地理信息科学专业学生能力指标体系及学生能力培养途径研究

程朋根， 陈晓勇， 聂运菊， 夏元平， 李大军， 刘 波

（东华理工大学测绘工程学院，江西南昌 330013）

地理信息系统经过近40年的发展，已深入到采用空间信息进行管理和决策支持的行业，社会对它的需求正在日益增加。尽管各行业对地理信息系统的要求具有多样性，但从地理信息系统的工程建设、运行和维护等角度来看，一个拥有和使用GIS的单位，对于其工作人员的GIS技能的要求一般分为3个层次:一般用户、专职GIS人员、开发与系统管理人员［1］。作为大学本科教育培养的GIS专业人才类型应该是专职GIS人员、开发与系统管理人员。这就要求学生既要能掌握GIS的基础理论知识，同时要具有GIS软件使用、GIS工程设计与GIS二次开发方面的基本技能［2］。培养的学生能够在城市管理、城市规划、资源、环境、交通、土地、农业、军事等领域从事与GIS有关的应用研究、技术开发、生产与行政管理等工作。在GIS专业课程设置、能力培养方面，应紧紧围绕这一目标，这样培养出来的学生才能满足社会的需求。2010年10月，3SNews视讯传媒出版的一份GIS专业学生就业问题专刊中提到，企业认为实践能力强和能吃苦耐劳是决定大学生是否被录取的重要因素的比重是85．9%和85．6%，其次是思想品德、专业对口和创新能力［3］。由此可见，学生能力培养是大学本科教育的首要任务，研讨学生能力培养途径非常重要。本文主要根据社会对GIS专业人才需求研究GIS专业学生能力指标体系，提出了GIS专业学生能力培养的几个途径。

1 GIS专业学生能力指标体系设计

地理信息系统是一门集计算机科学、地理学、测绘科学、环境科学、空间科学以及管理科学等学科为一体的交叉学科，GIS专业的学生不仅要有扎实的理论基础，还应该具有较强的动手能力和软件开发能力，同时自主学习能力是学生适应未来学科发展和拓展应用领域的基础。对一个GIS本科生的基本要求是:熟练掌握一门计算机语言，能够开发简单的GIS应用模块，能够掌握二种以上的常见GIS软件，并至少具有一种二次开发的能力，尽最大可能让学生参与相关的科学研究与实用GIS工程项目的开发。由此可见，GIS专业学生能力除一般大学生所具备的能力和素质之外，更要突显以下七个方面的能力:专业基础理论与前沿技术、GIS软件使用与数据采集处理能力、空间数据建模与分析能力、GIS工程建设能力、GIS二次开发设计能力、自主学习能力以及GIS科研与创新能力等。基于这七方面的能力，可以构建地理信息科学专业学生能力指标体系的一级指标，各一级指标又可以进一步细分为多个二级指标，总共分为21个二级指标，如表1所示。

2 GIS专业学生能力培养途径

学生能力培养应坚持知识、能力、素质、个性的协调发展和综合提高的原则，以努力培养宽基础、高素质、富有创新和实践能力的高水平人才。GIS专业学生能力培养应该从课程体系设置、教学团队建设、学生道德品质教育、实习基地建设、建立校企合作机制、加强实践性教学环节、利用现代化教学手段、采取合理的考核方法、鼓励参加竞赛活动、本科生导师制等十个途径进行实施。

2．1 合理的GIS课程体系设置

GIS课程体系设置决定了学生的知识体系结构，因而在很大程度上决定了学生的能力培养。地理信息系统课程体系的设置应该既要满足GIS专业理论基础与基本技能的需要，同时应体现各学校专业服务领域的特点。有关课程体系的设置问题，王永兴教授对我国部分高校GIS本科课程体系进行了比较研究，黄杏元、盛业华、钱乐祥教授等对GIS课程体系进行过研究，提出了GIS课程的基本框架［4-7］。从课程的性质来看，可将GIS专业课程分为数理基础、测绘学、地球科学、计算机科学、GIS与RS共5大块。由于各学校开设GIS专业所依托的学科不同，学生培养目标也不尽相同，各块之间的比例关系会存在一定的差异，例如，以测绘学为依托的GIS专业，测绘学课程比例会高些;而依托计算机科学的GIS专业则会侧重计算机方面的课程。一般而言，突出专业特色的课程可以放在选修课中［8］。

为使学生有更多的时间从事实践锻炼、提高动手能力，并使准就业工作尽可能前移，采取“3+1”培养模式来编写教学计划，即前三年为基础和专业课程学习和专业实验（实习）课学习时间，后一年主要是从事毕业实习和毕业设计时间，这样学生有连续较长的时间从事实际生产锻炼。此外还应注意三个方面的问题:一是GIS专业课程知识结构合理分布（比例）;二是应根据各课程知识点和先导课程知识要求合理安排各专业课程的前后顺序;三是在实践性课程（含教学实习）安排方面，做到四年不断线，目的是使学生的动手能力做到循序渐进发展和提升。

表1 地理信息系统专业学生能力指标体系

续表1

2．2 注重加强教学团队建设

师资队伍建设，是提高教学质量的基础，也是提高学生动手能力的重要保证。教学团队建设是培养合格专业师资队伍的重要途径。在团队建设过程中，年纪较大的教师应侧重专业理论知识的梳理、科研成果向教学成果的转化，组织开展教学研究，撰写高质量的教材和教研成果，青年教师则应突出实践教学，侧重学生动手能力培养和自身综合能力的提高。要有计划地派遣教师到国外访问进修，参与国内GIS软件企业组织GIS软件操作开发与工程应用的培训，或中国GIS行业协会教育与科普专业委员会组织的暑期青年教师培训。笔者所在的东华理工大学GIS专业有13位教师，其中有4位具有国外的工作或学习经历，3位教师参加过GIS软件企业培训，4位教师参加了暑期青年教师培训，两位青年教师参加全国青年教师讲课比赛并获奖。学校GIS专业于2010年申报成功“地理信息系统专业课程群教学团队”省级教学团队建设项目，为提升教师整体素质提供了良好的契机。

2．3 学生道德品质教育应贯穿每个教学环节

合格的人才培养首先是培养学生如何做人，然后才是成才。道德品质的培养是要培养具有敬业、团结、诚信等品质的人才，这是一个循序渐进、潜移默化的过程。要求教师结合课程教学特点，把道德品质教育贯穿到每个教学环节，以良好的事例积极引导学生。例如空间信息的管理与共享是地理信息系统的目的，应该教育学生遵循共建共享、创新开发、热忱服务的道德准则。此外，教师应加强自身品德素质的修养，以身作则做学生的表率，学校及学院也要营造一个开拓、创新、诚信、团结的学习与学术氛围，例如，每年的9月15号是SuperMAP GIS软件公司发起的“GIS日”，学院可以组织开展活动，让学生增加GIS专业意识和自豪感;经常请GIS公司与企业的领导和专家来校作学术报告。

2．4 建设好课间与教学实习基地

GIS专业学生动手能力，主要包括GIS软件的使用、二次开发、GIS应用与工程设计、航测与遥感图象处理软件和数据采集软件的使用等等。为了实现这一目标，学校需要建立相关的GIS实验室，并购置一些国内外常用的与GIS专业密切相关的（GIS）软件和相应的硬件设备，如ArcGIS，Super-MAP，ERDAS等。为使学生的理论学习与实际应用结合起来，加深对所学内容的理解，学校要与从事地理信息系统工程的单位或科研机构建立联系，并采取联合办学或互惠互利的方式建立教学实习基地。这样学校解决了教学实习的问题，生产单位也可以充分利用学生资源，从事空间数据的录入甚至应用模块的开发等工作，还可与高校教师联合共同完成某些GIS工程任务。这样的单位有省市级的基础地理信息系统中心、国土规划局、城市建设部门以及研究院所等。

2．5 建立校企合作机制

“校企合作”是一种很好的培养企业人才的模式。目前，从事地理信息和测绘的单位有比较齐全的设备，生产任务比较多，缺少人手，尤其是近年国家和地方都在进行数字城市建设、天地图建设以及三权发证等大型工程项目，各测绘与地理信息部门需要大量的地理信息专业的人才，希望本科生到自己单位实习以弥补人才短缺，这一形势可以促成高校与企业建立良好的校企合作机制。

对GIS技术含量比较高的企业，如GIS软件公司、从事测绘与地理信息的科研院所，高校可以采取与他们共建联合实验室方式进行合作。一方面，企业可以为高校提供仅计成本价的GIS应用软件，为高校进行GIS技术师资培训。另一方面高校在使用GIS软件过程中发现问题，提出新的用户需求，为企业GIS软件推广使用做贡献。

2．6 加强实践性教学环节、注重能力培养

根据地理信息科学专业总体目标和课程体系规划GIS专业实践性教学环节，同时为实践性课程制定实习大纲、编制实习能力指标体系和相应的实习指导，以便让学生在刚开始上某门课时就知道自己学完该门课后应该达到怎样的要求。采取相应的措施调动学生参加实践性教学的积极性和提高学生开发创造性思维能力的自觉性。一门课程的实验实习内容应和专业应用知识紧密结合。例如开设数据结构课程时，应让学生对TIN的数据组织、网络分析等与GIS空间数据组织和空间分析相关的内容进行实习和编程。毕业实习与设计是培养学生创造性能力的重要环节，应尽可能地结合生产任务或科研项目进行，采取上文提到的“3+1”教学模式，可以增加毕业实习与设计的时间，使学生达到有效锻炼的目的。

2．7 应用现代化教学手段，丰富教学内容

GIS是构建在信息技术基础之上的，大多数课程的教学内容很适合利用多媒体技术进行组织与教学，因此，GIS教学必须充分利用现代化信息技术中的多媒体、网络化教学手段，开发多媒体和网络课件。目前，Internet网上有关GIS教育的网址已有不少，互联网上的GIS教育为学生在校期间尤其是毕业后的自我教育提供了一种重要的学习方式。教学中，应充分利用国际互连网上国际学术组织、大学和著名GIS软件生产厂商创办的丰富的GIS领域的免费远程教育资源，使学生能更形象、快捷、多渠道、多方面接受专业知识，培养能力。教师应将国际互联网上比较典型的GIS网站告诉学生，教会学生如何到网上查找GIS资源。

2．8 采用灵活多样的考核方法

为克服高分低能现象，培养学生创造性能力，应结合课程特点采取灵活多样的考核方法，例如笔试、口试、作业、论文、实习报告（成果）、动手能力考试等。一般来讲，对基础理论课程可以采用笔试+作业的方法;对专业课程采用笔试+作业或论文的形式;对实践性较强的课程可以采用实习报告（成果）+口试或动手能力考试的方法;对选修课程可以采用课程论文的考核方法。动手能力考试可以敦促学生自觉地完成每个实习环节，加深对教学内容的理解。

2．9 鼓励和引导学生参加老师的生产科研活动和

参加各类竞赛活动

产学研结合的教学方法是培养创新人才的有效途径之一，有利于学生分析问题、解决问题以及创新能力的培养［9，10］。学校应创造条件让学生参与实际生产项目，广泛开展学生科研活动，使学生在老师的指导下及早培养科研能力，如参加大学生挑战杯一类的比赛活动、让品学兼优的学生参加教师承担的科研项目等。学校测绘学院专业教师的生产项目，如地图数字化、GIS数据建库前的数据整理、GIS工程应用项目的开发等都可以让本科生和研究生参与，学生老师双赢，效果很好。目前GIS专业学生可以参加的各类竞赛活动包括:“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生测绘科技创新论文大赛、全国大学生测绘仪器操作大赛、各大型GIS软件公司等行业或单位举办的全国大学生GIS软件操作与开发大赛，以及校级创新基金活动。

2．10 实行本科生导师制

本科生导师制是指学生进入学校的第一个学期就为每位学生指定一位专业导师，根据每届招收学生的多少每个导师一般指导5至10名学生，而多个研究方向相近的导师又可以组成一个导师组或教学团队，导师组内部实行以老带新。学生从大一到最后毕业实习与设计均由本科生导师负责。对于具有研究生导师资格的专业导师，导师可以安排研究生对本科生进行专业知识的传授和GIS行业软件使用与操作培训，本科生也可以帮研究生做一些基础性的资料整理工作。本科生导师制的设置可以让学生更早地与专业老师接触，有利于学生消除专业困惑，有机会参加导师的项目，加深学生对专业知识的理解和动手能力的提高。

3 结束语

为培养适应社会市场需求的合格大学生，大学教育应该突出学生能力培养。GIS专业学生能力除一般大学生所具备的能力和素质之外，更要突显GIS专业基础理论与前沿技术、GIS软件使用与数据采集处理能力、空间数据建模与分析能力、GIS工程建设能力、GIS二次开发设计能力、自主学习能力以及GIS科研与创新能力。本文设计的GIS专业学生能力指标体系正体现了这七个方面的能力。GIS专业学生能力培养应该从课程体系设置、教学团队建设、学生道德品质教育、实习基地建设、建立校企合作机制、加强实践性教学环节、利用现代化教学手段、采取合理的考核方法、鼓励参加竞赛活动、本科生导师制等十个途径进行实施。实践表明，本文提出的GIS专业学生能力培养途径具有科学性和可操作性，在教学中取得了良好的效果。例如，据不完全统计，近年来学校组织学生参加“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生GIS应用技能竞赛、全国大学生测绘科技创新论文竞赛、全国大学生测绘仪器操作大赛等科技竞赛活动，获国家级奖17项，比以前有明显的进步。

［1］边馥苓．论我国地理信息产业、人才现状与存在的问题［J］．地理信息世界，2009（5）:29-34．

［2］程朋根，李大军，刘荣，等．地理信息系统专业学生能力培养模式的探讨［J］．理工高教研究，2003，22（6）:58-61．

［3］中国地理信息系统协会．2010中国地理信息产业高校毕业生就业报告［J］．3S新闻周刊:就业专刊，2010（10）:15．

［4］王永兴．我国部分高校GIS本科课程体系的比较研究［J］．福建地理，2001，16（3）:51-55．

［5］黄杏元，马劲松．高校GIS专业人才培养若干问题的探讨［J］．国土资源与遥感，2002（3）:5-8．

［6］盛业华，杜培军．地理信息系统专业的课程体系与专业建设［J］．煤炭高等教育，2002（2）:59-61．

［7］钱乐祥，秦奋．地理信息系统专业教育的实践与思路［J］．测绘科学，2002，21（3）:54-58．

［8］汤国安，龙毅，李云海．地理信息系统专业建设的探索与实践［J］．中国大学教学，2009（9）:45-49．

［9］徐洪珍，李茂兰．大学生科技创新能力培养的探索与实践［J］．东华理工大学学报:社会科学版，2009，28（3）:294-297．

［10］程朋根，李大军．测绘学科研究生创新能力的培养研究与实践［J］．东华理工大学学报:社会科学版，2008，27（4）:365-368．