基于海洋特色的空间信息与数字技术专业课程设置方案研究

王令群++袁小华++王振华++何世钧

摘 要： 空间信息与数字技术是教育部本科专业目录的特设专业，无指导性的人才培养方案，上海海洋大学空间信息与数字技术专业具有鲜明的海洋特色，根据专业的培养目标，确定出专业核心能力培养的两条主线：以程序设计、数据结构和数据库原理为核心的计算机应用能力课程和以地理信息系统为核心的空间海洋信息处理能力课程，两条主线之间的课程衔接处理恰当，毕业生质量良好，课程设置基本满足专业要求。

关键词： 空间信息与数字技术 课程设置 海洋特色

21世纪是海洋的世纪，不仅是人类全面认识、开发和保护海洋的世纪，更是培养高水平海洋科学人才的世纪[1]。中国是一个具有漫长海岸线的发展中大国，随着世界经济逐步向海洋扩展，国内经济亦朝着海洋大国的方向加速前进。随着3S技术（GIS、RS和GPS）的发展，传统海洋科学发生革命性的变化，如海洋卫星、各类浮标、海底观测网和沿海台站组成的全球海洋立体监测与数据获取系统等，使得海洋数据以海量、实时、动态、多类、多源等形式产生，这种变化要求空间信息技术与传统的海洋科学技术紧密结合，国内迫切需要面对海洋信息的各类专业人才[2]。

空间信息与数字技术是教育部本科专业目录的特设专业，无指导性的人才培养方案，因此各开办院校根据实际，结合服务国家、地方和行业的经济发展，进行专业培养方案的制订和课程体系的建设。上海海洋大学空间信息与数字技术专业是学校根据国家海洋大国发展战略和学校的办学目标，明确了基于海洋事业需求的专业定位，进行了专业培养方案的制订和课程体系的建设[2]。

1.课程设置整体规划

2010年，上海海洋大学空间信息与数字技术专业开始招生，到2014年第一届毕业生毕业，培养方案运行一个周期，2014年重新修订、优化培养方案，明确了专业的培养目标为：本专业培养德、智、体、美全面发展，具有扎实的自然科学和一定的人文社会科学基础，具备良好的外语运用能力，掌握海洋信息技术及大型数据库的基本理论、基本知识；掌握海洋地理信息系统及相关的分析方法、设计方法和实现技术，具备大型数字工程设计和管理能力，能够对海洋、城市、农业、社会、经济等各类信息进行数字化处理、网络化传输、可视化表达、智能化决策的复合型人才。

根据专业的培养目标，对培养学生的素质和能力进行分析、综合，最后确定专业核心能力培养的两条主线：

（1）以程序设计、数据结构和数据库原理为核心的计算机应用能力课程。

空间信息与数字技术专业培养目标中，对计算机能力有明确要求，要求培养掌握大型数据库的基本理论和基本知识，具备大型数字工程设计和管理能力，能够对各类信息进行数字化处理、网络化传输、可视化表达、智能化决策的复合型人才。结合本专业特点，围绕提高学生专业技能目标，确立计算机教学课程的知识结构和能力要求，课程的知识和能力要求结构如图1所示。

图1 计算机类课程知识和能力要求结构图

图1中所有课程均包含一定量的实验，除以上课程外，还包括程序设计实践、JAVA课程设计和数据库实践三门纯实践课程。

（2）以地理信息系统为核心的空间海洋信息处理能力课程。

空间信息与数字技术专业是海洋特色鲜明的跨学科专业，专业课程设置以计算机软件技术为基础，地理信息系统课程为核心设置了多维空间信息的获取、处理和应用相关的课程，课程之间的关系如图2所示。

图2 空间海洋信息处理课程群关系图

先修课程：引入海洋的概念，并从宏观角度介绍现有的海洋探测技术、数据的传输技术等。同时在通信课程的基础上，引入物联网的概念，让学生掌握现有的数据传输方式。

多维空间信息的获取：空间信息导论讲述现有空间数据的获取途径及处理流程，并掌握采用传统的全站仪、经纬仪等测量仪器的数据采集方法；同时GPS和遥感原理与技术，讲述通过卫星、航空遥感、测量船、海底观测网等方式，快速大面积地获取基于空间信息的海洋大数据；全球定位系统的数据获取方式，从海、陆、空全方位介绍多维空间信息的获取。

多维空间信息的处理：介绍空间实体——空间数据——空间信息——获取知识的处理流程；通过介绍空间数据库的原理与设计掌握空间数据的主要特征，以及其存储形式，为后期的应用奠定基础；同时，通过空间决策与支持、空间建模与数据分析和数据仓库与数据挖掘的应用，让空间数据发挥作用，为其从数据到知识建立实时、精确和形象的桥梁。

多维空间信息的应用：GIS系统开发加深对GIS开发实践的理解和认识，增强学生使用ARCGIS的二次开发实践应用的能力，数字工程原理与方法利用数字技术整合、挖掘和综合应用地理空间信息和其他专题信息的系统工程，将相关地球信息数字化、网络化、可视化和智能化。

2.课程之间的衔接

空间信息与数字专业课程专业面宽，从表面上看两条主线好像无关联，但它们是紧密结合、相互渗透的，故在撰写、修订专业课程的教学大纲时需要慎重，注意其中的关联，避免学生的知识结构和课程内容要求的基础之间出现断层（鸿沟）。具体如下：

（1）清晰界定课程中的边界，消除重复交叉内容，做好衔接。

以空间信息技术为特色，进一步整合优化课程体系模块，对不同层次的多门课程及不同课程组间的相近内容进行合理重组，既注重知识结构上的承前启后和衔接，又避免内容上的重复。

（2）实验内容的重新规划、制订。

理论和实践相结合，重新整合现有实验设备、软硬件资源，合理安排各课程的实验，激发学生的学习兴趣，巩固学生的理论基础知识，培养学生的动手实践能力和工程设计能力。从全局安排各课程的实验内容，重视各课程之间的衔接、交互。

（3）传统理论与现代技术的结合。

拓宽知识面，增加授课信息量，注重传统理论与现代技术的结合，课程教学效果成败的关键不在于学生认识和记忆了多少理论，而应注重正确引导学生真正掌握海洋地理信息系统和海洋信息技术及相关的分析方法和实现技术。随着信息科学理论与实践研究的迅速发展，对于许多经典理论的认识需要补充、修正或以新的观点审视。

（4）理论联系实际，注重培养学生解决问题的能力。

注重讲清基本概念和方法，比如强调空间多维信息的获取、处理和应用，而不是过于强调数学公式的推导和证明。在空间类课程教学内容中使用ARCGIS软件，要求学生掌握强大的地图制作、空间数据管理、空间分析、空间信息整合、发布与共享的能力，培养学生解决实际问题的能力。

3.结语

上海海洋大学空间信息与数字技术专业2010年开始招生，2012年在上海等地区按一本专业招生，2014年经过四年的培养，第一届毕业生参加毕业答辩并获得工学学士学位，就业情况良好，就业率高于上海海洋大学平均值。该专业经过六年的探索，培养方案基本合理，课程设置经过多次修订，基本满足专业对人才培养的要求。

参考文献：

[1]冯士筰，王修林，高艳.适应新形势，加快海洋科学教育的发展[J].中国大学教学，2002（增刊1）：23-25.

[2]何世钧，张书台，袁小华，等.基于海洋发展战略需求的空间信息与数字技术专业课程体系建设[J].计算机教育，2014，10：75-77.

[3]张明华，唐宁，邬群勇，等.“空间信息与数字技术”新办专业建设与实践[J].高等理科教育，2010（2）：42-46.

[4]满旺.不同院校空间信息与数字技术专业核心课程设置的比较与探讨[J].测绘与空间地理信息，2012（8）：13-16.

[5]丰江帆，兰文富.大类招生背景下的GIS专业人才培养[J].信息系统工程.2013.2：154-155.

上海海洋大学课程群建设项目（A1-0209-15-0300-23）。

上海海洋大学重点课程建设项目（A-0209-15-0302-46）。