GIS专业“卓越工程师教育培养计划”培养模式初探

柯丽娜，张 戈，李 家，王方雄，赵 玥

（1.辽宁省自然地理与空间信息科学重点实验室,辽宁 大连 116029）

教育部“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）是为贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措[1]。2009年国家教育部提出实行 “卓越计划”；2010年6月13日，教育部批准清华大学等61所高校为第一批“卓越计划”实施高校；2010年6月23日，教育部在天津召开“卓越计划”启动会，联合有关部门和行业协（学）会，共同实施该计划；2010年10月19日教育部发布通知，中国石油大学（北京）等133所高校成为第二批计划高校。各省市纷纷启动“卓越计划”教师工程实践能力提升培训班；各高校以“卓越计划”为契机，进行了大胆创新和新型人才培养模式的实践。面向工业界、面向未来、面向世界，以社会需求为导向，以实际工程为背景的工程教育改革与创新将在全国范围内展开。

GIS是20世纪60～70年代发展起来的一门融计算机技术、测绘学、遥感、应用数学、信息科学等于一体的综合且集成的信息技术[2]，它以高效的数据管理能力、空间分析、多要素综合分析和动态监测能力，广泛应用于城市土地管理、城市规划、环境监测、防灾减灾、工程建设、房地产开发、商业、国防等相关工程技术领域[3-10]。据不完全统计，目前全国已有140多个高校开设了GIS专业[6]。因此，探究“卓越计划”背景下GIS专业教学模式的改革具有很强的现实意义。目前高等院校的GIS专业在教学过程中存在很多问题，一是由于教育资源投入不足，教学所需要的软件和硬件设施往往得不到及时更新，使学生学习的知识与社会脱节；二是目前的GIS教学多停留在GIS基础理论的传授上，学生接触实际应用问题的机会较少，致使学生实际应用能力比较差，考虑实际问题不全面。通过这几年对GIS专业毕业生就业形势的调查发现，学生毕业后往往需要1～2年的时间进行锻炼、磨合，才能与用人单位的需求相匹配，工作步入正轨。因此，为培养未来的具有创新精神和工程能力的GIS应用型工程师,进行GIS专业的课程改革就显得尤为必要。

1 GIS专业教学模式改革

1.1 新的培养模式框架

结合GIS专业长远的发展目标和“卓越计划”所提出的人才培养要求，我们致力于培养出一批在学术上具有理论研究能力，在工程应用方面可以从事大型软件工程研究和开发，熟练掌握空间数据处理、管理和研究各种空间实体及相互关系的技术并能将技术运用于资源环境、区域规划、管理决策和灾难防治等方面的工程人才[11]。

在此培养目标下，我们提出全新的校企联合培养新模式。高校与企业共同制定人才培养目标，共同建设课程体系和教学内容，共同实施培养过程，共同评价培养质量[12]。校企合作培养模式的基本框架为“2+1+1”和“3+1”，整个人才培养过程分为校内学习和企业学习2个阶段，即学生在校期间，除了必修基础理论知识和专业基础知识外，必须保证不少于1年的在企业岗位学习和实践环节。根据“卓越计划”的规格、标准，结合执业工程师资格认证考试要求，学校与企业联合制定培养计划和课程体系，包括公共基础课程、学科基础课程、专业核心课程、企业（行业）技术平台课程、岗位技能课程和职业拓展课程等模块。校内学习主要以理论教学为主，同时辅以基本的实验和实训，包括一些学科通识课程、学科基础课程及学科专业相关课程等，主要完成工程基础教育教学。企业学习阶段学习的主要内容包括职业行为塑造、企业实用专业课程、行业知识及企业实训等，让学生学习企业先进的技术和企业文化，深入开展工程实践活动。企业学习阶段是“卓越计划”成败的关键。企业与高校要共同建立学生在企业学习期间的培养目标、培养标准和相应的培养体系，学习企业的先进技术和企业文化，甚至 “企业培养方案”要细化到具体每一周的工作安排。

1.2 课程体系的改革

在卓越工程师培养战略背景下，实施GIS创新人才培养，必须深入研究和制定基于工程教育和创新教育的教学改革、课程体系、培养环节、模式创新和工程实践，对创新拔尖工科人才进行学科集成创新和知识整合培养，结合GIS专业自身优势和特点，以及地理信息产业的人才需求和发展特点，不断明确培养目标和凝聚学科特色，在课程体系的设置上，着重核心课程的梳理和建设，体现GIS学科核心知识体系，体现地图、遥感、GIS及相关学科的核心知识和相互交叉，以及GIS产业主流技术与最新发展情况[12，13]。

我们在探索的过程中可以借鉴国外大学产学合作的教学模式，其中滑铁卢大学教育体系就具有很强的示范性[14]。结合辽宁师范大学GIS专业的教学实践，推出了包括学科通识课、专业必修课、专业选修课及实践类课程等几个模块的课程体系（见表1）。

学科通识课主要包括高等数学、地图学、概率论与数理统计等相关科目，培养学生的逻辑思维能力和空间想象能力。

专业必修课程模块涵盖了GIS专业的基础理论与技术，主要包括计算机软件基础课、GIS相关基础课程，使学生掌握基于C＃和Java的基本程序设计、数据库基本原理与设计，熟练使用数据库软件SQL Server；掌握GIS的基本理论与技术体系，熟练使用GIS软件ArcGIS，掌握基于ArcGIS Engi的ne/C#GIS二次开发平台。

专业选修课程模块是为了使学生在学好GIS专业基础理论与技术的基础上，能够继续系统深入地学习GIS专业课程和计算机软件技术课程而开设的，包括测量学与GPS、遥感图像处理、计算机专业制图、地图分析与应用、计算机辅助设计等相关课程，使学生能熟练掌握GIS软件应用，GIS空间数据库的设计与建立，了解GIS的应用领域，熟练进行计算机专题制图。

实践类课程模块进一步强化了GIS专业的核心课程（程序设计、数据库和GIS软件等）的实践训练环节，增加了企业和社会环境下的综合工程实践训练环节：实践训练环节与企业双方合作，创造条件由企业工程师直接指导或联合指导学生进行设计；引入第2、3 学年的暑假企业实习计划，在企业和社会环境下指导学生的学习和设计工作。

表1 “卓越工程师教育”背景下GIS专业课程体系示例

1.3 教学内容的更新

在“卓越计划”目标中，明确提出了培养一批创新能力强、适合产业发展的专业人才。因此，GIS专业内容的教学应注重与社会、企业需求相联系，教学内容的选择应该注重知识更新的速度，以实际生产生活中出现工程问题为主要素材，改变目前高校中常常存在的课程重叠、教师知识面单一和知识技能更新速度慢的问题，并可以采取企业和学校共同制定教材的方式，共同实施教学计划。

1.4 教学方法的改革

在教学方法的选择方面，应在GIS专业本身特点的基础上，改变目前大部分高校以老师为中心的教学方式。就GIS专业而言，它是一项以计算机为基础的新兴技术，围绕这项技术的研究、开发和应用形成了一门交叉性、边缘性的学科，是管理和研究空间数据的技术系统。由于该专业目前还属于一门新兴的学科，学生入学前往往对该专业缺乏认识，因此希望老师在讲授本门课程时，能够由浅到深，将基础课程与实验课程相结合，在教学中采用基于问题的探究式学习、基于案例的讨论式学习和基于项目的参与式学习等研究性学习方法，同时加强GIS实验室建设，逐步让学生掌握地理信息的获取与运用能力。

1.5 多元化的考核方式

实现“2+1+1”和“3+1”的人才培养模式，就需要在企业中办学校，在车间办教室，在生产线上做作业，因此必须改革目前单一的笔试考核和标准答案的评价方式，实行包括笔试、实作、现场答辩、读书报告、实践总结以及分组设计作品等多种方式交叉的多样化考核形式。引导学生在学习和领悟了GIS专业所涉及的GIS原理、空间分析、遥感原理的基础知识之后，自我获取知识、将所学理论与工程实践相结合，解决实际工程问题的能力；同时在一些实训项目中，学生可以自由组成项目组，根据个人兴趣，承担相应的实验模块，进行分组答辩汇报，培养学生的团队合作意识。对于一些具有较强科研潜力的学生，可以鼓励并指导他们将研究报告进一步整理成科研论文发表。企业也可以参与到教学成果的评估考核中来，在期末和毕业考核中不仅仅考虑学生的在校表现，同时将学生在企业的实际操作能力和解决实际工程问题的能力也记入成绩中来。在毕业论文上，学生也可结合自己在企业所遇到的实际问题进行深入分析并形成书面文章。

2 师资队伍的建设

教师是推进“卓越计划”非常重要的一个方面，应全面增强师资队伍的工程实践意识和能力，设立面向企业创新人才的客座教授和研究员岗位，选聘实践经验丰富的行业或企业高级专家到学校任教或兼职，建立稳定的兼职教师队伍[15]，制定和规范教师的兼职办法，引导和规范教师到企业兼职。不断强化GIS专业教师的工程经历和实践能力，通过制定政策，规定一定比例的年轻教师在工业界进行1～2 年的博士后工作，并选派一批青年教师走出校门，到世界500 强或行业领军企业进行实地工作1～2 年，增强解决实际问题的能力；同时不断完善“工科教师评价制度”，在工科教师的评聘与考核等环节，增加在企业工程实践经历的要求，将教师在工程项目设计、专利、产学合作和技术服务等方面取得的成果与理论研究、发表论文同等对待。

3 校企合作实训基地的建设

“卓越计划”培养创新能力强、能够适应未来经济社会发展的高质量人才，必须加强校企合作，有目的、有针对性地进行各项专业实训，实行学、研、产一体化[16]，需要组织专业教师和企业工程技术人员共同指导学生毕业实习与设计，让学生参与技改项目和科研项目，真题真做，培养学生适应企业、在实践中解决工程问题的能力。学校应积极推进与名企名校产学合作教育，联合知名企业建立产学实训基地和青年就业创业见习基地。学校建立专门的产学合作教育专项经费资助制度和产学合作教育政策，积极推行实习生制度，建立专业产学合作教育委员会，吸收产业界知名人士全面参与教育指导和教学改革工作。实训不同于实验和实习，是指在学校能控制的状态下，按照人才培养的规律和目标，对学生进行职业技术应用能力训练的教学过程，它对实训基地有一定的要求：

1）企业对人才需求的规格和专业方向要与学校的人才培养目标及专业方向基本吻合。

实训基地要尽可能贴近生产、技术、管理、服务第一线，能使学生在这种环境熏陶下，按照未来职业岗位群对基本技能的要求，进行实际操作训练和综合素质的培养，从而能使学生从思想上不断提升自己的职业道德和对企业的归属感，实现“零距离”上岗，缩短从学校到工作的磨合期。

2）校企合作的企业必须是进行了国内工商注册的法人单位，各方面要管理规范，具有较高的合作诚信度，具有可持续发展潜力和较好的业绩。

3）校企合作项目要具有安全的生产和生活环境。

4）校企合作的项目应符合国家法律和行业标准的有关规定，符合GIS专业的发展需求，有利于GIS相关专业课程建设，及“工学结合”人才培养模式的实施，企业合作提供的设备、技术、管理尽可能达到行业先进水平。

4 结 语

“卓越计划”实现了企业和学校的双赢，使学生在工程实践中提高实践能力。在培养创新型工程技术人才的过程中，也会面临很多问题，如企业师资队伍如何成为工程师培养的重要补充、高校在构建工程实践教育课程体系中如何充分发挥企业师资的优势、企业实践环节中学生安全管理问题、企业实践期间学生所产生的成果知识产权界定问题、企业实践长效运行经费维持问题等，都是亟待完善和解决的问题。也有高校的专家指出，大多数学生和教师总是在现行的评价体系引导下寻求“佳绩”，要培养出未来的卓越工程师，必须超越目前以掌握“知识点”为本的评价体系，形成以素质提升为本、适应新时期社会需求的评价体系并使之渗入整个培养过程，而这不是一朝一夕所能改变和形成的，任重而道远。

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