培養模式是根據因材施教的原則，將人才培養目標劃分為不同層次，根據不同層次的培養目標制定相應的培養計劃，提出不同的培養要求，學生畢業后達到不同的專業層次。通過該模式的培養，學生畢業后可以成為3S技術在資源環境中的技術應用型人才、設計開發型人才、了解和掌握3S技術前沿信息的科學研究型人才以及高素質的創新拔尖型人才。

3 課程體系建設

課程體系是實現專業定位和完成培養目標的具體體現。課程體系是一個具有特定功能、開放性的知識-技能概念組合系統，其體系結構的形成不僅要使所包含的專業基礎課、專業理論課、專業技能課、專業應用課等形成相互聯系的統一整體，而且還必須正確地反映培養目標和專業定位，適應社會經濟發展的需求，反映科學技術發展的現狀與趨勢，符合學制及學時限制[6，7]。

3.1 課程體系構建方案

我校GIS專業的課程體系包括公共基礎課程模塊、學科基礎課程模塊、專業基礎課程模塊、專業選修課程模塊、實驗實踐課程模塊等 5個學習模塊，每個學習模塊包含了若干課程類，每個課程類由一系列相關課程構成。

3.2 課程體系課程設置

依據上述課程體系建設方案，我校GIS專業的課程設置如下：

1）公共基礎課程（1～2年級）：強調對英語、形勢與政策、體育等基本課程的學習。

①語言類課程：包括大學英語、大學語文等；②政治歷史類課程：包括中國近現代史綱要、形勢與政策、馬克思主義基本原理、毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論等；③素質類課程：包括思想道德修養與法律基礎、體育、軍事理論等。

2）學科基礎課程（1～3年級）：強調對數學、計算機、資源環境、地理、土地和測繪等學科基礎知識的學習，以面向多種行業發展。

①數學類課程：包括高等數學、線性代數、概率論與數理統計等；②計算機類課程：包括Visual Basic語言程序設計、C++程序設計、數據結構與算法等；③資源環境與地理類課程：包括環境保護概論、生態學原理、自然地理學、經濟地理學等；④土地類課程：包括土地資源學、土地規劃學等；⑤測繪類課程：包括數字地球導論、測量學、地圖學等。

3）專業基礎課程（2～3年級）：強調對GIS、RS和GPS的基礎知識和基本原理掌握。

①GIS類課程：包括GIS概論、GIS軟件工程、空間數據庫及設計、GIS設計與開發、空間分析、網絡地理信息系統等；②RS類課程：包括遙感技術基礎、遙感圖像處理等；③GPS類課程：包括GPS原理與應用等。

4）專業選修課程（2～4年級）：強調對ArcGIS、MapGIS、Erdas、AutoCAD等軟件操作技術的掌握，以及對GIS前沿、GIS應用等知識的學習。

①人文社科類課程：包括當代世界經濟與政治、管理學原理、可持續發展專題等；②計算機類課程：包括計算機圖形學、面向對象程序設計、網頁制作、計算機網絡等；③資源環境與地理類課程：包括旅游規劃與設計、城鎮規劃、土壤地理學、地理建模理論與方法等；④土地類課程：包括地籍管理、土地評價、土地經濟學、土地管理信息系統、土地整治等；⑤GIS與RS類課程：包括ArcGIS操作技術、MapGIS操作技術、地理信息共享理論與方法、數字高程模型、專業英語、GIS前沿講座、Erdas遙感軟件操作技術、虛擬地理環境等。

5）實驗實踐類課程（1～4年級）：強調對學生動手與實踐操作能力的培養。

根據農業院校GIS專業設立的基礎和背景，圍繞學生能力和素質培養，參考他人的研究成果 [8]，我校GIS專業的實驗實踐類課程設計由計算機類實踐、土地管理類實踐、GIS基礎類實踐和GIS應用類實踐4個類別組成，如表1所示。

表1 地理信息系統專業實驗實踐類課程表

3.3 實踐類課程的地位與層次

GIS專業的教學不僅僅是讓學生了解一些理論和發展趨勢，更重要的是讓學生通過更多的實踐學習，培養自己利用現代高科技技術手段獲取地理信息、運用地理信息、處理地理信息的能力，為今后的工作和研究作技術上的準備。鑒于GIS專業的實踐性與應用性，實踐類課程教學是GIS專業的教學中需要高度關注的重要環節，實踐類課程是GIS專業的課程體系中不可替代的重要組成部分，其實驗實踐類課程時數應該在總課時的比重比較大。

GIS專業4個類別的實驗實踐類課程（如表1所示）不是彼此孤立的，而是相互聯系的有機整體，具有嚴格的依存關系。在課程的設置中應注意開課的先后順序[5]，從GIS專業實踐教學層次結構圖（如圖1所示）可以看出，每個實踐教學環節都有其必備的理論支撐。同時，處于較低層次的實踐教學環節也構成較高層次實踐教學環節的基礎，專業綜合實習與畢業設計處于層次結構的最上層，需以其他實踐環節為基礎。GIS應用課程設計以地學與土地規劃實習、計算機及編程實習和GIS基礎等方面的知識為基礎，數字測量與制圖和遙感圖像處理課程設計需要具備地理學與計算機科學方面的知識。在計算機基礎系列實踐環節中，計算機上機實習處于最底層，是其他計算機編程實踐的基礎，數據結構課程設計為高效可靠的程序設計和數據庫設計打基礎。

圖1 地理信息系統專業實踐類課程層次

4 結 語

當前我國GIS教育正處在蓬勃發展之中，各個高校根據自己的學科優勢設置GIS專業，并在將來一定時期仍將維持這種狀態，這使得GIS專業難以規范，培養的GIS人才差別也比較大。高等農業院校GIS專業的人才培養模式、課程體系建設和教學方法的改革和創新，將充分發揮教師的積極性，強化學生計算機操作、GIS軟件開發方面的實踐，加強多學科交叉、GIS應用等方面的實踐鍛煉，培養和提高學生的自主學習能力、創造性思維和創新能力，保證良好的理論和實踐教學效果，為社會輸送合格的GIS專業人才。

[1] 黃杏元，馬勁松，湯勤．地理信息系統概論（修訂版）[M]．北京：高等教育出版社，2001

[2] 張超，蘇偉，楊建字，等．農業院校地理信息系統專業實踐教學體系總體設計初探[J]．科技創新導報，2009（25）：207

[3] 鄔倫，劉瑜，張晶．地理信息系統--原理、方法和應用[M]．北京：科學出版社，2001

[4] 李滿春，戴崴巍，趙勇．GIS專業人才的素質特征、知識結構與培養方案研究[J]．地理與地理信息科學，2004，20（2）：26-29

[5] 張曉麗．林業院校GIS專業人才培養模式及課程體系建設[J]．中國林業教育，2008（3）：13-l6

[6] 原立峰，馬明棟，張海濤，等．GIS專業人才培養模式與課程體系建設研究[J]．高等理科教育，2010（1）：40-44

[7] 孫根年，黃春長，馬耀峰，等．論高等師范院校地理學專業課程體系的改革[J]．陜西師范大學學報：自然科學版，2000，28（1）：114-118

[8] 劉學鋒，陳波，何貞銘，等．地理信息系統專業實踐教學規劃與設計[J]．地理空間信息，2004（3）：44-46

Talent Training Mode and the Construction of Curriculum System for GIS Specialty in Agriculture Collegesand Universities

by Luo Zhijun

Geography Information System(GIS)is a new edged cross-discip line.Taking Jiangxi Agricultural University as an example,this paper analyses on the talent training mode and the construction of Curriculum System for GIS Specialty in agriculture colleges and universities,shedding light on the construction of this Specialty in other universities.

GIS specialty,talent training,curriculum system,agriculture colleges and universities （Page:143）

P208

B

1672-4623(2011)01-0143-03

2010-08-20

項目來源：江西省教育廳教改課題（JXJG-07-3-3）。

羅志軍，副教授，博士，主要從事土地遙感與GIS方面的研究。