應用型土建類高校GIS專業培養方案優化

于明洋，邢華橋，孟 飛

（山東建筑大學 測繪地理信息學院，山東 濟南 250101）

隨著GIS（地理信息科學）與衛星定位、遙感大數據、人工智能、深度學習、數字孿生城市、元宇宙等技術和產業的緊密結合，GIS專業的辦學規模日益擴大。然而，高等院校培養的GIS專業人才業務能力卻沒有跟上社會的需求，GIS本科畢業生主要從事一些數據處理等基礎工作，動手能力普遍較差，缺乏主動思考和創新的能力［1］。2016年習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出，要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面［2］。這就要求高校教師自覺把思想價值引領貫穿教育教學全過程和各環節，形成教書育人、科研育人、實踐育人、管理育人、服務育人、文化育人、組織育人的長效機制［3］。因此，GIS專業思政教育需要進一步加強。

目前，GIS本科教育面臨著眾多問題和矛盾。一是對學生的實踐能力缺少培養。大部分地方高校本科人才培養方案中，本科期間的實踐教學環節學分較少，實踐教學沒有得到足夠的重視。大部分實踐內容均是持續的集中上機實習，實習內容大多為已知領域的知識驗證和簡單演示，學生只能照著實習指導書按部就班進行，缺乏個性化實驗設計和利用軟件解決實際問題的能力訓練。二是學生創新意識的培養不足。在本科教學中，由于多數課程教學是基于成熟的理論或體系進行的，當學生畢業后需要從最基本的框架進行重新構建時，多數學生就會感到無從下手，很難實現學生對自身創新能力培養的愿望。三是GIS專業沒有與院校本身的優勢特色專業協同創新。GIS專業未能與院校的特色專業及時、有效的互相融合、彌補。因此，GIS專業的培養方案缺乏寬度和深度，不能與土木、建筑學、城市規劃、環境保護等各個相關專業進行深層次聯合、協同、縱深發展。四是培養的人才還不能完全滿足社會需要，GIS本科教育的目標與社會需求的目標存在一定差距。學生的就業問題突出，如就業率下降，就業質量不高等現象較為普遍。一些土建類院校的GIS專業畢業生因不能找到對口且滿意的工作，不得不從事與本專業不相關的工作，從而不能發揮專業所學。地理信息科學作為一門技術性很強的綜合交叉學科，教學的層次性、系統性設計不足會直接造成學生的動手能力、實踐能力及競爭能力等方面與社會對人才的要求脫節［4］。合理設計GIS專業培養方案，使人才培養和專業建設符合地理信息科學最新發展的特點，適應我國經濟建設和科學發展對GIS人才的迫切需要，培養面向市場面向社會的GIS創新型人才，全方位提升GIS專業人才綜合能力，已成為GIS本科教育亟待解決的問題［5］。

針對以上問題，本文從指導思想、培養目標、課程設置、實踐環節幾個方面進行探討。

一、培養方案修訂指導思想及人才培養體系

（一）指導思想

全面貫徹黨的教育方針，為落實新時代全國高等學校本科教育工作會議要求，以《深化新時代教育評價改革總體方案》《高等學校課程思政建設指導綱要》《山東省人民政府辦公廳關于推進新時代山東高等教育高質量發展的若干意見》等文件精神為指導，堅持立德樹人根本任務，強化以人為本，夯實基礎，強化實踐，突出特色，提高質量的人才培養思路，構建德智體美勞五育并舉人才培養體系。立足山東、面向全國、依托行業、開放辦學，著力培養基礎實、適應快、能力強、素質高的具有創新精神和實踐能力的應用型高級專門人才，為國家建設事業和區域經濟社會發展提供智力支持［6］。

（二）專業人才培養體系

人才培養體系由理論課程體系、實踐教學體系和素質拓展教育體系三個部分組成。其中素質拓展教育體系按課程類別融入理論課程體系、實踐教學體系。

1.理論課程體系。理論課程體系包括課內與課外、第一課堂和第二課堂、必修和選修課的結合，構建“3平臺+3模塊+X課程組”的理論課程體系，搭建通識教育課平臺、學科專業基礎課平臺、核心專業課平臺等3個平臺，設置專業方向課模塊、專業任選課模塊、公共選修課模塊等。

2.實踐教學體系。實踐教學體系分為基礎實踐、專業實踐、綜合實踐三個層次，每個層次設計不同實踐教學模塊，構建“層次+模塊”實踐教學體系。山東建筑大學GIS專業實踐教學體系主要內容包括：實驗、實習實訓、工程綜合訓練、課程設計（論文）、畢業設計（論文）、創新創業訓練、科技文化競賽、社會實踐等。

3.素質拓展教育體系。構建“課程+實踐”的素質拓展教育體系。完善“創新課程+創新實踐”的創新教育，“創業課程+創業實踐”的創業教育，“職業素養課程+社會實踐”的職業素養教育，提升學生綜合素質。將大學生社會實踐、課外科技文化活動、創新創業就業教育、心理健康教育、安全教育納入本科人才培養方案，貫穿本科人才培養全過程。

二、GIS專業人才培養需求

隨著人工智能、大數據、云計算、區塊鏈等新技術的發展，GIS產業也發生了一系列的變化。GIS產業用人層次逐步從應用型向研發型轉變，服務架構從局域網向云計算轉變，服務對象從專業人士向普通大眾轉變，由地理信息平臺轉向地理信息服務。筆者對濟南、北京、上海、廣州等6所城市300余條招聘信息進行統計發現，GIS研發類人才崗位占據全部崗位的43.3%，數據處理及分析崗位占12.2%。GIS專業人才除了在地信和測繪等公司具備就業優勢外，在數字孿生城市相關建設領域的就業優勢也在加強，如在智慧交通建設、智慧園區建設、智慧旅游、國土空間規劃、應急災害普查、地質工程等領域出現了一定數量的職業需求。

三、GIS專業培養方案優化

我國GIS的核心建設目標需求在過去二十年是地理數據與系統建設，包括基礎數據建設、專題地理數據建設、各類GIS系統建設，未來二十年，地理信息的核心目標需求是地理信息服務，包括國家重大任務如資源、環境、城市等地理信息檢測與服務。社會核心任務由地理數據與系統建設轉變為面向國計民生的地理信息服務。因此，GIS專業人才培養的目標定位也應隨之改變。

（一）培養目標優化

依據社會需求和《地理科學類專業本科教學質量國家標準》指導意見。山東建筑大學GIS專業培養目標為：培養具有正確政治立場，具有正確的世界觀、人生觀、價值觀，具有較扎實的數學、地學、計算機軟件科學基礎知識，掌握地理學、資源環境科學、現代測繪學、計算機科學等綜合理論知識，具有地圖制圖、工程測量、資源環境評價分析、地理信息系統軟件開發等技能，了解空間信息獲取、傳輸、處理、利用和信息系統工程的基本理論，能運用遙感技術、地學分析和規劃學相關學科分析方法進行地理信息系統設計與開發、空間和動態信息的分析處理能力，在城市、區域、資源、環境、交通、人口、住房、土地、災害、基礎設施和規劃管理等領域的政府部門、金融機構、公司、高校、規劃設計院所，從事與地理信息系統有關的科學研究、應用研究、技術開發、生產管理和行政管理等工作的應用型高級專門人才。

（二）課程設置優化調整

1.強化開發能力培養。隨著社會對GIS開發人才需求的日益增長，對培養方案中開發類課程進行適當的調整。C語言程序設計和Java語言程序設計課程提前至第二學期講授，讓學生盡快接觸開發類課程。Java語言和C#語言都是面向對象的設計語言，兩者是WebGIS和GIS二次開發的基礎語言，語法規則類似。在第四學期開設面向對象程序設計的課程（C#），學生可以在學習Java基礎上進一步提升編程能力和熟練程度。GIS應用系統開發方向還開設有“空間數據庫”“網絡GIS開發與服務”“移動GIS開發”等課程，除了加強應用系統的開發技能培養外，在遙感開發和科學計算方面增加了“IDL程序設計”和“Matlab應用開發”課程。

2.增強數據處理及空間分析能力。空間分析是GIS的靈魂，數據處理是空間分析的基石。加強內業數據處理能力，進一步提高空間分析能力是培養學生業務能力的基礎和關鍵。在培養方案中，將“計算機地圖制圖”“GIS空間分析”“遙感概論”“遙感圖像處理”設置為學科基礎課程和必修課程，并增加“三維激光掃描技術”“無人機航測”等較新技術的實操類選修課程，從而更好地與社會需求接軌。

3.課程開設時間優化。目前，培養方案中的專業課基本在大二下學期才開始教學，學生接觸GIS專業核心課程和GIS軟件的練習時間較晚，僅僅依賴大四的畢業實習和畢業論文綜合實踐進行應用能力的提升還不夠，本次培養方案修訂將GIS原理、遙感導論、GIS軟件應用等課程提前開設，同時大一增開“地球科學概論”課程（學科必修，32學時）和“地理科學信息導論”（專業基礎必修，32學時）兩門課程。

4.加強思政元素和心理健康教學。專業教育要把塑造學生的正確“三觀”作為根本目標，專業教師要從單純的專業育人提升到全面育人。結合GIS專業的特點，要在專業人才培養方案中形成課程思政的總體性、原則性、方向性規劃，這就要求任課教師在課程教學大綱中科學、有效提煉出每章課程思政的核心元素，并設計出在課堂教學中講授的素材與授課方法，本次修訂同時增加了“新中國史”課程（16課時）、素質拓展必修課“心理健康與安全教育”（16學時）。

5.課程名稱及性質優化。以國標為依據，進行了部分課程名稱、課程性質的調整。“人文地理學”由選修課調整為必修課；“自然地理學”由原來的專業基礎必修調整到學科基礎必修；“GIS空間分析”由專業任選調整到專業必修；“網絡GIS設計與實現”從限選課調整為專業必修課并改名為“網絡GIS開發與服務”；“AutoCAD基礎”從必修課調整為限選課；數據結構、面向對象程序設計從必修課調整為限選課；“Arcgis Engine開發”調整為“GIS應用開發”；“城市三維可視化”改為“城市三維建模與可視化”。

（三）實踐環節優化

本次調整優化將實踐能力培養和創新創業教育貫穿人才培養全過程，優化實踐教學體系，適當加大實踐教學比重，加強產學研結合，突出學生工程意識與實踐能力培養。構建第二課堂素質教育體系，強化學生創新創業能力、人文精神和職業素養的培養。山東建筑大學GIS專業實踐教學體系分為基礎實踐、專業實踐、綜合實踐三個層次，主要內容包括：實驗、實習、課程設計（論文）、畢業設計（論文），創新創業訓練、科技文化競賽、社會實踐等。

四、培養標準及學分學時結構

本次調整從綜合素質、專業能力、知識結構三個方面構建了培養標準的實現矩陣，如專業能力培養中要求學生具有較強的遙感、地理信息數據處理與分析能力，實現途徑為開設地球科學概論、地理信息科學導論、GIS軟件應用、遙感原理、攝影測量學、遙感圖像處理、遙感科學技術與進展、計算機地圖制圖、GIS空間分析、城市三維建模與可視化、三維激光掃描數據處理等專業課程。經過培養方案的修訂形成山東建筑大學本科專業學時學分結構表，必修課占比71.1%，選修課28.9%，集中實踐環節達到41.5學分，學生可以根據不同方向進行選修課程，實現個性化發展，滿足社會不同需求。

結語

本文以山東建筑大學應用型高校GIS專業為例，立足于培養技術能力強、素質高、有創新精神的GIS專業應用型人才，結合新版培養方案的修訂過程，從培養理念、課程設置、思政建設、實踐環節四個方面對GIS專業培養方案優化進行探討。通過對課程思政建設、開發能力培養、課程開設學期優化、課程設置及實踐環節等方面進行調整優化，培養目標更加明確，培養途徑也更加清晰，希望對兄弟院校有所借鑒，請各位同行批評指正。