以卓越工程師為培養目標的GIS專業實踐教學改革研究初探

黎華 吳浩 池秀文

【摘要】卓越工程師的培養能為國家的新型工業化道路和人才強國戰略服務。以實踐教學來培養出高素質的、具有較強工程實踐能力的專業型地理信息系統人才，是所有教學工作者義不容辭的責任。在認清教學改革的重要意義的基礎上，提出要從實踐教學的要求、內容、方法、考核等方面進行實踐教學改革的研究，將對比研究、調查研究、實例研究、統計研究方法引入到具體的研究過程中。該實踐教學改革的研究方法可以推廣到其他類似的高校和科研單位，為其他高校和科研單位的卓越工程師人才培養計劃提供一定的借鑒作用。

【關鍵詞】卓越工程師實踐教學地理信息系統

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2012）03-0003-02

1.引言

2010年教育部啟動“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”），該計劃是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。該計劃旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。

武漢理工大學作為教育部首批“卓越工程師教育培養計劃”試點院校，“卓越計劃”的主要目標是著力提高學生的工程意識、工程素養和工程實踐能力，培養適應我國經濟社會發展需要的各類工程技術人才。地理信息系統（GIS）專業是一門工程性和實踐性很強的學科，如何培養出高素質的、具有很強的工程實踐能力的專業型地理信息系統人才，是擺在我們面前的一道難題。

國外大學地理信息系統的培養目標定位于講授GIS理論及實踐應用，要求學生掌握基本的GIS理論和GIS應用[1]。在實踐課程設置方面，將實踐教學與理論課程結合得更為緊密，集中安排類似于課程設計的實踐環節，部分課程將實習穿插其中，重視測量工程、自然地理、人文地理、經濟地理的野外實踐，一些高校在課程實踐教學中率先開始使用面向專題應用的實踐教學模式，突出學生在專題應用情境等實踐中學習[2]，強調學生的專業應用技能培養，要求學生必須在GIS實驗室中完成一定的研究實驗和創新實驗。

目前我國GIS專業本科教育發展很快，從工程實踐教學體系上不同背景GIS專業都汲取其各自學科的營養精華，重視GIS綜合性實踐活動的改革與建設，強調在人才培養上的教學與科研相結合，理論與工程實踐相結合，取得了顯著的成效[3]，但是與國外相比，在學生工程實踐能力的培養方面還存在不足。有些教師存在重視基本原理和基本方法等理論方面的教育，對實踐教學重要性的認識仍然不足。長期的應試教育，造成部分學生只重視理論課而輕視實驗課，甚至相當一部分學生對實驗課敷衍了事，更別談向工程型人才轉變了。因而從現在開始，應該著手對GIS實踐教學體系和內容進行系統的研究，根據各學校GIS專業學科優勢、企事業合作特點和特有的實踐教學平臺構建相應的實踐教學模式，為特定的工程領域培養受歡迎的GIS人才。

2.研究意義

地理信息系統是一門技術性、實踐性很強的新學科，是與計算機技術、地理學、測繪學、統計學等密切相關的一門交叉性、邊緣性學科[4]。目前，GIS專業已經在城市規劃管理、交通運輸、測繪、環保、農業、地質、制圖等領域發揮了重要作用，取得了良好的經濟效益和社會效益[5]。正由于地理信息系統是一門多學科結合的綜合性學科，實踐性很強，研究GIS專業的實踐教學改革來培養更高素養的卓越工程師具有非常重要的意義。

（1）實踐教學能作為理論教學的重要補充內容。GIS專業培養的卓越工程師，不但要有深厚的理論基礎，而且要掌握過硬的實踐技術，而實踐教學可以彌補學生在動手能力方面的欠缺。

（2）實踐教學能顯著提高教學質量。通過實踐教學可以將理論與實踐很好的結合起來，使得稍顯枯燥的理論課程更容易被學生接受，更能激發學生的學習興趣，也能夠讓學生了解GIS專業在社會中的應用領域和發展方向，讓學生自主學習。

（3）實踐教學能培養“來之能戰”的卓越工程師。實踐教學在培養學生的創新思維、科研能力方面的作用重大，在培養人才方面起著不可取代的作用。通過課內實驗、課程設計、自主創新、企事業合作等實踐教學全面增強學生獨立分析和解決問題的能力、創造性思維能力，為將來工作和走向社會奠定了強大的基礎。

3.研究內容

本研究以武漢理工大學資源與環境工程學院GIS專業的實踐教學為研究對象，以資源、環境的特定應用領域為主線，旨在提高學生的實踐動手能力，并以學校提出的“卓越人才工程培養”為契機，分析GIS專業的實踐教學的現行模式的優缺點，提出新的實踐教學要求、實踐教學內容、實踐教學方法和模式，提高教學水平和教學質量，培養合格的GIS人才。

（1）分析GIS專業實踐教學現行模式的優缺點。經過8年的地理信息系統專業的建設，武漢理工大學資源與環境工程學院的GIS專業的實踐教學模式取得了一定的成績，提高了學生的動手能力，學生在課內實驗、項目研發、創新實驗、GIS競賽方面都有了長足的進步，并且學生近幾年的就業率也比較高，說明該專業培養的人才也得到了社會的認可。但科技和社會都在進步，現行的實踐教學模式也有待加強，比如如何更好的激發學生的自主學習和創新能力就是擺在我們面前的問題。

（2）研究GIS專業實踐教學要求。在科技進步飛速發展的今天，討論GIS專業實踐教學的基本要求。任何GIS專業的發展必須依托相關的其他學科的發展，將GIS技術用于具體的行業領域，才能使GIS永葆活力。本研究結合武漢理工大學資源與環境工程學院的優勢學科（資源、環境），以資源、環境領域的專題應用為主線，以礦業資源、礦山環境為特定發展領域，探究GIS專業的實踐教學要求。

（3）研究GIS專業實踐教學內容。不同學校、依托不同的專業，GIS專業實踐內容會有所不同。該文中所有的實踐內容以資源、環境為主線，以提高學生的動手能力為指導，以培養卓越工程師為目標，來制定相應的實踐內容。在實踐教學內容的制定過程中，盡量做到實踐課和理論課的平衡，以實踐課來強化對理論課的理解，以理論來加強對實踐的指導。實踐教學內容應從課程實踐、野外實踐、創新實踐、項目實踐、競賽實踐、企業實踐等方面來全方位考慮，針對學生的不同特長，從不同的實踐方面來分別培養，從而做到由易到難，學生更容易掌握實踐內容，提高自己的實踐動手能力，培養出不同方向發展的專業型人才。

（4）研究GIS專業實踐教學方法。好的方法是事情成功的一半，因此，在確定了實踐教學內容后，就要制定能取得良好效果的教學方法?；旧蟻碚f， GIS專業實踐教學方法可以概括為“先易后難”、“老師引導、學生自主”、“重視專題、加強應用”。“先易后難”就是首先通過簡單的應用為引入點，以一個簡單的GIS應用作為案例，激發學生對于GIS專業的興趣，然后學生才愿意在更深入的方面做些實踐，可以先進行課程實踐和野外實踐，然后過渡到競賽實踐、企業實踐和創新實踐?！袄蠋熞龑АW生自主”就是在實踐的過程中，不能像傳統的填鴨式教育一樣，要充分發揮學生的自主學習能力和敢于創新能力，給出一個問題，讓學生自己設計實驗方案和過程，培養學生解決科研問題的能力?！爸匾晫ｎ}、加強應用”就是要以資源、環境這個特定領域為專題方向，引導學生將GIS技術應用到該領域，同時，鼓勵學生參與各類型的競賽項目，向學生提供參與教師項目和企業合作的機會，強化GIS在該專業領域的應用，以GIS專業來解決該領域的問題。同時，資源、環境優勢學科領域也可以拓寬GIS專業的發展方向。

（5）研究GIS專業的實踐考核方法。課程考核是促進學生學習的重要動力機制，也是考查學生學習效果的一種手段。雖然考核不是目的，但是可以通過考核適當給學生壓力，讓學生主動對不熟悉的內容進行鞏固，達到增強學習效果的目的。對于實踐的考核不能采用傳統的筆試考核方式，要研究新的考核辦法?？梢酝ㄟ^老師出題，學生上機的方式來及時考核。也可以讓學生自主選題，給出規定的時間后，讓學生準備報告，現場答辯并演示選題成果。也可以讓合作企業對學生的實踐效果進行評價。通過多種考核方式，能夠全方位提高學生的實踐動手能力，為學生的工程化訓練提供最終的考評結果。

4.研究方法

（1）對比研究。國內外已經有很多學者和教學研究者對實踐教學改革都進行了探索[6-8]，因此，可以基于國內外GIS專業（尤其是與資源、環境的優勢學科相關的GIS專業）的實踐教學體系、方法和模式，對比武漢理工大學資源與環境學院GIS專業的實踐教學體系、方法，分析該體系、方法的優缺點，好的方法繼續保持并深化，有缺陷的地方提出相應的改革措施。

（2）調查研究。調研國內資源、環境領域的研究前沿，將GIS專業的實踐教學內容與資源、環境領域的熱點研究問題進行關聯，對于武漢理工大學資源與環境工程學院的GIS專業來說，應該將礦山GIS作為最主要的應用領域，所有實踐的內容以此為主線，培養為資源、環境領域服務的專門GIS工程人才。

（3）實例研究?；趯嵺`教學內容中的課程實踐、野外實踐、創新實踐、項目實踐、競賽實踐等方面，以資源、環境領域為主線，在各個實踐方面具體實施，驗證實踐內容和實踐教學方法的效果。

（4）統計研究。通過采用調查問卷的形式來收集相關信息，比如就業率、競賽成績、創新成果、參與項目、企業合作成績等，經過統計分析，來評價這些實踐教學內容的教學效果。

5.總結

地理信息系統的實踐教學對培養高素質的工程師具有很重要的意義，通過教學實踐的改革研究，可以推動GIS專業人才創新能力的提高，可以培養“來之能戰”的專業型工程人員，促進GIS專業的就業率。而且始終以資源、環境特定應用領域為切入點，所以實踐教學的內容、實踐教學方法的成果可以推廣到其他類似的高校和科研單位，為其他高校和科研單位的人才培養提供一定的借鑒作用。甚至可以將實踐教學成果進行提煉、總結，建立GIS實踐示范工程，建設較高水平的科技創新基地，最后將其轉化成科研成果和生產力。

參考文獻

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2.羅德安,朱光,王晏民.構建具有行業特色的“GIS軟件應用”課程的實踐教學體系[J].中國建設教育，2006，10（10）：40~42

3.侯立春，徐磊，許正昊. 高師院校 GIS 課程教學與實踐改革的探索[J].地理空間信息，2011,9（1）：146~148

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基金項目：湖北省教學研究項目《礦物資源工程專業課程數字化建設與實踐》（編號：20070096），武漢理工大學教學研究校級重點項目《行業背景下GIS卓越工程師培養的創新實踐模式研究與實踐》（編號：2011049）