GIS專業(yè)農(nóng)林特色創(chuàng)建綜述范文

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地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem，簡稱gis）是近年發(fā)展起來的一種以處理空間信息為核心的新興技術(shù)。隨著GIS不斷發(fā)展壯大，其已成為集計算機(jī)、測繪、遙感、應(yīng)用數(shù)學(xué)、環(huán)境學(xué)等于一身的信息集成和綜合應(yīng)用平臺，被廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評估、國土管理、城市規(guī)劃、農(nóng)林牧業(yè)等幾乎所有的國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)部門[1]，極大地推動了生產(chǎn)力發(fā)展，成為世界各國激烈競爭的高科技熱點(diǎn)之一。我國為滿足對GIS專業(yè)人才的需求和促進(jìn)各產(chǎn)業(yè)信息化的發(fā)展，于1997年在地理學(xué)一級學(xué)科目錄下增設(shè)地理信息系統(tǒng)本科專業(yè)。截至2011年，全國共有169所高校設(shè)立GIS專業(yè)，其中農(nóng)林院校16所[2]。農(nóng)林院校開辦GIS專業(yè)更多依托于農(nóng)學(xué)、林學(xué)、資源環(huán)境學(xué)、植物保護(hù)學(xué)等應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科[3]，和以地理學(xué)、測繪學(xué)、計算機(jī)科學(xué)等為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)GIS專業(yè)相比，具有很強(qiáng)的行業(yè)應(yīng)用特色。當(dāng)前各高校GIS教育面臨的主要問題是同質(zhì)化現(xiàn)象[4]，全國各地GIS教育模式相似，缺乏新的辦學(xué)思路和特色，培養(yǎng)出的學(xué)生難于滿足社會多元化、層次化的需求，導(dǎo)致GIS畢業(yè)生“高不成，低不就，就業(yè)難，轉(zhuǎn)行多”等現(xiàn)象的產(chǎn)生。農(nóng)林院校如何以解決“三農(nóng)”問題促進(jìn)農(nóng)林信息化發(fā)展為契機(jī)，突出專業(yè)特色，培養(yǎng)適合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需要的創(chuàng)新型GIS人才，是一個十分值得研究和探討的重要問題。西北農(nóng)林科技大學(xué)于2001年開始籌辦GIS專業(yè)，從教學(xué)計劃、師資配備、實驗室建設(shè)等方面著手，于2002年依托資源環(huán)境學(xué)院招收了第一屆GIS專業(yè)本科生，截至目前已有6屆畢業(yè)生完成學(xué)業(yè)走上社會。本文在吸取國內(nèi)外農(nóng)林院校GIS專業(yè)在人才培養(yǎng)、課程設(shè)置等方面的教學(xué)改革經(jīng)驗基礎(chǔ)上，結(jié)合西北農(nóng)林科技大學(xué)實際情況，對專業(yè)定位、培養(yǎng)模式及課程體系設(shè)置設(shè)置等環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，力求探索一條適合農(nóng)林院校GIS創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新模式與課程體系。

一、農(nóng)林院校GIS專業(yè)定位和層次化人才培養(yǎng)模式

GIS專業(yè)經(jīng)過10多年的快速發(fā)展，為我國培養(yǎng)了大量急需的GIS人才；同時，也促使GIS從一個極少數(shù)人應(yīng)用的專業(yè)領(lǐng)域迅速發(fā)展成為一個大眾熟知的GIS產(chǎn)業(yè)。目前國內(nèi)有百余所高校開辦GIS專業(yè)，每年培養(yǎng)GIS本科畢業(yè)生近萬人，GIS人才由奇缺到相對飽和，在面對社會和市場對GIS人才多元化、多層次的需求時，則表現(xiàn)出更多結(jié)構(gòu)性稀缺問題。導(dǎo)致這種問題的產(chǎn)生，主要是由于GIS專業(yè)在快速發(fā)展過程中，各高校的專業(yè)定位較為相似，缺乏辦學(xué)特色，培養(yǎng)模式同質(zhì)化，難以滿足社會不同層次的人才需求。其后果一方面表現(xiàn)為GIS畢業(yè)生就業(yè)面狹窄、就業(yè)困難；另一方面各行業(yè)用人單位又很難招聘到合適的GIS人才。這不僅影響到學(xué)生擇業(yè)，從長遠(yuǎn)看，GIS教育同質(zhì)化還會影響學(xué)科與產(chǎn)業(yè)自身的發(fā)展。要改變這種境況就必須使GIS教育由數(shù)量規(guī)模型逐漸向質(zhì)量提高型轉(zhuǎn)變。

（一）專業(yè)定位綜觀國內(nèi)GIS教育現(xiàn)狀，專業(yè)依托的學(xué)科背景有地理學(xué)、測繪學(xué)、地質(zhì)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等諸多學(xué)科，培養(yǎng)目標(biāo)主要可歸納為3種類型[5]：（1）以計算機(jī)科學(xué)為主的系統(tǒng)平臺開發(fā)設(shè)計人才。突出GIS軟件設(shè)計和系統(tǒng)開發(fā)、集成優(yōu)勢，注重解決GIS系統(tǒng)的開放性、互操作性、數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)庫管理等關(guān)鍵技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生GIS開發(fā)設(shè)計的能力。（2）以測量、制圖學(xué)理論與技術(shù)為主的空間信息測繪人才。突出信息獲取、數(shù)據(jù)處理和數(shù)字制圖等方面的優(yōu)勢，從“4D”多維數(shù)據(jù)的獲取、空間數(shù)據(jù)集成與數(shù)據(jù)庫構(gòu)建、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評價和管理等方面，培養(yǎng)學(xué)生GIS系統(tǒng)應(yīng)用與管理能力。（3）以地理學(xué)理論和3S技術(shù)為主的系統(tǒng)應(yīng)用人才。突出GIS應(yīng)用優(yōu)勢，以結(jié)合經(jīng)濟(jì)地理、人文地理、區(qū)域規(guī)劃、國土資源管理等專業(yè)的地理模型構(gòu)建為重點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生面向可持續(xù)發(fā)展決策支持的GIS應(yīng)用能力。依托不同學(xué)科背景建立的GIS本科專業(yè)，其專業(yè)定位有很大差異。李德仁院士曾撰文明確指出，不論各個高校舉辦GIS專業(yè)以什么學(xué)科為背景，其首先是面向應(yīng)用[6]。西北農(nóng)林科技大學(xué)GIS專業(yè)是基于農(nóng)學(xué)、林學(xué)、資源、環(huán)境、植物保護(hù)、水土保持等相關(guān)學(xué)科背景建立發(fā)展起來的，這些學(xué)科在西北農(nóng)林科技大學(xué)有著悠久的辦學(xué)歷史和深厚的專業(yè)底蘊(yùn)。西北農(nóng)林科技大學(xué)GIS專業(yè)定位為“厚基礎(chǔ)，強(qiáng)技能，寬口徑，面向農(nóng)林行業(yè)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的農(nóng)業(yè)GIS應(yīng)用型人才”，既突出地理信息系統(tǒng)的專業(yè)本色，又緊密結(jié)合農(nóng)業(yè)、資源、生態(tài)、水保等部門的業(yè)務(wù)需求，突出專業(yè)特色，這不僅有助于改善GIS人才需求的結(jié)構(gòu)性矛盾；還能使學(xué)校與其他兄弟院校的GIS教育形成錯位競爭，促進(jìn)學(xué)科良性發(fā)展。

（二）人才培養(yǎng)模式

為促進(jìn)學(xué)生個性化發(fā)展，滿足社會對GIS人才多層次需求，西北農(nóng)林科技大學(xué)根據(jù)GIS專業(yè)特點(diǎn)和農(nóng)業(yè)院校行業(yè)優(yōu)勢，分層次設(shè)計了人才培養(yǎng)模式。

1.專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)具備GIS基礎(chǔ)知識和實際操作能力的應(yīng)用型人才。要求學(xué)生具備寬厚的數(shù)學(xué)、計算機(jī)、地學(xué)、測繪等理論基礎(chǔ)，熟練使用主流GIS軟件，面向多種行業(yè)，掌握GIS技術(shù)在資源、環(huán)境、生態(tài)、水土保持、氣象、植物保護(hù)、區(qū)域農(nóng)村經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域中的應(yīng)用技能。

2.設(shè)計開發(fā)型人才在專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步培養(yǎng)具有扎實GIS知識和技術(shù)，擁有較強(qiáng)設(shè)計、開發(fā)和管理能力，面向農(nóng)林企事業(yè)單位的專門設(shè)計開發(fā)人才。要求學(xué)生熟練掌握VC++、JAVA等面向?qū)ο蟪绦蛘Z言、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等理論知識，了解GIS在農(nóng)林領(lǐng)域中最新的發(fā)展動態(tài)，能夠勝任相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域中GIS設(shè)計與開發(fā)工作。

3.科學(xué)研究型人才在上述兩種人才培養(yǎng)基礎(chǔ)上，培養(yǎng)具有系統(tǒng)的GIS專業(yè)知識和實踐技能、擁有較寬廣的知識結(jié)構(gòu)，具備一定創(chuàng)新思維能力，畢業(yè)后可進(jìn)入研究生階段繼續(xù)學(xué)習(xí)和深造，或直接參與科研、教學(xué)等行業(yè)的研究型人才。要求學(xué)生具備多學(xué)科交叉知識背景，了解GIS學(xué)科前沿理論和技術(shù)，能夠利用信息科學(xué)技術(shù)在農(nóng)林領(lǐng)域中從事科學(xué)研究工作。上述三個層次的人才培養(yǎng)模式是根據(jù)因材施教的原則，將人才培養(yǎng)目標(biāo)按不同層次進(jìn)行劃分，設(shè)置相應(yīng)培養(yǎng)模塊，提出不同培養(yǎng)要求。學(xué)生可結(jié)合自己的學(xué)習(xí)情況和個人發(fā)展規(guī)劃，選擇相應(yīng)的培養(yǎng)模塊，達(dá)到不同層次的培養(yǎng)目標(biāo)。該模式充分尊重學(xué)生個性化發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生在專業(yè)方面各有所長；同時又能滿足社會對不同層次專業(yè)人才的需求，改善市場對GIS專業(yè)人才結(jié)構(gòu)性需求矛盾。

二、具有農(nóng)林特色的課程體系建設(shè)

課程設(shè)置是專業(yè)定位和培養(yǎng)目標(biāo)的具體體現(xiàn)。西北農(nóng)林科技大學(xué)遵循“厚基礎(chǔ)，強(qiáng)技能，寬口徑，高素質(zhì)創(chuàng)新人才”的培養(yǎng)理念，突出農(nóng)林院校專業(yè)特點(diǎn)，提出“以數(shù)學(xué)、物理學(xué)和計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)平臺，資源環(huán)境、地理科學(xué)為學(xué)科理論，測量地圖、遙感、地理信息系統(tǒng)為核心技術(shù)，農(nóng)林水利、資源利用、生態(tài)環(huán)境為應(yīng)用對象”的課程設(shè)置思想，構(gòu)建了具有農(nóng)林特色的GIS專業(yè)課程體系。該體系由“通識類課程—學(xué)科基礎(chǔ)類課程—專業(yè)類課程—實踐技能類課程”四個課程模塊組成課程體系，每個模塊包含若干課程類，每個課程類由一系列相關(guān)課程構(gòu)成。

（一）課程體系建設(shè)思路

1.強(qiáng)化數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)類課程地位數(shù)學(xué)、物理學(xué)是建立現(xiàn)代地理與信息科學(xué)重要的基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)以其公式化描述、精煉表達(dá)和嚴(yán)謹(jǐn)推導(dǎo)是地理信息科學(xué)使用的重要工具[5]，在培養(yǎng)GIS專業(yè)學(xué)生對地表信息的抽象思維，邏輯推理與論證，數(shù)學(xué)應(yīng)用與地學(xué)建模等方面有著不可替代的作用；而物理學(xué)作為地理信息科學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)之一，對理解地表物質(zhì)作用，信息表達(dá)與傳輸，過程模擬與反演等理論知識和培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密思維及綜合分析與判斷能力是必不可少的。

2.課程設(shè)置體現(xiàn)農(nóng)林特色由于依托學(xué)科背景不同，GIS專業(yè)定位差異很大。為突出辦學(xué)特色、形成與其它高校GIS專業(yè)的錯位競爭，改善用人市場對GIS人才需求結(jié)構(gòu)性矛盾，西北農(nóng)林科技大學(xué)在加強(qiáng)GIS學(xué)科基礎(chǔ)教學(xué)的同時，還設(shè)置了農(nóng)、林等學(xué)科相關(guān)理論課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生既具備扎實的GIS理論基礎(chǔ)，又懂一些農(nóng)林專業(yè)知識，為使學(xué)生具備較強(qiáng)的工作適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力打下基礎(chǔ)。

3.課程設(shè)置少而精各專業(yè)教學(xué)總課時都有嚴(yán)格的規(guī)定，一般控制在2500課時左右，而其中通識類必修課程約占1200課時，留給學(xué)科基礎(chǔ)類和專業(yè)類課程不足1300課時。在如此少的課時內(nèi)，既要強(qiáng)化基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)又要保留一定專業(yè)特色，就要求我們在設(shè)置學(xué)科基礎(chǔ)課程與專業(yè)選修課程時要少而精，即專業(yè)基礎(chǔ)課與選修課不能過多，同時在課程組織上要避免內(nèi)容重復(fù)。這不僅有助于各高校GIS專業(yè)在專業(yè)核心課程設(shè)置上保持相對一致性，在GIS專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格方面具有可比性；還能把學(xué)生從眾多課程學(xué)習(xí)中解放出來，給學(xué)生更多可支配時間去了解本學(xué)科的最新研究成果和參與各種素質(zhì)教育培養(yǎng)。

4.加強(qiáng)綜合實踐環(huán)節(jié)GIS是技術(shù)性和應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)，對學(xué)生實際動手能力要求很高，而綜合實踐教學(xué)不僅能使學(xué)生將枯燥的理論學(xué)習(xí)與靈活的解決問題相結(jié)合，達(dá)到知識與能力融會貫通；還能鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高適應(yīng)能力。因此，綜合實踐教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新型GIS人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

（二）GIS專業(yè)課程體系

依據(jù)上述專業(yè)定位和課程體系建設(shè)思路，西北農(nóng)林科技大學(xué)GIS專業(yè)課程設(shè)置如下（見表1）：

1.通識類模塊（主要在1~2年級完成）該模塊主要包括教育部或西北農(nóng)林科技大學(xué)指定的必修課程，主要培養(yǎng)學(xué)生德智體全面發(fā)展，強(qiáng)調(diào)對英語、數(shù)學(xué)、物理、計算機(jī)基礎(chǔ)、思想政治、體育等課程的學(xué)習(xí)。

2.學(xué)科基礎(chǔ)類模塊（主要在2~3年級完成）該模塊主要包括兩類課程。一類為必修的學(xué)科大類基礎(chǔ)課，主要設(shè)置在二年級，側(cè)重少量GIS主干基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)；另一類為選修的學(xué)科基礎(chǔ)課，主要安排在二年級下半學(xué)期到四年級上半學(xué)期，側(cè)重應(yīng)用類基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)。在第二類選修的基礎(chǔ)課程中，可進(jìn)一步劃分為計算機(jī)和應(yīng)用數(shù)學(xué)類、地圖與測量應(yīng)用類、農(nóng)林應(yīng)用類3個亞類課程群。

3.專業(yè)類模塊（主要在3年級下半學(xué)期完成）該模塊為選修專業(yè)類課程，強(qiáng)調(diào)對GIS和RS等軟件的操作，GIS前沿及應(yīng)用等知識的學(xué)習(xí)。

4.實踐技能類模塊（貫穿1~4年級）該模塊，課程實驗共計424學(xué)時，主要幫助學(xué)生理解掌握所學(xué)課程的主要內(nèi)容，培養(yǎng)知識綜合應(yīng)用能力。涉及專業(yè)應(yīng)用類、專業(yè)開發(fā)類和特色類課程實驗。專業(yè)綜合實習(xí)共計16周，通過專業(yè)綜合實習(xí)，鞏固深化GIS專業(yè)理論知識、提高GIS綜合應(yīng)用能力，突出學(xué)科交叉和融合。畢業(yè)設(shè)計（論文）16周，結(jié)合指導(dǎo)老師科研項目與學(xué)生興趣，制定研究題目，按項目管理方式進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計，參加畢業(yè)答辯，完成畢業(yè)論文。除畢業(yè)設(shè)計外，還通過大學(xué)生創(chuàng)新項目開展課外科研訓(xùn)練，培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生的科研技能；同時鼓勵和組織高年級學(xué)生參加全國GIS設(shè)計大賽。通過此種科研訓(xùn)練，培養(yǎng)有志于科研工作的創(chuàng)新型GIS人才。綜上所述，GIS是一門重要的新興交叉學(xué)科，在國內(nèi)外發(fā)展迅速，已應(yīng)用到眾多國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)部門，并受到廣泛關(guān)注。GIS在數(shù)字農(nóng)業(yè)、數(shù)字林業(yè)等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用，培養(yǎng)農(nóng)林專業(yè)的GIS應(yīng)用人才是農(nóng)林高校的重要責(zé)任。但目前，國內(nèi)GIS教育同質(zhì)化的問題已嚴(yán)重影響到GIS人才培養(yǎng)與學(xué)科發(fā)展。為此，本文基于GIS專業(yè)特點(diǎn)和西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)科特色，探索了農(nóng)林院校GIS專業(yè)定位、人才培養(yǎng)模式及課程體系建設(shè)，筆者希望通過本文拋磚引玉，共同研究討論農(nóng)林院校GIS教育問題，促進(jìn)GIS教學(xué)質(zhì)量的提高。