測繪地理信息類本科專業“一干兩軸三維”人才培養模式建設

連達軍，張兄武，張　序，杜景龍，楊朝輝，嚴　勇，張志敏

(蘇州科技學院，江蘇 蘇州 215011)

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測繪地理信息類本科專業“一干兩軸三維”人才培養模式建設

連達軍，張兄武，張序，杜景龍，楊朝輝，嚴勇，張志敏

(蘇州科技學院，江蘇 蘇州 215011)

為優化配置教學資源，提高教學效率，增強專業人才培養特色，提出測繪地理信息類本科專業“一干兩軸三維”人才培養模式。該模式以掌握現代測繪地理信息科學技術理論為中心，培養創新研究能力和創新實踐能力為主軸，設置工程測量、城市空間信息工程、攝影測量與遙感3個方向；從制訂培養方案入手，圍繞課程體系建設改革教學模式，針對專業方向強化實踐教學；構建了校企合作開放型人才培養體系。該模式目前已經應用，取得了顯著效果。

測繪地理信息類本科專業；人才培養模式；敏捷開發模式；CDIO

現代測繪學是對地理空間數據的獲取、處理、分析、管理、存儲和顯示的綜合研究，某一個或幾個測繪分支學科已不能滿足現代社會對地理空間信息的需求[1]，測繪與地理信息技術融合趨勢對專業人才在知識、能力和素質結構方面提出了更高要求，但目前該類專業培養模式不同程度地存在著教學和實踐模式單一、創新模式表面化和急功近利等現象。筆者所在學?，F設地理信息科學和測繪工程本科專業，兩專業培養模式相關，但原培養模式存在同名課程在兩專業間模數不同、相干課程間實踐項目設置重復或不連續、開發類課程枯燥難學、航空攝影測量類課程外業操作過程與數據處理流程無法開展，以及人才培養體系零散等問題，導致人才培養特色不明。若能將該類本科專業置于統一的人才培養模式下，在人才培養方案、教學與實踐模式、人才培養體系等方面進行實質性創新，則可優化配置現有教學資源、提高教學效率，并增強該類專業人才培養特色。

一、基于“一干兩軸三維”人才培養模式制訂培養方案

測繪地理信息工程應用技術人才首先應掌握現代測繪地理信息科學技術理論方法，以此作為人才培養的基礎和“干”；在此基礎上同步拓展創新研究能力與創新實踐能力，作為人才培養的兩條“主軸”，考慮到筆者所在學校為地方經濟發展輸送應用型和多樣化工程技術人才的辦學特色，側重創新實踐能力的培養。適應測繪地理信息產業發展趨勢和行業管理特征，并結合學校專業建設實際情況，設置工程測量、城市空間信息工程、攝影測量與遙感3個方向(即“三維”)，前2個方向分別針對測繪工程專業和地理信息科學專業設置，第3個方向跨專業設置，學生在二年級末根據興趣自主選擇專業方向，從三年級開始按方向編班學習，形成測繪地理信息類本科專業“一干兩軸三維”的人才培養模式。圖1為該模式框架設計，圍繞培養方案、課程體系、教學實踐模式和人才培養體系進行建設。該模式將掌握數字測圖基礎理論與方法，以及遙感、全球定位系統和地理信息系統工程技術，接受科學思維和工程實踐訓練，具有創新意識與創業能力作為該類專業培養目標。從知識結構、能力結構和素質結構3個方面制定培養規格，將所有課程設置為通識課程、專業課程、實踐課程和素質課程4大模塊。

二、課程體系建設與教學模式改革同步進行

為確保該類人才培養的“干”，將專業課程模塊中“數字測圖原理與方法”“測繪學概論”及其他反映3S理論方法的核心必修課程建設成專業基礎課程群，兩專業執行統一的教學計劃、課程大綱、考核方式和實踐環節；針對3個專業方向，將其他核心必修課程、一般必修課程和方向限選課程建設成方向課程群，構建起包括1個基礎課程群和3個方向課程群的課程體系。通過不同專長及不同學科群體間的有效組織及合作協調進行課程群建設，對不同學科門類中性質相同、內容相通、具有優勢的教學資源進行整合重組[2]，理順專業知識體系的教學順序，形成專業知識的傳授流程。設置開放緊湊的教學內容，以保證課程教學過程中有更大空間發揮學生主體作用和培養學生的創新思維，從整體上促進教學質量并提升人才專業素質[3]。

圖1　蘇州科技大學測繪地理信息類本科專業人才培養模式框架

教學過程中強調采用多樣化的教學手段并針對性使用現代教學媒體工具傳輸多維度專業信息，形成了以板書講解抽象理論、視頻導入情境、空間信息采集儀器的幻燈片展示和實物操作示范、空間數據處理分析相關專業軟件在線講解與師生同步學習、課程間專業內容無縫銜接的新型復合教學模式?；A課程群教學組織形式通過挖掘課堂講授和課堂實踐教學潛力，采取自主式、探究式、互動式、合作式等靈活多樣的教學方式激發學生對基礎理論知識的學習興趣，信息獲取變被動為主動；方向課程群授課對象較少，針對專業方向特點組織教學，部分課程內容采用微課和研究性教學方式組織教學。針對“衛星導航定位原理”“大地測量學”等課程教學內容跨度大、數據處理復雜、教學脫離生產等問題，通過采用突出重點、適當取舍、引進工程案例、設計教學環境和因人因組而異等具體措施，進行課堂理論案例法教學、外業實習設計性教學、內業計算研究性教學，將先修課程的相關知識點串聯起來，刺激了學生學習課程的興趣，使枯燥的理論和計算獲得了新生。

三、針對專業方向強化實踐教學

實踐能力的培養是筆者所在學校人才培養模式中“兩軸”的側重點，因此實踐教學是該模式建設的核心和落腳點，加之各方向對專業技能和素養要求不同，培養特色相異。因此，針對專業方向強化了實踐教學改革。

1. 工程測量方向基于數據采集設備的遞進式實踐教學模式構建與實踐

現代測繪工程項目仍然以電子全站儀、數字水準儀和GPS RTK等常規測繪儀器為主要數據采集設備，其使用頻度最高；原有實踐教學過程較少考慮不同課程中試驗項目之間的關聯，學生對測繪工程項目整體組織實施的概念和意識模糊?？紤]到測繪基本技能與創新實踐拓展之間的依托關系，實踐教學以空間信息采集常規儀器為中心，關聯不同課程中的各種主要試驗項目，從基本技能培訓入手，實施遞進式實踐教學模式[4-5]，從項目方案設計與組織、數據采集、處理和精度評價等各方面強化工程項目意識，逐步拓展創新實踐能力。圖2為該方向實踐教學模式設計圖，圖中項目編號表示各門課程的試驗項目，第一位數字(1～4)分別代表“數字測圖原理與方法”“大地測量學基礎”“衛星導航定位原理與應用A”和“工程測量學”4門課程，第二位數字為相應課程中的試驗序號。

圖2　工程測量方向遞進式實踐教學模式

2. 城市空間信息工程方向基于敏捷開發模式的實踐教學試點建設

針對該方向部分程序開發類課程講授困難、學生感覺抽象枯燥等問題，嘗試引入敏捷開發模式，結合GIS案例教學等教學手段和教學方法，培養學生實施GIS軟件系統的工作能力、實際操作能力及合作溝通能力。該方法強調開發人員之間的交互，積極快速應對客戶的需求變化，其核心是結對編程，即將小組內(通常為2人)成員緊密合作，時刻交流，進行合作的學生能更有效地交流、相互學習和傳遞經驗，提供更好的設計質量和代碼質量，并訓練更強的問題解決能力；結對編程還能夠以強帶弱，學生更容易樹立信心并能從學習中獲得更多的友誼、快樂和滿足感[6]。實施過程包括：案例選擇及學習、構建敏捷開發試驗環境、需求分析與管理、基于測試驅動的設計、結對編程、測試和結果評審。該方法首先在課程“GIS軟件工程”的實踐教學中進行試點教學，取得了不錯的教學效果，有助于培養測繪地理信息類本科專業學生創新研發能力。

3. 攝影測量與遙感方向基于CDIO的實踐教學模式建設

攝影測量與遙感方向是測繪地理信息類本科專業“一基兩線三方向”應用型創新人才培養模式建設過程中設置的唯一一個跨專業方向。針對該方向受制于設備、場地、飛行成本和安全等因素，學生對航空攝影外業操作過程和整個數據處理流程認識缺乏了解等問題，基于CDIO進行實踐教學。從構思(conceive)、設計(design)、實現(implement)、運作(operate)4個環節設定合理的實踐要求，讓學生能自主地設計航空攝影測量實習項目，訓練攝影測量項目工程應用能力[7-8]。為了保障這種實踐教學模式的順利運行，課題組利用筆者所在學校區位優勢選擇了合適的野外實習場地，通過建設航空攝影模擬場、數碼相機檢校場與航測內業實驗室，最終建立了航空攝影測量實習基地。并根據企業實際生產與工程化實習相結合的原則，設計完善了相關實習項目，使其貫穿相機檢校、航空攝影、外業控制測量、野外調繪與內業數據處理等主要流程。通過航空攝影測量實習平臺(如圖3所示)的建設與實踐，充分結合攝影測量實際生產工藝，將攝影測量學課程的基本理論知識完整地關聯起來，實現了航空攝影、航測外業控制測量、相機檢校、航測內業測圖及4D產品制作等任務，極大地提高了該方向相關課程的實踐教學水平。

圖3　基于CDIO的航攝實踐教學模式

四、構建校企合作開放型人才培養體系

人才培養體系是創新研究能力和創新實踐能力培養和拓展的重要保障，在提高學生專業技能和加強綜合素養方面具有不可或缺的作用，依托現有人才培養平臺，聯合政府和企業等社會資源，構建多層次開放型人才培養體系(如圖4所示)。第一層次包括示范試驗、認識試驗和驗證性課程試驗，針對學科基礎課程群設置；第二層次包括綜合性和設計性試驗，以及專題綜合訓練和模擬實訓等實踐環節，針對部分基礎課程和方向課程群設置；該兩層次的大部分模塊可在校內完成，采用教師引導、學生參與的傳統實踐教學形式進行授課，以培養基本技能為主。第三層次為綜合性訓練環節，以培養學生專業軟件開發應用能力、專門數據采集處理和生產等專業技能；第四層次為個性化實踐模塊，為具有不同興趣方向的高年級學生提供拓展研究開發和綜合實踐能力等專業素養的場所；該兩層次實踐內容在校內開放實驗室、實習基地和地方合作企業等實訓平臺完成，采用導師引導、學生主導、校企合作、四方聯動的培養方式[9-10]。在實施過程中通過對不同專業課程中相關實踐環節的特點與關系的剖析，結合專業技能培訓的本質，由淺入深，從專業基礎開始逐步引導至專業，最終規范至行業，進行流水線教學，總體上形成了縱橫相連、層次銜接的緊湊型人才培養體系。

圖4　校企合作開放型人才培養體系設計框架

五、結束語

測繪地理信息類本科專業應用型創新人才培養模式建設具有重要的實踐意義。首先，通過課題的研究與實踐，建立了一種符合應用型創新人才培養模式的新體系，與當前和今后測繪地理信息行業發展和人才需求趨勢相適應。其次，通過構建“一干兩軸三維”的創新人才培養模式，增強了該類專業本科生的專業基礎，拓寬了接受知識的口徑；以人為本的分類培養指導，提高了學生自主學習能力，設置具有特色的專業培養方向，為學生和社會提供了更大的匹配性。第三，創新研究和創新實踐同步拓展側重工程實踐能力培養的培養模式定位，既培養了學生解決實際工程問題的綜合能力和創新意識，也有助于提高本科學生的理論研究能力，明顯改善了學生專業實踐能力、 軟件應用與開發能力。除此之外，基于上述創新人才培養模式進行測繪地理信息類人才培養體系建設，為學生自主學習、教師科研項目、校企合作工程項目、專業服務社會、大學生科研立項、專業競賽和自主創業等形式的教學與實踐活動提供了統一的軟硬件環境。

[1]寧津生，陳俊勇，李德仁，等. 測繪學概論[M].2版.武漢：武漢大學出版社，2008：22-24.

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Establishment on A Trunk-Two Axes-Three Directions Talent Training Mode of Surveying, Mapping and Geo-information Undergraduate Major

LIAN Dajun,ZHANG Xiongwu,ZHANG Xu,DU Jinglong,YANG Zhaohui,YAN Yong,ZHANG Zhimin

連達軍，張兄武，張序，等.測繪地理信息類本科專業“一干兩軸三維”人才培養模式建設[J].測繪通報，2016(10)：137-140.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0349.

2016-03-07；

2016-05-27

江蘇省高等教育教改研究課題(2013JSJG246)

連達軍(1972—)，男，博士，副教授，主要從事測繪工程與GIS應用方面的教學與科研工作。E-mail：ldjwwyx@126.com

G64

B

0494-0911(2016)10-0137-04