張傳喜，劉耀林

（1.武漢大學 資源與環(huán)境科學學院,湖北 武漢 730079）

地理信息產(chǎn)業(yè)自形成以來，始終處于加速發(fā)展的狀態(tài)。隨著信息產(chǎn)業(yè)本身及其帶動的相關產(chǎn)業(yè)的技術演進和產(chǎn)業(yè)變革，對創(chuàng)新型GIS人才的特殊要求也在不斷變化。高校特別是研究型大學應充分利用優(yōu)勢學科的支撐、科技創(chuàng)新體系和科研創(chuàng)新成果，充分發(fā)揮集“創(chuàng)新性、行業(yè)性、協(xié)同性”于一體的資源優(yōu)勢，協(xié)同創(chuàng)新促進人才的培養(yǎng)。近年來，武漢大學的GIS專業(yè)在人才培養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新方面進行了有益的探索。

武漢大學GIS專業(yè)是國家特色專業(yè)，是武漢大學較為獨特、成色較高的專業(yè)，具有品牌效應[1]。經(jīng)過多年的建設，建立了以地理信息獲取、管理、更新、分析、處理、可視化和應用等的專業(yè)建設主線，教學科研相長的具有特色的地理信息系列課程體系、實踐體系，形成了面向國家需求和學科發(fā)展的理工結(jié)合的GIS專業(yè)人才培養(yǎng)體系；建立了良好的實驗教學環(huán)境和條件，與國際一流大學有著良好的學生及教師持續(xù)培養(yǎng)和交流項目渠道。武漢大學GIS專業(yè)的建設已經(jīng)被國內(nèi)外同行作為中國地理信息技術教育發(fā)展述評的典型案例和依據(jù)，具有示范作用。

1 GIS專業(yè)人才培養(yǎng)模式的協(xié)同創(chuàng)新設計

根據(jù)地理信息學科理工結(jié)合的特點和社會對GIS人才的需求，結(jié)合學科的理論和技術發(fā)展，GIS專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式和方案應從人才的知識結(jié)構(gòu)、能力和素質(zhì)來設計理工結(jié)合的創(chuàng)新人才，一方面要突出人才的地理信息科學的基礎理論，另一方面，要注重人才的地理信息系統(tǒng)技術技能[2]。學生應具備的知識結(jié)構(gòu)可概括為：地理信息獲取的方法和技術、地理信息管理與處理方法和技術、地理信息分析技術和方法、地理信息可視化技術與方法和地理信息應用領域的知識；學生應具備的能力為GIS的綜合設計能力、創(chuàng)新設計能力和工程實踐能力，要培養(yǎng)學生掌握高于知識和技能的思維方式和方法，以及獲得知識的再學習能力，獨立進行GIS設計和開發(fā)；GIS專業(yè)人才應具備的素質(zhì)有探究精神、團隊協(xié)作意識和國際視野。

GIS專業(yè)課程體系優(yōu)化設計堅持將新的學科理論與方法、新的科研成果和行業(yè)需求貫穿課程體系設計中，堅持“夯實專業(yè)基礎、協(xié)調(diào)主干課程、拓展個性方向、豐富實踐環(huán)節(jié)”的課程體系建設目標，構(gòu)建科學合理的“系列-模塊-群”課程體系，突出“通識教育與專業(yè)教育相結(jié)合、理論教學與實踐教學相結(jié)合、校內(nèi)教學與校外實踐相結(jié)合、教學過程與科研項目相結(jié)合”的理工結(jié)合特點，體現(xiàn)“厚基礎、寬口徑、重實踐、強能力”的理工結(jié)合課程體系特色。

2 工程化的專業(yè)實踐教學體系協(xié)同創(chuàng)新建設

GIS專業(yè)是一門與工程實踐相結(jié)合的學科。建設理論教學與實踐教學的一體化實習體系是專業(yè)建設的重要目標。需要將“腦力思維能力與動手操作能力”有機結(jié)合，形成理工結(jié)合的實驗實習教學體系。實踐證明，參與的實驗教學協(xié)同創(chuàng)新建設取得了顯著效果，建成了GIS實驗教學湖北省示范中心，2012年首批入選國家級工程實踐教育中心，為國家特色專業(yè)增添了濃墨重彩的一筆。

1）建立了注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)的地理信息系列課程實踐教學體系。GIS 學科是一門實踐性很強的高新技術學科，理論教學與實驗教學的共同發(fā)展是GIS 學科發(fā)展和人才培養(yǎng)的必經(jīng)途徑。在多年實踐的基礎上，總結(jié)和凝煉出了“驗證實驗、綜合實驗與創(chuàng)新實驗有機結(jié)合，室內(nèi)實驗與野外實驗有機結(jié)合，實體實驗與虛擬實驗有機結(jié)合，集中指導實驗與學生課后自主實驗有機結(jié)合，校內(nèi)實驗與在校外實踐基地實驗有機結(jié)合”的實驗教學體系，取得了顯著的效果[3]。

2）建立了具有特色的實踐教學課程內(nèi)容體系。實踐教學的內(nèi)容始終圍繞著人才培養(yǎng)方案，并緊跟技術發(fā)展的前沿，瞄準國內(nèi)外專業(yè)發(fā)展的趨勢。實踐教學的內(nèi)容體系，既有隨理論教學的課間實習、集中教學實習，又有畢業(yè)設計和大學生科研；既有驗證性實習，又有設計性、創(chuàng)新性實習；既有專項實習，又有綜合實習；既有基本能力訓練，又有綜合技能提高。實踐教學內(nèi)容按照地理信息處理的流程組織，包括數(shù)據(jù)的獲取、存儲、管理、分析、應用以及專業(yè)應用軟件的開發(fā)等。我們建立的實踐教學內(nèi)容體系采用國際引進與消化吸收相結(jié)合，以國際一流大學先進的實踐教學思想，面向中國的具體應用特點，將GIS作為一種技術手段應用到國土、規(guī)劃和工程建設等實際領域中，培養(yǎng)學生將行政手段、經(jīng)濟手段、法律手段與技術手段相結(jié)合的能力。同時確保理論教學、集中實踐教學、綜合實習和畢業(yè)設計之間，有相對完整的知識結(jié)構(gòu)；確保各課程課間教學實踐、集中教學實踐之間內(nèi)容和技術方面的協(xié)調(diào)[4]。

3）支撐GIS專業(yè)的教學資源建設。地理信息系列課程的教學需要大量的計算機、圖形輸入輸出設備，有許多設備價格相當昂貴。通過學科建設和科研項目，帶來了辦學條件的改善和教學環(huán)境的優(yōu)化。目前我校已擁有高檔工作站組成的計算機網(wǎng)絡及地理信息處理、可視化、管理用戶端，還有價值300多萬的Barco虛擬現(xiàn)實設備、50萬元的平臺繪圖機、10萬元的噴墨繪圖機，以及掃描儀、數(shù)字化儀、地理信息采集的測量儀器等硬件，購買了GIS軟件、土地信息系統(tǒng)軟件、圖形處理軟件等。針對專業(yè)的特點，對專業(yè)教學資源進行建設。①組建教學、科研一體化的特色實驗室,為地理信息系列課程的理論教學、實踐教學和科學研究、培養(yǎng)特色人才提供了基礎和基地。②為滿足教學和實踐的需要，加強了應用軟件庫建設,購置了GIS基礎和專業(yè)軟件ArcGIS、MapInfo、Geo-Star、MapGIS等,地理信息處理和圖形圖像軟件CorelDRAW、Adobe Illustrator、AutoCAD、Adobe Photoshop、Aldus FreeHand 、Erdas等,地理信息采集和數(shù)字測圖軟件CASS5.0、清華三維、瑞得測圖等,遙感影像地理信息獲取軟件ERDAS、ENVY、Ecognition等；并自行研究集生產(chǎn)和教學于一體的軟件，如數(shù)字高程建模、電子地圖、地圖自動綜合、在線專題制圖、土地規(guī)劃管理信息系統(tǒng)、土地定級與基準地價評估等，數(shù)據(jù)庫軟件有Oracle、 SQL Server等。實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理、分析到應用連續(xù)完整的實驗數(shù)據(jù)流[5]。③建立了穩(wěn)定的實踐教學基地，包括廬山地理野外實習基地、深圳土地信息系統(tǒng)設計與應用推廣實習基地、中國地圖出版社工程實踐教學基地和湖北省測繪局GIS實習基地等[6]。

3 教學與科研協(xié)同互動，促進人才的培養(yǎng)

在做好GIS教學的同時，教學人員還積極承擔和參與國家自然科學基金、國家863計劃項目、國家973項目和國家科技支撐計劃等大量的地理信息領域的課題，課題經(jīng)費過億元。近年來獲得了多項國家和省部級科技進步獎，開發(fā)了多個GIS軟件，申請了多項專利和軟件著作權登記。這些科研成果逐步轉(zhuǎn)換到教材建設、案例教學、實踐教學等各個環(huán)節(jié)中，提高了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。鼓勵學生積極參與教師承擔的科研課題，使學生對課堂所學的理論知識有了更多的實踐機會，科研促進了學生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)。本科生畢業(yè)設計和畢業(yè)論文的選題來自科研項目和工程實踐的比例已達到80%以上。本科學生在老師指導下，利用本實驗室或?qū)嶒炛行牡膬x器設備完成課程設計或畢業(yè)論文。在這一過程中，學生初步了解了相關學科前沿，以及課題申請、論證、立項的過程，科研興趣與科研創(chuàng)新意識得到了全面培養(yǎng)與提高。這種新的教學方式改變了課程學習與科研實踐、工程實際脫節(jié)的現(xiàn)象，使教師由課堂的實施者變?yōu)榕蟹治稣撸寣W生自行設計實驗方案，然后分組討論評價實驗結(jié)果，提高了學生獨立分析問題和解決問題的能力[7]。

鼓勵學生積極參加各種學術活動和科學研究，支持學生社會實踐和科技創(chuàng)新活動，固定舉辦有影響力的大型學生科技活動，如舉辦大學生科技創(chuàng)新節(jié)、科技作品展、科技論壇等系列科技活動，邀請知名學者、專家到校進行科技講座，為學生搭建自我創(chuàng)新、自我展示的平臺，使學生在良好的科技氛圍中更加關注對科技創(chuàng)新問題的解析。還要求學生結(jié)合教學內(nèi)容撰寫論文、讀書報告、文獻綜述。學校和學院還設立了大學生科研創(chuàng)新基金，對學生開展學術研究和社會實踐考察，進行課題立項，給予經(jīng)費支持，并且指派老師進行指導。通過教學與科研互動，學生的能力得到全面提升，多名本科生在核心期刊上公開發(fā)表學術論文，10多名學生獲得湖北省學位論文一等獎，在“超圖杯”全國GIS大賽以及“挑戰(zhàn)杯”全國大賽中屢獲大獎。

4 GIS專業(yè)的國際化視野和辦學環(huán)境

作為國家特色專業(yè)，我校不斷推進人才培養(yǎng)的國際化進程，拓展國際化視野。教師團隊中有多名成員是海外留學歸國人員，多人在國際地圖制圖協(xié)會、國際攝影測量與遙感學會等國際一級學術組織中任職，這為學生和教師的國際交流等提供了渠道。通過與國外高水平大學的學術交流活動，團隊成員的教學研究水平有了質(zhì)的飛躍。在國際化人才培養(yǎng)環(huán)境的建設中，采取了雙語教學、全英文授課、本科2+2聯(lián)合培養(yǎng)課程，推進學分互認、建立聯(lián)合交換人才培養(yǎng)平臺等多種手段推進教學環(huán)節(jié)的國際化進程。另外，采取研究生聯(lián)合培養(yǎng)以及國家留學基金資助、自費留學、接受留學生和海外實習生等多種形式，通過走出去、請進來，使教學團隊很好地融入國際教育大環(huán)境。廣泛的國際交流使本專業(yè)成為國際GIS教育重要的人才培養(yǎng)基地。目前已經(jīng)和加拿大、美國、德國等大學建立了本科層次2+2等聯(lián)合課程，和荷蘭、德國、法國等大學建立了聯(lián)合交換人才培養(yǎng)平臺。通過培養(yǎng)方案共享、交換學生、學分互認、互開課程等多種方式，使本科教育的國際化程度大大提高。

研究型大學有其學科專業(yè)門類齊全、研究基礎雄厚、人才云集的獨特優(yōu)勢，在人才培養(yǎng)方面應主動建立協(xié)同創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，使其真正成為知識創(chuàng)新策源地、教育教學改革試驗田。通過武漢大學GIS專業(yè)建設的探索，高校特色專業(yè)的建設要將協(xié)同創(chuàng)新理念注入到人才培養(yǎng)、科學研究、文化傳承創(chuàng)新等各個環(huán)節(jié)，系統(tǒng)謀劃，以創(chuàng)新的思路和發(fā)展的辦法，積極推進與人才培養(yǎng)各主體的合作，尋找更廣泛的協(xié)同創(chuàng)新領域。

[1]王保華，張婕.關于特色專業(yè)建設的幾個理論問題[J].中國大學教學，2012(5)：30-33

[2]劉耀林，劉艷芳.GIS專業(yè)人才培養(yǎng)方案的優(yōu)化設計[J].地理信息世界，2003(4)：14-16

[3]杜清運，蔡忠亮，任福.電子地圖設計課程多媒體情境教學研究[J].地理空間信息，2009，7(1)：31-33

[4]劉耀林. 地理信息系統(tǒng)[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2010

[5]程雄，王紅. GIS軟件應用[M]. 武漢：武漢大學出版社，2008

[6]李艷紅，張根壽,李海亭.廬山地理野外創(chuàng)新實踐教學研究[J].高等理科教育，2011(4)：143-145

[7]劉耀林，胡石元，劉艷芳，等.土地信息系統(tǒng)課程實踐教學改革探討[J].地理空間信息，2008，6(1)：24-26