新工科背景下應用型高校GIS專業建設探討

戴仕寶，王 春

(滁州學院 地理信息與旅游學院，安徽 滁州 239000)

當前新工科已成為高等教育領域熱議的話題[1-3]。新工科是以新技術、新產業、新業態和新模式為特征的新經濟發展的必然產物，是高等教育服務國家重大戰略的迫切需求。加快建設新工科，成為我國高等教育改革的一個新的領域和方向。新工科出現的意義還在于，它提供了一個對高等教育進行審視的新視角，即要從服務社會需求角度，對原有的所有的學科專業進行重新評估、定位，對原有的培養方案、課程設置進行改革。本文擬從新工科的視角，對應用型高校地理信息科學專業的性質、地位以及建設思路和方向進行探討。

1 當前應用型高校GIS專業發展存在的主要問題

地理信息科學專業1998年被教育部列入本科目錄(當時名稱為地理信息系統，在2012版目錄中更名為地理信息科學)，是一個相對較新的專業。依據2017年的全國招生簡章，截至2017年我國已有178所本科院校開設GIS專業。特別是近年來，地理信息科學在應用型高校得到快速發展。筆者統計了2006年以來教育部備案或審批同意設置的高等學校本科專業，其中新批準設立GIS專業的高校共有46家。這些高校中，除安徽大學為省屬211大學以外，其余均為獨立學院或地方一般本科高校。但在辦學規模擴張的同時，一些高校的GIS專業發展卻陷入困境，出現招生就業不理想、專業認可度不高等問題，部分高校GIS專業甚至被停止招生。造成這一現象的原因，從表面上看，與社會經濟發展對GIS專業人才需求增大，以及該辦學門檻低、辦學硬件標準要求不高有關；從深層次上看，則與對GIS專業學科性質認識上存在誤區以及專業標準模糊有關。

在1998年教育部頒布的本科目錄中，在理學科學類目錄下設置了地理信息系統專業，在工學測繪學目錄下設置了地圖學與地理信息系統專業。上述兩個專業從其培養目標上看并無本質的區別，但卻在兩個不同學科門類下開設。造成這一現象的原因既有學科的壁壘，也有對專業認知的不同。在2012版目錄中，在理學大類地理學類目錄下地理信息系統專業更名為地理信息科學專業。但在工學大類測繪學目錄下卻無類似專業。可能是為了彌補2012版目錄的不足，2016年教育部在測繪學目錄下設置了地理空間信息工程(專業代碼：081205T)特設專業。目前，武漢大學、深圳大學、中國地質大學(武漢)等高校開設了該專業。

對GIS專業學科性質認識的混亂同樣也體現在碩士目錄中。在教育部頒布的工程碩士目錄中，在工程領域里有測繪工程專業，但卻無地理信息系統或地理信息工程專業。盡管近年來產業界一直強調信息化測繪，但顯然教育界對GIS的工程性質認可度并不高。

另外在專業培養標準上看，雖然1998、2012版教育部本科目錄均給出了人才培養指導意見[4]，但從實際的執行看，各高校的培養方案還是有很大差別[5-8]。

總之，當前GIS專業存在著較為突出的專業名稱混亂、專業標準模糊、專業整體發展質量不高等問題。造成上述問題的根本原因是目前對于地理信息科學專業學科性質的認識不一致，或者也可以說是因為既有的觀念、相關規定與社會經濟發展對該專業需求的實際產生了沖突和矛盾。新工科概念的出現，促使教學人員從一個新的視角，審視新工科背景下GIS專業的性質、特征以及辦學目標和培養方向。

2 新工科背景下GIS專業的性質和地位

新工科概念一經提出便引起了國內高校的熱議[1-3]，眾多研究者從新工科的內涵、特征、建設方向與途徑等進行了研究。研究指出：新工科建設是一項涉及面廣、影響面寬、具有中國特色的復雜的系統工程，對中國高等教育的改革和發展具有示范和引領作用，新工科的“新”包含三方面涵義[1]，即新興、新型和新生。

考察GIS的發展，不難發現新工科的“新”的涵義在GIS專業具有很好的體現。首先，GIS誕生于20世紀60年代，現在已廣泛應用在多個領域，是一個新興的學科。其二，GIS是在信息化浪潮下多學科交叉融合的產物，具有“新生”的特征。其三，當前，GIS的內涵和外延都得到了大大擴展，GIS正在轉向新型[9-12]。因此毫無疑問，GIS具有新工科的屬性。事實上，GIS不僅屬于新工科，而且在新工科中具有重要的地位。一是其市場應用范圍越來越大，特別是政府管理部門，如國土、水利、交通、市政、林業、警務等等，同時GIS已經逐漸滲透到社會生活的各個領域，成為人們日常生活需要的一部分，如電子地圖、導航與位置服務等，幾乎無所不在。據估計，到2020年，我國GIS市場將達萬億規模[13]。二是其在國民經濟建設中的地位逐漸增強。《國務院辦公廳關于促進地理信息產業發展的意見》(國辦發〔2014〕2號)明確指出：“地理信息產業是以現代測繪和地理信息系統、遙感、衛星導航定位等技術為基礎，以地理信息開發利用為核心，從事地理信息獲取、處理、應用的高技術服務業。隨著近年來地理信息產業迅速興起并保持高速增長，這一戰略性新興產業在我國經濟社會發展中的作用日益顯現。”三是地理信息產業具有產業鏈長、帶動面廣等特征，是實現我國五大發展不可或缺的產業領域和支撐技術[12]。

明確GIS在新工科中的性質和地位對于GIS的發展、建設以及更好地發揮其在國民經濟建設中的作用具有重要的意義。由于GIS產業具有涉及面廣、產業鏈長的特征，因此在建設新工科背景下，有必要探討如何圍繞GIS產業開展學科專業建設和人才培養，從而更好地發揮GIS對新經濟的積極推動作用。但必須指出，GIS作為新興學科，特別是作為新工科的一員，目前還存在著一定的內涵不確定和特征不清楚的問題，需要在形成和發展過程中不斷明確和清晰。

3 新工科背景下應用型高校GIS專業建設方向

據統計，目前我國共有178所本科院校開設GIS專業，其中應用型高校占絕大多數。近年來，研究者對高校GIS專業建設進行了研究[14]。研究表明，不同背景學校在GIS專業人才培養的目標設定、培養過程、課程設置等都有差異[6-8]。這種差異，既反映出對GIS專業人才的認知和各校辦學條件的不同，在某種程度上也是學校追求辦學特色的結果[8]。

GIS在我國新工科建設中具有重要的地位和作用。如何更好地發揮GIS在國民經濟發展中的積極推動作用，需要系統梳理GIS的學科特征、產業發展及新經濟對人才的需求特征，并借此確定新工科背景下GIS專業的建設思路和方向。

研究認為[10]，GIS學科同時具有工具學科、工程學科和橫斷學科3大特征。工具學科特征指的是GIS作為一種信息技術為人們提供了解決空間問題的工具、技術方法與思路。工程學科特征指的是GIS可以解決具體的工程問題，在解決這些工程問題中需要運用工程的方法。橫斷學科特征指的是GIS 融合了計算機科學、數學、地球科學、環境科學、空間科學、信息科學、管理科學、測繪學與遙感學等學科知識，是一個跨領域的學科，具有橫斷特征。因此，GIS是一門兼備理論與技術，同時又偏重于技術與實踐的學科。GIS專業人才,不但要有深厚的理論基礎,而且還要有過硬的技術能力[9]。GIS 的學科特征決定了GIS專業的人才必須具備多種能力和素質，包括專業的技能、工程的思維和多學科的理論知識。

GIS產業作為戰略性新興產業，現在國民經濟發展中起到了越來越重要的作用。從多個角度來描述和刻畫GIS產業特征。從其所依據的技術層面看，該產業主要包括數據產業、應用服務產業和裝備產業。其中數據產業包括多源數據的獲取、加工處理等，應用服務產業主要包括各種領域的GIS工程及其服務，裝備產業主要為數據產業、應用服務產業中所需的各種裝備。

新工科是新經濟催生的。新經濟以新技術、新產品、新業態、新模式和新產業為主要特征[32]，以新技術為基礎，以新主體為源泉，以新產業為引擎，以新業態為亮點，以新模式為重點，交互作用，相互影響，共同孕育經濟發展新動能，共同推動經濟轉型升級，共同保持經濟持續穩定增長[15]。因此，從服務于新經濟角度，GIS專業建設必須跳出傳統的GIS思維圈，而應從GIS是新經濟的一部分的角度去考慮問題。GIS既是新經濟中的一個技術領域，IT產業的一個新方向，同時也是新經濟的一個思維和方法源泉。

綜上所述，在新工科背景下，應用型高校GIS專業建設的總體思路為：以課程體系建設為基礎、師資隊伍建設為關鍵，以實訓體系建設為抓手，以培養學生具有綜合的基礎能力、扎實的GIS專門技術運用能力、持續學習改進能力為目標，培養能切實服務于新經濟(GIS產業)發展的專門人才。結合當前我國高校GIS專業辦學的基本情況，在新工科背景下，當前應用型高校GIS專業建設的主要方向應該為：

1)理工結合，以工為主：當前，我國開辦GIS專業的高校中，工科類占比為28.82%，師范類院校30%和綜合類25.88%，合計占比為55.88%。顯然我國GIS辦學還是以理為主。從應用型高校角度看，因為師資、生源及辦學理念的不同，出現了GIS專業“上不去、下不來”的問題，表現在想走理論性、學術型的路子走不通，而工程應用能力的培養也不到位。考慮到這一現狀，結合新工科的要求，當前我國GIS專業建設應該“理工結合，以工為主”，把人財物的投入更多地轉到學生的工程應用能力培養的方向上來，提升專業的應用型品質。

2)專兼結合，一專多能(GIS+)：專業是為了培養專門領域需要的人才而設置的。因此，一個專業的合格畢業生必須掌握其所服務的主要領域的專門的技能。對GIS專業而言，這些專門的能力包括數據處理與分析能力(數據的獲取、分析、處理、應用等)、應用系統開發能力、GIS工程設計分析能力等。而同時，因為GIS在各個應用領域又有自身的特征和規律，因此GIS專業畢業生除了要掌握本專業的專門技術能力外，還需要具備一定的某個(些)應用領域的知識和技能，也就是要“一專多能”。從這個意義上說，就是在GIS專業建設中，要考慮GIS+的問題，即：GIS專業技能+應用領域的專門技能。

4 新工科背景下GIS專業建設內容

為突破建設和發展“新工科”的瓶頸問題[7]，針對當前GIS教育的現狀，本文認為新工科背景下的GIS專業建設需要突破傳統思維，在新理念的指導下，創新人才培養模式，提升人才培養質量。專業建設涉及人才培養的各個環節，本文主要從課程體系建設、師資隊伍建設以及實訓體系建設等方面進行探討。

4.1 課程體系建設

課程體系是指在一定的教育價值理念指導下，將課程的各個構成要素加以排列組合，使各個課程要素在動態過程中統一指向課程體系目標實現的系統[16]。課程體系是實現培養目標的載體,是保障和提高教育質量的關鍵，也是新工科背景下GIS專業建設需要考慮的重要內容。開展課程體系建設需要考慮的三個關鍵詞是：目標、結構和功能。在新工科背景下，需要在“創新型、綜合化”新理念指導下科學設定人才培養目標，優化課程結構模塊，明確各模塊結構的功能，并強化教學監控和反饋，確保其功能得以實現。根據GIS專業的特征，作者認為新工科背景下的課程體系框架見表1。

表1 面向新工科的GIS專業課程結構體系框架

在具體課程設置上，需要注重以下兩個方面：

1)基礎與特色兼顧。當前，我國新工科建設的研究主要側重于宏觀方面，對于專業的課程體系研究剛剛開始，關于基礎通識課程的選擇以及如何開始還沒有統一的意見。另外，由于我國很多應用型高校的GIS專業開辦時間不長，在教學資源上存在著或多或少的欠缺。針對這一現狀，作者認為在基礎通識課程和地理學素養課程模塊的具體課程選擇上，高校可根據學校背景，在傳統基礎課程體系的基礎上，有機融合地方特色文化以及區域自然和人文地理元素。

2)重視工程實踐課程的建設。當前，應用型高校特別是偏綜合性的高校GIS專業，總體工程實踐能力較弱，因此強化專業技術課程，提升學生工程實踐能力特別值得關注。這其中，適應新工科需要的應用型教材建設特別關鍵。當前，我國GIS專業的教材在總體上已比較齊全。但多數教材偏重于基礎和原理，具有較高應用型品質的教材非常缺乏。結合新工科的要求，迫切需要打破原來的以原理、技術為路線的教材編寫和建設思路，轉向以應用、創新為導向的思路，開展專業教材建設。

4.2 師資隊伍建設

師資隊伍是學校完成其功能的主體承擔者，所有的改革目標的完成最終都有賴于教師積極性的調動。沒有創新型的教師難以培養出創新型的學生。新經濟強調“變化、發展、協作”。作為直接擔負著教學任務的教師必須首先要認知、理解、掌握這一特征，并在教學過程中加以貫徹。新工科特別強調教育要為社會服務。是否具備切實解決專業領域問題的能力將是考察教師是否合格的重要參考，教師的應用型素質如何將是決定GIS新工科教育改革成敗的關鍵。

因此，新工科GIS專業師資隊伍建設，一方面要注重通過培訓、進修、學術交流等方式，提升其思想境界和理論水平；另一方面，要通過技術培訓、項目實訓、掛職鍛煉等形式，提升其應用型素質。此外，新工科GIS專業師資隊伍建設，必須打破高校用人機制的壁壘，引進吸收具有產業背景的人員，促進行業、產業專家和高校教師在高校和企業相互兼職，實現產教深度融合。

4.3 實訓體系建設

GIS專業實訓體系的不足是制約其向新工科邁進的重要障礙。一個典型的方面是，與化工、機械等傳統工科專業相比較，GIS專業尚無通用的辦學標準，缺乏對實驗、實習、實訓的明確要求(2018年教育部新頒布了各專業的辦學標準，對GIS專業也提出了較為明確的標準要求，但還有待實踐檢驗)。一些高校雖然也開展了實訓體系建設，但對學生應該達到的技術要求不明確，導致課程目標難以實現。此外，新工科雖然強調新，但有一個內在的要求就是必須要有基礎，特別是厚實的應用能力基礎。所謂熟能生巧，只有在技術純熟的基礎上的創新才是符合市場需要的創新。因此，對GIS專業建設而言，實訓體系建設至關重要。從某種意義上說，實訓體系的建立是GIS專業在新工科體系中立足的關鍵。

由于GIS專業開辦的門檻較低，加之專業開辦后持續投入不足，這導致了當前部分應用型高校實習實訓體系建設還較為滯后。從校內建設看，缺乏專門的實驗室，實驗所需的硬件、軟件、數據等也不完備，甚至無法開出部分必要實驗。校內活動比較單一，學生參與的范圍和程度不夠，一些競賽等活動成為尖子生的游戲。從校外看，雖然也建立了與政府、企業、科研機構等的聯系及實驗實訓基地，但松散型的居多，對GIS專業建設有實質性的貢獻的少。

為適應新經濟的要求，GIS專業實訓體系應當建立以高校為主體的多元協同體系，由高校、政府、企業、科研機構等多主體共同參與，發揮校內實驗實習與校外實習實訓的聯合效用。此外要充分認識新工科的內涵特征，把建設的注意力從第一課堂(課堂教學)向第二課堂(課余活動)、第三課堂(校外活動)轉移，并積極做好場所、設備、管理等的配套建設。

5 結束語

近20年來，GIS學科專業在我國取得了飛速的發展。但因為對學科性質的認識不到位、專業人才培養標準不明確等原因，導致GIS專業發展存在著嚴重的不平衡不充分問題，部分高校專業辦學甚至陷入困境。新工科概念的出現，可以從一個新的視角重新審視和評估GIS專業性質、特征以及辦學目標和方向。對比新工科的內涵和特征，GIS不僅屬于新工科，而且在新工科中具有重要的地位。由于GIS產業具有涉及面廣、產業鏈長的特征，因此在建設新工科背景下，非常有必要深入探討如何圍繞GIS產業開展學科專業建設和人才培養，從而更好地發揮GIS對新經濟的積極推動作用。