學科競賽驅動下GIS專業人才培養模式改革

程結海，袁占良，景海濤，薛華柱，王輝連，李 偉，王 莉，何 湜

(河南理工大學測繪與國土信息工程學院，河南 焦作 454000)

伴隨著我國地理信息產業的發展，全國范圍內開設GIS專業的院校越來越多，據不完全統計，已有超過170多所院校開設GIS專業[1]，每年畢業的本科生至少上萬人，與此同時，行業需求一直在增加，造成一種供不應求的表象。而實際上，真正能滿足行業需求的人才卻不多[2-6]，甚至會出現有些企業職位無人敢應聘而大量畢業生待業的現象。究其原因，只能是高校在GIS人才培養上與行業需求脫節。行業需要實踐動手能力和分析問題解決問題能力強的人才，而由于各種原因高校卻往往忽視或無法實現這類人才培養。因此，對現有GIS專業人才培養模式進行改革與創新勢在必行。

1 GIS專業人才培養問題分析

GIS專業是一個實踐性很強的學科，尤其是像“GIS二次開發”“GIS原理與應用”“遙感原理與應用”“遙感數字圖像處理”等這些專業主干課程，要求學生在掌握理論知識的基礎上，學會軟件操作與開發。而學生若僅僅停留在對課堂理論知識掌握的層次，其學習效果也就只能是“紙上談兵”，畢業后去企業應聘往往“四處碰壁”[7]，即使考取研究生，在研究生學習階段也會因為缺乏實踐動手能力，而出現課題研究難以下手窘境。

學科競賽是在課堂理論教學的基礎上，以參加比賽形式提高學生實踐動手能力及分析問題和解決問題的能力[8-10]。學生通過參加學科競賽，一方面可以將課堂上學習的理論知識和實踐能力進行綜合運用；另一方面可以給學生樹立一個學習奮斗的目標，充分調動學生學習的積極性，改變或根除學生“拿學分為畢業”的思想。目前，在全國范圍內開展的GIS學科競賽主要有4個：全國大學生GIS應用技能大賽、Esri杯中國大學生GIS軟件開發競賽、SuperMap杯全國高校GIS大賽、MapGIS全國高校GIS技能大賽。競賽采用現場操作或網絡作品提交等方式進行考查，競賽內容包括：GIS軟件操作及綜合運用、GIS專題信息提取與制作、GIS初級與高級開發等，基本涵蓋專業所有主體學習內容，適合專業不同年級所有學生參加。從以往參加過此類學科競賽的學生綜合能力來看，GIS學科競賽是促進學生掌握GIS專業知識，提高其實踐動手能力及分析問題和解決問題能力的一種公認有效的方式[11-14]。然而，這種有效方式并沒有在我國高校GIS專業人才培養中得到充分體現。參加學科競賽活動實際上成為專業某幾個學生的所謂“特權”或“福利”，而與大多數學生無關，這自然會造成大多數學生在整個專業學習期間處于一種“天天學知識學理論而不去實踐不去應用”的狀態。即使一些高校可以通過集中實習或其他第二課堂鍛煉來提高學生的實踐動手能力及分析問題和解決問題的能力，但畢竟學時有限且系統性和針對性不夠，學習成效有時得不到及時反饋，學生學習的主觀能動性也就無法被真正激發。

強調GIS學科競賽在專業人才培養中的重要性，并不意味著專業的培養方案要完全以GIS學科競賽為中心，一切教學活動均要服務于GIS學科競賽。而是強調如何將GIS學科競賽作為驅動因素來優化GIS專業人才培養模式構建，進而提高學生實踐動手能力及分析問題和解決問題的能力。這一問題并沒有得到較好的解決。

本文針對目前GIS專業人才培養中存在的問題，以GIS學科競賽作為驅動因素，探討能夠更好適應行業發展與需求的新型人才培養模式，充分激發學生學習的主觀能動性，提高學生實踐動手能力及分析問題和解決問題的能力，從根本上解決學生理論學習與實踐鍛煉脫節的問題，拓展專業辦學思路。

2 GIS專業人才培養模式改革

GIS專業人才培養有兩個關鍵點：一是培養方案制訂；二是學生學習管理。培養方案制訂的核心在于其課程體系設置，學生學習管理的有效方式是組建興趣小組。改革GIS專業人才培養模式，需要從課程體系設置和學生興趣小組組建兩個方面來進行。

2.1 “階梯式”課程體系設置

GIS專業軟件應用與開發能力是學生就業的基本保障[15]，也是學生進一步深造所依賴的基本技能，而各類GIS學科競賽考查的正是學生這方面能力[16]。將學科競賽作為驅動因素來優化人才培養模式的構建，就必須在課程體系設置中考慮GIS軟件應用與開發類課程。然而，該類課程的學習是一個階梯式漸進過程，必須從基礎的程序設計與原理類課程學起，逐步過渡到高級應用與開發類課程。因此，如何合理設置課程體系，既突出GIS軟件應用與開發課程主線，又強調課程之間的階梯式關系，同時兼顧建立學生的專業知識體系，是要改革的一個內容。如圖1所示，整個課程體系分為4級階梯課程。第1級階梯課程主要是高級語言程序類課程；第2級階梯課程包括數據結構類課程和數據庫類課程；第3級階梯課程包括地圖學與制圖類課程、GIS原理與應用、遙感原理與應用等；第4級階梯課程包括網絡GIS應用與開發、桌面GIS應用與開發、遙感應用與開發、虛擬場景模擬等。4級階梯課程之間是漸進式關系，第1級階梯課程是基礎，第4級階梯課程是應用與開發最高級課程，也是最體現學生綜合能力的課程。同時，在每1級階梯課程中，輔以其他相關課程學習，如數字測圖原理、衛星導航定位、地理學概論和土地開發復墾等，以提高學生綜合素質和拓展知識面。

圖1 課程體系設置

2.2 “海綿式”學生興趣小組構建

為了更好地實現課程體系設置效果，在日常的教學中，應加強對學生學習的管理。若把課程體系設置比作“武器”，則對學生學習的管理是發揮“武器”威力的催化劑。學生學習管理的有效方式是組建興趣小組，如圖2所示。根據專業教師的課題研究方向，首先將專業教師進行分組劃分。向學生公布教師分組情況，讓學生根據各自的興趣愛好，自由組隊并選擇教師進行指導，參加各類GIS學科競賽。教師在指導過程中，根據學生學習進度與課題需要，允許學生興趣小組自由重組。如有些學生在大二階段對GIS應用感興趣，而到了大三可能對遙感應用更為關注；有些學生在某一段時期對桌面GIS開發癡迷，而過段時間卻對移動GIS開發興趣更濃。本著著力使每位學生盡可能找到自己方向定位的原則，不拘限學生興趣愛好，動態地構建學生興趣小組。在充分發揮興趣小組培養學生功能的前提下，允許小組成員像海綿吸水擠水一樣自由進出。

圖2 學生興趣小組構建

3 GIS專業人才培養模式的實踐效果

以近3年GIS專業人才培養模式所惠及的學生為研究對象，采用問卷調查、專題訪談、統計分析等方法與手段，從學科競賽成績、畢業生就業、考研情況和國際交流4個方面對學生進行綜合評價，反映GIS專業人才培養模式的實踐效果。

3.1 學科競賽成績突出

在2015年、2016年和2017年全國大學生GIS應用技能大賽中，筆者所在院校代表隊均取得了全國二等獎以上好成績，其中，在2017年取得了全國一等獎的優異成績。這一成績的取得，是專業帶頭人和全體教師長期堅持以學科競賽為驅動，充分激發學生學習的主觀能動性，提高學生實踐動手能力及分析問題和解決問題的能力的結果。每年參加該項比賽之前，競賽主帶教師通過校內比賽形式，從GIS專業學生興趣小組中選拔各應用方向優秀學生組建參賽隊伍，代表學校參加比賽。參賽隊伍的獲獎，首先對實際參賽的學生是一個極大鼓勵，讓學生充分認識和體會到自己和學校在全國范圍的專業水平與能力，以及進一步努力方向，同時也對沒有參賽的學生興趣小組其他學生是一種間接鞭策，激勵學生找準方向補缺補差，從而為后期的就業或深造打下堅實的基礎。

在2017年Esri杯中國大學生GIS軟件開發競賽中，筆者所在院校GIS專業以軟件開發學生興趣小組為班底，組建參賽隊伍，提交的作品“中國貧困縣查詢分析系統”進入全國十強。這充分展示了GIS專業學生的專業軟件開發能力，以及分析問題和解決問題的綜合能力。同時，通過參加此類型比賽，進一步燃起學生們專業軟件開發的興趣，逐步形成了“要我學”到“我要學”的思想認識觀念轉變。同樣，在SuperMap杯全國高校GIS大賽和MapGIS全國高校GIS技能大賽中，筆者所在院校GIS專業分別以遙感數據處理、專題制圖和虛擬現實等學生興趣小組為基礎，提交的參賽作品陸續獲得過全國三等獎、二等獎和一等獎的好成績。近兩年，為了充分調動全體專業學生的學習積極性，在校內舉辦了“GIS專業應用技能大賽”，學生反饋效果較好。

總之，通過參加和舉辦各種形式的學科競賽，學生主動學習的積極性有了明顯提高，對專業知識的掌握更加扎實，整體的綜合能力有了實質性提升。

3.2 就業率穩步提升

表1列出了近3年學生就業情況，其中，就業人數是當年畢業人數扣除考上研究生人數，就業率指學生畢業前一次性就業率。從表1可以看出，不論是學生就業率，還是學生就業質量與層次，近3年來，在保持穩定的基礎上，有了長足進步。特別是在2018年，學生被大中型企事業單位錄用人數高達23人，證明了學生被社會認可的程度與競爭力。后期的進一步跟蹤調查中了解到，就業的畢業生中有相當一部分已經成為企事業單位的業務骨干或高級人才。而這背后是筆者所在院校多年來持續推進學科競賽驅動下專業人才培養模式改革的結果。

表1 學生就業情況

3.3 考研錄取質量較高

近3年學生考研情況見表2。考上研究生的人數穩定在18人左右，這些學生基本上都是參加學科競賽的佼佼者。其中，保送或考取國內外高水平大學人數占到70%左右，這充分反映GIS專業拔尖人才具有較強的綜合實力，從側面也反映出國內同行對GIS專業人才培養的認可。實際上，在學校綜合實力不夠強的情況下，要想被更高水平的大學錄取，學生的實踐動手能力和分析問題解決問題能力足夠強就成為非常重要的“砝碼”，這同樣得益于筆者所在院校長期堅持推行學科競賽驅動下專業人才培養模式改革的做法。

表2 學生考研情況

3.4 國際交流不斷推進

從學科競賽獲獎的學生中，鼓勵一些外語底子好和創新能力強的學生參加國際性專業學術會議和國際性學術班，開闊學生國際視野。每年至少有兩名學生被國外名牌大學錄取為研究生。

4 結 語

當前我國地理信息產業正處于蓬勃發展之際，迫切需要各方向能力強的專業人才。作為高校GIS專業人才培養，一定要緊密結合行業需求來構建相應的人才培養模式，使培養出的人才能充分適應行業發展要求。筆者所在院校學科競賽驅動下GIS專業人才培養模式的構建，本質上是通過學科競賽的驅動，在提高學生實踐動手能力的基礎上，著力培養學生運用所學理論知識解決應用中實際問題的能力，而這類學生正是行業發展急需。通過多年跟蹤調查發現，筆者所在院校培養出的學生在地理信息行業中被廣泛認可，證明了人才培養模式的成效。