張傳喜，劉耀林

（1.武漢大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)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(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)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(xué)應(yīng)充分利用優(yōu)勢學(xué)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(xué)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(xué)GIS專業(yè)是國家特色專業(yè)，是武漢大學(xué)較為獨特、成色較高的專業(yè)，具有品牌效應(yīng)[1]。經(jīng)過多年的建設(shè)，建立了以地理信息獲取、管理、更新、分析、處理、可視化和應(yīng)用等的專業(yè)建設(shè)主線，教學(xué)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(xué)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(xué)環(huán)境和條件，與國際一流大學(xué)有著良好的學(xué)生及教師持續(xù)培養(yǎng)和交流項目渠道。武漢大學(xué)GIS專業(yè)的建設(shè)已經(jīng)被國內(nèi)外同行作為中國地理信息技術(shù)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(shè)計

根據(jù)地理信息學(xué)科理工結(jié)合的特點和社會對GIS人才的需求，結(jié)合學(xué)科的理論和技術(shù)發(fā)展，GIS專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式和方案應(yīng)從人才的知識結(jié)構(gòu)、能力和素質(zhì)來設(shè)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(xué)的基礎(chǔ)理論，另一方面，要注重人才的地理信息系統(tǒng)技術(shù)技能[2]。學(xué)生應(yīng)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(shù)、地理信息管理與處理方法和技術(shù)、地理信息分析技術(shù)和方法、地理信息可視化技術(shù)與方法和地理信息應(yīng)用領(lǐng)域的知識；學(xué)生應(yīng)具備的能力為GIS的綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新設(shè)計能力和工程實踐能力，要培養(yǎng)學(xué)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(xué)習(xí)能力，獨立進行GIS設(shè)計和開發(fā)；GIS專業(yè)人才應(yīng)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(shè)計堅持將新的學(xué)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(shè)計中，堅持“夯實專業(yè)基礎(chǔ)、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(shè)目標(biāo)，構(gòu)建科學(xué)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(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合、校內(nèi)教學(xué)與校外實踐相結(jié)合、教學(xué)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(chǔ)、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(xué)體系協(xié)同創(chuàng)新建設(shè)

GIS專業(yè)是一門與工程實踐相結(jié)合的學(xué)科。建設(shè)理論教學(xué)與實踐教學(xué)的一體化實習(xí)體系是專業(yè)建設(shè)的重要目標(biāo)。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(xí)教學(xué)體系。實踐證明，參與的實驗教學(xué)協(xié)同創(chuàng)新建設(shè)取得了顯著效果，建成了GIS實驗教學(xué)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(xué)體系。GIS 學(xué)科是一門實踐性很強的高新技術(shù)學(xué)科，理論教學(xué)與實驗教學(xué)的共同發(fā)展是GIS 學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)的必經(jīng)途徑。在多年實踐的基礎(chǔ)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(dǎo)實驗與學(xué)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(xué)體系，取得了顯著的效果[3]。

2）建立了具有特色的實踐教學(xué)課程內(nèi)容體系。實踐教學(xué)的內(nèi)容始終圍繞著人才培養(yǎng)方案，并緊跟技術(shù)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(xué)的內(nèi)容體系，既有隨理論教學(xué)的課間實習(xí)、集中教學(xué)實習(xí)，又有畢業(yè)設(shè)計和大學(xué)生科研；既有驗證性實習(xí)，又有設(shè)計性、創(chuàng)新性實習(xí)；既有專項實習(xí)，又有綜合實習(xí)；既有基本能力訓(xùn)練，又有綜合技能提高。實踐教學(xué)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(yīng)用以及專業(yè)應(yīng)用軟件的開發(fā)等。我們建立的實踐教學(xué)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(xué)先進的實踐教學(xué)思想，面向中國的具體應(yīng)用特點，將GIS作為一種技術(shù)手段應(yīng)用到國土、規(guī)劃和工程建設(shè)等實際領(lǐng)域中，培養(yǎng)學(xué)生將行政手段、經(jīng)濟手段、法律手段與技術(shù)手段相結(jié)合的能力。同時確保理論教學(xué)、集中實踐教學(xué)、綜合實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計之間，有相對完整的知識結(jié)構(gòu)；確保各課程課間教學(xué)實踐、集中教學(xué)實踐之間內(nèi)容和技術(shù)方面的協(xié)調(diào)[4]。

3）支撐GIS專業(yè)的教學(xué)資源建設(shè)。地理信息系列課程的教學(xué)需要大量的計算機、圖形輸入輸出設(shè)備，有許多設(shè)備價格相當(dāng)昂貴。通過學(xué)科建設(shè)和科研項目，帶來了辦學(xué)條件的改善和教學(xué)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(luò)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(shè)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(xué)資源進行建設(shè)。①組建教學(xué)、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(xué)、實踐教學(xué)和科學(xué)研究、培養(yǎng)特色人才提供了基礎(chǔ)和基地。②為滿足教學(xué)和實踐的需要，加強了應(yīng)用軟件庫建設(shè),購置了GIS基礎(chǔ)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(xué)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(yīng)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(xué)基地，包括廬山地理野外實習(xí)基地、深圳土地信息系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用推廣實習(xí)基地、中國地圖出版社工程實踐教學(xué)基地和湖北省測繪局GIS實習(xí)基地等[6]。

3 教學(xué)與科研協(xié)同互動，促進人才的培養(yǎng)

在做好GIS教學(xué)的同時，教學(xué)人員還積極承擔(dān)和參與國家自然科學(xué)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(lǐng)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(quán)登記。這些科研成果逐步轉(zhuǎn)換到教材建設(shè)、案例教學(xué)、實踐教學(xué)等各個環(huán)節(jié)中，提高了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。鼓勵學(xué)生積極參與教師承擔(dān)的科研課題，使學(xué)生對課堂所學(xué)的理論知識有了更多的實踐機會，科研促進了學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)。本科生畢業(yè)設(shè)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(xué)生在老師指導(dǎo)下，利用本實驗室或?qū)嶒炛行牡膬x器設(shè)備完成課程設(shè)計或畢業(yè)論文。在這一過程中，學(xué)生初步了解了相關(guān)學(xué)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(xué)方式改變了課程學(xué)習(xí)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?，讓學(xué)生自行設(shè)計實驗方案，然后分組討論評價實驗結(jié)果，提高了學(xué)生獨立分析問題和解決問題的能力[7]。

鼓勵學(xué)生積極參加各種學(xué)術(shù)活動和科學(xué)研究，支持學(xué)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(xué)生科技活動，如舉辦大學(xué)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(xué)者、專家到校進行科技講座，為學(xué)生搭建自我創(chuàng)新、自我展示的平臺，使學(xué)生在良好的科技氛圍中更加關(guān)注對科技創(chuàng)新問題的解析。還要求學(xué)生結(jié)合教學(xué)內(nèi)容撰寫論文、讀書報告、文獻綜述。學(xué)校和學(xué)院還設(shè)立了大學(xué)生科研創(chuàng)新基金，對學(xué)生開展學(xué)術(shù)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(dǎo)。通過教學(xué)與科研互動，學(xué)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(xué)術(shù)論文，10多名學(xué)生獲得湖北省學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)會等國際一級學(xué)術(shù)組織中任職，這為學(xué)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(xué)的學(xué)術(shù)交流活動，團隊成員的教學(xué)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(shè)中，采取了雙語教學(xué)、全英文授課、本科2+2聯(lián)合培養(yǎng)課程，推進學(xué)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(xué)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(xué)基金資助、自費留學(xué)、接受留學(xué)生和海外實習(xí)生等多種形式，通過走出去、請進來，使教學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生、學(xué)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(xué)有其學(xué)科專業(yè)門類齊全、研究基礎(chǔ)雄厚、人才云集的獨特優(yōu)勢，在人才培養(yǎng)方面應(yīng)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(xué)改革試驗田。通過武漢大學(xué)GIS專業(yè)建設(shè)的探索，高校特色專業(yè)的建設(shè)要將協(xié)同創(chuàng)新理念注入到人才培養(yǎng)、科學(xué)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(lǐng)域。

[1]王保華，張婕.關(guān)于特色專業(yè)建設(shè)的幾個理論問題[J].中國大學(xué)教學(xué)，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(shè)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(shè)計課程多媒體情境教學(xué)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(yīng)用[M]. 武漢：武漢大學(xué)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(xué)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(xué)改革探討[J].地理空間信息，2008，6(1)：24-26