电子信息类高校空间信息与数字技术专业实践课程设计

张 旭，何彬彬，周 纪

(电子科技大学 资源与环境学院，四川 成都 611731)

电子信息类高校空间信息与数字技术专业实践课程设计

张 旭，何彬彬，周 纪

(电子科技大学 资源与环境学院，四川 成都 611731)

电子科技大学空间信息与数字技术专业致力于培养电子信息学科与地球空间信息学科交融的行业精英人才。该文从交叉学科知识体系的内在关联出发，设计专业实践课程体系。实践表明，该课程体系实施效果良好，既充分利用了学校的优势学科资源，又突出了专业特色，对其他交叉学科本科实践课程的构建具有一定的借鉴意义。

空间信息与数字技术;电子信息学科;地球空间信息学科;交叉学科实践课程

为适应国家产业结构调整和科学技术发展，电子科技大学于2012年成立了资源与环境学院，并开设空间信息与数字技术专业。该专业的办学目标即是依托学校在电子信息学科领域的优势，突出“3S技术”，培养地球空间信息学科与电子信息学科交融的创新型人才。高校培养创新型人才的一个重要途径是通过实践教学[5-6]。因此，如何设计具有电子科技大学学科特色和学院专业特色的空间信息与数字技术专业的实践课程，是一个值得探讨的问题。

1 国内空间信息与数字技术专业实践课程开设现状

空间信息与数字技术专业(简称“空信”专业)从2004年武汉大学开设至今，已在全国11所院校开设。依托不同的院校背景，该专业的内涵也不尽相同[7-9]。它们有以测绘遥感学科为基础的武汉大学；以信息技术见长，侧重于外太空研究的西安电子科技大学；以地质学科为优势的成都理工大学；以海洋学科为特色的上海海洋大学；以农林技术为专长的福建农林大学和山东农业大学等。电子科技大学与西安电子科技大学的“空信”专业虽然都有浓厚的电子信息科学技术背景，但两者的办学内容却大相径庭。前者与其他开设空间信息与数字技术专业的高校相似，主要以研究地表或近地表的空间信息为主；后者则以研究外太空领域为主。基于此，本文分析了与电子科技大学“空信”专业办学内容相似的不同学科背景的高校该专业实践课程的设置情况，如表1所示，提出电子信息学科与地球空间学科相结合的空间信息与数字技术专业实践教学课程构建方案。

表1 不同高校“空信”专业实践课程列表

表1中的实践课程列表来源于各高校网站的培养方案，仅列举了独立开设的实践课程，不含课内实践课程。由表1可分析，目前“空信”专业实践课程的开设主要有以下4个特点。

1)学校或院系的优势学科对“空信”专业实践课程的设置均有较明显的影响[10-11]。如隶属于武汉大学国际软件学院的“空信”专业开设了大量的计算机软件类实践课程；山东农业大学的信息科学与工程学院因测绘工程专业办学时间长，因此实践课程中测绘类课程占有的比重较大；上海海洋大学的“空信”专业以海洋信息管理为特色，侧重于海量数据的分析与处理，因而设置了较多数据库及地理信息方面的实践类课程；成都理工大学则依托地质学科领域的优势，紧密围绕地球科学领域开设实践课程。

2)实践教学主要分为两大类。一是课堂内开设的实践课程，这类课程有较为固定的授课内容和授课形式；二是课堂外开设的实践课程，这类课程内容宽泛，授课方式灵活，学生自主发挥性强，生产实习、综合课程设计、毕业设计等都属于这类课程的范畴。

3)在课程设置方面，实践课程主要集中在计算机、地理信息系统及测绘等方面，遥感技术和导航定位技术方面涉及的实践课程较少。如武汉大学的实践课程几乎全部集中在编程和软件系统研发等方面；而山东农业大学虽开设有少量地理信息系统、遥感、导航定位技术等方向的实践课程，但较测绘类实践课程开设的比重仍然偏低。

4)在能力培养方面，大多数高校都更重视学生编程能力和地学软件应用能力的提升，较少涉及硬件研发及地学模型构造等方面的引导。实际上，地球空间信息学科中，很重要的一部分内容是信息数据的获取。因此，对数据和信息获取设备的研制也不容忽视。此外，地球空间构造的多样性和环境的复杂性促使我们应正确认识和使用地学模型，加强对地学模型的研究。

2 电子信息背景下的“空信”专业实践课程设计

在借鉴目前国内“空信”专业实践课程设置体系的基础上，依托电子科技大学在电子信息领域的学科优势，结合资源与环境学院地球空间信息学科与电子信息学科交叉的特色，设计符合社会需求和专业培养目标的实践教学课程。

2.1 专业定位和人才培养目标

专业发展需有明确的定位，并且能紧扣人才培养目标，满足创新型人才培养的需求。电子科技大学“空信”专业成立之初，就确立了培养“地球空间信息学科与电子信息学科交融”的特色性创新型人才的培养目标。围绕这一目标，明确了本专业的发展特色，即以“3S”为特色。这里引申出两个问题，一是高校创新型人才培养最重要的途径之一是实践教学，因此应合理设计实践教学课程；二是开设的实践教学课程如何体现专业创新型的人才培养特色。

2.2 实践课程设计

围绕地球空间信息学科与电子信息学科交融的创新型人才培养目标，设计合理的、能体现学校学科特色的和学院专业优势的实践教学课程。实践教学课程体系分为3个层次。第一层次为通识课实践课程，第二层次为专业课实践课程，第三层次为实习实训课程，如图1所示。

图1 电子信息背景下“空信”专业实践课程设计

第一层次的通识课实践课程，重点强化数学、物理、化学和计算机类课程的学习，时间跨度为第1学期至第4学期。该阶段一方面完成“宽口径、厚基础”的积累，为专业学习阶段提供多元化选择，达到“强能力”的培养目的；另一方面，熟悉实验基本流程和设计思路，掌握实验基本方法，为独立设计和开展专业实验奠定基础。

第二层次的专业课实践课程将突出专业特色，即实现地球空间信息学科与电子信息学科的有效融合，时间跨度为第3学期至第6学期。根据专业特色和学科内涵，以“地球空间信息获取—传输、存储—处理、分析、展示—应用”为主线，梳理课程体系，优化知识结构，设计实践教学内容。地球空间信息获取重点掌握如何通过遥感、测绘等手段获取数据，电子技术实验课程则可以帮助学生将视野拓展到数据采集设备的研发和制作上面[12]。地球空间信息的传输和存储则重点以通信技术和数据库技术作为支撑。地球空间信息的处理、分析和展示则以模型、算法为基础，通过图像处理技术、虚拟现实技术等实现空间信息的可视化。地球空间信息的应用则是面向一个具体任务，从顶层设计开始，自上而下，整合知识，完成系统集成的过程，也是一个综合能力提升的过程。

第三层次的实习实训课程则是学生专业素养和综合能力进一步提升的过程，时间跨度为第5学期至第8学期。该阶段以学生进一步深造和就业为导向，目标是要掌握专业的核心知识和关键技能，为进一步深造打下坚实的基础，并最大限度地增强对就业岗位的适应度。

这种层层递进，以学科内涵为主线的实践课程设计，从内容和形式上，都将地球空间信息学科和电子信息学科紧密地结合在了一起，不仅有效利用了电子科技大学在电子信息领域的优势资源，而且也突显了电子科技大学“空信”专业的特色，为学生进一步深造提供了更多元化的选择，也在教学中提供了学生与工作岗位的“零距离对接”的机会。

3 结束语

电子科技大学“空信”专业建立以来，一直在思考如何将学校在电子信息学科的优势与学院在地球空间信息学科的良好基础有效地结合起来，形成自己的特色。经过几年的探索和论证，逐渐形成了一条电子信息学科与地球空间信息学科交融，并以“3S”技术为特色的学科发展主线。伴随专业发展，学生的实践能力和创新能力也在逐步提升。近年来，不断有学生在全国性的电子竞赛、GIS软件开发竞赛、数学建模竞赛等比赛中崭露头角。从毕业的2011级学生的就业深造情况来看，也基本实现了我们预期的人才培养目标，就业和深造领域涵盖了电子、IT、国土、能源、环保、金融等领域，实现了人才培养出口的多元化。这些数据的背后，实践教学扮演着举足轻重的地位，也反证了该实践教学体系的可行性，对交叉学科实践教学体系的构建有一定的借鉴意义。

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[2]李德仁,李清泉.地球空间信息学与数字地球[J].地球科学进展,1999,12(6)：1-6.

[3]李德仁,李清泉.论地球空间信息科学的形成[J].地球科学进展,1998,13(4)：319-326.

[4]周立,焦明莲.现代空间信息科学的崛起与数字城市[J].高等理科教育,2010(2):42-46.

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[9]张明华,唐宁.“空间信息与数字技术”新办专业建设与实践[J].高等理科教育,2010(2):42-46.

[10]张爱国,邬群用.复合型、应用型空间信息与数字工程创新人才培养模式实验区建设与时间[J].测绘与空间地理信息,2012,35(12):15-18.

[11]满旺,邬群勇.面向海西经济区的空间信息与数字技术专业培养方案的制定[J].中国电力教育,2009(21):33-34.

[12]李德仁.展望大数据时代的地球空间信息学[J].测绘学报,2016,45(4):379-384.

PracticalCoursesDesignfortheSpecialtyofSpatialInformationandDigitalTechnologyinElectricInformationUniversities

ZHANG Xu，HE Binbin,ZHOU Ji

(School of Resources and Environment，University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 611731，China)

As an interdiscipline，the specialty of Spatial Information and Digital Technology(SIDT)is a special branch of the computer science.Depending on the advantages of electric-information field of the University of Electronic Science and Technology of China(UESTC)，SIDT devotes to cultivate the elites in the crossing and blending field of digital information and geo-spatial information.The teaching of the practical courses is one of the most effective ways to cultivate those innovative talents.This paper designs the professional practice curriculum system from the interior relation of the interdisciplinary knowledge system of SIDT It has been proven that this course system has gained significant practical effects.This course system has not only made full use of the disciplinary resources in the university，but also highlighted the professional characteristics of SIDT.This research can also lead some practical references for undergraduate education in other disciplinary.

spatial information and digital technology，electric-information discipline，eospatial information discipline，practical course for interdiscipline

参 考 文 献：

2015-10-01；修改日期:2017-06-13

电子科技大学教学改革立项项目(2013XJYEL044)。

张旭(1984-)，女，硕士，主要从事资源环境类学科的管理工作。

G420

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2017.04.032