淺談GIS專業本科人才培養問題

聶運菊，程朋根，蒲曉晨，萬佳馨

(東華理工大學 測繪工程學院，江西 南昌 330013)

一、引 言

近年來，國內高校依托于地理、測繪、遙感、地質資源、環境、城市規劃、計算機技術等專業，先后開設了地理信息科學本科專業。自1999年教育部增設地理信息專業以來，目前國內已有近140所高等院校開設了本專業。隨著地理信息系統(GIS)產業的蓬勃發展，需要大批GIS或與之相關專業的綜合性高級專業人才。GIS本科人才培養是急需而又急切的事情，如何更好地進行GIS人才培養也一直是地理信息產業關注的焦點。GIS專業本科人才的培養應以培養學生的思考能力為核心，并使之成為一種習慣。國外的創造能力之所以明顯強于國人，這都與思考能力有關。

2012年，教育部高等學校地球科學教學指導委員會提出將“地理信息系統”專業更名為“地理信息科學”，這一舉措勢必將對專業培養目標、培養模式、培養要求等方面產生深遠的影響[1]。隨著國民經濟的發展，對地理空間信息的需求將形成一個新的復合型產業，也意味著人才培養必須依托于特定行業(如礦產、建筑、交通、環境等)的實際需求來開展，不能脫離行業應用的特色。對于GIS專業本科人才培養方案，本文提出粗淺的看法，以供參考。

二、GIS專業本科人才培養方案探討

1. 讓學生了解并愛上GIS專業

2010年教育部啟動和實施了“卓越人才”培養方案，為了適應“卓越人才”應用型工程師的培養目標和要求，高校必須建立科學、合理、漸進創新并與課堂教學交叉配合的體系；重構實踐教育中心，打造專業基礎、技術應用與科技創新三位一體的實踐教學平臺，是實現GIS專業人才培訓計劃的關鍵。

GIS軟件的宗旨是以人為中心，最終的目的就是讓人們的生活更方便。以往人們需要使用地圖來定向、定位和導航，而現在地圖已經存儲在數據庫中，人們足不出戶就可以通過GIS的最佳路徑分析實現自己想去地方的最佳路徑。因此，人們不需要再費力去尋找旅行社、酒店、旅游景點等，因為GIS就是最好的向導[2]。

剛入大學時，面對偌大的校園，如果有份校園地圖該多好，而Google可視化地圖更讓人產生聯想，如果能將校園可視化，將實景與地圖相匹配，再經過設備顯示出來，這樣就能更加方便快捷地幫助新生了解校園環境。經醫學和心理學的研究表明，視覺信息是人類最主要的信息來源，人類日常生活中接受的信息80%來自視覺，而50%的腦神經細胞與視覺相聯，可視化可充分利用人類的視覺潛能和腦功能。可視化工具的出現，允許人類對大量抽象的數據進行分析，從而便利了人們的生活與工作[3]。

當前GIS面臨著一個嚴重的瓶頸問題，那就是學習GIS的學生在入學前大多并不了解本專業。由此便引發一系列相關問題，如對專業不感興趣，希望轉專業，在填報志愿時有意識地撇開等[4]。出現這些想法的真正原因在于GIS及其發展的潛力還沒有真正被人們所熟知。為了讓學生盡快地了解本專業，對本專業產生興趣，建議給大一年級配備專業課老師作為班主任，采取班導師帶隊方式，在教學中通過講座或其他方式讓學生大致了解本專業的概況，并可就日常生活現象提出問題，如可就目前中國海洋局勢來引起學生對中國周邊環境的關注，進而引起學生對海洋遙感及GIS相關學科的興趣。通過這種引導方式對GIS專業進行介紹，讓學生了解GIS專業的優點并激發他們的興趣。在大一重點開設基礎專業知識和普及相關專業課程，引導學生認識到大一的主要任務是學好公共必修課，重視高數和英語，牢固掌握所開設的部分專業課程，在相關課程教學中，暫時拋開理論，多舉現實生活中最貼近學生生活的GIS例子，盡可能讓更多學生了解GIS、運用GIS，并愛上GIS。

GIS是多種學科綜合的產物，在開設GIS課程前，首先要求學生學習一些相關基礎課程，具備一定的背景知識，具有扎實的理論基礎。具體來講，這些課程包括：測量學、地圖學、攝影測量與遙感、地理學概論、計算機文化基礎、計算機程序設計、數據庫理論等[5]。這對于GIS 專業的學生及早了解本專業，為以后自己的專業發展作好規劃是非常重要的。同時，創造和諧實踐環境，共建高校與企業互補、深度融合的統一體；鼓勵大一學生積極參與校內或學校與各企業聯合舉辦的GIS應用技能大賽，讓學生對GIS產生興趣，借助企業現有資源打造學生能力，從而激發其學習與GIS相關專業課的興趣，幫助學生樹立學好本專業的信心，使高校GIS人才的培養適應當代行業的需求。興趣是最好的老師，產生了興趣就會更加有效地學習GIS，為GIS的發展作出貢獻，這樣不僅能增加GIS的人氣，還能推動GIS的發展，間接地便利了人們的生活與工作，從而為人類作貢獻。教導學生：既然已經選擇了這個專業就要心無旁騖，不斷學習，深入了解GIS，并養成終身學習的態度。

2. 實踐動手和實際應用能力的培養

從目前來看，GIS的空間分析功能和實際應用結合程度還不夠。王家耀院士曾在GIS人才培養的專訪中說過：“一個大型水庫缺口后的淹沒范圍、災害及損失該如何測算；一個工廠發生爆炸以后，它波及的范圍有多大等。”這些都是直觀、實際存在的問題，也是大眾迫切希望知道的信息，因此不能僅僅停留在空洞的數學原理、幾何概念上，而要是以實施大學生創新性實驗計劃項目為出發點，著力激發學生創新思維，提高學生應用GIS軟件解決實際應用問題的能力。

在大二學習相關專業課程中，應讓學生認識到GIS與地理學、地圖學、遙感、衛星導航定位、電子計算機等學科是相互聯系的。GIS是一門綜合性學科，社會信息化需要大量的GIS專業軟件，水利、交通、農業等領域都有各自不同的應用，GIS軟件的研發應與各行各業的應用相結合。因此，在大二讓學生自主擴展知識面，對GIS領域要具備寬泛的知識背景，牢固掌握本專業的理論與技術基礎。掌握計算機編程語言，且具備相關應用領域的基本知識，才能在今后工作中設計出人性化的軟件系統。同時。還應培養學生的實踐動手能力，“國創計劃”和OUC-SRDP的核心就是探索并建立以動手為主的教學模式，因此可將學生分組，手把手教學生開展一些基礎性的GIS應用工作，如項目基礎數據的采集和處理；以團隊為單位，申報參加相關軟件公司的GIS比賽，讓學生在比賽中通過相互協作，共同探索，以鞏固所學知識，加深理解，提高實際應用能力。此時，應以學生為中心，引導學生將理論與實踐相結合，培養學生的創新能力，讓學生認識到沒有自主知識產權，就沒有核心競爭力[6]。通過鍛煉，培養學生有膽識、有韌性、不浮躁的精神，提高學生分析問題、解決實際問題和在GIS環境下獲取、處理、交流信息的能力及軟件開發能力。

3. 科研動手和創新能力的培養

計算機、測繪、遙感和地理是GIS專業的三大支撐。有關資料表明，大量計算機、測繪等相關領域的專業人才正在涌入GIS專業。從宏觀上看，這更體現了GIS專業的綜合性強。但部分高校將GIS教育與計算機編程相混淆，使學生不能從全局出發掌握GIS。

大三開始，專業課程知識不斷深入，可重點開設程序設計語言、數據結構、數據庫、GIS軟件工程、地理信息系統設計與開發、二次開發等主干課程。培養學生較強的動手能力，良好的編程能力與創新能力。一提到創新，大家很容易把思維局限在高尖端的人才上，似乎只有這個群體，才需要創新精神、理念和方法。事實上，每個人都有自己獨特的思維方式，都需要創新，也能創新。相對于一般事物而言，其普通性特點可通過創新而達到其特殊性的效果。一流大學需要的是理論創新，而普通高校則需要的是技術和應用層面的創新。創新并不是高不可攀。地方院校的GIS創新能力的培養模式，要有思維和觀念上的突破，要把創新教育放在實踐和實際層面上進行深入展開[7]。

學生在大學期間要學會做三件事：學會做人；學會做事；學會獨立思考。在此基礎上的科研創新則是學生進入社會自我提升、不斷發展的本質要求。在此期間，可讓學生重點參加各類比賽中的開發設計活動，從而提升學生的科研動手能力。廣泛接觸比賽項目，了解社會需求及GIS的發展方向，從而不斷在開發比賽過程中提升個人基礎能力和素質，有意識地培養自己的發展潛力。熟悉市面常見的GIS軟件的功能設置、操作要領及應用范疇。

4. 團隊合作能力的培養

GIS 作為一門注重開發應用的工具性學科與技術，對學生的動手實踐能力和創新能力有較高的要求。在大四時，鼓勵學生積極到公司實習，以此來了解GIS公司對GIS人才的需求和主要研究方向，了解公司的各個環節，將有實際應用價值的研究開發項目信息引入到畢業設計中。只有通過獲取企業需求人才的信息來不斷調整人才培養方向，才會實現校企合作雙贏的良性循環。同時，積極鼓勵學生參加各類專業比賽，從而鍛煉學生實際操作能力、加強學生創新能力。

當然，任何成功的果實，都與團隊和諧合作是不可分的。單槍匹馬和單兵作戰都只是小生產的科學研究方式，在信息時代已嚴重落伍，做不了大課題[7]。同樣，GIS作為一個工程項目，需要團隊合作才能完成。正所謂“你有一個想法，我有一個想法，但是交換后，我們就有兩個想法。”通過團隊的討論與合作，才能互補，才能不斷完善，才能摘取最終勝利的果實。因此，在GIS專業本科人才培養中，引導學生進行團隊協作的項目學習，培養學生良好的團隊合作意識，為今后的工作打好基礎，顯得尤為重要。

5. 考核方式的改革

前蘇聯著名教育學者蘇霍姆林斯基曾說過：“教育的目的就是要點燃學生求知的火花并讓它終身燃燒下去。”為了便于學生學習，可為學生提供或建立一個全面而又系統的GIS教育網站[8]，給學生指引方向。而關于檢驗學生對知識的掌握情況的考核方式應多樣化，避免培養出高分低能的學生。對于公共基礎課，可采用筆試的方式；對于專業課，可考查學生的實踐應用能力，并對部分課程采用課程論文、演講、機試、表演、開放式設計等方式，將所學的全部表現出來，從而提倡學生去廣泛搜集相關資料，多看專業書籍，在了解的基礎上提出自己的見解和設想，培養出能獨立思考、自信開朗的學生。

為了適應市場需要，學生除了應掌握一般性的地圖學、測繪及計算機科學等基礎知識外，還要熟悉二維及三維設計圖形學、數字圖像處理、多媒體技術、GIS工具軟件等相關軟件的操作。公司企業需要的是應用型人才，GIS開發人員不應只是具有理論知識，還應具有實際的應用開發能力，并能了解最先進的開發平臺及其技術。調查發現，很多招聘啟事上明確寫著應聘者應熟練掌握C++/C#的使用；精通或熟悉ArcGIS、SuperMap、MapInfo等GIS平臺工具；熟悉常用數據庫系統，如SQL Server、Oracle等。在課堂教學中，可以適時以抽查、做實驗的方式來讓學生主動自覺地學習。只有采用多種方式相結合，優化構建教學結構模式，營造校園創新環境，實現“產教結合”，才能為國家“卓越計劃”培養真正的GIS專業應用型工程師。

三、結束語

GIS專業學生畢業后想要能迅速適應社會和市場的需求, 高校GIS專業必須大膽進行培養模式改革，更新教學思路，改進教學方法，使其貼近學生，適用于教師。首先讓GIS專業本科生了解并愛上GIS專業；然后從實踐動手和實際應用能力、科研動手和創新能力、團隊合作能力等方面引導學生，從而提高對所學專業知識、技能、就業等方面的認識，幫助學生建立專業知識結構，通過鼓勵學生參加科技創新比賽等一系列活動，激發學生學習專業知識的興趣。

當然，任何事情的實現都不可能一帆風順，培養地理信息科學專業人才的任務亦如此。在實施的過程中肯定會遇到很多困難，任重而道遠。然而，我們相信通過學校、老師和學生的共同努力，一定能克服困難，培養出大批素質高、能力強、有創新精神、實干敬業的GIS專業型人才。“千里之行，始于足下”，展望未來，量變必將成為質變，祖國大地上將出現一大批卓越人才，為實現“中國夢”勾勒出美好藍圖。

參考文獻：

[1] 湯國安, 董有福, 唐婉容, 等. 我國GIS專業高等教育現狀調查與分析[J]. 中國大學教學, 2013(6): 26-31.

[2] 華錫生, 李浩. 測繪科學概論[M]. 北京：國防工業出版社，2006.

[3] 李梅, 朱紅旗, 李先華. 可視化與地理信息系統[J]. 東北測繪, 2001,24(4):3-5.

[4] 花衛華, 鄭坤, 尚建嘎. 高校GIS專業本科教育問題及對策研究[J]. 教育教學論壇, 2012, 11(18)：35.

[5] 尚穎娟. “地理信息系統” 課程教學與實踐[J]. 西南師范大學學報：自然科學版，2007, 32(5):171-174.

[6] 王家耀. 自主創新與GIS發展[C]∥中國測繪學會2006年學術年會論文集，2006: 13-20.

[7] 黃建鋼. 海洋十論——進入“海洋世紀”后對“海洋”的初步思考(2001～2010)[M]. 武漢：武漢大學出版社，2011.

[8] 羅火線. 從學生角度談GIS培養[J]. 地理信息世界, 2009(3)：83-89.