安全工程专业GIS人才培养模式与课程体系建设

邱进伟+周亮

摘要：GIS是一种具有信息系统空间专业形式的数据管理系统，GIS具有开放性、发展性、先进性的特征，它能和其他科学知识进行交叉。目前，非地理专业培养GIS专业人才非常重要。本文根据安全工程和GIS专业的定位与特色以及“为安全培养高素质复合人才”的办学理念，提出了安全工程专业GIS立体人才培养模式，建立了具有安全工程专业特色的GIS课程体系和实践教学体系，为培养安全工程专业的GIS人才提出了一个新的思路。

关键词：GIS；立体人才；安全工程；课程体系；培养模式

一、引言

地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种特定的十分重要的空间信息系统，它是一门综合性学科，结合了地理学与地图学以及遥感和计算机科学。GIS利用计算机强大的数据处理功能和空间分析功能进行数据的处理、存贮和管理、查询和显示，目前已经广泛应用于城市公共安全、道路交通安全、事故预测与应急救援、安全的辅助设计与评价预测等方面。GIS的运用对安全工程行业和人才的培养提出相应的要求。然而，由于所依托的学科不同，GIS在安全工程中的课程设置和师资力量存在明显不足。为了使高校非GIS类学生获得必备的GIS理论和方法，以及在将来能将GIS应用于安全管理和科学研究中，需要在课程设置方面采取一定的策略，突出GIS、安全工程和其他相关课程之间的多元关系。

二、GIS和安全工程专业定位与特色

GIS专业是近20年来新兴的一门综合性的边缘学科。本文根据高校安全专业人才培养目标要求，通过综合分析国内外GIS专业课程设置和人才培养模式，及其适应安全工程专业培养创新性人才的需求，提出“为安全培养高素质复合人才”的办学宗旨。

高校安全工程专业是以面向煤矿、建筑、交通、石化、消防、电力等行业为主，培养安全技术及工程、安全科学与研究、安全管理、安全健康环境检测、安全设计与生产、安全教育与培训等方面复合型的高级工程技术人才，是一门涉及面极广的综合交叉学科。安全工程专业的特色在于培养学生的安全管理设计、开发和安全科学技术知识，以安全管理、安全健康、安全监控、安全评价等为主要应用方向。高校学生应学习GIS等方面的基本理论和基本知识，构建基于GIS的应急救援、城市救灾、重大危险源管理等安全信息技术平台，并将其应用于安全产品的研究与开发。

三、安全工程专业GIS立体人才培养模式

1.安全专业GIS人才培养目标。传统的高等院校安全工程培养目标具有单一性，这往往有悖于社會供需状况，不能顺应多元化和市场化的发展格局。具有安全工程专业特色的GIS人才培养目标是：要求学生掌握GIS、安全系统工程、安全评价技术、计算机科学等综合理论知识；掌握GIS和地图学的基本理论、基本实验技能以及GIS信息的获取和利用；熟悉基础GIS平台软件的使用，运用GIS、安全工程理论和其他相关学科的知识进行基于地理信息系统的设计与开发。安全专业GIS人才培养特色表现如下：

（1）依托安全专业进行GIS研究。突出GIS的特点，将计算机理论、空间科学、安全系统工程、测绘遥感、监测监控等知识有机地结合起来，利用GIS理论建立面向企业和社会的安全管理决策系统，为企业和社会的安全管理水平提供决策支持。

（2）依托GIS进行安全知识研究。突出企业安全知识的获取、数据处理等优势，利用GPS、RS、GIS等地理信息技术，建立多维GIS空间数据库、集成空间数据，进行安全产品开发，进行“4D”“3S”等安全集成产品的应用开发，重点进行安全工程专业的GIS应用能力的培养开发。

（3）依托“互联网+”进行GIS开发研究。以“互联网+”为基础，集成和融合GIS技术，实现全国安全行业远距离空间数据传输、交换及共享，为公共安全提供GIS服务，建立大规模的GIS平台，为安全管理提供基础信息资料。

2.立体人才培养模式。安全工程专业培养应针对现行教育存在的问题，抓住“应用型人才”这个解决问题的关键进行研究和实践，根据学生的兴趣和基础特点，划分不同的层次，制订不同层次的培养计划和培养目标。

安全工程专业GIS人才培养模式第二层次开发人才第一层次技术人才第三层次研究人才第四层次创新人才

图1立体人才培养模式

安全工程专业GIS人才培养模式分为GIS技术人才、开发人才、研究人才、创新人才四个层次培养模式，如图1所示。第一层次培养能熟练应用GIS基础理论和技术，面向安全行业服务的GIS应用类人才；第二层次培养在计算机、图论、安全等方面具有较为深厚的理论知识，面向科研机构、高等院校、企业单位的GIS开发类人才；第三层次培养在前沿领域具有很深的理论基础，具备成为科研、教学行业条件的GIS研究类人才；第四层次培养具有从事独立研究、具备应用开发能力，在行业领域具有创新能力和创新意识的创新类人才。

四、具有安全工程特色GIS课程体系设置的基本构想

根据立体培养模式，建立理论—技术—应用的教学体系，并根据安全工程专业背景、学生特点和GIS市场的人才需求，确立面向安全工程专业应用型GIS技术人才的培养目标，并且将逐步完善相应的课程体系建设。

课程设置应体现安全特色，加强开发能力培养，强化实验开发环节，培养GIS创新意识，强调安全和GIS课程之间的衔接，体现学科交叉的特征，体现分类培养的理念。安全工程、GIS与计算机的关系如图2所示。根据课程设置的特征，设置安全工程专业GIS课程体系如下：

安全、GIS与计算机关系安全工程理论软件知识硬件知识图2安全工程、计算机课程和GIS知识的关系

主要基础课：以拓宽学生基本理论为核心，以工科院校基础课程为基础，面向各行业的发展需要。主要包括高等数学、线性代数、数理统计等在内的数学课程，包括计算机图形学、数字图像处理、空间图形学等在内的图论课程，包括数据结构、VB/VC程序设计、数据库原理等在内的计算机基础课程。

主要安全工程专业课：以就业为导向，以拓宽学生安全技术和理论知识为基础，面向企业和社会高危行业的需要。主要包括：安全仿真学、事故灾害分析、安全系统工程、公共安全图像技术、安全监测监控技术、安全在GIS中的应用等。

主要GIS课程：以延伸知识，培养学生具备在GIS软件平台上的综合应用能力。主要包括：地理信息系统原理与应用、GIS软件及应用、MapGIS二次开发、数据采集技术等。

其他选修课：以提高学生综合素质为目标，注重理论与实际的综合应用，并衔接研究生教育课程。主要包括网络技术、虚拟现实技术、多媒体技术、人工智能、JAVA等的高等计算机课程，包括数值分析、数学建模理论等的高等数学课程，包括GIS系统集成基础、WebGIS、三维GIS技术等在内的高等GIS课程，包括安全信息技术开发与应用、安全评估技术、重大危险源控制理论等的高等安全工程课程。

五、安全专业GIS教学模式

安全工程专业GIS课程教学模式应确立以教学内容改革、教学形式改革、教学环节改革为主要内容的教改模式，并以此构建了调动学生学习积极性、培养学生综合能力的教学方法体系，充分体现了教学活动中教师的主导地位和学生的主体地位。安全专业GIS人才培养方式是以课程教学、实践教学、毕业设计和科研训练为主的培养方式。

1.课程教学。教师根据教学目的任务使学生掌握安全和GIS基本理论知识，使学生了解GIS与安全工程之间的关系，从而达到将GIS应用于安全工程专业的目的。教学过程主要以学生为主体，教师进行主导，常常采用讲授式、展现式、讨论式、任务驱动式、体验式等教学方式。

2.实践教学。通过实践教学培养学生的动手能力，主要通过GIS实验室MAPGIS7.0系列软件、设计性实验及综合性实习的合理安排，培养学生对MAPGIS7.0软件的综合应用与二次开发能力。

3.毕业设计。通过毕业设计，训练学生查阅文献资料的能力、写作能力和表达能力，使学生对某一课题做专门、深入、系统的研究，巩固、加深已有知识，培养综合运用已有知识独立解决问题的能力。

4.科研训练。通过给学生提供参与科技研究的机会，使学生得到科研工作的基本训练，促进科研与教学相结合，培养学生的科研意识、团队精神、科研能力和综合素质。科研训练的方法主要是教师下达多个科研任务，每个任务选取4～6名本科生参与课题，学生参与科研训练项目后，指导教师应根据每个学生的训练情况给出一定的评估。另外，教师可以组织学生参加GIS创新设计大赛，培养学生的创新能力，激发学生的学习兴趣。

总之，通过定期举办研讨会、设置名师讲堂、进行科研训练，教师定期指导学生参加GIS设计大赛、科技创新大赛，把学生在科技大赛、社会实践、发明创造等活动中获得的成果、奖励以及发表的论文等计入学生综合测评学分；提高学生的创新精神，培养学生的创新能力，激发学生的创新意识。

六、结论

安全工程专业GIS课程建设体系和人才培养模式的研究还处于起步阶段。将安全工程和GIS有机结合起来，有利于提高安全工程学生的GIS应用能力，拓宽安全工程學生的知识面，改变安全工程学生的知识结构，从整体上提高教学质量。本文基于“为安全培养高素质复合人才”的办学理念，提出应用安全工程专业GIS立体人才培养模式，建立具有安全工程专业特色的GIS课程体系和实践教学体系，为安全专业的GIS人才培养提出新的思路。

参考文献：

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