GIS二次開發課程與產業型人才培養模式的探討

楊 斌，陳廷方

（西南科技大學環境與資源學院，四川綿陽 621010）

GIS二次開發課程與產業型人才培養模式的探討

楊 斌，陳廷方

（西南科技大學環境與資源學院，四川綿陽 621010）

“GIS二次開發”課程不僅是地理信息系統專業的核心課程之一，且該課程又是衡量地理信息系統專業學生動手能力的標準之一。伴隨著GIS產業化飛速發展，已有的“GIS二次開發 ”課程體系已不能適應現代產業型人才的培養，主要表現在課程內容相對陳舊、結構體系相對落后、產業型開發方案相對較少等問題。結合多年來在地理信息系統專業教學經驗，從體系安排、課程教學、實踐能力、學生科研活動等方面進行探索，嘗試為培養現代產業型人才培養模式提出建議。

GIS二次開發；產業型人才；實踐教學；服務體系

“GIS二次開發”是地理信息系統專業本科生的核心課程之一，該課程由于涉及基礎內容廣泛、應用動手能力較強等特點，一直被視為地理信息系統專業中的較難課程之一，同時其重要性不僅是由本專業課程體系所決定的，更是由社會對GIS應用型人才的需求所決定的［1］。通常本科生畢業以后就業，一般分為2大類型：一種是從事GIS應用方面，另一種從事GIS開發方面，但是就業比較熱門的領域還是GIS開發方面［2］。由此可見，GIS二次開發與培養適合于應用型社會人才尤其重要，因此，在實踐教學過程中，應針對地理信息系統的學科特點，科學地分析社會需求，正確評估自身實力和優勢，做出適合于產業型人才發展的培養模式，從而主動適應社會的發展需求。

1 GIS產業發展應用現狀

中國GIS產業發展只有十幾年的歷程，然而真正興起是近些年的事情，同時2011年7月伴隨著“中國地理信息系統協會”更名為“中國地理信息產業協會”，從政府層面上更能反映出對GIS產業化發展之路的重視［3］。雖然目前GIS產業在某些方面已經取得了一些成就，但是在產業化道路上，國內GIS行業還有很長的路要走，這需要各級政府的扶持、專家學者的引導、GIS企業自身的努力以及全社會的共同參與［4－5］。在阻礙國產GIS產業化發展的問題中，很多已不是技術問題，而是觀念、政策、管理、教育等方面的問題。因此，除了技術、產品、工程等“硬”的方面，還需要思考GIS產業發展涉及“軟”的方面，而這尤其重要的是GIS產業的服務體系和GIS人才培養模式，GIS產業化人才培養模式體系的建立和完善更加決定了未來GIS專業的辦學方向和就業渠道。

同時也發現GIS也正以難以置信的速度向眾多領域滲透，伴隨著GIS產業的快速發展對GIS專業人才需求越來越高，據許婷、吉云松對62家招聘GIS專業學生的用人單位調查結果顯示［8］，有33家用人單位要求熟悉COM技術，掌握一種組件（如ArcEngine、Map Objects、Map X或Super Map）以及有二次開發經驗者，占用人單位的53%；而2004年《GIS畢業生就業狀況調查報告》指出：目前共有160多所院校開設了GIS或相關專業課程，但畢業生實際上崗比例不足10%［6］。產生如此大反差的主要原因是GIS畢業生的動手能力遠遠不能滿足產業型社會發展的需求，其中最主要的原因是廣大畢業生的GIS二次開發能力相對較差，其中并不一定都是學生學的問題，更多是教師教學和教學模式體系問題。因此，如何最大限度提高地理信息系統畢業生GIS二次開發能力以適應社會市場的需求，成為地理信息專業現階段發展必須解決的關鍵問題。

2 “GIS二次開發”課程的性質與特點

“GIS二次開發”課程教學的主要目的是讓學生了解GIS二次開發的基本原理、使用方法、應用過程和實現技術，了解掌握應用型GIS需從數據生產、數據分析、數據庫設計、系統設計、程序實現的全過程出發，計算機編程語言能力成為熟練掌握使用GIS二次開發的前提和基礎［7］。因此，可以將該課程的性質和特點概括為理論性、技術性、應用性和實踐性4個方面。

1）理論性：“GIS二次開發”的內容具有較強的理論性，主要表現為：GIS作為一門新興、交叉的學科，從知識角度看，“GIS二次開發”這門課程涉及的知識是對GIS開發方向相關課程的知識總結，包括計算機基礎、地學基礎、空間數據庫、計算機編程語言、軟件開發技術、軟件工程管理等，這些都是GIS專業的核心課程內容，因此，在開設該課程的時候，需要提前給學生講授相關課程。

2）技術性：GIS的開發方法具有較強的技術性。GIS涉及計算機程序設計、遙感影像處理、地圖編繪等多種高級專門技術。這些技術領域都發展迅速，GIS應用的深度和廣度在迅速擴大，同時對GIS提出許多新的要求。

3）應用性：“GIS二次開發”課程應用性強 ，與行業知識聯系緊密。目前，GIS已經廣泛應用于土地利用規劃、環境保護、災害預測、突發事件處理等領域。在這些具體應用中，GIS可能只是其中理論和方法的實現，還有很多行業性的知識需要了解。

4）實踐性：“GIS二次開發”授課的重點分為理論部分和實踐部分。教學內容中程序、算法占了較大的比例，這些需在上機操作過程中進行理解掌握。同時，該課程能為后續的專業課學習打下基礎。通過上機實踐能夠把專業范圍知識縱向銜接與橫向聯系起來，建立有機的專業知識結構，能較全面地展示相關專業之間的內在聯系與整體專業知識的應用，充分體現出本課程的特色。在科學分析“GIS二次開發”課程特點的基礎上 ，才能夠更好地組織教學實踐活動。

3 課程教學與人才培養

3.1 GIS二次開發模式

GIS工程按照其功能和內容分為工具型地理信息系統和應用型地理信息系統。工具型GIS是一種通用型軟件，也稱為GIS開發平臺，具有GIS的一般功能和特點，如具有空間數據輸入、存儲、處理、分析、輸出等GIS基本功能，這類工具型GIS軟件常見的有Super Map、ArcGIS、Mapinfo、Map－GIS等；而應用型GIS則是根據用戶的需求和應用目的而設計的一種解決一類或多類實際應用問題的地理信息系統，它可以在比較成熟的工具型GIS基礎上進行二次開發完成，隨著GIS應用領域的擴展，應用型GIS的開發工作日顯重要，而應用型GIS開發方式又分為獨立開發、單純二次開發和集成二次開發三種模式。在這三種模式中，集成二次開發模式由于要借助于現有的集成開發環境，其掌握的難度相對較大，成為GIS二次開發課程體系中需要重點講授的內容之一［8］。隨著計算機技術的飛速發展，如何利用先進的計算機技術結合GIS軟件平臺開發出一套經濟、高效、實用的應用型GIS系統是培養產業型GIS應用人才的關鍵問題，也為推動產業化發展奠定基礎。

3.2 課程設置體系

在GIS二次開發能力培養過程中，結合GIS二次開發的特點，首先要求學生具有一定的編程基礎。因此，在開設此門課程之前，必須設置相應的先修課程，如“Visual Basic程序設計”、“VC＋＋程序設計語言”、“數據結構”、“GIS基本原理”、“空間數據庫”等。通過實踐經驗證明，學生具有了這些基礎能力，對計算機軟件編程的概念較為熟悉，消除了由于計算機基礎差而對編程產生的恐懼心理。結合社會對GIS工程開發人員的需求以及計算機編程語言的普及度，建議采用Visual C＃語言作為GIS二次開發的編程環境語言。

“GIS二次開發”課程設置不僅包括開發原理和技術介紹，還包括平臺軟件和計算機編程說明，由于每個學生的基礎水平不同、接受新知識能力也不同，因此，不能按照同樣的目標來要求。所以，要區別對待，采用不同的教學方法突出教學的層次感。通過實踐教學發現可以采取以下步驟：①作業要求，包括基本要求和提高要求，例如：對掌握知識快的學生，可以要求其改進已有的一些算法來作為提高要求，以增強其對工程項目的喜愛度；②平臺軟件方面，對學生的要求是至少精通一門開發語言，掌握一到兩種GIS平臺軟件，熟悉一種商業數據庫軟件，在實踐教學過程中發現，該課程的教學大綱需要不斷修改GIS平臺軟件和商業數據庫軟件，例如，可以采用ArcEngine和IDL進行集成開發應用于工程中。

3.3 興趣培養的重要性

興趣是最好的老師。一般學生對本課程的要求覺得難度較大，對自己缺乏信心。針對此情況，如何解決學生的課程心理問題是一個關鍵。根據學生實際，需要因材施教：①在入門課教學中使用多媒體給學生演示一些GIS應用項目，特別是往屆學生自己開發的項目作品（例如每一年度ESRI杯全國高校GIS大賽、Super Map杯全國高校GIS大賽獲獎作品等）。多媒體生動、形象、直觀的人機交互界面，可以充分展示GIS的強大功能和廣泛應用，營造輕松愉快的學習情境，進而引起學生的興趣，吸引學生的注意力，激發學生的想象力，大大提高學生學習的積極性和主動性；② 講解編程基本知識的開發原理時，結合GIS平臺軟件先做一些功能演示，讓學生能更直接、深刻的理解；③ 對于計算機編程，可以做一些簡單GIS功能（例如地圖的放大、縮小、漫游、查詢、專題圖顯示等操作 ）的編程示范，讓學生有一定的編程思路，然后安排上機實驗，這樣學生可以盡快進入角色；④ 做好輔導等工作，多鼓勵少批評，多介紹一些在該領域成功的例子，讓學生真切感受到老師的關心，自覺地學好課程。

3.4 實踐能力與合作學習

在培養產業型創新人才過程中，實踐能力的提高和鍛煉成為重中之重。學生實踐能力的培養不能僅依靠于課堂教學和實驗課程安排，還需要組織參加一些科研活動或全國GIS高校大賽來提高其動手參與能力。在實踐教學過程中，以下2種方案對提高學生實踐能力與合作精神具有重要的作用。

1）積極組織廣大學生參與各類GIS開發大賽：國內的GIS開發比賽主要由一些著名的GIS公司和相關的協會、部門聯合舉辦，宗旨在于推廣GIS技術，拓展GIS應用領域。其中有北京超圖軟件股份有限公司的“Super Map杯全國高校GIS大賽”、ESRI公司的“全國大學生GIS開發大賽”等。針對于這些具有代表性的高校GIS大賽，在地理信息系統專業學生入學培訓以來，以寢室為組將每個班學生進行逐一分組，伴隨著大二專業基礎課的講授開展以興趣為主導布置相關研究題目，并安排相應的指導教師進行跟蹤指導，定期對開發作品組織評比獎勵，這樣增加了學生學習動力，激發學生的開發興趣。通過培養鍛煉，參賽作品榮獲“2010年ESRI杯全國GIS開發大賽”鼓勵獎稱號，極大地激發學生的開發興趣。

2）指導學生廣泛參與科研項目：只接收課本知識，不參與實戰科研項目開發，廣大學生畢業后難以快速適應產業型人才的需求。因此，學校需鼓勵廣大本科生積極參與相關科研項目，并可設立校級學生專項科研項目經費，由專門教師負責指導，廣大學生直接參與。西南科技大學專門成立了這樣的校級科研途徑，為“GIS二次開發”課程的科研實踐建立了一個很好的平臺。通過具體項目開發可以很好地鍛煉學生的動手能力，提高對課本知識的吸收和掌握，也為如何將其研究成果轉換成經濟產值奠定基礎。

4 結束語

“GIS二次開發”課程是地理信息系統專業的核心課程之一，具有很強的技術性、應用性和實踐性。伴隨著GIS的產業化發展過程，迫切需要及時梳理現有理論實踐體系，把實踐經驗上升為理論。因此，在實踐教學中給學生詳細講解GIS二次開發原理和相關技術，引入數據庫、軟件項目管理、軟件工程學等知識，培養學生“自主學習”、“創新學習”的能力，提高學生的思維能力，實踐證明其效果較好。在培養產業型創新人才體系過程中，發現應充分發揮教與學的能動性，建立良好師生友誼，把課程教學和人才培養有機結合，發揮廣大學生的創新思維和能動性，不斷提高學生專業水平，以此增強專業和學生的社會競爭力。

［1］秦凱，楊杰.普通高?！癎IS二次開發”課程實踐教學探討［J］.南陽師范學院學報，2007，6（6）：84－85.

［2］程承旗，郭仕德.我國GIS工程建設與管理的現狀與展望［J］.地理信息世界，2004，2（5）：28－35.

［3］金江軍，潘懋.中國GIS產業發展問題與對策研究［J］.地理信息世界，2006，4（4）：77－80.

［4］邊馥苓.我國高等GIS教育：進展、特點與探討［J］.地理信息世界，2004，2（5）：16－18.

［5］李穎.我國GIS市場發展概述［J］.地理信息世界，2004，2（5）：40－42.

［6］郭先春，李大軍，程朋根，等.GIS二次開發課程案例化教學方法探索［J］.測繪科學，2011，36（3）：220－223.

［7］程朋根，李大軍，劉榮，等.地理信息系統專業能力培養模式探討［J］.理工高教研究，2003，22（6）：59－61.

［8］許婷，吉云松.地理信息系統專業實踐能力培養方案設計［J］.地理空間信息，2007，5（3）：135－137.

Discussion of the mode about the course of GIS Re－development and industry talents education

YANG Bin，CHEN Ting－fang
（College of Environment and Resource，Southwest University of Science and Technology，Mianyang 621010，China）

GIS Re－development is a subject that greatly relies on technique and practice.Its practical teaching plays an important role in cultivating the students’programming ability and developing experience.Though GIS industry development in China was much better than ten years ago，many problems still exist，such as the scale of it was small，the depth and scope of GIS application were limited.Combining with the practical teaching，this paper gives a brief introduction to the realization of GIS Re－development teaching and practicing the characteristics of this course，organizing of the class，and students’science research，etc.

GIS Re－development；industry talented person；practice teaching；service system

P208；G642

A

1006－7949（2012）04－0089－04

2011－09－09

西南科技大學高教研究專項課題（12GJZX17）；西南科技大學重點教改項目（11xnzd49）

楊 斌（1979－），男，副教授，博士.

[責任編輯:張德福］