柳錦寶　王增武　陳軍　喻亮　褚永彬

摘 要 近幾年，隨著GIS產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域?qū)IS專業(yè)人才（尤其是GIS開發(fā)人員）的需求與日俱增。雖然全國很多高校都開辦了GIS專業(yè)，并且開設(shè)了GIS開發(fā)技術(shù)相關(guān)的課程，但所培養(yǎng)的學(xué)生畢業(yè)后很難達(dá)到用人單位的要求，因此對(duì)GIS開發(fā)類課程進(jìn)行教學(xué)改革的探索和實(shí)踐是非常有必要的。本研究以成都信息工程大學(xué)為例，引入CDIO教學(xué)理念對(duì)GIS開發(fā)類課程進(jìn)行一體化改革，希望本研究所提出的教學(xué)改革思路能夠?qū)ζ渌咝IS開發(fā)類人才的培養(yǎng)提供借鑒。

關(guān)鍵詞 CDIO GIS開發(fā) 教學(xué)改革 一體化

Abstract In recent years， with the vigorous development of GIS industry， social demand of GIS professional （especially the GIS developers） is increasing day by day. Although many colleges and universities across the country have set up the major of GIS， and the GIS development technique courses have been opened， but the graduate students are difficult to meet the requirement of the employing unit， therefore it is necessary to carry out the teaching practice of reform and exploration for the GIS development courses. Taking Chengdu University of Information technology as example， we carry out integration reform for the GIS development technique courses by the CDIO teaching concept which aims at providing referential experience and advice for the GIS development talents cultivation in colleges and universities.

Keywords CDIO； GIS development； teaching reform； integration

1 CDIO教育理念簡(jiǎn)介

麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)在2001經(jīng)過研究提出一種基于CDIO的工程教育理念。豍CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以理論聯(lián)系實(shí)際的方式學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，是“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)”幾種基于理念的升華。②③④CDIO培養(yǎng)大綱將學(xué)生的能力分為基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際交往能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層次，并采用12條標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量。⑤⑥

2 GIS開發(fā)類課程教學(xué)改革的必要性

GIS開發(fā)類課程實(shí)踐性都非常強(qiáng)，但在很多高校的GIS專業(yè)培養(yǎng)方案中，GIS開發(fā)類課程的上機(jī)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)較少，在實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生只能在老師的指導(dǎo)下完成基本的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，幾乎沒有進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)的時(shí)間。雖然老師也要求學(xué)生在課外完成一些綜合實(shí)驗(yàn)，但大部分同學(xué)都是應(yīng)付了事，達(dá)不到預(yù)期的效果。一直以來這些課都是采取閉卷考試方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，考試成績(jī)占總成績(jī)的比重比較大（約占70%-80%），而實(shí)驗(yàn)成績(jī)占總成績(jī)的比重很小。大部分學(xué)生為了能順利通過期末考試或取得高分，就花大量時(shí)間去背誦一些基本概念和軟件的操作步驟，對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)不是很重視，沒有達(dá)到GIS開發(fā)類課程的培養(yǎng)目標(biāo)。為了使每堂課無論是講授還是上機(jī)都收到良好的效果，從根本上提高學(xué)生的實(shí)際操作水平，因此有必要對(duì)GIS開發(fā)類課程的教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱和教學(xué)方法進(jìn)行改革。

3 CDIO理念下GIS開發(fā)類課程的一體化改革

我校地理信息系統(tǒng)專業(yè)大力實(shí)施以專業(yè)建設(shè)為主線的教育教學(xué)一體化改革，借鑒 CDIO國際工程教育模式，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)建設(shè)，強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，構(gòu)建滿足社會(huì)需求的GIS人才培養(yǎng)體系。

本校開設(shè)的GIS開發(fā)類課程側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的GIS系統(tǒng)開發(fā)能力，可以分為四大類：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)及編程基礎(chǔ)類課程、GIS基本原理及方法類課程、GIS開發(fā)技術(shù)類課程和GIS應(yīng)用及設(shè)計(jì)類課程?；贑DIO的教學(xué)理念，我校GIS專業(yè)重新制定了GIS開發(fā)類課程的教學(xué)大綱，明確了課程群中各門課程的培養(yǎng)目標(biāo)，如表1所示。

4 GIS開發(fā)類課程教學(xué)改革的具體實(shí)施

（1）調(diào)整教學(xué)大綱，細(xì)化培養(yǎng)目標(biāo)。遵循工程化培養(yǎng)模式，結(jié)合我校GIS專業(yè)推行的“導(dǎo)師制”制度，以項(xiàng)目為導(dǎo)向，分解GIS開發(fā)課程群培養(yǎng)目標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)化GIS開發(fā)類課程中每門課程的培養(yǎng)要求，將培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的知識(shí)、能力和素質(zhì)目標(biāo)落實(shí)到各具體的教學(xué)環(huán)節(jié)，明確每一門課程、每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)（包括課外環(huán)節(jié)）對(duì)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)培養(yǎng)的具體貢獻(xiàn)對(duì)課程群課程的教學(xué)內(nèi)容、方法進(jìn)行了調(diào)整，以實(shí)踐為主導(dǎo)，對(duì)“GIS原理”、“空間分析”、“GIS開發(fā)技術(shù)”、“WebGIS技術(shù)”、“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”等課程教學(xué)內(nèi)容和方法、理論學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)進(jìn)行調(diào)整，設(shè)立一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的GIS軟件開發(fā)能力、設(shè)計(jì)能力、系統(tǒng)維護(hù)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作等能力。

（2）鼓勵(lì)學(xué)生參加科研活動(dòng)，提高實(shí)際動(dòng)手能力。我校GIS專業(yè)的任課老師除了在課堂上引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)課程的學(xué)習(xí)外，還鼓勵(lì)學(xué)生積極參加教師的科研項(xiàng)目，近年來每個(gè)年級(jí)都有近30余學(xué)生參加教師的科研課題，包括“西藏自治區(qū)生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)與服務(wù)系統(tǒng)”專題、“4·20震后雅安市滑坡、泥石流危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)與系統(tǒng)集成研究”、“四川省干旱遙感監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)平臺(tái)建設(shè)”、“強(qiáng)降水誘發(fā)山體滑坡、泥石流氣象預(yù)報(bào)警報(bào)技術(shù)—精細(xì)化滑坡、泥石流氣象預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)”等科研項(xiàng)目，很多同學(xué)通過參加科研項(xiàng)目學(xué)習(xí)到了很多書本上沒有學(xué)到的知識(shí)，提高了實(shí)踐能力，激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)了自信心。

（3）引導(dǎo)學(xué)生參加GIS開發(fā)大賽，培養(yǎng)實(shí)踐和創(chuàng)新能力。目前國內(nèi)比較成功的GIS開發(fā)大賽主要有北京超圖軟件股份有限公司發(fā)起的“超圖杯全國高校學(xué)生GIS應(yīng)用開發(fā)大賽”、ESRI中國（北京）有限公司發(fā)起的“ESRI中國大學(xué)生GIS軟件開發(fā)大賽”以及武漢中地?cái)?shù)碼有限公司發(fā)起的“中地?cái)?shù)碼杯全國高校學(xué)生MapGIS二次開發(fā)大賽”，這些專業(yè)大賽具有相當(dāng)大的影響力和“含金量”，對(duì)增強(qiáng)參賽學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、提高綜合素質(zhì)具有重要的意義。

我校GIS專業(yè)以GIS開發(fā)大賽為契機(jī)，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，重構(gòu)GIS開發(fā)課程群教學(xué)體系，在教學(xué)過程中，宣傳創(chuàng)新學(xué)分的要求，引導(dǎo)學(xué)生去參加各種開發(fā)大賽，使學(xué)生的實(shí)踐能力得以提高。我校每年都有很多同學(xué)組隊(duì)參加各種GIS開發(fā)大賽，并且取得了不錯(cuò)的成績(jī)。我校從2010年起，由教務(wù)處主辦校級(jí)3S大賽，其中設(shè)立了GIS開發(fā)組，每年參與的同學(xué)達(dá)到1/3左右。通過參加各種GIS開發(fā)大賽，同學(xué)們拓寬了視野，提高了專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，并培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神。

5 結(jié)語

GIS開發(fā)類人才的培養(yǎng)應(yīng)以“基礎(chǔ)適度、專業(yè)拓寬、加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技能培養(yǎng)、提高實(shí)踐操作能力”為原則，緊跟信息技術(shù)的發(fā)展步伐，提高實(shí)踐強(qiáng)度和深度，培養(yǎng)其堅(jiān)實(shí)的GIS開發(fā)能力。GIS開發(fā)類課程的傳統(tǒng)教學(xué)方式已經(jīng)不能適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展需求，因此有必要對(duì)當(dāng)前的教學(xué)方法進(jìn)行改革。本研究基于CDIO教學(xué)理念對(duì)GIS開發(fā)類課程進(jìn)行了一體化教學(xué)改革和實(shí)踐，取得了令人滿意的效果。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，GIS開發(fā)技術(shù)也在不斷更新， GIS開發(fā)類課程的專業(yè)課老師應(yīng)以國內(nèi)外最新的研究成果和技術(shù)潮流為導(dǎo)向，接觸并掌握前沿知識(shí)，全面提升個(gè)人的專業(yè)水準(zhǔn)與素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生用新思維、新方法、新視野去思考和解決問題，提高學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)力。

€L芟钅孔手？013 年成都信息工程大學(xué)教育教學(xué)研究與改革項(xiàng)目：GIS開發(fā)類課程“案例-任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)模式的研究與實(shí)踐（編號(hào)：Y2013118）；四川省教育廳 2014-2016 年高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目：“《GIS 原理》教學(xué)資源建設(shè)及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)應(yīng)用研究” ；2013 年成都信息工程大學(xué)教育教學(xué)研究與改革項(xiàng)目：“《GIS 原理》教學(xué)資源建設(shè)及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)應(yīng)用研究”（編號(hào)：Z2013021）

注釋

① 顧佩華，沈民奮，陸小華.重新認(rèn)識(shí)工程教育——國際CDIO培養(yǎng)模式與方法[M].北京：高等教育出版社，2009.

② Crawley E F，查建中，Malmqvist J， et al.工程教育的環(huán)境[J].高等工程教育研究，2008（4）：13-21.

③ 査建中.工程教育改革戰(zhàn)略 “CDIO” 與產(chǎn)學(xué)合作和國際化[J].中國大學(xué)教學(xué)，2008（5）：16-19.

④ 顧培華，沈民奮，李升平.從 CDIO 到 EIP-CDIO 汕頭大學(xué)工程教育與人才培養(yǎng)模式探索[J].高等工程教育研究，2008（1）：12-20.

⑤ 顧佩華，陸小華.CDIO工作坊手冊(cè)[M].汕頭：汕頭大學(xué)出版社，2008.

⑥ 顧佩華，包能勝，康全禮，等.CDIO 在中國[J].高等工程教育研究，2012（3）：24-41.