新工科背景下应用型高校GIS专业建设探讨

戴仕宝，王 春

(滁州学院 地理信息与旅游学院，安徽 滁州 239000)

当前新工科已成为高等教育领域热议的话题[1-3]。新工科是以新技术、新产业、新业态和新模式为特征的新经济发展的必然产物，是高等教育服务国家重大战略的迫切需求。加快建设新工科，成为我国高等教育改革的一个新的领域和方向。新工科出现的意义还在于，它提供了一个对高等教育进行审视的新视角，即要从服务社会需求角度，对原有的所有的学科专业进行重新评估、定位，对原有的培养方案、课程设置进行改革。本文拟从新工科的视角，对应用型高校地理信息科学专业的性质、地位以及建设思路和方向进行探讨。

1 当前应用型高校GIS专业发展存在的主要问题

地理信息科学专业1998年被教育部列入本科目录(当时名称为地理信息系统，在2012版目录中更名为地理信息科学)，是一个相对较新的专业。依据2017年的全国招生简章，截至2017年我国已有178所本科院校开设GIS专业。特别是近年来，地理信息科学在应用型高校得到快速发展。笔者统计了2006年以来教育部备案或审批同意设置的高等学校本科专业，其中新批准设立GIS专业的高校共有46家。这些高校中，除安徽大学为省属211大学以外，其余均为独立学院或地方一般本科高校。但在办学规模扩张的同时，一些高校的GIS专业发展却陷入困境，出现招生就业不理想、专业认可度不高等问题，部分高校GIS专业甚至被停止招生。造成这一现象的原因，从表面上看，与社会经济发展对GIS专业人才需求增大，以及该办学门槛低、办学硬件标准要求不高有关；从深层次上看，则与对GIS专业学科性质认识上存在误区以及专业标准模糊有关。

在1998年教育部颁布的本科目录中，在理学科学类目录下设置了地理信息系统专业，在工学测绘学目录下设置了地图学与地理信息系统专业。上述两个专业从其培养目标上看并无本质的区别，但却在两个不同学科门类下开设。造成这一现象的原因既有学科的壁垒，也有对专业认知的不同。在2012版目录中，在理学大类地理学类目录下地理信息系统专业更名为地理信息科学专业。但在工学大类测绘学目录下却无类似专业。可能是为了弥补2012版目录的不足，2016年教育部在测绘学目录下设置了地理空间信息工程(专业代码：081205T)特设专业。目前，武汉大学、深圳大学、中国地质大学(武汉)等高校开设了该专业。

对GIS专业学科性质认识的混乱同样也体现在硕士目录中。在教育部颁布的工程硕士目录中，在工程领域里有测绘工程专业，但却无地理信息系统或地理信息工程专业。尽管近年来产业界一直强调信息化测绘，但显然教育界对GIS的工程性质认可度并不高。

另外在专业培养标准上看，虽然1998、2012版教育部本科目录均给出了人才培养指导意见[4]，但从实际的执行看，各高校的培养方案还是有很大差别[5-8]。

总之，当前GIS专业存在着较为突出的专业名称混乱、专业标准模糊、专业整体发展质量不高等问题。造成上述问题的根本原因是目前对于地理信息科学专业学科性质的认识不一致，或者也可以说是因为既有的观念、相关规定与社会经济发展对该专业需求的实际产生了冲突和矛盾。新工科概念的出现，促使教学人员从一个新的视角，审视新工科背景下GIS专业的性质、特征以及办学目标和培养方向。

2 新工科背景下GIS专业的性质和地位

新工科概念一经提出便引起了国内高校的热议[1-3]，众多研究者从新工科的内涵、特征、建设方向与途径等进行了研究。研究指出：新工科建设是一项涉及面广、影响面宽、具有中国特色的复杂的系统工程，对中国高等教育的改革和发展具有示范和引领作用，新工科的“新”包含三方面涵义[1]，即新兴、新型和新生。

考察GIS的发展，不难发现新工科的“新”的涵义在GIS专业具有很好的体现。首先，GIS诞生于20世纪60年代，现在已广泛应用在多个领域，是一个新兴的学科。其二，GIS是在信息化浪潮下多学科交叉融合的产物，具有“新生”的特征。其三，当前，GIS的内涵和外延都得到了大大扩展，GIS正在转向新型[9-12]。因此毫无疑问，GIS具有新工科的属性。事实上，GIS不仅属于新工科，而且在新工科中具有重要的地位。一是其市场应用范围越来越大，特别是政府管理部门，如国土、水利、交通、市政、林业、警务等等，同时GIS已经逐渐渗透到社会生活的各个领域，成为人们日常生活需要的一部分，如电子地图、导航与位置服务等，几乎无所不在。据估计，到2020年，我国GIS市场将达万亿规模[13]。二是其在国民经济建设中的地位逐渐增强。《国务院办公厅关于促进地理信息产业发展的意见》(国办发〔2014〕2号)明确指出：“地理信息产业是以现代测绘和地理信息系统、遥感、卫星导航定位等技术为基础，以地理信息开发利用为核心，从事地理信息获取、处理、应用的高技术服务业。随着近年来地理信息产业迅速兴起并保持高速增长，这一战略性新兴产业在我国经济社会发展中的作用日益显现。”三是地理信息产业具有产业链长、带动面广等特征，是实现我国五大发展不可或缺的产业领域和支撑技术[12]。

明确GIS在新工科中的性质和地位对于GIS的发展、建设以及更好地发挥其在国民经济建设中的作用具有重要的意义。由于GIS产业具有涉及面广、产业链长的特征，因此在建设新工科背景下，有必要探讨如何围绕GIS产业开展学科专业建设和人才培养，从而更好地发挥GIS对新经济的积极推动作用。但必须指出，GIS作为新兴学科，特别是作为新工科的一员，目前还存在着一定的内涵不确定和特征不清楚的问题，需要在形成和发展过程中不断明确和清晰。

3 新工科背景下应用型高校GIS专业建设方向

据统计，目前我国共有178所本科院校开设GIS专业，其中应用型高校占绝大多数。近年来，研究者对高校GIS专业建设进行了研究[14]。研究表明，不同背景学校在GIS专业人才培养的目标设定、培养过程、课程设置等都有差异[6-8]。这种差异，既反映出对GIS专业人才的认知和各校办学条件的不同，在某种程度上也是学校追求办学特色的结果[8]。

GIS在我国新工科建设中具有重要的地位和作用。如何更好地发挥GIS在国民经济发展中的积极推动作用，需要系统梳理GIS的学科特征、产业发展及新经济对人才的需求特征，并借此确定新工科背景下GIS专业的建设思路和方向。

研究认为[10]，GIS学科同时具有工具学科、工程学科和横断学科3大特征。工具学科特征指的是GIS作为一种信息技术为人们提供了解决空间问题的工具、技术方法与思路。工程学科特征指的是GIS可以解决具体的工程问题，在解决这些工程问题中需要运用工程的方法。横断学科特征指的是GIS 融合了计算机科学、数学、地球科学、环境科学、空间科学、信息科学、管理科学、测绘学与遥感学等学科知识，是一个跨领域的学科，具有横断特征。因此，GIS是一门兼备理论与技术，同时又偏重于技术与实践的学科。GIS专业人才,不但要有深厚的理论基础,而且还要有过硬的技术能力[9]。GIS 的学科特征决定了GIS专业的人才必须具备多种能力和素质，包括专业的技能、工程的思维和多学科的理论知识。

GIS产业作为战略性新兴产业，现在国民经济发展中起到了越来越重要的作用。从多个角度来描述和刻画GIS产业特征。从其所依据的技术层面看，该产业主要包括数据产业、应用服务产业和装备产业。其中数据产业包括多源数据的获取、加工处理等，应用服务产业主要包括各种领域的GIS工程及其服务，装备产业主要为数据产业、应用服务产业中所需的各种装备。

新工科是新经济催生的。新经济以新技术、新产品、新业态、新模式和新产业为主要特征[32]，以新技术为基础，以新主体为源泉，以新产业为引擎，以新业态为亮点，以新模式为重点，交互作用，相互影响，共同孕育经济发展新动能，共同推动经济转型升级，共同保持经济持续稳定增长[15]。因此，从服务于新经济角度，GIS专业建设必须跳出传统的GIS思维圈，而应从GIS是新经济的一部分的角度去考虑问题。GIS既是新经济中的一个技术领域，IT产业的一个新方向，同时也是新经济的一个思维和方法源泉。

综上所述，在新工科背景下，应用型高校GIS专业建设的总体思路为：以课程体系建设为基础、师资队伍建设为关键，以实训体系建设为抓手，以培养学生具有综合的基础能力、扎实的GIS专门技术运用能力、持续学习改进能力为目标，培养能切实服务于新经济(GIS产业)发展的专门人才。结合当前我国高校GIS专业办学的基本情况，在新工科背景下，当前应用型高校GIS专业建设的主要方向应该为：

1)理工结合，以工为主：当前，我国开办GIS专业的高校中，工科类占比为28.82%，师范类院校30%和综合类25.88%，合计占比为55.88%。显然我国GIS办学还是以理为主。从应用型高校角度看，因为师资、生源及办学理念的不同，出现了GIS专业“上不去、下不来”的问题，表现在想走理论性、学术型的路子走不通，而工程应用能力的培养也不到位。考虑到这一现状，结合新工科的要求，当前我国GIS专业建设应该“理工结合，以工为主”，把人财物的投入更多地转到学生的工程应用能力培养的方向上来，提升专业的应用型品质。

2)专兼结合，一专多能(GIS+)：专业是为了培养专门领域需要的人才而设置的。因此，一个专业的合格毕业生必须掌握其所服务的主要领域的专门的技能。对GIS专业而言，这些专门的能力包括数据处理与分析能力(数据的获取、分析、处理、应用等)、应用系统开发能力、GIS工程设计分析能力等。而同时，因为GIS在各个应用领域又有自身的特征和规律，因此GIS专业毕业生除了要掌握本专业的专门技术能力外，还需要具备一定的某个(些)应用领域的知识和技能，也就是要“一专多能”。从这个意义上说，就是在GIS专业建设中，要考虑GIS+的问题，即：GIS专业技能+应用领域的专门技能。

4 新工科背景下GIS专业建设内容

为突破建设和发展“新工科”的瓶颈问题[7]，针对当前GIS教育的现状，本文认为新工科背景下的GIS专业建设需要突破传统思维，在新理念的指导下，创新人才培养模式，提升人才培养质量。专业建设涉及人才培养的各个环节，本文主要从课程体系建设、师资队伍建设以及实训体系建设等方面进行探讨。

4.1 课程体系建设

课程体系是指在一定的教育价值理念指导下，将课程的各个构成要素加以排列组合，使各个课程要素在动态过程中统一指向课程体系目标实现的系统[16]。课程体系是实现培养目标的载体,是保障和提高教育质量的关键，也是新工科背景下GIS专业建设需要考虑的重要内容。开展课程体系建设需要考虑的三个关键词是：目标、结构和功能。在新工科背景下，需要在“创新型、综合化”新理念指导下科学设定人才培养目标，优化课程结构模块，明确各模块结构的功能，并强化教学监控和反馈，确保其功能得以实现。根据GIS专业的特征，作者认为新工科背景下的课程体系框架见表1。

表1 面向新工科的GIS专业课程结构体系框架

在具体课程设置上，需要注重以下两个方面：

1)基础与特色兼顾。当前，我国新工科建设的研究主要侧重于宏观方面，对于专业的课程体系研究刚刚开始，关于基础通识课程的选择以及如何开始还没有统一的意见。另外，由于我国很多应用型高校的GIS专业开办时间不长，在教学资源上存在着或多或少的欠缺。针对这一现状，作者认为在基础通识课程和地理学素养课程模块的具体课程选择上，高校可根据学校背景，在传统基础课程体系的基础上，有机融合地方特色文化以及区域自然和人文地理元素。

2)重视工程实践课程的建设。当前，应用型高校特别是偏综合性的高校GIS专业，总体工程实践能力较弱，因此强化专业技术课程，提升学生工程实践能力特别值得关注。这其中，适应新工科需要的应用型教材建设特别关键。当前，我国GIS专业的教材在总体上已比较齐全。但多数教材偏重于基础和原理，具有较高应用型品质的教材非常缺乏。结合新工科的要求，迫切需要打破原来的以原理、技术为路线的教材编写和建设思路，转向以应用、创新为导向的思路，开展专业教材建设。

4.2 师资队伍建设

师资队伍是学校完成其功能的主体承担者，所有的改革目标的完成最终都有赖于教师积极性的调动。没有创新型的教师难以培养出创新型的学生。新经济强调“变化、发展、协作”。作为直接担负着教学任务的教师必须首先要认知、理解、掌握这一特征，并在教学过程中加以贯彻。新工科特别强调教育要为社会服务。是否具备切实解决专业领域问题的能力将是考察教师是否合格的重要参考，教师的应用型素质如何将是决定GIS新工科教育改革成败的关键。

因此，新工科GIS专业师资队伍建设，一方面要注重通过培训、进修、学术交流等方式，提升其思想境界和理论水平；另一方面，要通过技术培训、项目实训、挂职锻炼等形式，提升其应用型素质。此外，新工科GIS专业师资队伍建设，必须打破高校用人机制的壁垒，引进吸收具有产业背景的人员，促进行业、产业专家和高校教师在高校和企业相互兼职，实现产教深度融合。

4.3 实训体系建设

GIS专业实训体系的不足是制约其向新工科迈进的重要障碍。一个典型的方面是，与化工、机械等传统工科专业相比较，GIS专业尚无通用的办学标准，缺乏对实验、实习、实训的明确要求(2018年教育部新颁布了各专业的办学标准，对GIS专业也提出了较为明确的标准要求，但还有待实践检验)。一些高校虽然也开展了实训体系建设，但对学生应该达到的技术要求不明确，导致课程目标难以实现。此外，新工科虽然强调新，但有一个内在的要求就是必须要有基础，特别是厚实的应用能力基础。所谓熟能生巧，只有在技术纯熟的基础上的创新才是符合市场需要的创新。因此，对GIS专业建设而言，实训体系建设至关重要。从某种意义上说，实训体系的建立是GIS专业在新工科体系中立足的关键。

由于GIS专业开办的门槛较低，加之专业开办后持续投入不足，这导致了当前部分应用型高校实习实训体系建设还较为滞后。从校内建设看，缺乏专门的实验室，实验所需的硬件、软件、数据等也不完备，甚至无法开出部分必要实验。校内活动比较单一，学生参与的范围和程度不够，一些竞赛等活动成为尖子生的游戏。从校外看，虽然也建立了与政府、企业、科研机构等的联系及实验实训基地，但松散型的居多，对GIS专业建设有实质性的贡献的少。

为适应新经济的要求，GIS专业实训体系应当建立以高校为主体的多元协同体系，由高校、政府、企业、科研机构等多主体共同参与，发挥校内实验实习与校外实习实训的联合效用。此外要充分认识新工科的内涵特征，把建设的注意力从第一课堂(课堂教学)向第二课堂(课余活动)、第三课堂(校外活动)转移，并积极做好场所、设备、管理等的配套建设。

5 结束语

近20年来，GIS学科专业在我国取得了飞速的发展。但因为对学科性质的认识不到位、专业人才培养标准不明确等原因，导致GIS专业发展存在着严重的不平衡不充分问题，部分高校专业办学甚至陷入困境。新工科概念的出现，可以从一个新的视角重新审视和评估GIS专业性质、特征以及办学目标和方向。对比新工科的内涵和特征，GIS不仅属于新工科，而且在新工科中具有重要的地位。由于GIS产业具有涉及面广、产业链长的特征，因此在建设新工科背景下，非常有必要深入探讨如何围绕GIS产业开展学科专业建设和人才培养，从而更好地发挥GIS对新经济的积极推动作用。