昝 梅，王雪梅

(新疆師范大學地理科學與旅游學院，新疆烏魯木齊，830054)

實踐教學是提高地理信息科學專業(yè)學生實踐能力、培養(yǎng)應用型人才的關鍵環(huán)節(jié)。地理信息科學是一門集地理學、計算機、遙感技術和地圖學于一體的綜合性交叉性的應用學科。地理信息科學專業(yè)技術更新和發(fā)展較快，應用性強，要求注重培養(yǎng)學生的實踐能力。[1-4]因此，必須改變地理信息科學專業(yè)實踐教學體系相對較弱、培養(yǎng)的本科生實踐能力不強的現(xiàn)狀，努力提高學生的實踐能力，為社會培養(yǎng)專業(yè)性強的人才。[5-6]此外，在建設創(chuàng)新型國家的時代背景下，如何根據(jù)地理信息科學專業(yè)的特點，提高本科生的實踐能力，進一步提升地理信息科學專業(yè)的教育水平，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，培養(yǎng)出適應社會需要的創(chuàng)新型專業(yè)人才是地理信息科學專業(yè)教育面臨和亟待解決的重要問題之一。

一、 目前地理信息科學專業(yè)實踐能力培養(yǎng)情況

(一) 研究現(xiàn)狀

隨著相關行業(yè)現(xiàn)代化水平的提高，人才市場對地理信息科學專業(yè)畢業(yè)生的需求量不斷增加，我國地理信息科學專業(yè)學生的培養(yǎng)也具有了一定規(guī)模。[7]地理信息科學專業(yè)實踐教學在整個教學過程中占有重要的地位，是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，在高校人才培養(yǎng)過程中具有不可替代的作用。[8-9]但目前地理信息科學專業(yè)實踐教學中還存在很多問題[7]，這些問題在很大程度上制約了地理信息科學專業(yè)本科教育質(zhì)量的提高。[1，10-12]

(二) 存在的問題

1.實踐體系不完善

目前，一些學校的地理信息科學專業(yè)課程實驗、專業(yè)見習和實習的目標設計不突出，層次不清晰，整體系統(tǒng)不完善。其實踐教學內(nèi)容存在重復，綜合性不強，實踐教學內(nèi)容和考核方式過于單一。其專業(yè)實習內(nèi)容簡單，實踐機會少。地理信息科學交叉性強，但一些學校的專業(yè)實習僅圍繞一門專業(yè)課程展開，實踐內(nèi)容單一，忽略了學科之間的聯(lián)系，無法讓學生對所學的專業(yè)內(nèi)容進行深入的理解和思考。部分校外實習單位的業(yè)務水平和實習崗位不穩(wěn)定，有時無法滿足學生專業(yè)實習的需求。仍有一些專業(yè)見習以看和聽為主，自己動手操作與實際工作結(jié)合得還不夠，學生很難有機會接受系統(tǒng)化的實踐能力培養(yǎng)，其綜合實踐能力沒有得到明顯提高。[13-16]

2.實驗教學的理論與實際結(jié)合不夠

目前，一些學校的地理信息科學專業(yè)的實驗課程依然采用教師先示范、學生跟著模仿的模式。這樣的教學模式造成了學生只會按照既定的步驟去重復操作，沒有深入地思考問題。遇到實際問題后，如果教師不提供現(xiàn)成數(shù)據(jù)、操作步驟和思路，學生還是不能通過獨立思考和操作來解決問題。很多學生在撰寫畢業(yè)論文時，不能運用所學專業(yè)知識解決實際問題的情況較為突出。這種教學模式會導致學生創(chuàng)新和動手能力下降，更無法實現(xiàn)創(chuàng)新培養(yǎng)目標。此外，一些教師在教學過程中沒有將理論知識更多地拓展到實際應用中。[16]目前的考試內(nèi)容還是以知識型為主，很容易出現(xiàn)學生高分低能的現(xiàn)象。

3.缺少高層次實踐平臺和基地

一些院校地理信息科學專業(yè)的實踐教學基地建設投入不夠，高層次創(chuàng)新型實習實訓基地更是缺乏，其多數(shù)實習過程也僅限于企業(yè)人員講解或?qū)W生自行參觀，學生沒有真正參與到企業(yè)的實際生產(chǎn)中，最終導致畢業(yè)生的實踐能力與社會要求之間存在很大差距。[2-4]總之，校企合作培養(yǎng)學模式還需要進一步探索和挖掘。

二、 地理信息科學專業(yè)實踐教學體系的優(yōu)化和完善

(一) 地理信息科學專業(yè)實踐教學目標的完善

目前，地理信息科學專業(yè)總體的實踐教學目標是加強學科基礎、拓寬專業(yè)口徑、強化能力培養(yǎng)、增強適應性，以遙感與地理信息科學為主線，以自然地理、人文地理為支撐，培養(yǎng)具有強烈社會責任感、扎實掌握專業(yè)知識、富有創(chuàng)新精神和較強實踐能力的高素質(zhì)人才。考慮到學生畢業(yè)去向，學校需要對學生實踐教學目標進一步細化和完善。針對畢業(yè)后進入對口的企事業(yè)單位和公司的學生的培養(yǎng)目標是“具有地理空間數(shù)據(jù)處理、分析及應用等方面的專業(yè)技能，具有3S技術等方面的綜合實踐能力，具有地理信息系統(tǒng)軟件設計開發(fā)的初步能力，了解地理信息科學專業(yè)領域的技術標準以及相關行業(yè)的法律法規(guī)”。針對畢業(yè)后從事中學教學工作的學生的培養(yǎng)目標是“具有比較系統(tǒng)的地理科學、地圖學、遙感科學、測繪學、計算機科學等方面的基本理論和基本知識，能夠應用所學的3S技術輔助中學地理教學”。針對畢業(yè)后繼續(xù)深造的學生的培養(yǎng)目標是“扎實掌握3S技術，了解本專業(yè)的前沿發(fā)展趨勢，具有較強的自主學習能力，能及時更新知識，不斷學習，具有綜合應用各種手段查找資料、獲取信息的能力，具有團隊合作精神和較強的溝通能力”。學生根據(jù)自己的情況盡早確定畢業(yè)后的發(fā)展方向，高校就可以根據(jù)培養(yǎng)目標對學生進行有針對性的培養(yǎng)和教學，讓學生根據(jù)相應的實踐要求更有目標地自主學習。

(二) 地理信息科學專業(yè)實踐教學內(nèi)容的完善

結(jié)合思政融入課堂的要求，首先要在實踐教學環(huán)節(jié)講授實踐理論內(nèi)容的時候注重培養(yǎng)學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，培養(yǎng)其強烈的愛國主義情感和團隊合作能力。實踐教學內(nèi)容完善后需具有一定的系統(tǒng)性、層次性和探究性(表1)。

表1 地理信息專業(yè)實踐內(nèi)容的完善

實踐教學內(nèi)容的系統(tǒng)性可以分為理論學習、應用學習、“發(fā)現(xiàn)+指導”學習和“發(fā)現(xiàn)+自主”學習。理論學習主要圍繞地學和3S技術的基礎內(nèi)容、簡單實驗和實踐活動來開展；應用學習主要圍繞GIS、RS軟件應用，GIS軟件開發(fā)，WebGIS和RS云平臺實踐的專項實驗來開展；“發(fā)現(xiàn)+指導”學習主要圍繞野外實習、專業(yè)綜合實驗和專業(yè)實習來開展；“發(fā)現(xiàn)+自主”學習以大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、專業(yè)競賽和畢業(yè)設計為核心。

實踐教學內(nèi)容的層次性可以分為基礎性、綜合性和創(chuàng)新性。基礎性以地理信息科學專業(yè)課程的基本理論和簡單實驗為主，要求學生掌握數(shù)學、計算機科學等方面的基本知識，了解自然地理、人文地理和城鄉(xiāng)規(guī)劃等相關專業(yè)的基本理論和基本技能，掌握測量與地圖學的基本原理、基本知識和基本技能，學會制圖。綜合性則要求學生在GIS綜合性實驗、野外和專業(yè)性實習過程中掌握遙感圖像處理及信息提取技術、掌握GIS的空間分析方法、掌握至少一種開發(fā)語言、掌握GIS的數(shù)據(jù)庫技術和開發(fā)技術，充分利用本專業(yè)所學知識解決綜合性較強的問題。創(chuàng)新性實踐主要集中在野外、專業(yè)性綜合實習、大創(chuàng)項目、專業(yè)競賽和畢業(yè)設計過程中，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，達到以賽促學的目的。創(chuàng)新型實踐能力還要注重學生利用電子資源進行文獻檢索和科技論文寫作能力的培養(yǎng)，要求學生具備較強的自主創(chuàng)新學習的能力、獨立獲取知識和信息的能力、參與學術交流和具有一定科學研究的能力。

以上教學實踐內(nèi)容的完善充分考慮了社會對不同層次地理信息科學專業(yè)本科人才的需求，改變了以往單一的教學實踐內(nèi)容和培養(yǎng)模式。

(三)地理信息科學專業(yè)實踐能力培養(yǎng)方案的優(yōu)化設計

1.專業(yè)基礎和核心課程實驗教學的優(yōu)化

通過多次教學方案的修訂和完善，最新版人才培養(yǎng)方案中地理信息科學專業(yè)基礎課程包括空間數(shù)據(jù)庫、地圖與測量學、GPS原理與應用、遙感概論、地理信息系統(tǒng)、計量地理學、自然地理學、人文地理學，專業(yè)核心課程包括C語言程序設計、GIS應用開發(fā)、GIS空間分析、遙感地學分析、遙感數(shù)字圖像處理、網(wǎng)絡地理信息系統(tǒng)、生態(tài)學等。

要想完成以上專業(yè)課程理論內(nèi)容的學習，就要開展實驗訓練并撰寫實驗報告，包含測量學、遙感數(shù)字圖像處理、地理信息系統(tǒng)原理、空間數(shù)據(jù)庫、GIS空間分析、組件式GIS開發(fā)、網(wǎng)絡GIS開發(fā)等課程中的相應課程實驗。各課程實驗又分為驗證性實驗、綜合性實驗和設計性實驗。實驗教學環(huán)節(jié)可以讓學生將理論課程的知識轉(zhuǎn)化為解決實際問題的能力。通過優(yōu)化去除地理信息科學專業(yè)核心課程中簡單重復性的實驗，增加綜合性實驗的數(shù)量，從而達到優(yōu)化實驗教學的目標。

課程實驗的教學方式也需要優(yōu)化設計，以往的實驗課程大部分是教師先演示一遍操作步驟，再讓學生做一遍，通過對多年教學效果的分析發(fā)現(xiàn)，這種方式很容易導致學生在教師演示實驗的過程中，將主要精力放在用手機錄制演示過程，而不去思考實驗的原理和方法上，即使換個類似的題目，學生也很難獨立完成。因此，部分實驗課可以采用翻轉(zhuǎn)教學的授課方式，教師重點講解實驗原理和方法，可把實驗步驟做成詳細的課件或者實驗材料發(fā)給學生，讓學生自己探索、掌握實驗的實現(xiàn)過程，給學生留足思考的學習機會。這樣的方式比之前教師完全講解效果好，也提高了實驗課的效率。此外，應通過優(yōu)化，加大部分實踐課程的考核中過程性成績(如實驗報告、討論匯報、課后作業(yè)等)的占比，期末考試也可以用更多實踐性強的成果或作品來代替，從而真正實現(xiàn)對學生實踐能力的客觀評價。

2.見習實踐的優(yōu)化

大一學年結(jié)束后，專業(yè)教師會帶領學生去相關單位、公司、野外實驗基地、重點實驗室、地質(zhì)博物館、自然博物館等參觀和學習。此外，還要進行為期一周的野外測量綜合實習，在野外實地開展地形測量，在室內(nèi)進行內(nèi)業(yè)處理和地形圖的繪制。之后，學生要按照見習內(nèi)容撰寫見習報告。這種見習的缺點是學生見習報告的內(nèi)容差別不大，敘述多、思考少。見習實踐要進行優(yōu)化，提前分組選題，或者自定主題進行重點參觀和實地調(diào)研。見習報告中，每組需要有自己的主題和結(jié)論?？梢酝ㄟ^撰寫見習報告強化學生主動思考和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

3.課程實習的優(yōu)化

大二學年結(jié)束后，專業(yè)教師會帶領學生開展野外綜合自然地理實習，即地形、地貌、植被、水文和土壤的實地識別和特征分析。野外實習過程充分利用3S技術對地理要素進行采集和觀察，室內(nèi)則利用GIS和RS軟件進行制圖和分析。通過優(yōu)化實習模式強化典型實習基地的建設，扎實開展借助3S技術的綜合自然地理實習，不僅可以避免實習路線太長，時間都花在路上而在實習站點停留時間不足的“蜻蜓點水式”的實習問題，還可以解決實習內(nèi)容重復的問題。建立實習基地，學生就可以把更多時間用于實地觀測和發(fā)現(xiàn)，通過實地觀測數(shù)據(jù)分析地理規(guī)律和特征。

4.社會實踐的優(yōu)化

大三學年結(jié)束后，專業(yè)教師會帶領學生到國內(nèi)高水平的高校、科研所、公司和國家級重點實驗室參觀、訪學、聽報告；然后學生將自主尋找或者依靠學院分派到相關單位實踐工作一學期。觀摩、學習、討論和到相關單位進行工作可以提高學生利用專業(yè)知識解決問題的實踐能力。通過建立學校之間的合作關系，充分利用不同學校之間的實驗室資源為學生創(chuàng)造更多動手實驗和參與到具體研究中的機會。優(yōu)化和完善校企合作實踐基地和培養(yǎng)模式，能避免學生到實習單位從事過多和本專業(yè)無關的工作的情況出現(xiàn)，使學生盡快投入相關的有實質(zhì)性的工作中。優(yōu)化后的實習與實踐模式能保證學生上交一份有質(zhì)量的實習報告。

5.科研訓練和畢業(yè)論文指導的優(yōu)化

大學三年級至四年級，由導師指導學生進行畢業(yè)論文的選題、開題、撰寫和答辯等工作。畢業(yè)論文的撰寫是檢驗和提高學生獨立完成科研工作能力的方式之一，完成畢業(yè)論文的過程很好地鍛煉了學生運用地理信息科學專業(yè)知識處理和分析數(shù)據(jù)的能力，此外還提高了學生查資料和撰寫科學論文的能力。學校要讓學生盡可能地針對專業(yè)熱點問題從不同角度選定論文的主題，或者圍繞自己實習過程中發(fā)現(xiàn)的問題展開研究，論文主題也可以來自課題和大創(chuàng)項目，應盡量避免選題重復、老套、沒有新意。此外，畢業(yè)設計可以代替畢業(yè)論文，保證畢業(yè)條件多樣化以適應培養(yǎng)目標的多層次性。

6.導師制培養(yǎng)模式的優(yōu)化

大四學年應鼓勵學生選擇本科導師，并在導師的指導下完成相應的科研任務。做項目的過程也是運用專業(yè)知識解決實際問題的過程。優(yōu)化后的導師管理模式要求學生每年都要制訂年度學習和實踐計劃，并在導師的監(jiān)督下完成，學生需要撰寫年度總結(jié)(從思想政治、專業(yè)課學習、參與課題等多個方面)，導師要對計劃的完成度給予打分和評價。該評價結(jié)果納入學生實踐考核成績。通過導師管理模式，引導、督促學生學會學習并主動學習。

7.鼓勵學生參加各種項目和大賽

地理信息科學專業(yè)的學生可以參加大學生創(chuàng)新項目、挑戰(zhàn)杯大賽、暑期實踐項目、“互聯(lián)網(wǎng)+”項目、全國大學生GIS應用技能大賽、SuperMap杯高校GIS大賽、中國高校GIS技能大賽、中國大學生GIS軟件開發(fā)大賽等，實現(xiàn)以賽促學，以賽提高專業(yè)實踐能力的目標。參加大賽可以獲得實踐學分，而為了鼓勵學生多參加各種比賽，學校還可以設立專項獎學金，也可以將參賽成績作為加分項助力學生獲得推免攻讀研究生資格，或者優(yōu)先推薦工作單位?？傊瑧ㄟ^各種激勵方式讓更多學生參與到專業(yè)項目和專業(yè)比賽中，達到實踐培養(yǎng)的目標。

提高地理信息科學專業(yè)學生實踐能力的教學模式隨著學科的發(fā)展和社會需求的變化也要不斷改進和完善，以上地理信息專業(yè)實踐教學體系的優(yōu)化方案如圖1所示。

圖1 地理信息科學專業(yè)實踐教學體系優(yōu)化方案

三、 結(jié)語

本文重點從地理信息實踐人才的培養(yǎng)目標、培養(yǎng)內(nèi)容和具體實施方案方面進行了論述，具體針對學生培養(yǎng)思路、實踐教學內(nèi)容和教師講授方法、學生學習方法及鼓勵機制等方面都進行了詳細的設計和優(yōu)化。實踐教學是實現(xiàn)素質(zhì)教育和培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要教學環(huán)節(jié)。地理信息科學實踐教學體系的研究是一個長期探索的過程，以上所提出的地理信息科學專業(yè)實踐教學體系優(yōu)化的方案和思路需要結(jié)合地理信息科學專業(yè)特點、社會需求和其他具體情況不斷調(diào)整和完善，只有這樣才能培養(yǎng)出符合國家本科人才培養(yǎng)目標和社會需要的地理信息科學專門人才。