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GIS专业应用开发型人才培养探讨

时间:2013-4-10 10:43:41 点击:

  核心提示:摘要:地理信息系统的理论和技术方法已经渗透到自然科学和社会科学的各个领域,社会对地理信息系统专业人才的需求很大,尤其是对GIS应用开发人员的需求越来越大。结合作者在GIS教学中的探索与实践,就应用开发型人才应具备的素质特征,课程体系建设、实践教学、考核方法等方面作了一番探讨。 关键词:GIS;应用...
1 引言
地理信息系统(Geographic Information System,GIS)是以采集、贮存、管理、分析和描述整个或部分地球表面与空间和地理分布有关数据的空间信息系统,是由计算机硬件、软件、空间数据和用户四部分构成[1]。众所周知,在人们日常接受或传递的信息中,80%以上都与地理空间信息有关,所以地理信息的市场是非常巨大的。虽然地理信息市场的需求是多方面的,但跟据《GIS开发者》第六期的《中国GIS人才生存状况调查报告》一文,“在众多GIS单位中,其主营业务大多是工程开发或软件研发及其销售,单位对人才需求最多的是开发人员”。曾有人在GISChina论坛上对GIS专业学生作了两项调查,分别是“毕业前理想的GIS工作”和“毕业后的第一份工作”,旨在依此分析GIS应届毕业生的就业状况及如今GIS专业的需求情况。其调查结果是:第一项调查“毕业前理想的GIS工作”168人参与投票,其中58%的人选择“GIS程序员”,8.9%的选择“GIS市场、销售”,20.2%的人选择“GIS相关行业”,有9.5%的人选择“早就想离开GIS了”。第二项调查“毕业后的第一份工作”,有149人参与投票,其中48.3%的人选择“GIS程序员”。5.4%的选择“GIS市场、销售”,33.6%的人选择“GIS相关行业”,有12.8%的人选择“与GIS一点关系都没有”[2]。虽然参加投票人数较少,造成结果可能会有一定的偏差。分析以上数据可知,GIS专业的学生想成为“GIS程序员” 的占了绝大多数,从毕业后的就业来看,从事的工作是“GIS程序员” 的就业人员也是最多的。因此,为了培养适应市场需要的应用开发型人才,本文结合作者在GIS教学中的探索与实践,从课程设置、实践教学、教学内容、考试方式等方面进行分析,讨论在高校如何开展应用开发型GIS人才培养的合理途径,与各位同仁共勉。
2 GIS应用开发型人才培养目标
GIS具体表现为一个计算机软件系统,它的开发与一般信息系统相比,既有普遍性的共同点,又不乏自身的特殊性,特殊性主要表现在数据的大容量和复杂性方面。从事GIS软件开发的人员除了应掌握一般性的地图学、测绘科学及计算机科学基础知识等以外,还要熟悉二维及三维计算机图形学、数字图像处理、多媒体技术、关系数据库技术、组件开发模型、软件工程、GIS工具软件、WebGIS等知识,具有深厚的计算机领域的专业背景,熟练掌握一种或多种开发工具,能开发针对不同目标的应用系统。例如请看一则从众多的招聘中摘录出来的招聘启事:
职位:GIS开发工程师
要求:熟练掌握C#/C++使用;精通或熟悉ArcGIS、SuperMap、MapInfo等GIS平台工具;熟悉常用数据库系统,如SQL Server、Oracle等;具有良好的沟通能力及理解、分析和学习能力,具有高度的责任心和团队精神。
招聘中可以看出,公司对GIS开发人员的要求,绝不仅仅停留在纸上谈兵,而是要求具有实际的应用开发能力,并且能够掌握最先进的开发平台和技术。
由此,GIS应用开发型人才培养目标就是培养德、智、体全面发展,系统、全面掌握地理信息系统和地图学、测绘学等方面的基本知识、基本理论和基本技能,具备应用、开发地理信息系统工程项目能力,具有严谨的科学作风、创新精神和实践能力的地理信息系统高级人才。
3 应用开发型人才应具备的素质特征
GIS是理论性、技术性和实践性很强的学科,GIS应用开发型人才不但要有深厚的理论基础,而且还要有过硬的技术能力。创新思维能力、实际操作能力及应用能力是GIS应用开发型人才的重要素质特征,它包括综合运用专业知识解决实际问题的能力,计算机操作和使用,应用通用程序语言进行GIS应用模块的开发,根据基础GIS平台进行应用系统的二次开发,基于COMGIS的应用开发,基本的数据分析和地学建模的能力等[3]。
1.应用开发型人才应具有较为宽泛的背景知识
地理信息系统是多种学科交叉与集成的学科,它综合应用计算机技术、信息学、管理学、地理科学、环境科学、测绘与遥感科学等多学科的理论和方法,形成自己的专业体系。因此,作为一个合格的地理信息系统专业应用开发型人才,必须具备较为宽泛的背景知识,牢固掌握本专业的理论与技术基础。从事GIS系统开发、二次开发工作不仅仅是要掌握计算机编码语言这么简单,还要具备相关应用领域的基本知识以及具体应用部门的具体情况,这样才能设计出更为人性化的软件系统。
2.应用开发型人才应具有较强的动手能力
动手能力的培养对应用开发型人才来说最为重要。地理信息系统专业应用开发型人才的动手能力应该体现在空间数据处理、分析以及地理信息系统软件开发、维护等方面。除应加强正常的课间实习、课程实习和课程设计外,还应加强GIS工程方面的实习。结合工程实践,依据GIS工程化思想和GIS工程技术理论和方法,完成一个小型GIS实用系统的建设[4]。
3.应用开发型人才应具有良好的编程能力
这是软件开发的根本,对本科学生而言,精通一门编程语言是非常重要的,具体语言比如Java和C#都是不错的选择,当然它们两者各有优点,可以根据自己的兴趣选择,这两者都非常适合进行GIS的二次开发,如果要进行底层开发,可以选择C++这样的语言。
4.应用开发型人才具有一定的创新能力
在人的创新素质中,创新精神是一个敢于创新的问题,而善于创新或是否能够创新则取决于人的思维、及思维指导下的创新技法。其中创新思维是起决定作用的核心要素,它决定人创新水平的高低、成就的大小、乃至品行的优劣。因而中科院院士、全国高校人文教育倡导者杨叔子教授认为,学生上大学就是要做三件事:一是学会如何做人;二是学会如何思维;三是学会掌握必要的知识及运用知识的能力。而这才只是一个开始,一个人在学校接受教育的时间只占一生的四分之一左右,因此,在前三件事情基础上发展起来的第四件事——科研创新,则是学生进入社会自我提升,不断发展,增强自我适应能力的本质要求。GIS专业由于其与现实应用结合的紧密性,要求从事GIS系统开发、二次开发工作以及GIS项目的组织管理的GIS人才,必须具备一定的科研创新能力。
5.应用开发型人才具有一定的地理建模能力
当前,GIS的行业应用已经越来越普及,软件开发的目的是解决实际的行业问题,而只有将行业问题首先转化为数学问题,建立模型,才可能编程解决该问题,所以地理建模能力的培养是非常重要的,特别是如何将GIS技术和一些行业的已经存在的模型结合起来,利用GIS技术的技术特点优化传统的行业模型,从而体现GIS技术的优越性。
4 应用开发型人才培养途径
地理信息系统专业应用开发型人才的课程体系应以“基础适度,专业拓宽,加强计算机能力培养,提供足够实践机会”为原则,紧跟信息技术的发展步伐,采用现代化教学手段和现代化实践教学方式[5]。应用开发型人才培养模式的基本特点应该体现在:其一,因材施教,鼓励个性发展;其二,掌握好理论课的深度和广度,做到基础扎实,知识面宽;其三是注重培养工程意识和实践能力,强调在工程环境中培养应用开发型人才。
4.1 根据培养目标进行课程体系设置
应用开发型人员必须具有深厚的计算机领域的专业背景,熟练掌握一种或多种开发工具,能开发针对不同目标的应用系统,因此课程的设置要体现“宽口径,多层次,重能力”的原则,采用“专业必修课+专业任选课”的结构形式,达到培养目标的要求。课程应以专业应用课程为主体,重点开设程序设计语言、数据结构、数据库、GIS软件工程、地理信息系统设计与开发、应用软件设计、二次开发等主干课程[6]。
课程体系分必修课与选修课两类课程。其中必修课包括:公共必修课、专业必修课。
(1)公共必修课:作为通识教育基础,对学生统一要求。主要包括思想道德素质、身体与心理素质、基础知识与能力类课程。除两课外,外语、高等数学、线性代数、概率与数理统计、大学物理是这一平台课程的核心课程。
(2)专业必修课:包括学科基础课、学科主干课。其核心课程有:计算机辅助设计、面向对象程序设计、数据结构、数据库原理、计算机图形学、Visual C#程序设计、GIS基础、空间数据库、GIS软件应用、GIS高级教程、GIS应用开发、GIS软件工程等课程。
任意选修课包括专业选修课和公共选修课。专业选修课程主要有:CAD二次开发技术、软件设计模式、专题GIS、计算方法、地理建模原理与方法、数字地面模型及应用、GIS空间分析原理与方法、城市规划概论等课程。
4.2 加强实践教学,注重动手能力培养
实践教学是深化理论课程知识,培养学生应用能力的有效途径。GIS是一门偏重于技术与实践的学科,GIS教学要加强实践,上好理论课的同时,安排学生上机实践,让学生动手、动脑,在实践中理解和体会相关知识,提高学生的实际动手能力、培养学生的创新思维。在GIS教学中加强学生动手能力的培养,是GIS课程的基本要求。
实践教学环节主要包括:CAD应用设计、数据结构程序设计、Visual C#程序设计、计算机图形学程序设计、GIS软件应用设计、空间数据库设计、GIS应用开发、毕业实习、毕业设计等。
培养适应市场需要的应用开发型人才,在学校虽可以进行大量的实习、操作和训练。但没有真正做到在工作岗位上运用所学的知识、熟悉所从事的工作环境。因此,有必要让GIS专业学生和社会有关部门,特别是需要GIS应用开发型人才的部门、企业建立实验基地,让学生有足够的时间了解、熟悉将来他们工作的环境。同时,建立实习基地还可以沟通学校和用人单位的联系,使学校了解市场动向,及时调整教学内容,以适应市场的需要。
4.3 开放实验室,提供学习环境
 开放实验室,提供免费的上机学习条件,能够充分调动学生学习的积极性。实验室不仅能提供学习所需的专业软件,而且还有专门的老师对实验室进行管理,随时解决学生学习过程中遇到的各种问题,创造了良好的学习环境。
4.4 加强产学研一体化,注重创新能力培养
科研与教学相结合,以科研促教学,以教学带科研。教学和科研是高校工作的两大重点,把教学和科研有机地结合起来,是提高教学质量、培养高素质人才的有效途径之一。为此在大学本科教育中可以考虑建立导师制,学生在导师的正确指导下充分发挥自主学习的积极性、优越性,锻炼其查找资料、发现问题、分析问题、解决问题的能力。
在GIS教学中,给学生一个“GIS小课题”,或鼓励学生参加各种GIS大赛,如“超图杯”全国高校GIS应用开发大赛等,让学生协作,共同探索、发展、学习,学生可利用因特网等各种途径查询数据资料,建立数据库,利用GIS软件进行设计、开发。这种以学生为中心的教学模式有利于培养学生分析问题、解决问题的能力,培养学生在GIS环境下获取信息、交流信息、处理信息的能力及软件开发能力,培养学生的创新意识和自主学习的能力。同时,GIS的知识的学习和操作技能的训练自然而然地渗透到了教学过程之中。
4.5 实现考核方法多样化
地理信息系统是一门理论与实践、知识与能力高度统一的课程。以前的考试方法,大部分要求对课本内容死记硬背,常造成高分低能现象[7]。要克服这种弊端,培养学生应用开发能力、动手能力和创新能力,就应结合课程特点采取灵活多样的考核方法,例如笔试、口试、作业、论文、实习报告(成果)、上机考试等。究竟采取哪种考核方法应随课程性质而定。一般来讲,对基础理论课程可以采用笔试+作业的方法;对专业课程采用笔试+作业或论文的形式;对选修课程可以采用课程论文的考核方法,因为要完成课程论文,学生就得广泛搜集相关资料,就能在理解的基础上大胆提出自己的见解和设想,从而发挥学生的想象力;对实践性较强的课程可采用实习报告(成果)+口试或上机考试的方法,上机考试可以敦促学生自觉地完成每个实习环节,加深对教学内容的理解[8]。比如对《GIS应用与开发》、《面向对象程序设计》、《空间数据库》等,可以用上机考试和笔试相结合或者完全上机考试,方式可以灵活多样。
4.6 毕业设计选题,学有所用
 毕业设计是大学四年学习的总结与检验,毕业设计选题应该与GIS在实际应用相结合,积极引导学生选择GIS软件开发类毕业设计,为了增强实战性,可以采取以软件项目开发和实例驱动为主的真实题目。可以让学生积极参与指导教师的科研项目中,另一方面,鼓励学生主动到公司实习,通过实习了解GIS公司对GIS人才的需求和主要的研究方向,学生可以根据这些信息将一些具有实际应用价值的研究开发项目引进毕业设计中。通过这种方式,既可以锻炼学生提出问题、分析问题、解决问题的能力,又可以使学生在开发实际系统的过程中真正了解软件工程的各个环节。
5 结语
在21世纪信息时代的今天,随着计算技术飞速发展,地理信息系统融入IT主流步伐日益加快。在这种快速发展的形势下,社会对GIS应用开发型人才的需求大幅度增长。因此培养大批素质高、能力强、有创新精神、实干敬业的地理信息系统应用开发型人才,是普及、发展我国地理信息系统产业的需要。GIS专业的人才培养是一项非常复杂的系统工程,GIS学科及GIS专业本身仍在不断发展和完善中,学生应用开发能力的培养需要在不断的实践中探索和总结,并根据学科的发展和社会对GIS软件开发人才的需求不断调整和完善培养的方式和方法。
参考文献
[1] 李建松.地理信息系统原理[M].武汉:武汉大学出版社,2008,9-18.
[2] 贾泽露,刘耀林等.从市场需求看我国高校GIS教学改革[J].地理空间信息,2006,4(2):75-77.
[3] 李满春,戴葳等.GIS专业人才的素质特征、知识结构与培养方案研究[J].地理与地理信息科学,2004,20(2):26-29.
[4] 马俊海.地理信息系统专业应用型人才培养模式的研究与实践[J].测绘工程,2005,14(3):74-76.
[5] 刘美玲,杨莉等.多层次GIS人才素质的培养及GIS课程设置[J].测绘与空间地理信息,2008,(5):217-220.
[6] 钱乐祥.GIS专业课程体系改革思路与实践[J].高等理科教育,2006,(6),95-98.
[7] 刘耀林,刘艳芳.地理信息系统专业人才培养方案的优化设计[J].地理信息世界,2003,8(5):31-34.
[8] 陈述彭.地理科学的信息化与现代化[J].地理科学,2001,(3):193-197.

作者:陈优良,刘小生,王兆茹 来源:网络
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