“一軸四段七節點”GIS專業人才培養模式探索與實踐

羅津 胡碧松 徐健 鐘業喜 譚菊華 林琿 夏宇

摘? 要：地理信息科學是理論實踐并重、綜合技術性強的典型交叉學科專業。該文基于教育三維目標理論，提出“一軸四段七節點”的GIS專業人才培養模式，貫徹“以學生為中心，以創新為導向”的一根中心軸線，強調“認知—求證—探究—創新”四個漸進式培養階段，覆蓋“理論教學、實踐教學、專業競賽、學術研究、科研項目、企業實習、畢業設計”七個人才培養關鍵節點。江西師范大學地理信息科學專業經過十余年的應用實踐驗證該模式的有效性，通過課程體系、教學模式、考評機制三項改革，學術論文、專業競賽、科研項目三個驅動，以及導師組隊、學生組團、產學研共建三個協同，有效解決人才培養過程中的單聲道、源動力和穩定性等問題，明顯提升GIS專業建設成效與人才培養質量。

關鍵詞：地理信息科學;一軸四段七節點;人才培養模式;一流本科專業;改革與創新

中圖分類號：C961? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）15-0161-04

Abstract： Geographic Information Science（GIS） is a typical interdisciplinary major which concentrates on both theory and practice， and covers comprehensive technologies. Based on the educational theory of three-dimensional targets， this study proposed "1 axis， 4 phases and 7 nodes" talent-cultivating model for GIS major. Which implements a central axis of "student-centered and innovation oriented"， and emphasizes the 4 progressive training stages of "cognition， verification， exploration， innovation"， covering "theoretical teaching， practical teaching， professional competition， academic research， scientific programs， enterprise practice Graduation project " 7 key nodes of talent training. After application in practice last more than ten years， GIS major in Jiangxi Normal University has verified the effectiveness of this model. With the three reforms of curriculum system， teaching mode and evaluation mechanism， the three programs of academic papers， professional competitions and scientific researches， as well as the three aspects coordination of tutor team， student group and enterprises， the model has effectively solved the problems of one side teaching， lack of innovation， and team stability， and significantly improved the talent quality and cultivate effectiveness in GIS major.

Keywords： Geographic Information Science; 1 axis， 4 phases and 7 nodes; talent-cultivating model; top undergraduate major; reformation and innovation

2020年，數字經濟占全國GDP超過36.2%，地理信息產業產值超過8 000億。數字經濟時代，蓬勃發展的地理信息產業急需數以萬計的扎實理論知識和豐富實踐技能的綜合型地理信息科學（GIS）專業人才。新時代高素質人才需求，對高校GIS專業高質量人才培養提出了新的要求與挑戰。

GIS是一門應用性極強的技術綜合性專業，涉及地理學、測量學、地圖學和計算機科學等多個交叉學科知識體系。據教育部地理學科教學指導委員會統計，截至2020年12月，全國開設GIS專業高校176所。各高校對GIS課程的教學目標、教學內容和教學方法存在著較大的差異。GIS專業存在“學科交叉、技術前沿、文理兼收”等特點;部分學生一定程度存在“理論基礎不牢、實踐技能不熟、創新思維不足、合作精神不強”的現象。

為有效提升GIS專業人才培養質量，國內外眾多學者從GIS專業建設（課程設置、實踐教學）、人才培養理念（四位一體、競賽驅動）和人才培養方法（專業競賽、校企合作）等方面開展了諸多研究。

從GIS專業建設看，不同高校的課程體系設計各有特點[1]，不同程度注重學生選課自主性、學習積極性、課程內容優化[2]、教學方法改進[3]、綜合考評機制[4]、畢業設計選題優化[5];強調“以教師為中心”向“以學生為中心”的教學模式轉變[6]、理論與實踐相結合的實踐教學體系構建[7];積極探索“學習—實踐—研究—創新—再學習”的循環式教學[8]。

在人才培養理念上，也不再是傳統的單一型培養方式，而更多注重人才的市場化和多元化[9]。近年來，教育部深化推進構建政府、行業、企業、學?！八奈灰惑w”協同育人模式，鼓勵多途徑（包括專業競賽、實驗室和實習基地的建設等）強化實踐技能，提出未來技術學院和現代產業學院培養復合型產業人才[10]，更加強調學生面向未來、面向社會的創新思維和創新能力[11]。

在人才培養方法上，普遍注重GIS人才的實踐和創新能力培養。諸多高校積極開展“以賽促教、以賽促學、校企合作”等。通過競賽發揮高年級的“傳、幫、帶”作用，實現“可持續發展”;采用本科生導師制或“雙導師”制[12]，結合校企合作等方式構建項目驅動GIS人才實踐和創新能力培養[13]等。實踐表明專業競賽能夠有效提升畢業生的就業素養和自信。

江西師范大學地理信息科學專業經過10余年的教學實踐（2008—2023年），基于教育三維目標理論（知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀）和認知建構主義理論，提出了以“實踐創新能力”為特色的人才培養主軸線，以“認知—求證—探究—創新”四個漸進式培養階段，以“理論教學、實踐教學、專業競賽、學術研究、科研項目、企業實習、畢業設計”為人才培養過程7個關鍵方式方法的“一軸四段七節點”的GIS專業本科人才培養創新模式，對GIS人才培養質量目標的“達成度、有效度、保障度”進行了積極探索。

一? “一軸四段七節點”人才培養模式

“一軸四段七節點”GIS專業人才培養模式（圖1）具體而言，包括以下幾點。

一軸：一條人才培養中心軸線。建構主義學習理論認為學習是引導學生從原有經驗出發，生長（建構）起新的經驗。教育三維目標是知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀。本文提出了“以學生為中心，以創新為導向”，貫穿GIS專業人才培養全程的中心軸線理念，強調學生對知識不斷地主動學習、主動探索、主動發現、重構創新，達成教育三維目標。

四段：四個人才培養重要階段。一是“認知”階段，側重課堂理論教學;二是“求證”階段，側重課后實踐訓練，求證理論方法的正確性;三是“探究”階段，側重理論方法和實踐技能綜合運用;四是“創新”階段，從“理論創新、思維創新、實踐創新、綜合創新”層面系統提升GIS專業綜合能力與素養。

七節點：七個人才培養關鍵環節。一是理論教學環節，學生系統學習GIS專業理論知識和方法。二是課后實踐環節，學生及時消化理論，熟練方法，進一步激發自主學習興趣。三是專業競賽環節，學生團隊參與老師指導的專業競賽，變個體學習為集體學習，全面強化理論基礎和實踐技能，系統提升GIS專業綜合素質。四是學術研究環節，學生團隊自主申請學術課題開展理論創新研究，發表論文。五是科研項目環節，參與教師科研團隊，積極思維創新，提升解決科技問題能力。六是企業實習環節，充分參與企業實際工作，提升解決社會現實問題能力。七是畢業設計環節，綜合展示“專業理論、實踐技能、綜合創新、合作精神”的培養成效。

二? 人才培養模式的改革實踐

在“認知—求證—探究—創新”四個階段，7個關鍵節點的漸進式人才培養過程中，本成果通過“三項改革、三個驅動、三類協同”等方式強化GIS專業本科生的實踐創新能力培養（圖2）。

（一）? “三項改革”解決教學過程“單聲道”問題

針對“一軸四段七節點”的“理論教學”和“實踐訓練”節點，構建以課程教學為核心，以提升能力為導向，從教學模式、課題體系、考評機制等方面進行改革，切實提高課程建設“挑戰度、高階性、創新性”。

1）教學模式改革：實施“問題-方法-問題”教學模式，將教學側重點由傳統的“知識”和“方法”轉向了新型的“問題”，由“問題”來驅動教師的教學模式和學生的學習過程。

2）課程體系改革：將課程設置體系分為基礎理論、學科基礎、專業理論、線上課程、專業理論與實踐、專業實踐、專業理論與開發和專業實習八大模塊，并融入創新創業、課程思政、職業規劃等綜合元素，理論與實踐課程內容比重調整為4∶6，增加實踐訓練時間跨度與強度。

3）考評機制改革：改變期末理論考試唯一決定課程成績的考核方式，采用課堂問答、課后練習、期末理論考試、期末實操考察和實驗報告等多種方式綜合分值評定學生課程成績，從而避免學生單純依靠“背多分”和“臨時抱佛腳”，鼓勵學生參加工業信息化部全國GIS應用水平考試，成績可充抵課程理論考試成績;引入師生互評、學生匿評、企業點評等多元化評價方式嚴把課程教學質量，形成了過程性與終結性，多元主體和復合方式相結合的評價體系，體現了課程的挑戰度。

由此，在“認知”和“求證”階段，實現“三個轉變”：①滿堂灌的“單聲道”向互動式“雙聲道”轉變;②“以教師中心”向“以學生中心”轉變;③“單純知識傳遞”向“全面素質培養”轉變。

（二）? “三個驅動”解決學生全面創新“源動力”問題

針對“一軸四段七節點”的“專業競賽”“學術研究”“科研項目”“企業實習”“畢業設計”節點，通過“項目”驅動學生“跨年級、自主、合作”參加專業相關的一系列理論和實踐創新活動，將項目管理思想和方法應用于學生創新能力培養全過程，使學生“心（團隊合作）、腦（項目管理）、手（專業技能）、口（口頭交流）、眼（文檔閱處）”得到全方位、系統性訓練，從而打牢理論基礎，強化實踐技能，開拓創新思維，為學生全面創新提供“源動力”。

1）學術論文驅動：以校內外開放基金學術課題申請契機，以公開發表學術論文為目標，鼓勵學生自主組建團隊開展學術研究，通過“文獻理論綜述→發掘科學問題→提出解決方案→嘗試解決問題→撰寫總結論文”，系統提升學生理論創新能力。

2）專業競賽驅動：鼓勵學生自主組隊參與全國大學生GIS應用技能大賽、易智瑞杯大學生GIS軟件開發競賽等多個GIS專業競賽，與國內其他高校學生同臺競爭，變個體學習為集體學習，通過“數據采集→需求分析→理論建?！到y設計→軟件編碼→測試維護→文檔撰寫”，增強團隊精神，全面鍛煉學生實踐創新能力。

3）科研項目驅動：圍繞“提出問題→建立模型→采集數據→處理數據→準備方法→分析求解→評價結果→應用實踐”的邏輯思路，綜合訓練學生思維創新能力。

由此，在“探究”和“創新”階段，通過“項目驅動”搭建專業實踐平臺，促進創新要素融合交叉，使各教育資源互補匹配、產教研融合，促進學生創新能力和核心競爭力的提升，夯實理論，提升技能，開拓思維，實現“三個創新”：①理論創新有路;②實踐創新有方;③思維創新有效。

（三）? “三個協同”解決人才培養模式條件保障“穩定性”問題

針對“一軸四段七節點”的各節點，開展全過程的“三個協同”。

1）導師組隊協同指導：組建多領域多學科導師團隊，實現“單人指導”轉變至融合不同實踐領域、專業背景和學科知識的“團隊指導”，避免單個導師指導思路固化、指導時間無法保障、“探究”方法缺失和技能不足的隱患。

2）學生組團協同互助：學生在“項目驅動”實踐培養過程中，綜合考慮各年級學生的個性特征、興趣特長、專業背景和技術基礎，采用縱向跨年級（“高-中-低”）、橫向跨專業的協同組團模式，有利于自主性、思考性、合作性的學生實踐項目團隊的可持續性運行，同時也有利于技術和成果的“傳-幫-帶”，幫助新成員快速成長。

3）產學研協同共建：學校與GIS相關的企事業單位的共建實習實踐基地，為學生提供類型多樣、條件充分、數量充足的校外實踐實習基地。安排學生參與企事業單位的真實生產環境開展項目實戰，解決技術、數據、資源短板，強化學生理論知識和實踐技能服務社會生產的能力，為畢業就業和創新創業增加信心。

“三個協同”形成閉環，實現人才培養模式關鍵要素“三個穩定”：①優化指導教師隊伍結構，保障教師指導穩定;②加強團隊協作，保障學生隊伍穩定;③促進產教融合，保障“數據、技術、隊伍、資源”穩定。

三? 專業建設與人才培養成效

經過多年實踐，GIS專業在學生培養質量、教師教研成果、專業建設方面均取得了顯著成效。

1）學生創新創業、畢業就業、升學留學質量明顯提升。學生參加各類專業競賽和學術課題收獲頗豐，包括但不限于“互聯網+”國家級銀獎1項、“挑戰杯”國家三等獎3項;全國高校GIS技能大賽等各類國家級學會重要賽事，累積獲獎超50項，獲獎學生超過200人次，占畢業生總人數三分之一;申請校級以上學術課題、開放基金和發表論文累計超30項。2017年GIS本科畢業生薪酬在全校89個專業中排名第二。2018、2019連續兩年考研成功率超過30%。自2008年以來，100余人赴中科院、985/211等知名高等院校讀研，30余人赴境外留學。畢業生（聯合）創辦了江西創圖科技有限公司、南昌新途測繪服務有限公司和江西普適科技有限公司等專業相關科技公司。

2）教師在教學研究、競賽指導和個人榮譽等方面成果豐碩。團隊成員取得了20項教研成果，包括教材專著6部（待版2部），省級教改課題6項，教研論文6篇;校級教學成果獎2項。獲得了10項教師榮譽，包括全國高等學校學生信息咨詢與就業指導中心優秀論文一等獎，全國高校青年教師GIS教學競賽一等獎，中國地理學會年會優秀論文一等獎，以及“互聯網+”等多項重要賽事優秀指導老師獎等。

3）江西師范大學GIS專業人才培養模式獲得同行認可和社會關注。2012年以來，我校GIS專業獲得江西省GIS卓越工程師計劃（資助160萬元）、全國大學生小平科技創新團隊（2014年）、全國實踐育人創新創業基地（2016年），2020年獲江西省一流專業，2021年獲國家級一流本科專業建設點，2022年獲江西省五星專業、優勢專業和高水平本科教學團隊。研究團隊成員參加近20次教學研討會、學術交流、媒體訪談（GIS時代、泰伯網、江西電視臺）和在線直播（易智瑞直播課堂）等不同形式的成果介紹活動，獲得中國地質大學（武漢）、九江學院等兄弟院校的認可和社會的廣泛關注，普遍反映具有重要參考價值。

四? 結束語

“一軸四段七節點”GIS人才培養模式在人才培養理念、方法、實踐層面不同程度進行了較為長期的驗證，取得了明顯成效，并得到同行一定的認可，教研成果獲得第十七批江西省級教學成果獎二等獎、第三屆全國高校GIS教學成果獎二等獎。概括而言，或有三點可供進一步研討。

1）在理念上，提出“一軸四段七節點”人才培養模式。以“學生中心”，沿“創新能力”中心軸線，分“認知—求證—探究—創新”四個階段，從培養理念提出、培養模式改革、培養方法優化等多方面論述了GIS專業人才培養全過程，形成了一個自洽的人才培養模式，實現了培養目標“拓維增效、提質創新”。

2）在方法上，實施“多元化項目驅動”，強化了GIS專業人才培養過程“五位一體、全面創新”。以“論文、競賽、項目”多元驅動學生開展自主、思考、合作，以項目管理方法培養學生“心（團隊合作）、腦（項目管理）、手（專業技能）、口（口頭交流）、眼（文檔閱處）”五位一體的綜合素質。

3）構建“三協同”人才培養支撐條件，實現了GIS專業人才培養模式“穩定持續、保障得力”。通過“導師組、學生組、產學研”三個協同模式，一舉解決技術、隊伍、資源的穩定性問題，系統提升了GIS專業人才培養目標的“達成度、有效度、保障度”。

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