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地理信息系统专业人才培养模式研究与探索

时间:2013-4-10 10:26:20 点击:

  核心提示:[摘要]本文结合中国石油大学地理信息系统专业的现状和发展,通过对课程体系结构的设置、教学计划与教学内容的优化、实践教学新体系的构建以及综合素质培养模式等模块的研究,探索具有“石油特色”的地理信息系统专业本科生培养方案,提高专业人才培养质量。 [关键词]地理信息系统;课程体系;实践教学体系;综合素质...

“数字地球”、“数字中国”、“数字省区”、“数字油田”、“数字城市”建设,为我国测绘和地理信息产业提供了新的机遇和更加广阔的发展前景,同时也对承担测绘和地理信息系统专业人才教育的高等院校提出了新的挑战和要求。地理信息系统是一个较年轻的专业,近几年GIS专业教育和人才培养得到了长足的发展。在数字地球大背景下,如何培养适应现代社会和科技发展要求的创新人才和复合型人才,是目前很多高校关注的焦点。中国石油大学(华东)于20055月成立课题组对上述问题进行了深入地研究和探索。

在“数字地球”背景下,以创新教育为主旨,课题组进行了大量的调研、走访和资料收集,对比分析了国内知名院校如北京大学、武汉大学、南京大学、河海大学等地理信息系统专业培养计划,对中国石油大学(华东)地理信息系统专业的人才培养模式进行了研究。通过对课程体系结构的设置、教学计划与教学内容的优化、实践教学新体系的构建以及综合素质培养模式等四大模块的研究,在广泛调研和调查的基础上,积极探索具有“石油特色”的地理信息系统专业本科生培养方案。

一、课程体系结构的设置

在人才培养和教学过程中,学生知识和能力结构的形成主要由一系列相关课程体系来保证,因此课程体系结构的设置是专业人才培养方案中的一个重点和难点。对于数字地球背景下的地理信息系统专业教育,不仅要强调基础信息获取和初级加工,更应强调数据信息的利用和深加工、表达和传播,通过交互处理和应用学科知识交叉,最大限度地发挥信息的功能。[1][2]

课题组经过周密细致的调研,对比分析北京大学、武汉大学等“211工程”院校地理信息系统专业建设,结合我校的行业特点及地域优势,适当考虑学校的师资力量、毕业生去向等因素,对我校现行地理信息系统专业的课程体系进行了大胆改革和创新,制定出了一套符合现代高等教育要求,体现素质教育和创新教育思想的专业课程体系。

(一)专业定位。在加强基础教育、淡化专业(大专业,小方向)、拓宽口径的原则下,将专业课程设置的主线定位于应用型人才培养。

(二)依托测绘学科,加强测绘基础教育。随着“3S”等测绘科学技术在生产实践中的普遍应用,形势要求我们必须跟上时代步伐,设置相关课程,如:数字测图原理与方法、卫星定位原理及应用、地理信息系统、遥感原理及应用、数字摄影测量、地理信息系统平台、地理信息系统设计与开发等。

(三)加强计算机基础教育,强调实践和动手能力的培养。地理信息系统作为测绘学、计算机科学、地理学等多学科的交叉学科,理应加强计算机应用技能的训练。可以说,计算机技术是引领地理信息系统及地图制图等发展的关键。贯彻计算机技术“四年不断线”的原则,设置的计算机课程主要有:程序设计语言(C)、数据结构、面向对象程序设计、数据库技术与应用、高级程序设计、软件工程、计算机网络、JAVA语言开发等。

(四)突出石油特色。借助我校石油行业优势,与石油学科紧密结合,设置地球科学概论、地质灾害及地质环境、石油地质概论、数字油田概论等课程,使学生将来能更好地胜任油田建设及相关专业工作,突出我校地理信息系统专业的“石油特色”。

中国石油大学(华东)地理信息系统专业的主要专业课程设置如表1所示。

1 地理信息系统专业主要专业课程设置

学年

学期

课程名称

第一学年

1

地理信息系统导论

地球科学概论

2

程序设计语言(C)

数字测图原理与方法

地质灾害及地质环境(限)

第二学年

3

线性代数

概率论与数理统计

数据结构

计算方法(限)

4

面向对象程序设计

数据库技术与应用

现代地理学

大地测量学基础

计量地理学(限)

第三学年

5

高级程序设计

数字图像处理

摄影测量学

地理信息系统原理

软件工程(限)

计算机网络(限)

土地与房产管理(限)

6

地图学

地理信息系统平台

地理信息系统设计与开发

卫星定位原理及应用

遥感原理及应用

JAVA语言开发(限)

计算机地图制图(限)

ERP原理与实施(限)

第四学年

7

学科前沿知识专题讲座

专业外语

数字地球概论

电子地图原理与应用(限)

网络地理信息系统(限)

环境学概论(限)

石油地质概论(限)

8

学科前沿知识专题讲座

毕业设计

数字油田概论(限)

二、教学计划与教学内容的优化

为了适应社会对不同层次人才的需求,现代高等教育对本科专业的基本要求是“宽口径为主,专业覆盖面广”。这就要求在专业课程教学内容上不宜过深、过专。内容宽到什么程度?深到什么程度?这都需要对教学计划、教学内容进行细致而深入的优化。

首先,课题组在调整和修订地理信息系统专业培养计划时,对课程计划学时进行了整体优化,并对部分课程计划学时进行适当压缩或增加。压缩或增加课程计划学时不是简单地把各门课程的课时减少或增加,而是通过压缩或增加课程计划学时,要求广大教师根据社会对专业人才培养的要求,积极参与培养方案和教学改革方案的修订,认真切实地制定各课程的教学大纲和具体教学内容,采取新的教学模式,删除培养方案中陈旧、过时的课程内容,同时结合现代测绘和地理信息产业发展的需要,增加新内容、新知识,以反映测绘和地理信息系统技术的最新成果,使学生学到先进的科学知识和技能。

同时课题组对地理信息系统专业教学内容进行了重新组织和优化,在主要讲授基本原理、方法的基础上,给学生留出更多时间进行自学和课外活动,对课程内容进行了基础化和综合化的重组与精选,使其有了一个全新的面貌。比如“测量学”这门课程,是地理信息系统专业的专业基础课程。从当前测绘和地理信息技术的现代发展出发,课题组成员正在探讨和进行这门课程的教学内容和教学方法的改革。“数字测图原理与方法就是在这种背景下提出来的。

三、实践教学新体系的构建

地理信息系统是实践性非常强的专业,实践教学环节在培养学生动手能力和创新意识上具有非常重要的作用。为了使实践教学的改革适应培养复合型人才的需要,必须突破传统的实践教学模式,结合学科特点及实验教学自身规律,根据地理信息系统专业的培养目标,以能力培养为主线,构建与理论教学相辅相成的实践教学新体系,使实践教学具有验证、综合、创新三大功能。[3][4][5]

课题组本着继承与创新、循序渐进与适度跳跃的原则,参照国内外相关专业办学模式,对地理信息系统专业实践教学计划进行了整合和优化。整合和优化后的实践教学计划,保留了必要的基础性课堂实验,以巩固和加深学生对课堂教学的理解;同时设置和加强了综合性实习实践教学环节,并对每一个实践教学环节的教学学时和内容进一步规范,制定和修订了实验和实习教学大纲,删除实践教学内容中陈旧、过时、与培养目标无关的实验项目,增加与工程结合的综合性、设计性实验项目,从而使整合后的实践教学体系成为相对独立完整的体系。同时,课题组对实践教学方法、实践教学环境和条件的改善、实践教学质量管理等方面也做了相应的研究。

中国石油大学(华东)地理信息系统专业实践教学新体系包括:

(一)专业课程实验学时48,上机学时114,涉及数字测图原理与方法、数据结构、大地测量学基础、自然地理学、面向对象程序设计、数据库技术与应用、数字图像处理、地理信息系统原理、地图学、地理信息系统平台、地理信息系统设计与开发、卫星定位原理及应用、摄影测量学、遥感原理及应用等专业课程。

(二)教学实习17周,有地形测量实习、现代地理实习、Oracle应用与实践、卫星定位实习、摄影测量实习、遥感技术实习、地理信息系统设计实践。

(三)毕业设计12周。

实践教学新体系将创新意识和实验能力的培养贯穿于实践教学的全过程。当然,该体系还需要在地理信息系统专业实践教学中运用,在实践中不断地补充和完善。

四、综合素质培养模式研究

高等教育界在人才培养目标上已达成共识:培养知识、能力、素质三方面有机融合,基础扎实、知识面宽、能力强、素质高、具有创新精神和实践能力的高级专门人才。[6][7]具体到地理信息系统专业,在“数字地球”大的背景下,大学生要具备哪些素质和能力,才能适应社会的需要?才能适应现代科技发展的需要?采取哪些措施,才能作到知识、能力、素质三方面的有机融合?

课题组对此展开了研究,提出了综合素质和创新能力培养的具体措施,以及综合素质和创新能力培养应注意的问题。

1)积极营造浓厚的学术氛围。人的创造性潜能转化为现实的创造能力不是自然形成的,而是有条件的。就学校教育层面而言,浓厚的学术氛围的熏陶,对学生的创新意识、创新能力的提高和发展起着十分重要的作用。浓厚的学术氛围的作用,一方面能使学生接受更多、更新的科技信息,另一方面也能更好地激发学生对科学的兴趣,培养学生参与科学研究的意识、科学事业心和科学探索精神。

2)教育学生先做人、后成才,加强职业道德教育。

3)增加第二课堂。生动活泼的第二课堂,既可以拓宽学生的知识面,又可以培养学生的各种能力,有利于学生创造性思维的培养。

4)改革考试方法,增设课程论文。传统的考试方法,大部分要求学生对课本内容死记硬背,常造成高分低能现象。有些课程可以尝试让学生提交一篇课程论文,鼓励学生通过广泛搜集相关资料,大胆提出自己的见解。

5)广泛开展大学生科研活动。在教师的指导下,学生有机会涉猎大量交叉学科的知识,不仅培养了学生的科研能力,而且扩大了学生的知识面。

6)重视毕业设计,适当增加毕业设计时间。大学生搞科研毕竟不能人人参加,而毕业设计必须人人参加。因此,加强毕业设计是培养具有创造性人才的必要环节。

五、结束语

中国石油大学(华东)地理信息系统专业新的本科生培养计划,已从我校地理信息系统专业2006级本科生开始执行,得到了全体师生的一致认可,并将继续在实践中不断完善和发展。概括起来,中国石油大学(华东)地理信息系统专业本科生培养方案主要有如下特点:

1)注重和三大学科(测绘科学与技术、计算机技术、地理学)的交叉。以测绘科学与技术作为地理信息系统专业的支撑学科,加强学生计算机技术基础知识和实践动手能力的培养,加强“3S技术及其集成技术”的教学,紧跟学科发展的前沿。

2)紧密结合“数字油田”建设、地质灾害预警信息系统等重大工程,突出“石油特色”。

[参考文献]

[1] 盛业华, 杜培军. 地理信息系统专业的课程体系与专业建设[J]. 煤炭高等教育, 2002(2)59-61.

[2] 马千程,闾国年. 国内外地理类高校地理信息系统专业课程设置及比较[J]. 地图. 1997(3)27-30.

[3] 盛业华,郭达志等. “地理信息系统课程教育的实践与思考[J]. 测绘通报,2000(6):40-42.

[4] 袁峰,周涛发,岳书仓. 关于地理信息系统教育的思考[J]. 合肥工业大学学报(社会科学版).2002(1)30-33.

[5] 钱乐祥, 秦奋, 许叔明等. 地理信息系统专业教育的实践与思考[J]. 测绘科学, 2001(1)54-58.

[6] 龚健雅. 当代地理信息系统的发展趋势[J]. 东北测绘,2002(22)10-14.

[7] 陈军,杜道生. 试论地理信息产业的发展方向及行动决策[J]. 测绘通报. 1994(6)13-29.

作者简介:

彭秀英,女,19742月出生,硕士,讲师,中国石油大学(华东)地球资源与信息学院测绘与地理信息工程系,主要从事地理信息系统专业教学与研究工作。

联系电话:彭秀英 15853276592

          万剑华 15064875739

          范士杰 15853276325

作者:彭秀英 万剑华 范士杰 来源:(中国石油大学(华东) 地球资源与信息学院,山东 青岛 266555)
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