CDIO理念下GIS开发类课程的教学一体化改革与实践

柳锦宝　王增武　陈军　喻亮　褚永彬

摘 要 近几年，随着GIS产业的蓬勃发展，社会各个领域对GIS专业人才（尤其是GIS开发人员）的需求与日俱增。虽然全国很多高校都开办了GIS专业，并且开设了GIS开发技术相关的课程，但所培养的学生毕业后很难达到用人单位的要求，因此对GIS开发类课程进行教学改革的探索和实践是非常有必要的。本研究以成都信息工程大学为例，引入CDIO教学理念对GIS开发类课程进行一体化改革，希望本研究所提出的教学改革思路能够对其他高校GIS开发类人才的培养提供借鉴。

关键词 CDIO GIS开发 教学改革 一体化

Abstract In recent years， with the vigorous development of GIS industry， social demand of GIS professional （especially the GIS developers） is increasing day by day. Although many colleges and universities across the country have set up the major of GIS， and the GIS development technique courses have been opened， but the graduate students are difficult to meet the requirement of the employing unit， therefore it is necessary to carry out the teaching practice of reform and exploration for the GIS development courses. Taking Chengdu University of Information technology as example， we carry out integration reform for the GIS development technique courses by the CDIO teaching concept which aims at providing referential experience and advice for the GIS development talents cultivation in colleges and universities.

Keywords CDIO； GIS development； teaching reform； integration

1 CDIO教育理念簡介

麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学在2001经过研究提出一种基于CDIO的工程教育理念。豍CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以理论联系实际的方式学习专业知识，是“做中学”和“基于项目的教育和学习”几种基于理念的升华。②③④CDIO培养大纲将学生的能力分为基础知识、个人能力、人际交往能力和工程系统能力四个层次，并采用12条标准来评价学生培养质量。⑤⑥

2 GIS开发类课程教学改革的必要性

GIS开发类课程实践性都非常强，但在很多高校的GIS专业培养方案中，GIS开发类课程的上机实验学时较少，在实验室，学生只能在老师的指导下完成基本的验证性实验，几乎没有进行综合性实验的时间。虽然老师也要求学生在课外完成一些综合实验，但大部分同学都是应付了事，达不到预期的效果。一直以来这些课都是采取闭卷考试方式对学生进行考核，考试成绩占总成绩的比重比较大（约占70%-80%），而实验成绩占总成绩的比重很小。大部分学生为了能顺利通过期末考试或取得高分，就花大量时间去背诵一些基本概念和软件的操作步骤，对实验环节不是很重视，没有达到GIS开发类课程的培养目标。为了使每堂课无论是讲授还是上机都收到良好的效果，从根本上提高学生的实际操作水平，因此有必要对GIS开发类课程的教学大纲、实验大纲和教学方法进行改革。

3 CDIO理念下GIS开发类课程的一体化改革

我校地理信息系统专业大力实施以专业建设为主线的教育教学一体化改革，借鉴 CDIO国际工程教育模式，以社会需求为导向，加强实践教学建设，强化学生动手能力和创新能力的培养，构建满足社会需求的GIS人才培养体系。

本校开设的GIS开发类课程侧重培养学生的GIS系统开发能力，可以分为四大类：计算机基础及编程基础类课程、GIS基本原理及方法类课程、GIS开发技术类课程和GIS应用及设计类课程。基于CDIO的教学理念，我校GIS专业重新制定了GIS开发类课程的教学大纲，明确了课程群中各门课程的培养目标，如表1所示。

4 GIS开发类课程教学改革的具体实施

（1）调整教学大纲，细化培养目标。遵循工程化培养模式，结合我校GIS专业推行的“导师制”制度，以项目为导向，分解GIS开发课程群培养目标及标准，细化GIS开发类课程中每门课程的培养要求，将培养标准所规定的知识、能力和素质目标落实到各具体的教学环节，明确每一门课程、每一个教学环节（包括课外环节）对学生知识、能力、素质培养的具体贡献对课程群课程的教学内容、方法进行了调整，以实践为主导，对“GIS原理”、“空间分析”、“GIS开发技术”、“WebGIS技术”、“面向对象程序设计”等课程教学内容和方法、理论学时和实验学时进行调整，设立一级、二级、三级实验项目，培养学生的GIS软件开发能力、设计能力、系统维护能力和团队协作等能力。

（2）鼓励学生参加科研活动，提高实际动手能力。我校GIS专业的任课老师除了在课堂上引导学生进行专业课程的学习外，还鼓励学生积极参加教师的科研项目，近年来每个年级都有近30余学生参加教师的科研课题，包括“西藏自治区生态环境遥感监测与服务系统”专题、“4·20震后雅安市滑坡、泥石流危险性评价与系统集成研究”、“四川省干旱遥感监测业务平台建设”、“强降水诱发山体滑坡、泥石流气象预报警报技术—精细化滑坡、泥石流气象预警预报系统”等科研项目，很多同学通过参加科研项目学习到了很多书本上没有学到的知识，提高了实践能力，激发了学习热情，增强了自信心。

（3）引导学生参加GIS开发大赛，培养实践和创新能力。目前国内比较成功的GIS开发大赛主要有北京超图软件股份有限公司发起的“超图杯全国高校学生GIS应用开发大赛”、ESRI中国（北京）有限公司发起的“ESRI中国大学生GIS软件开发大赛”以及武汉中地数码有限公司发起的“中地数码杯全国高校学生MapGIS二次开发大赛”，这些专业大赛具有相当大的影响力和“含金量”，对增强参赛学生实践动手能力、创新能力、提高综合素质具有重要的意义。

我校GIS专业以GIS开发大赛为契機，不断更新教学内容，重构GIS开发课程群教学体系，在教学过程中，宣传创新学分的要求，引导学生去参加各种开发大赛，使学生的实践能力得以提高。我校每年都有很多同学组队参加各种GIS开发大赛，并且取得了不错的成绩。我校从2010年起，由教务处主办校级3S大赛，其中设立了GIS开发组，每年参与的同学达到1/3左右。通过参加各种GIS开发大赛，同学们拓宽了视野，提高了专业学习的兴趣，并培养了团队协作的精神。

5 结语

GIS开发类人才的培养应以“基础适度、专业拓宽、加强计算机技能培养、提高实践操作能力”为原则，紧跟信息技术的发展步伐，提高实践强度和深度，培养其坚实的GIS开发能力。GIS开发类课程的传统教学方式已经不能适应市场的发展需求，因此有必要对当前的教学方法进行改革。本研究基于CDIO教学理念对GIS开发类课程进行了一体化教学改革和实践，取得了令人满意的效果。伴随着计算机技术和网络技术的迅猛发展，GIS开发技术也在不断更新， GIS开发类课程的专业课老师应以国内外最新的研究成果和技术潮流为导向，接触并掌握前沿知识，全面提升个人的专业水准与素质，培养学生用新思维、新方法、新视野去思考和解决问题，提高学生的竞争力。

€L芟钅孔手？013 年成都信息工程大学教育教学研究与改革项目：GIS开发类课程“案例-任务驱动”教学模式的研究与实践（编号：Y2013118）；四川省教育厅 2014-2016 年高等教育人才培养质量和教学改革项目：“《GIS 原理》教学资源建设及网络教学平台应用研究” ；2013 年成都信息工程大学教育教学研究与改革项目：“《GIS 原理》教学资源建设及网络教学平台应用研究”（编号：Z2013021）

注释

① 顾佩华，沈民奋，陆小华.重新认识工程教育——国际CDIO培养模式与方法[M].北京：高等教育出版社，2009.

② Crawley E F，查建中，Malmqvist J， et al.工程教育的环境[J].高等工程教育研究，2008（4）：13-21.

③ 査建中.工程教育改革战略 “CDIO” 与产学合作和国际化[J].中国大学教学，2008（5）：16-19.

④ 顾培华，沈民奋，李升平.从 CDIO 到 EIP-CDIO 汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008（1）：12-20.

⑤ 顾佩华，陆小华.CDIO工作坊手册[M].汕头：汕头大学出版社，2008.

⑥ 顾佩华，包能胜，康全礼，等.CDIO 在中国[J].高等工程教育研究，2012（3）：24-41.