吳浩 劉鵬程 李暢 涂振發(fā) 陶建斌 周杰
[摘 要]在新工科背景下,傳統(tǒng)工科的教學(xué)方法和教學(xué)體系已經(jīng)無法適應(yīng)新時代大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)背景下的地理信息科學(xué)發(fā)展趨勢。針對地理信息科學(xué)創(chuàng)新教學(xué)方法和師資隊伍建設(shè)的問題,提出一套循環(huán)型的地理信息科學(xué)專業(yè)的創(chuàng)新實踐教學(xué)體系與方法,鍛煉專業(yè)學(xué)生的工程實踐和應(yīng)用創(chuàng)新能力;研究具備特色行業(yè)優(yōu)勢的創(chuàng)新實踐型教學(xué)師資隊伍建設(shè)方針,著力提升團隊教師的專業(yè)技能和教學(xué)素養(yǎng)。以華中師范大學(xué)為例,從教學(xué)方法和師資隊伍兩個角度分別詳述了實施過程和建設(shè)效果,為開設(shè)地理信息科學(xué)專業(yè)的相關(guān)院校實施新工科戰(zhàn)略提供可借鑒經(jīng)驗。
[關(guān)鍵詞]新工科;地理信息科學(xué);教學(xué)方法;師資隊伍
[基金項目]2018年湖北省高等學(xué)校省級教學(xué)研究項目“面向新工科的地理信息科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)體系探索與平臺構(gòu)建”(2019098);教育部2018年第一批產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目“人工智能應(yīng)用驅(qū)動下地理信息科學(xué)專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系優(yōu)化研究”(201801312001);2018年華中師范大學(xué)教學(xué)研究項目“面向新工科的地理信息科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)體系探索與平臺構(gòu)建”(2018005)
[作者簡介]吳 浩(1977—),男,湖北黃岡人,博士,華中師范大學(xué)城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院教授(通信作者),主要從事地理信息科學(xué)理論與技術(shù)研究;劉鵬程(1968—),男,湖北安陸人,博士,華中師范大學(xué)城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院副教授,主要從事地理信息科學(xué)理論與技術(shù)研究。
[中圖分類號] P28[文獻標(biāo)識碼] A[文章編號] 1674-9324(2020)32-0119-03[收稿日期] 2019-12-11
黨的十八大以來,在大力推動“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的背景下,我國已經(jīng)啟動并實施了一大批重大國家戰(zhàn)略,強有力地帶動了新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新模式、新業(yè)態(tài)的發(fā)展,這也使得市場和用人單位對高科技、創(chuàng)新型人才的需求持續(xù)增長[1]。新工科是我國面對新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式而提出的創(chuàng)新型卓越工程技術(shù)人才培養(yǎng)戰(zhàn)略,是高校應(yīng)對新經(jīng)濟、新產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢的推動力,也為地理信息科學(xué)(GIS)工程教育和實踐探索指引了新的發(fā)展方向。現(xiàn)有專業(yè)培養(yǎng)方案由于大多機械化地沿用了測繪類、地理類等傳統(tǒng)學(xué)科的培養(yǎng)方案,因而忽視了地理信息科學(xué)專業(yè)是緊密依托國民經(jīng)濟行業(yè)應(yīng)用背景而發(fā)展起來新型交叉學(xué)科這一點,無法體現(xiàn)出其多學(xué)科的應(yīng)用交叉特性,脫離了具體行業(yè)實踐應(yīng)用領(lǐng)域,導(dǎo)致院校培養(yǎng)的專業(yè)人才無法滿足社會和企業(yè)的需求[2]。在當(dāng)前的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革形勢下,為解決好如何引導(dǎo)地理信息科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)主動服務(wù)行業(yè)和企業(yè)需求的意識[3],提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐水平,迫切需要開展面向新工科的地理信息科學(xué)專業(yè)教學(xué)方法和師資隊伍建設(shè)的研究。
針對新工科形勢下的GIS專業(yè)人才培養(yǎng)需要,依托我校在國土、規(guī)劃、環(huán)境和旅游四個行業(yè)領(lǐng)域中的專業(yè)優(yōu)勢,提出多元化行業(yè)背景下的實踐教學(xué)模式,探討具有特色行業(yè)優(yōu)勢的創(chuàng)新實踐教師團隊策略,通過基于“學(xué)習(xí)—實踐—研究—創(chuàng)新—再學(xué)習(xí)”的循環(huán)型教學(xué)體系提升地理信息科學(xué)的新工科人才培養(yǎng)水平,為國家和學(xué)校的新工科建設(shè)與實踐提供參考。
一、地理信息科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)存在的問題
中國GIS產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年的累積與發(fā)展,相關(guān)企業(yè)的數(shù)量不斷上升,規(guī)模逐漸壯大,應(yīng)用領(lǐng)域也慢慢滲透到與空間信息相關(guān)聯(lián)的各行各業(yè)中。據(jù)中國GIS協(xié)會的統(tǒng)計,我國GIS產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模在2013年已達到了2600億元,近三年的增長率均穩(wěn)定超過30%,今后每年都會有25%左右的增長。“一帶一路”的提出和智慧城市建設(shè)如火如荼的開展,將為中國GIS產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展帶來空間。
伴隨著市場擴張,GIS專業(yè)人才市場需求巨大并且不斷增多,但仍有15%的畢業(yè)生選擇與GIS無關(guān)的工作,且五年之后這一比例增加到30%[4]。通過對GIS專業(yè)畢業(yè)生去向的持續(xù)追蹤調(diào)查,發(fā)現(xiàn)除去個人職業(yè)發(fā)展等因素,專業(yè)技能的不足是導(dǎo)致這個結(jié)果的主要原因,體現(xiàn)在專業(yè)人才培養(yǎng)上,主要存在師資力量不足、培養(yǎng)目標(biāo)模糊、評價體系僵化、教學(xué)知識體系陳舊、學(xué)生缺少實踐機會等問題[5]。因此,如何改變固有、陳舊的GIS專業(yè)人才培養(yǎng)模式,構(gòu)建能夠滿足時代需求的創(chuàng)新教學(xué)方法體系和師資隊伍意義重大。
二、地理信息科學(xué)創(chuàng)新教學(xué)方法和師資力量構(gòu)建的總體思路
本次研究通過實地走訪和網(wǎng)絡(luò)查詢兩種調(diào)研方式,從現(xiàn)有的GIS專業(yè)教學(xué)模式中總結(jié)經(jīng)驗與不足,再針對新工科形勢下的專業(yè)人才需求,結(jié)合相關(guān)的優(yōu)勢行業(yè)背景,改革專業(yè)教學(xué)內(nèi)容,建立多元化的專業(yè)教學(xué)模式,設(shè)計了一套實操性強、應(yīng)用面廣的實現(xiàn)方案。創(chuàng)新教學(xué)方法和師資建設(shè)構(gòu)建方案主體框架如圖1所示。在新工科的大背景下,結(jié)合各大高校的辦學(xué)經(jīng)驗,設(shè)計利于開拓學(xué)生創(chuàng)新思路、加強學(xué)生實踐能力的創(chuàng)新教學(xué)方法。在此基礎(chǔ)上,搭建面向特色行業(yè)的GIS實驗教學(xué)平臺,提供與其配套的教師團隊建設(shè)方案,滿足包括應(yīng)用型、開發(fā)型和研究型在內(nèi)的不同類型學(xué)生的GIS創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求。本方案中,創(chuàng)新教學(xué)方法和師資力量建設(shè)按照調(diào)研和收集資料、制訂實施步驟、修訂培養(yǎng)方案、試行、反饋和總結(jié)等步驟依次進行,每年進行一次年終總結(jié),保證新模式有序?qū)嵤?/p>
三、基于循環(huán)型的地理信息科學(xué)專業(yè)創(chuàng)新實踐教學(xué)方法
以我校城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院的地理科學(xué)省級實驗教學(xué)示范中心為依托,打造具有鮮明行業(yè)特色、良好學(xué)術(shù)風(fēng)氣、先進設(shè)備支持的教學(xué)環(huán)境,建立理論教學(xué)、科技研究和應(yīng)用操作于一體的先進機制,調(diào)動學(xué)生參與創(chuàng)新實踐、實驗設(shè)計和學(xué)術(shù)競賽的積極性,遵循“學(xué)習(xí)—實踐—研究—創(chuàng)新—再學(xué)習(xí)”的教學(xué)思路與方針[6],設(shè)計以自主創(chuàng)新為導(dǎo)向的學(xué)生培養(yǎng)機制,通過創(chuàng)新學(xué)分獎勵鼓勵學(xué)生參與,從而培養(yǎng)GIS專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新思維,為社會輸送與企業(yè)需求相適應(yīng)的優(yōu)秀學(xué)生。
對應(yīng)用型GIS學(xué)生,在基礎(chǔ)理論課程的學(xué)習(xí)中,利用地理信息系統(tǒng)實驗室、與實驗室配套的服務(wù)器、衛(wèi)星定位設(shè)備、繪圖儀等硬件設(shè)備和ArcGIS、Erdas、Supermap、MapGIS等專業(yè)軟件,熟練掌握課程基本操作技能。在綜合類實踐項目中,學(xué)會將所學(xué)知識融會貫通,加深對不同課程之間聯(lián)系的理解。并且利用校企合作平臺,參與實際項目,積累項目經(jīng)驗,通過學(xué)習(xí)強化相關(guān)行業(yè)知識。通過理論加實踐的全方位訓(xùn)練培養(yǎng)出的GIS專業(yè)學(xué)生多數(shù)能夠得到易智瑞、超圖等GIS行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)的錄用。
對開發(fā)型GIS學(xué)生,著重培養(yǎng)其GIS應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)基礎(chǔ)能力、開發(fā)進階能力。依托軟件工程與管理實驗基地,聯(lián)合應(yīng)用部門、相關(guān)企業(yè),建設(shè)集成實驗基地。在熟練掌握高級編程語言的基礎(chǔ)上,鼓勵其多多參與各類專業(yè)技能競賽,從而提升學(xué)生們的團隊合作意識、邏輯與思維能力、創(chuàng)新與學(xué)習(xí)能力。利用該教學(xué)方法培養(yǎng)出的學(xué)生多次在Supermap杯、Esri開發(fā)大賽等GIS開發(fā)類競賽中獲獎。
對研究型GIS學(xué)生,采用雙語授課、定時討論、上機、實驗、前沿知識講座等多樣化教學(xué)形式,培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、獨立思考的能力,使其敢于提出自己的質(zhì)疑,培養(yǎng)其科研潛質(zhì);加強其文獻閱讀、論文撰寫能力;使其在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,參與科研課題,形成教學(xué)與研究的良性互動;廣泛開展校內(nèi)交叉聯(lián)合、校際學(xué)術(shù)交流活動,如雙學(xué)位課程、學(xué)術(shù)交流平臺、全國GIS博士生論壇等,使學(xué)生能夠展示自己的科研成果、了解最新發(fā)展動態(tài)、開闊學(xué)術(shù)視野。此類學(xué)生本科畢業(yè)之后大多選擇繼續(xù)深造,GIS專業(yè)的考研率達到50%以上。
四、具有行業(yè)優(yōu)勢的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)新實踐教學(xué)師資隊伍構(gòu)建
為了滿足新工科形勢下GIS專業(yè)人才培養(yǎng)的需要,在教師團隊建設(shè)中要秉承“以老帶新”和“以新促老”原則,讓學(xué)科帶頭人和學(xué)術(shù)骨干發(fā)揮其應(yīng)有的作用,重視教學(xué)人才的梯隊培養(yǎng),提升師資綜合實力。借助“雙師制”大力提倡團隊教師赴名校學(xué)習(xí)考察或進行科研合作;在高校青年教師逐步國際化的趨勢下,資助其繼續(xù)深造,充實師資后備力量;以“優(yōu)化團隊結(jié)構(gòu)、提升教師水平”為導(dǎo)向,引進與培養(yǎng)兩手抓,打通特聘專家、特色專業(yè)資深教授、精品課程名師等多條教學(xué)路徑,打造可持續(xù)發(fā)展的、能夠承擔(dān)新工科形勢下GIS人才培養(yǎng)任務(wù)的專業(yè)教師隊伍。
在新工科戰(zhàn)略的框架下,基于市場需求做好GIS學(xué)科發(fā)展規(guī)劃,創(chuàng)新人才引進機制,吸引學(xué)術(shù)帶頭人和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)<壹尤?,通過配備社會導(dǎo)師或研究導(dǎo)師的形式指導(dǎo)學(xué)生貼近實際。激勵本校師資團隊特別是優(yōu)秀青年教師,充分利用校內(nèi)學(xué)科交叉和校際交流合作,建設(shè)人才梯隊及網(wǎng)絡(luò),鞏固人才工作的主體地位。構(gòu)建人才引進政策的支持體系,通過專職秘書將教職人員從表格和會議中解放出來,讓教職人員專注于教學(xué)和研究,提高師資隊伍的教學(xué)效率和學(xué)術(shù)產(chǎn)出。最近兩年,我院吸引了來自世界名校的海外留學(xué)人才以及國內(nèi)其他高校的學(xué)術(shù)頂尖人才10余人分布在各個專業(yè),為學(xué)校和學(xué)院建設(shè)在特色行業(yè)具備競爭優(yōu)勢的創(chuàng)新實踐教學(xué)師資隊伍提供支持。在引進海外人才和業(yè)內(nèi)高端人才的基礎(chǔ)上,每年都會有青年教師出訪國外名校,深造研究,為新型實踐教學(xué)隊伍的建設(shè)提供后備力量。
除了在引入師資方面要適應(yīng)新工科的現(xiàn)狀,在師資隊伍考評方面也應(yīng)該有所創(chuàng)新。在新工科戰(zhàn)略下,以市場需求為導(dǎo)向,實現(xiàn)評價主體的多元參與,改革過去以考試成績論成敗的片面評價方式,健全融合知識、能力和素養(yǎng)于一體的綜合評價體系。同時還要關(guān)注教學(xué)設(shè)計、組織、實施、考核、反饋、完善等全過程,從課堂拓展到課外,并延伸到學(xué)期、實習(xí)、工作階段,實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研一體,從而建立完整、長效的評價體系,為新工科框架下師資隊伍建設(shè)創(chuàng)造條件。
五、結(jié)語
借助國家大力提倡新工科戰(zhàn)略的契機,提出基于循環(huán)型的地理信息科學(xué)專業(yè)創(chuàng)新實踐教學(xué)方法和具有行業(yè)優(yōu)勢的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)新實踐教學(xué)師資隊伍構(gòu)建方案,有效彌補了傳統(tǒng)GIS專業(yè)教學(xué)培養(yǎng)體系的不足,使GIS專業(yè)的人才培養(yǎng)能更好地適應(yīng)社會和企業(yè)的需求。該方案在華中師范大學(xué)取得了良好的應(yīng)用效果,為開設(shè)地理信息科學(xué)專業(yè)的相關(guān)院校實施新工科戰(zhàn)略提供了參考。
參考文獻
[1]周劍峰,韓民.新工科專業(yè)實踐教學(xué)體系構(gòu)建[J].教育教學(xué)論壇,2017,(44):109-110.
[2]李德仁.發(fā)展我國GIS高等教育的思考[J].測繪科學(xué),2003, (4):4-5+1.
[3]孫志群,劉志輝.多目標(biāo)GIS人才培養(yǎng)模式的課程設(shè)置[J].高等教育研究學(xué)報,2012,35(4):62-64.
[4]賈澤露,劉耀林,劉興全.從市場需求看我國高校GIS教學(xué)改革[J].地理空間信息,2006,(2):75-77.
[5]李景文,殷敏,靖娟利.GIS專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究[J].高教論壇,2008,(4):24-27.
[6]吳浩,袁艷斌,楊劍,張存保.具有行業(yè)特色的GIS卓越工程師實踐教學(xué)平臺探索研究—以武漢理工大學(xué)為例[J].時代教育(教育教學(xué)版),2012,(7):35-36.