面向地理信息系統（GIS）專業創新型人才培養的教學改革與探索

[摘 要]如何培養創新型專業人才是高等教育面臨的一項重要課題。結合地理信息系統專業的特點，以創新型GIS人才培養為中心，以提升學生學習的自主性和創造性為導向，從教學手段、教學平臺、教學內容和教學模式等幾個層面進行教學改革，策略和思路是：傳統與現代方法相輔相成，激發專業學習興趣；課堂與課外教學有機結合，培養自主創新意識；理論與實踐環節交叉滲透，提升動手實踐能力；教學與科研良性互動，拓寬專業學術視野。

[關鍵詞]地理信息系統 創新型能力 人才培養 教學改革

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）11-0093-02

教育教學改革是高校發展中的一項重要課題，對于創新型人才培養具有很強的現實意義。深化教學改革是我國高等教育以質圖強的內在動力。[1]GIS專業是一個多學科交叉的新興專業，具有很強的技術性和實踐性。隨著地理信息系統應用社會化，地理信息系統的專業化趨勢也愈加明顯，地理信息系統專業發展面臨新的機遇和挑戰。[2]下面結合武漢理工大學地理信息系統專業的教學實踐，從教學手段、教學方法、教學內容和教學模式等幾個層面，提出教學改革的具體思路和措施。

一、傳統與現代方法相輔相成，激發專業學習興趣

為了適應現代教育的改革與發展，必須根據教學內容與形式的關系，促進教學方法和教學手段的改革與創新，圍繞信息表達、知識傳授和技能訓練的有效性和靈活性，構建和形成融傳統與現代于一體的教學手段。現代教育技術以其信息量大、速度快、直觀形象等特點，在現代教學中得到推廣和應用。課程組教師將教學內容全程編制多媒體課件，收集相關教學錄像和演示系統等交互式軟件，科學地利用數字化學習資源，并通過網絡向學生提供豐富的學習資料，包括多媒體課件、電子圖書、系統視頻和相關資源鏈接等。注重采用大量圖片、數字影像和三維動畫，激發學生學習的內在動力。積極推進信息技術與課程整合的教學手段，把信息技術、信息資源、信息方法和課程內容有機融合為一體。

結合虛擬現實技術、網絡GIS和Flash等技術開發GIS專業教學軟件，既體現了專業的技術優勢，又強化了學生的專業興趣，從而促進學生主動學習、主動探索、主動實驗。同時，合理吸收傳統教學手段中的特點，做到優勢互補，協同發揮其教學功能。多樣化的教學手段，滿足了對不同層次教學內容和知識體系的表達、傳授和推理，促進了學生對專業知識和理論模型的理解和掌握。

二、課內與課外教學有機結合，培養自主創新意識

為了培養學生的綜合素質與綜合能力，現代教學更加注重對學生全方位的教育和培養。堅持兩課（課內課外）教學齊頭并進的教學思路，強調教學過程不僅包括課堂內的講授與講解，而且包括課堂外的引導與指導。

在課堂內，圍繞課程的知識體系和專題模塊進行講授，針對重點和難點內容開展學習小組討論與答辯，注重培養學生發現問題和解決問題的能力以及創新意識和團隊合作精神。通過課堂“主題討論”、“有問必答”和“辯論賽”等形式，鼓勵學生質疑和提問，提倡學生敢于“標新立異”和“挑戰權威”，激發學生學習的自覺性、主動性和積極性。

在課堂外，教師鼓勵學生進行“創新項目”的選題和申報，輔導學生課外學習與創新，形成課內教學與課外實踐的良好學習機制，既提升了課內教學效果，也推動了課外專業實踐與應用。借助“大學生創新計劃項目”、“GIS專業技能大賽”、“大學生挑戰杯科技作品競賽”及“全國GIS軟件開發大賽”等課外科技競賽載體，重點培養學生的創新精神和實踐能力，為學生創造濃厚的學習與學術氛圍。近5年來，學生先后開展“大學生創新計劃項目”、節能減排社會實踐項目和開放性實驗項目20余項，獲得湖北省大學生優秀科研成果獎8項，湖北省優秀學士學位論文獎30余項，公開發表學術論文10余篇，特別是在2010年中國大學生GIS軟件開發大賽中，獲得“全國一等獎”和“最佳創意獎”的優異成績。這些課外科技活動培養了學生的協作精神和團隊意識，拓展了學生的創新意識和創新思維，突出和體現了第二課堂獨特的育人作用。

三、理論與實踐環節交叉滲透，提升動手實踐能力

制定科學合理的課程體系是培養拔尖創新人才的基本任務。[3]教學內容和課程體系是教學改革的重中之重。在教學內容和課程體系上，注重理論與實踐的交叉滲透。根據專業培養目標定位，體現系統性、科學性和前瞻性的教學思想，妥善處理理論教學與實踐教學的關系，加強了實驗實踐環節的統籌規劃和整體優化。為了改變專業課程之間的松散關系，避免專業知識模塊的脫節現象，加強了課程體系之間的無縫銜接和有機整合。圍繞地圖學、地理信息系統、遙感和GPS等核心課程，注重空間分析、地理信息系統工程、資源環境信息系統、土地信息學和區域分析與規劃等課程專業理論知識的拓展與應用。基于地理信息系統的專業特點，將實踐體系分為數據采集與組織、數據分析與處理、系統服務應用等專題模塊，通過設置科學的實驗項目和實踐環節，將理論知識和專業技術貫穿起來，形成一套系統的專業“知識鏈”。一方面是整合與優化課程實驗內容，弱化和減少演示性和驗證性實驗，提升和增加綜合設計性和創新性實驗項目，避免了理論教學與實踐教學的脫節，克服了實驗項目的孤立零散，同時使得實驗項目對理論模型的聯系更為緊密，實踐環節對于知識應用更為深入，幫助學生從傳統的“看實驗”，轉變為切實的“做實驗”，學生實驗的主動性和參與性得到大大提高。另一方面，把實驗教學放在與理論教學同等重要的位置，平衡與協調學時比例，保證實驗實踐的學時比例和學分比例均超過40%。對于課內實驗，適當增加了空間數據庫、資源環境信息系統、GIS程序設計、GIS統計分析等課程的實驗學時，確保了課程實驗的質量和效果。對于集中實踐環節，通過開設GIS基礎強化訓練、能力拓展訓練，強化培養學生的專業應用技能。通過地理地質認識實習、地圖學與遙感制圖實習、GPS及測量實習、地理信息系統工程實習、空間分析課程設計等環節，重點訓練學生的系統開發能力和綜合集成能力。實驗實踐環節更加體現了學生學習的自主性，更加有利于培養學生動手能力、分析問題和解決問題的能力。

四、教學與科研良性互動，拓寬專業學術視野

將科研、學術與教育、教學緊密結合起來，全面促進科學研究與教學工作的協調發展與良性互動。堅持科研成果帶動課程教學的理念，根據課程的內容及特點，以科研為先導，將科研成果、科研經驗和工程實例引入課堂教學，不斷更新和充實教學內容。積極倡導學生直接參與專業老師的科研課題，實現理論知識和科研實踐的結合，幫助學生學習和理解專業技術在科研和工程應用中的價值和意義，重視學生創新能力的培養和綜合工程素質的提升，探索應用專業知識尋求解決問題的技術手段和方法途徑。如通過智慧城市、數字國土和數字環保等項目介紹地理信息系統的應用，通過瓦斯爆炸、水污染事故等實例介紹地理信息系統的解決思路和技術方案。

推行本科生導師制，組建本科生科研興趣小組，鼓勵學生在教師的指導下開展科研選題，進行自主科研實驗和學術探索，這種科研項目驅動下的人才培養模式，有利于培養學生的文獻查閱能力、歸納表達能力、創新意識和團隊協作精神，增強了學生獨立的科研能力和實驗能力。[4]定期開展教師與學生的學術交流和討論，通過教師介紹在科研中的方法與體會，引導學生形成正確的科研態度和科研素養。借助Supermap走進高校活動、資環講壇和GIS論壇等學術交流平臺，邀請國內外知名的GIS專家、學者開展學術講座，介紹學科專業的最新動態和學術成果，營造良好的學術氛圍和科研環境，讓學生了解專業學科領域的前沿技術和發展趨勢，拓寬學生的專業視野和知識面，激發科學研究的原動力。

五、結束語

近幾年的教學改革和實踐，進一步充實和豐富了我校地理信息系統專業的內涵建設，教學資源配置進一步優化，教學體系更加合理、科學，教學質量和教學效果得到顯著提高。專業教師先后主持完成省級和校級教學研究項目15項，建設校級精品課程5門，發表教學研究論文20余篇，獲得省級教學成果獎3項和校級教學成果獎5項。學生獲得國家大學生創新實驗計劃項目20余項、本科生科技創新項目和開放性實驗項目30余項，并在全國GIS軟件開發大賽、全國大學生“挑戰杯”競賽和節能減排競賽中獲得全國性科技活動獎勵20余項。每年畢業生的就業率在95%以上，考研錄取率超過40%，人才培養質量得到國內企事業單位的廣泛認可。

教學改革是一個長期的過程，應該面向國家和社會的需求，立足于培養高素質的專業技術人才，從教學內容、課程體系、教學方法和培養模式等層面不斷改革和創新，為國民經濟發展和技術進步提供強有力的人才保障和智力支撐。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 張安富.高教強國視閾下我國高等教育質量與水平前瞻[J].清華大學教育研究，2011，（1）：33-39.

[2] 秦其明， 董廷旭.中國高校地理信息系統專業發展問題探討[J].中國大學教學，2011，（5）：34-37.

[3] 蒲曉蓉，楊亞培，朱宏，何佳，蔣寧.深化教育教學改革，培養電子信息科學拔尖創新人才[J].大學教育，2012，（7）：92-93.

[4] 黃解軍，袁艷斌，詹云軍.高校GIS專業實驗教學模式改革與創新[J].理工高教研究，2007，（4）：122-123.

[責任編輯：鐘 嵐]