学科竞赛驱动下GIS专业人才培养模式改革

程结海，袁占良，景海涛，薛华柱，王辉连，李 伟，王 莉，何 湜

(河南理工大学测绘与国土信息工程学院，河南 焦作 454000)

伴随着我国地理信息产业的发展，全国范围内开设GIS专业的院校越来越多，据不完全统计，已有超过170多所院校开设GIS专业[1]，每年毕业的本科生至少上万人，与此同时，行业需求一直在增加，造成一种供不应求的表象。而实际上，真正能满足行业需求的人才却不多[2-6]，甚至会出现有些企业职位无人敢应聘而大量毕业生待业的现象。究其原因，只能是高校在GIS人才培养上与行业需求脱节。行业需要实践动手能力和分析问题解决问题能力强的人才，而由于各种原因高校却往往忽视或无法实现这类人才培养。因此，对现有GIS专业人才培养模式进行改革与创新势在必行。

1 GIS专业人才培养问题分析

GIS专业是一个实践性很强的学科，尤其是像“GIS二次开发”“GIS原理与应用”“遥感原理与应用”“遥感数字图像处理”等这些专业主干课程，要求学生在掌握理论知识的基础上，学会软件操作与开发。而学生若仅仅停留在对课堂理论知识掌握的层次，其学习效果也就只能是“纸上谈兵”，毕业后去企业应聘往往“四处碰壁”[7]，即使考取研究生，在研究生学习阶段也会因为缺乏实践动手能力，而出现课题研究难以下手窘境。

学科竞赛是在课堂理论教学的基础上，以参加比赛形式提高学生实践动手能力及分析问题和解决问题的能力[8-10]。学生通过参加学科竞赛，一方面可以将课堂上学习的理论知识和实践能力进行综合运用；另一方面可以给学生树立一个学习奋斗的目标，充分调动学生学习的积极性，改变或根除学生“拿学分为毕业”的思想。目前，在全国范围内开展的GIS学科竞赛主要有4个：全国大学生GIS应用技能大赛、Esri杯中国大学生GIS软件开发竞赛、SuperMap杯全国高校GIS大赛、MapGIS全国高校GIS技能大赛。竞赛采用现场操作或网络作品提交等方式进行考查，竞赛内容包括：GIS软件操作及综合运用、GIS专题信息提取与制作、GIS初级与高级开发等，基本涵盖专业所有主体学习内容，适合专业不同年级所有学生参加。从以往参加过此类学科竞赛的学生综合能力来看，GIS学科竞赛是促进学生掌握GIS专业知识，提高其实践动手能力及分析问题和解决问题能力的一种公认有效的方式[11-14]。然而，这种有效方式并没有在我国高校GIS专业人才培养中得到充分体现。参加学科竞赛活动实际上成为专业某几个学生的所谓“特权”或“福利”，而与大多数学生无关，这自然会造成大多数学生在整个专业学习期间处于一种“天天学知识学理论而不去实践不去应用”的状态。即使一些高校可以通过集中实习或其他第二课堂锻炼来提高学生的实践动手能力及分析问题和解决问题的能力，但毕竟学时有限且系统性和针对性不够，学习成效有时得不到及时反馈，学生学习的主观能动性也就无法被真正激发。

强调GIS学科竞赛在专业人才培养中的重要性，并不意味着专业的培养方案要完全以GIS学科竞赛为中心，一切教学活动均要服务于GIS学科竞赛。而是强调如何将GIS学科竞赛作为驱动因素来优化GIS专业人才培养模式构建，进而提高学生实践动手能力及分析问题和解决问题的能力。这一问题并没有得到较好的解决。

本文针对目前GIS专业人才培养中存在的问题，以GIS学科竞赛作为驱动因素，探讨能够更好适应行业发展与需求的新型人才培养模式，充分激发学生学习的主观能动性，提高学生实践动手能力及分析问题和解决问题的能力，从根本上解决学生理论学习与实践锻炼脱节的问题，拓展专业办学思路。

2 GIS专业人才培养模式改革

GIS专业人才培养有两个关键点：一是培养方案制订；二是学生学习管理。培养方案制订的核心在于其课程体系设置，学生学习管理的有效方式是组建兴趣小组。改革GIS专业人才培养模式，需要从课程体系设置和学生兴趣小组组建两个方面来进行。

2.1 “阶梯式”课程体系设置

GIS专业软件应用与开发能力是学生就业的基本保障[15]，也是学生进一步深造所依赖的基本技能，而各类GIS学科竞赛考查的正是学生这方面能力[16]。将学科竞赛作为驱动因素来优化人才培养模式的构建，就必须在课程体系设置中考虑GIS软件应用与开发类课程。然而，该类课程的学习是一个阶梯式渐进过程，必须从基础的程序设计与原理类课程学起，逐步过渡到高级应用与开发类课程。因此，如何合理设置课程体系，既突出GIS软件应用与开发课程主线，又强调课程之间的阶梯式关系，同时兼顾建立学生的专业知识体系，是要改革的一个内容。如图1所示，整个课程体系分为4级阶梯课程。第1级阶梯课程主要是高级语言程序类课程；第2级阶梯课程包括数据结构类课程和数据库类课程；第3级阶梯课程包括地图学与制图类课程、GIS原理与应用、遥感原理与应用等；第4级阶梯课程包括网络GIS应用与开发、桌面GIS应用与开发、遥感应用与开发、虚拟场景模拟等。4级阶梯课程之间是渐进式关系，第1级阶梯课程是基础，第4级阶梯课程是应用与开发最高级课程，也是最体现学生综合能力的课程。同时，在每1级阶梯课程中，辅以其他相关课程学习，如数字测图原理、卫星导航定位、地理学概论和土地开发复垦等，以提高学生综合素质和拓展知识面。

图1 课程体系设置

2.2 “海绵式”学生兴趣小组构建

为了更好地实现课程体系设置效果，在日常的教学中，应加强对学生学习的管理。若把课程体系设置比作“武器”，则对学生学习的管理是发挥“武器”威力的催化剂。学生学习管理的有效方式是组建兴趣小组，如图2所示。根据专业教师的课题研究方向，首先将专业教师进行分组划分。向学生公布教师分组情况，让学生根据各自的兴趣爱好，自由组队并选择教师进行指导，参加各类GIS学科竞赛。教师在指导过程中，根据学生学习进度与课题需要，允许学生兴趣小组自由重组。如有些学生在大二阶段对GIS应用感兴趣，而到了大三可能对遥感应用更为关注；有些学生在某一段时期对桌面GIS开发痴迷，而过段时间却对移动GIS开发兴趣更浓。本着着力使每位学生尽可能找到自己方向定位的原则，不拘限学生兴趣爱好，动态地构建学生兴趣小组。在充分发挥兴趣小组培养学生功能的前提下，允许小组成员像海绵吸水挤水一样自由进出。

图2 学生兴趣小组构建

3 GIS专业人才培养模式的实践效果

以近3年GIS专业人才培养模式所惠及的学生为研究对象，采用问卷调查、专题访谈、统计分析等方法与手段，从学科竞赛成绩、毕业生就业、考研情况和国际交流4个方面对学生进行综合评价，反映GIS专业人才培养模式的实践效果。

3.1 学科竞赛成绩突出

在2015年、2016年和2017年全国大学生GIS应用技能大赛中，笔者所在院校代表队均取得了全国二等奖以上好成绩，其中，在2017年取得了全国一等奖的优异成绩。这一成绩的取得，是专业带头人和全体教师长期坚持以学科竞赛为驱动，充分激发学生学习的主观能动性，提高学生实践动手能力及分析问题和解决问题的能力的结果。每年参加该项比赛之前，竞赛主带教师通过校内比赛形式，从GIS专业学生兴趣小组中选拔各应用方向优秀学生组建参赛队伍，代表学校参加比赛。参赛队伍的获奖，首先对实际参赛的学生是一个极大鼓励，让学生充分认识和体会到自己和学校在全国范围的专业水平与能力，以及进一步努力方向，同时也对没有参赛的学生兴趣小组其他学生是一种间接鞭策，激励学生找准方向补缺补差，从而为后期的就业或深造打下坚实的基础。

在2017年Esri杯中国大学生GIS软件开发竞赛中，笔者所在院校GIS专业以软件开发学生兴趣小组为班底，组建参赛队伍，提交的作品“中国贫困县查询分析系统”进入全国十强。这充分展示了GIS专业学生的专业软件开发能力，以及分析问题和解决问题的综合能力。同时，通过参加此类型比赛，进一步燃起学生们专业软件开发的兴趣，逐步形成了“要我学”到“我要学”的思想认识观念转变。同样，在SuperMap杯全国高校GIS大赛和MapGIS全国高校GIS技能大赛中，笔者所在院校GIS专业分别以遥感数据处理、专题制图和虚拟现实等学生兴趣小组为基础，提交的参赛作品陆续获得过全国三等奖、二等奖和一等奖的好成绩。近两年，为了充分调动全体专业学生的学习积极性，在校内举办了“GIS专业应用技能大赛”，学生反馈效果较好。

总之，通过参加和举办各种形式的学科竞赛，学生主动学习的积极性有了明显提高，对专业知识的掌握更加扎实，整体的综合能力有了实质性提升。

3.2 就业率稳步提升

表1列出了近3年学生就业情况，其中，就业人数是当年毕业人数扣除考上研究生人数，就业率指学生毕业前一次性就业率。从表1可以看出，不论是学生就业率，还是学生就业质量与层次，近3年来，在保持稳定的基础上，有了长足进步。特别是在2018年，学生被大中型企事业单位录用人数高达23人，证明了学生被社会认可的程度与竞争力。后期的进一步跟踪调查中了解到，就业的毕业生中有相当一部分已经成为企事业单位的业务骨干或高级人才。而这背后是笔者所在院校多年来持续推进学科竞赛驱动下专业人才培养模式改革的结果。

表1 学生就业情况

3.3 考研录取质量较高

近3年学生考研情况见表2。考上研究生的人数稳定在18人左右，这些学生基本上都是参加学科竞赛的佼佼者。其中，保送或考取国内外高水平大学人数占到70%左右，这充分反映GIS专业拔尖人才具有较强的综合实力，从侧面也反映出国内同行对GIS专业人才培养的认可。实际上，在学校综合实力不够强的情况下，要想被更高水平的大学录取，学生的实践动手能力和分析问题解决问题能力足够强就成为非常重要的“砝码”，这同样得益于笔者所在院校长期坚持推行学科竞赛驱动下专业人才培养模式改革的做法。

表2 学生考研情况

3.4 国际交流不断推进

从学科竞赛获奖的学生中，鼓励一些外语底子好和创新能力强的学生参加国际性专业学术会议和国际性学术班，开阔学生国际视野。每年至少有两名学生被国外名牌大学录取为研究生。

4 结 语

当前我国地理信息产业正处于蓬勃发展之际，迫切需要各方向能力强的专业人才。作为高校GIS专业人才培养，一定要紧密结合行业需求来构建相应的人才培养模式，使培养出的人才能充分适应行业发展要求。笔者所在院校学科竞赛驱动下GIS专业人才培养模式的构建，本质上是通过学科竞赛的驱动，在提高学生实践动手能力的基础上，着力培养学生运用所学理论知识解决应用中实际问题的能力，而这类学生正是行业发展急需。通过多年跟踪调查发现，笔者所在院校培养出的学生在地理信息行业中被广泛认可，证明了人才培养模式的成效。