基于CDIO模式的GIS專業教學改革研究

劉海新

（河北工程大學 資源學院，河北 邯鄲 056038）

一、引言

GIS（Geographical Information Science）是地理信息科學的簡稱，也是地理信息系統（Geographical Information System）的簡稱。地理信息系統專業是國家教委于1997年頒布專業目錄時在地理學中確定的一個專業[1]，2012年 9月教育部在公布的普通高等學校本科專業目錄上對其更名為地理信息科學。

教育的根本是培養人才，學生的質量是學校發展的關鍵，甚至直接關系高校的發展與存亡。近年來，高等學校辦學規模不斷擴大，有些高校不但在硬件環境上日益捉襟見肘，教學質量也不堪重負[3]，同樣對于地理信息科學專業來說，如何構建完善有效的教學質量保障，成為尤為突出和緊迫的問題。

二、人才培養模式研究

以河北工程大學地理信息科學專業為平臺，結合學校“工程”理念的特色，綜合分析和借鑒國內外高校對于地理信息科學專業創新人才培養體系的研究提出結合CDIO模式的GIS 創新人才培養模式。

（一）人才培養目標

每個學校都有各自的特色，結合學校的優勢學科提出地理信息科學專業的人才培養目標是每個高校應該遵循的原則。同時結合創立地理信息科學專業10年來的不斷摸索和總結以及往屆畢業生的信息反饋，確定本校地理信息科學專業的培養目標是培養具備地理信息系統原理等相關學科的基本理論、基本知識和基本技能，能在科研機構、高等院校、地理信息系統及信息化企業從事與地理信息技術有關的應用研究、技術開發、空間信息建庫、生產管理和行政管理等工作的“3S”技術復合型人才。

（二）培養途徑

CDIO 方法是基于構想一個強調技術基礎的創新能力教育，并置身于產品/系統生命周期的具體環境中，創新應用人才培養途徑應遵循基于項目的產品/系統的生命周期全過程，即CDIO( Conceive-Design- Implement-Operate) “構想—設計—實施—操作”4個過程[2]。同時根據社會上要求的大學畢業生應該具備的能力提出了人才培養應更為注重職業道德, 培養綜合能力，也就是說要以做人為基礎，做人與做事結合，做人通過做事來體現，做事依靠做人來保證，在培養過程中注重人文精神的熏陶，使培養出的學生備優良的職業道德、創新精神、富有責任感、技術過硬的社會人才，據此完善并撰寫多學科滲透交叉的"3S"技術特色專業人才培養計劃。

三、教學計劃和教學大綱研究

GIS作為本科專業來辦，必須有嚴格的教學大綱和合理的課程設置。由于 GIS屬于信息高科技，發展變化速度很快，教學大綱和課程設置也要隨時變化和更新。因此結合CDIO創新模式，研究一套適合本校工程特色的教學大綱和合理的教學計劃勢在必行。

依據 CDIO 創新理念，以高科技綜合性和復合型創新應用人才能力培養為核心，集成化進行教學計劃的設計。理論教學課程體系應具有新思維、新知識，課程設計應結合實際，以實際標準嚴格要求完成教學目標，培養個人能力、人際能力及產品-流程-系統建造能力。根據社會需求對多學科課程進行分解與綜合，構筑全新能力本位教育課程體系，建立標準的課程大綱，編寫特色課程體系并配套合理的、理論與實際相結合的教材。在課程配置方面，不能把課程簡單相加，應積極挖掘課程之間的邏輯關系，實現自然科學課程與的人文社會科學緊密結合、深度融合，把工程的理念加入課程體系，使學生形成系統的科學的方法論、認知論，最終達到個人價值與社會價值的統一。引導學生從工程實踐入門，積極鼓勵學生參加各類 GIS大賽，充分培養學生的團隊意識、職業精神和高度的責任感。

四、師資隊伍培養

高素質教師隊伍是保證課程授課水平的關鍵。教師也是教學成功與否的基礎，教師的思想觀念、工作態度和能力對學生的學習、實踐至關重要，因此教師隊伍的建設關系到GIS課程教學改革的成敗。由于 GIS涉及到多個學科，應根據不同基礎學科配備相應的任課教師，綜合利用學校計算機技術、測繪工程、數學等相關專業的任課教師，建立一個教學穩定、高質量的課程教學組。對 GIS專業來說，除專業教學計劃內安排的與GIS相關的基礎學科外，其教學組教師還應包括其他專業教師，做到 GIS課程由 GIS專業畢業的教師任教；計算機課程教學工作由校內計算機專業的相應教師來完成；數學相關課程充分利用校內數學專業的師資；測繪相關課程利用學院測繪工程專業的任課教師來完成，并且積極聘請相關行業的專家學者來我校講座，普及新知識，領略新的行業應用。

五、教學方法改革

（一）豐富課堂教學內涵，激發學生主動性

針對各門課程的特點，摒棄原來的“填鴨子”式教育，課堂上積極與學生互動，鼓勵學生多提問題，其目的在于改變學生被動學習的習慣，引導學生去思考、學會分析問題，激發他們學習的積極性。

（二）借助現代教學手段，構建新型教學模式

相對部分課程，板書已經很難起到比較好的教學效果，因此對該部分課程的教學可以更多地借助計算機來實現，即采用多媒體計算機輔助教學(MCAI)。綜合運用文字、聲音、圖形、圖像和影像等信息，通過合理的教學設計，運用一定的策略，把相關課程的教學內容以人類聯想的方式，有機地集成并顯示在熒屏上，使學生通過人機交互界面，完成一系列的學習。

（三）強化實踐環節，培養學生動手能力

徹底改變理論脫離實際的教學方式，培養學生的動手實踐能力，因此每門課程都配以相應的實驗教學，教師結合課堂授課內容，充分利用實驗教學環節培養學生的動手能力和創新能力。同時積極引導學生參與教師的科研課題，以實際項目來培養學生的實踐能力，為走向社會積累經驗。

六、結論

我國確立了 2020 年建設成創新型國家的目標，提高高等院校學生的自主創新能力，培養國家所需的創新型人才是高等院校義不容辭的責任。本文根據CDIO創新模式對我校的地理信息科學專業進行創新型人才進行了探討，建立了人才培養目標，修訂了教學計劃和各門課程的教學大綱，并對師資培養以及教學方法改革進行了總結，其最終目的是為社會輸送符合社會需求的綜合型、創新型 GIS高級人才。

[1]劉學鋒，陳波，何貞銘，李功權.地理信息系統專業實踐教學規劃與設計[J].地理空間信息，2004,2(3):44-46.

[2]王桂梅，王慶東.基于行業特色背景的測控技術與儀器專業CDIO教學模式研究[J].河北工程大學學報（社會科學版），2010(2):55-56.