地方高等院校GIS專業(yè)本科教學(xué)模式探索與改革

摘 要 本文由GIS本科就業(yè)率不高和我國目前GIS產(chǎn)業(yè)與教育事業(yè)蓬勃發(fā)展形成鮮明對比為切入點，對地方高等院校GIS本科教學(xué)存在問題進行歸納總結(jié)，針對存在問題，從GIS學(xué)科特點和本科教育的定位進行分析的基礎(chǔ)上，從而對地方高校GIS本科教學(xué)目標、課程設(shè)置及教學(xué)模式提出一些措施與對策。

關(guān)鍵詞 GIS 本科教學(xué) 探索

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

0 引言

地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，GIS）是以采集、存貯、管理、分析和描述整個或部分地球表面與空間地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)，它是集計算機科學(xué)、地理科學(xué)、測繪學(xué)、遙感學(xué)等學(xué)科為一體的新興邊緣學(xué)科。至2011年，全國已有155所高校開設(shè)GIS專業(yè)本科，可見GIS專業(yè)教育呈蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。據(jù)統(tǒng)計，在人類活動所接觸的信息中，大約80%數(shù)據(jù)信息與空間地理位置有關(guān)，以此推斷GIS學(xué)生就業(yè)面應(yīng)該很廣。

但是，目前GIS本科就業(yè)情況不容樂觀。據(jù)ESRI中國社區(qū)GIS論壇，國內(nèi)GIS本科就業(yè)率僅50%左右。這與我國目前GIS產(chǎn)業(yè)與教育事業(yè)蓬勃發(fā)展態(tài)勢形成“鮮明”對比，尤其在地方高校表現(xiàn)甚為顯著。所以，這對地方高校GIS本科教學(xué)敲響“警鐘”。在借鑒兄弟院校GIS教育改革和實踐基礎(chǔ)上，結(jié)合新疆地方高校實際，在GIS本科教學(xué)問題進行探討分析，提出一些措施與對策。

1 GIS本科教學(xué)存在的問題

通過網(wǎng)絡(luò)與走訪形式對GIS相關(guān)人員，包括GIS專業(yè)學(xué)生、相關(guān)GIS從業(yè)人員、GIS相關(guān)單位負責(zé)人及GIS教師，進行交流、調(diào)查和分析，認為地方高校GIS本科教學(xué)存在以下問題：

1.1 教學(xué)目標偏離市場需求，造成學(xué)校與社會脫節(jié)

國內(nèi)多所高等院校都開設(shè)了GIS專業(yè)，隨之高校GIS教學(xué)辦學(xué)迅猛發(fā)展，為社會行業(yè)培養(yǎng)了大量的GIS人才。近年，國內(nèi)各專業(yè)大學(xué)生就業(yè)率總體呈遞減趨勢，GIS專業(yè)大學(xué)生就業(yè)率同樣也不列外。而由于計算機技術(shù)的發(fā)展和國家大力推進信息化進程，對GIS專業(yè)人員需求量增加。所以，目前國內(nèi)GIS就業(yè)市場主要集中于“GIS程序員”，而其他“GIS相關(guān)行業(yè)”則相對較少。

1.2 學(xué)前專業(yè)教育缺乏，學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)積極性不高

影響大學(xué)生學(xué)習(xí)積極性有兩點，第一，就業(yè)前景。如果就業(yè)前景較好，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性較高，反之，就業(yè)前景不好，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。第二，學(xué)前專業(yè)教育。目前國內(nèi)高等院校開設(shè)了GIS專業(yè)，學(xué)生在高中時期對其知之甚少。考生在高考填報專業(yè)時對其認識不清，以為是和高中所學(xué)地理或計算機有關(guān)，抹殺了部分學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，同時也掩蓋了GIS學(xué)習(xí)和教育的特殊性。專業(yè)認識的錯位、與自身優(yōu)勢和興趣的背離及錄取專業(yè)的調(diào)劑等因素嚴重影響了大一學(xué)生學(xué)習(xí)GIS專業(yè)的態(tài)度，部分同學(xué)“放棄”GIS專業(yè)，可見GIS教育面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。

1.3 教培養(yǎng)目標較單一

GIS專業(yè)屬新興學(xué)科，具有交叉學(xué)科和橫斷學(xué)科特性，涉及工學(xué)、理學(xué)眾多方面。在培養(yǎng)過程中，絕大部分學(xué)生掌握了GIS基本理論與方法，GIS教育應(yīng)該是一門實踐性強的課程，而目前由于GIS的實驗數(shù)據(jù)獲取比較困難，老師只能是空對空地教學(xué)，學(xué)生因而聽課比較枯燥，提不起興趣，致使學(xué)生缺乏實踐動手機會，學(xué)生思維和實踐能力得不到鍛煉；部分有余力的學(xué)生，創(chuàng)新能力沒有得到培養(yǎng)。通過幾年的課堂體會以及與各高校老師的交流，發(fā)現(xiàn)都存在該問題。

2 GIS學(xué)科特點和本科教育定位分析

2.1 GIS學(xué)科特點

近年來，在計算機科學(xué)高速發(fā)展的推動下，GIS技術(shù)在土地資源、林業(yè)、農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，且體現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。李滿春等總結(jié)前人對GIS的研究，對GIS的學(xué)科特點歸納總結(jié)為：工具學(xué)科特征、工程學(xué)科特征和橫斷學(xué)科特征三大特征。工具學(xué)科特征是指GIS為人們提供了解決空間問題的工具。工程學(xué)科特征是指在GIS技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合進行各個行業(yè)領(lǐng)域諸多信息化問題；橫斷學(xué)科特征是指GIS是一門融合了多學(xué)科知識的交叉邊緣學(xué)科。綜合分析上述三個特點，不難看出有一個共同的特點：GIS技術(shù)可解決實際問題。說明GIS社會需求十分強調(diào)GIS實踐性和應(yīng)用性。因此，GIS的教學(xué)必須緊跟時代步伐，在教學(xué)中采取理論與實踐并重，根據(jù)時代要求和市場需求培養(yǎng)理論與應(yīng)用并重的復(fù)合型人才。

2.2 GIS本科教育定位分析

2.2.1 高校的職能為基礎(chǔ)

高等學(xué)校的主要職能為服務(wù)社會、培養(yǎng)人才和科學(xué)發(fā)展。在本科教育來看，高等學(xué)校主要職能是服務(wù)社會和培養(yǎng)人才。人才比喻為社會發(fā)展的“血液”，高校可視為輸送血液的發(fā)動機——“心臟”，所以，高校教育對社會發(fā)展至關(guān)重要。社會發(fā)展需要什么樣的人才，高校的使命就是培養(yǎng)什么樣的人才。社會發(fā)展需求主要由社會市場需求來體現(xiàn)。所以，在當前本科就業(yè)嚴峻的形勢下，樹立本科教育目標必須遵循社會市場需求，為社會發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻。

2.2.2 市場需求為導(dǎo)向

據(jù)《GIS開發(fā)者》第六期的《中國GIS人才生存狀況調(diào)查報告》一文，“在眾多GIS單位中，其主營業(yè)務(wù)大多是工程開發(fā)或軟件研發(fā)和銷售，從事數(shù)據(jù)處理的單位比例也達18%”，“單位對人才需求最多的是資深開發(fā)人員，其次是程序員和項目經(jīng)理。由此也可看出，如果想從事GIS行業(yè)，較強的編程能力才是通行證”，由此可見，GIS市場需求主要為系統(tǒng)開發(fā)。通過網(wǎng)絡(luò)檢索GIS招聘，發(fā)現(xiàn)GIS市場需求除了系統(tǒng)開發(fā)，還有數(shù)據(jù)處理和GIS行業(yè)應(yīng)用。在市場需求量上講，系統(tǒng)開發(fā)需求量最大，數(shù)據(jù)處理次之，GIS行業(yè)應(yīng)用最小。

3 措施與對策

3.1 調(diào)整GIS人才培養(yǎng)的方向

以高校主要職能為基礎(chǔ)，以市場為導(dǎo)向，確定GIS本科人才培養(yǎng)的目標，修改課程設(shè)置方案。

3.1.1 確定本科培養(yǎng)目標

首先，GIS本科教育應(yīng)堅持以素質(zhì)教育為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力，促進學(xué)生全面發(fā)展，注重基礎(chǔ)知識（計算機、GIS、地學(xué)）的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)數(shù)字制圖、GIS設(shè)計、應(yīng)用開發(fā)與管理為主的高級專門人才。其次，GIS是一門交叉性的學(xué)科，綜合應(yīng)用這些學(xué)科的理論和方法，結(jié)合GIS優(yōu)勢，解決相關(guān)行業(yè)的實際問題。總之，GIS作為一門學(xué)科，這是開辦GIS專業(yè)必須堅持的原則。學(xué)生只有接受了這門學(xué)科的理論、技術(shù)與方法的系統(tǒng)學(xué)習(xí)、研究和培訓(xùn)，他才具備了實踐、應(yīng)用和發(fā)展這門學(xué)科的能力，才是真正的GIS人才。本科教育應(yīng)面向工程師，而不是作業(yè)員。

3.1.2 課程設(shè)置方案調(diào)整

首先，注重基礎(chǔ)知識（GIS、地學(xué)）的學(xué)習(xí)。地理信息系統(tǒng)是以地理學(xué)發(fā)展起來，拓展至地學(xué)相關(guān)領(lǐng)域，解決與地學(xué)相關(guān)的實際問題。地理信息系統(tǒng)技術(shù)歸根結(jié)底主要是解決地學(xué)應(yīng)用中的問題，因此在課程設(shè)置中包含了地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)課和地學(xué)類基礎(chǔ)課程。開設(shè)自然地理學(xué)、自然資源調(diào)查、土地資源規(guī)劃等。其次，側(cè)重計算機知識，加強實踐，向工科傾斜。GIS近年來隨著計算機技術(shù)的發(fā)展得到長足的發(fā)展，因此，在教學(xué)時側(cè)重計算機知識，以計算機為載體，注重理論和實踐的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的動手和解決實際問題能力，包括一定的GIS軟件設(shè)計開發(fā)以及應(yīng)用能力，即既能夠自行設(shè)計開發(fā)小型的GIS系統(tǒng)（包括B/S和C/S），又能夠利用現(xiàn)有軟件（arcGIS）解決實際問題。開設(shè)一些GIS與計算機結(jié)合的課程，比如GIS二次開發(fā)、GIS軟件工程、空間數(shù)據(jù)庫原理等課程。

3.2 加強學(xué)前專業(yè)教育

目前大學(xué)生剛進入大學(xué)后，往往存在對自己所學(xué)的專業(yè)不是很了解的現(xiàn)象，這使得部分有思想的學(xué)生，不能合理規(guī)劃自己的大學(xué)生活，使自己的大學(xué)生活很迷茫，無法有目標地出力，從而抹殺學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。所以，對于大一新生很有必要做而且要做好學(xué)前專業(yè)教育。

對大學(xué)新生來說，GIS是個較新的名詞。據(jù)筆者調(diào)查，大多數(shù)大一學(xué)生不了解GIS，二年級開設(shè)專業(yè)課后，才漸漸對GIS有了一定的認識。但是，一年級GIS專業(yè)學(xué)生，對GIS專業(yè)與就業(yè)理解非常渴望的。在這個時期內(nèi)開設(shè)學(xué)前專業(yè)教育，既滿足學(xué)生“饑渴”要求，又激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

3.3 立足實踐，改進理論教學(xué)模式

GIS最終落實于解決實際問題，但是解決實際問題的指導(dǎo)思想來源于計算機、GIS和地學(xué)基礎(chǔ)知識，特別是地學(xué)知識。理論是思想，而GIS是解決實際問題的工具或途徑。當前大多數(shù)理論教學(xué)，仍采用灌輸式或者空對空方法。學(xué)生學(xué)起來乏味且難理解，在一定程度上，嚴重破壞了“教”與“學(xué)”相互聯(lián)系、相互統(tǒng)一的邏輯環(huán)節(jié)，抹煞了學(xué)生的思維主動性和創(chuàng)新性。因此，老師更應(yīng)把功夫用在“授之以漁”上，老師對于學(xué)生不只是傳授知識，更重要的是要啟發(fā)他們勤思考、重理解，多自問、重自解。所以，打破常規(guī)理論教學(xué)模式，推出“提出問題—討論問題—解決問題”教學(xué)模式。具體說來，將以老師為中心的理論教學(xué)模式改變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的理論教學(xué)模式，以學(xué)生被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動學(xué)習(xí)，灌輸式教學(xué)方法轉(zhuǎn)變?yōu)榛邮浇虒W(xué)方法。在理論教學(xué)中，由教師針對性提出問題，由學(xué)生自學(xué)和查閱相關(guān)資料，發(fā)表自己的意見和看法，給學(xué)生提供較大的思維空間和自主性，經(jīng)過討論學(xué)生會逐步將概念明晰，思維統(tǒng)一起來，歸于一點，即理論思想，同時對于多數(shù)學(xué)生共同存在“模糊”問題也暴露出來。教師可以詳略得當，重點突出地講解。從而充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位優(yōu)勢。

3.4 立足實際，探索實驗教學(xué)模式

3.4.1 GIS行業(yè)應(yīng)用方面

GIS行業(yè)應(yīng)用以行業(yè)為背景，以實際案例為問題切入點，提出解決問題為目標，探索出“討論—實踐—討論（原理、總結(jié)）—實踐”的GIS行業(yè)應(yīng)用實驗教學(xué)模式。首先，實驗教學(xué)之前，以5名學(xué)生左右為一個學(xué)習(xí)TEAM，一個TEAM作為課程軟件實驗實踐教學(xué)的基本組織和實施單位。然后，提出典型的實際問題，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生自主思考、相互討論，在TEAM負責(zé)人組織下，以討論結(jié)果為實踐思路，分工協(xié)作、團結(jié)完成實踐。其次，以TEAM團隊實踐的結(jié)果為對象，基于GIS相關(guān)原理進行綜合講解，鼓勵學(xué)生進行基于原理的自我總結(jié)經(jīng)驗與教訓(xùn)且相互交流與討論，深入理解GIS的行業(yè)應(yīng)用中相關(guān)問題。最后，每位同學(xué)結(jié)合相互討論后成果，再一次實踐操作，加深對GIS原理的理解，鞏固學(xué)生的實踐操作能力，以達到舉一反三的目的。

3.4.2 GIS系統(tǒng)開發(fā)方面

從市場需求來看，GIS系統(tǒng)開發(fā)人員市場需求很大，此外，GIS系統(tǒng)開發(fā)的發(fā)展離不開計算機技術(shù)的發(fā)展，近幾年計算機技術(shù)發(fā)展迅猛，促使GIS系統(tǒng)開發(fā)新技術(shù)不斷推陳出新。從arcGIS平臺來說，在短短的幾年間，經(jīng)歷了Mo、Ao、AE和server開發(fā)，目前以AE和server為主流；從計算機語言來看，經(jīng)歷了VB、VC、java、C#、.Net，現(xiàn)在基于GIS開發(fā)的主流是java、.Net。既精通流行語言，又熟悉主流平臺的一流人才在社會上較多，而在高校則較少，特別在新疆，這種不平衡性尤為突出。而高校是主要培養(yǎng)人才的地方，所以一流人次的缺乏對GIS系統(tǒng)開發(fā)教學(xué)也是有很大影響，造成無法滿足社會市場需求局面。針對該問題，探索出以共享社會資源為契機，以實際案例為對象，以培養(yǎng)學(xué)生思維與動手能力為目標，以滿足社會市場需求為目的的GIS開發(fā)實驗教學(xué)模式。共享社會資源是以通過項目合作等各種形式，使一線的工程師或者高級工程師直接與學(xué)生進行面對面交流，且進行授課。GIS系統(tǒng)開發(fā)以實際案例為例，自始至終地向?qū)W生講解和示范，直接接觸社會信息，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動力和創(chuàng)新力，鍛煉學(xué)生實踐能力，提高學(xué)生就業(yè)競爭力。

3.5 重視思維與實踐，調(diào)整考核方式

目前，社會上對GIS專業(yè)的學(xué)生認可程度不高，特別是對GIS專業(yè)的本科生認可度較低。很多單位選聘、接受GIS專業(yè)學(xué)生主要依據(jù)是學(xué)生在校的成績。成績好的學(xué)生被單位選擇機率要大，進入單位后工作表現(xiàn)偏離期望值，從而造成社會對GIS本科生認可度普遍不高。主要因為往往成績好的學(xué)生，應(yīng)試能力較強，而動手能力不強。所以，調(diào)整考核方式是十分有必要的。

考核是檢測、衡量學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的有效方法，在教學(xué)過程中起著導(dǎo)向作用，成為教學(xué)過程中重要的環(huán)節(jié)。筆者認為，應(yīng)加大實驗成績在課程考核總成績中比重，并且加大平時成績比重，其評定方式和方法都要多元化，但是必須根據(jù)課程和具體實驗的特點建立明確的成績考核標準，而且應(yīng)該讓學(xué)生知道實驗課成績的考核標準。這樣繼承了新教學(xué)方法的推進，鼓勵學(xué)生積極思維、交流討論和實踐。既可大大提高學(xué)生對實驗課的重視程度，又能大大增強學(xué)生參與實驗進行學(xué)習(xí)的激情，有助于學(xué)生實驗創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

4 小結(jié)

綜上所述，地方院校的GIS本科專業(yè)教育，須以高校主要職能為基礎(chǔ)，以市場為導(dǎo)向，調(diào)整GIS人才培養(yǎng)的方向，探索和改革GIS本科教學(xué)方法。

只有這樣，地方高校GIS本科專業(yè)教育才能達到一個新的高度。反過來又將促進GIS應(yīng)用行業(yè)的發(fā)育和完善，增加社會對GIS人才的需求量，從而實現(xiàn)地方高校GIS本科專業(yè)教育良性循環(huán)的可持續(xù)發(fā)展。

基金項目：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)研究項目（200913）、自治區(qū)重點產(chǎn)業(yè)緊缺人才建設(shè)項目、土壤學(xué)自治區(qū)重點學(xué)科資助

參考文獻

[1] 黃杏元，馬勁松，湯勤.地理信息系統(tǒng)概論[M].北京：高等教育出版社，2001：1-5.

[2] 中國教育與科研計算機網(wǎng)[DB/OL]http：//gkcx.eol.cn/special_school.htm？name=31707003＼1.

[3] 羅明良，雷金蓉，翟有龍.地方高等師范院校GIS專業(yè)教育三三制探索[J].測繪科學(xué)，2012.5：232-234.

[4] 賈澤露，劉耀林，劉興全.從市場需求看我國高校GIS教學(xué)改革.地理空間信息，2006.4（2）：75-77.

[5] 胡圣武，侯紅松.論GIS專業(yè)高等教育的問題及解決的方法[J].測繪科學(xué)，2009.1：230-232.

[6] 李滿春，戴崴巍，趙勇.GIS專業(yè)人才的素質(zhì)特征、知識結(jié)構(gòu)與培養(yǎng)方案研究[J].地理與地理信息科學(xué)，2004.20（2）：262-291.

[7] 鄢志輝.地理信息系統(tǒng)專業(yè)教學(xué)改革的思考[J].湖南城建高等專科學(xué)校學(xué)報，2003（12）：51-53.

[8] 鄭朝洪.測繪與空間地理信息，高校GIS教育方向探討，2008.31（5）：221-223.

[9] 王金鑫，周振紅，張成才.工科GIS專業(yè)建設(shè)若干問題辨析[J].測繪科學(xué)，2012.1：206-208.

[10] 鄔倫，劉瑜，毛善.GIS專業(yè)本科教學(xué)探討——北京大學(xué)教學(xué)實例.地理信息世界，2004.2（2）：28-30.

[11] 賈澤露.GIS專業(yè)實踐教學(xué)綜合改革研究.測繪科學(xué)，2007.32（6）：199-201.