GIS专业实践教学体系及教学模式的探讨

张安定，吴孟泉，孔祥生，王周龙，张 丽，崔青春

（1.鲁东大学 地理与规划学院，山东 烟台 264025）

GIS专业实践教学体系及教学模式的探讨

张安定1，吴孟泉1，孔祥生1，王周龙1，张 丽1，崔青春1

（1.鲁东大学 地理与规划学院，山东 烟台 264025）

在分析GIS专业实践教学现状的基础上，提出了 “3+1”实践教学平台的建设思路,并基于该平台构建了完整的实践教学体系。基于多年的教学实践，阐述了实践教学过程中“三个衔接”的理念，探索出了“多方向”、 “团队合作”、 “第二课堂学分置换”等多种实践教学模式。多种教学模式的灵活应用极大地促进了实践教学的效果，为从根本上提高人才培养质量奠定了基础。

GIS专业；实践平台；实践教学；教学模式

在当前的GIS专业建设与发展中，实践教学环节普遍受到重视，但仍不同程度地存在一些值得思考和亟待解决的问题[1-2]。比如，重理论、轻实践的意识根深蒂固，致使学生专业技能缺失、综合素质和就业能力不高；实践平台建设缺乏系统设计，无法支撑起完整的实践教学体系；实践教学模式单调、方法不多，不能有效提升教学效果；忽视学生主体作用的发挥，导致学生主动参与的积极性不高、机会不多、创新能力不足，等等。

针对上述问题，我们认为，搭建多层次实践教学平台、构筑完整系统的实践教学体系是改革的基础；更新理念、做好“三个”衔接、提升实践教学效果是改革的关键；探索多样化教学模式、彰显实践教学特色是改革的保障。

1 搭建“3+1”实践平台，构筑科学的实践教学体系

“3+1” 实践平台，是指“室内实验”、“野外实践”、“产学研实训实习”3个基础平台和1个“科技创新”特色平台。“3+1” 实践平台是一个综合平台，既包括专业建设、发展所需的基础实践平台，又包括了彰显人才培养特色的创新能力平台。

室内实验平台由各类功能实验室构成，主要承担本专业的学科基础课和各类专业课的实验课教学，同时也承担其他实践项目中的实验内容。该平台是GIS专业必不可少的实践平台，也是“3+1” 实践平台的基础，着重培养学生的实验技能。

野外实践平台由若干特点突出、相对稳定的野外实习基地构成，承担学科基础课和专业骨干课的全部野外实习，包括自然地理学基础、地图学、测量学、遥感原理等课程实习。该平台通过理论与实践的结合，使学生掌握地理野外工作的基本方法， 加强学生对专业理论知识的深入理解，同时培养学生野外观察、分析和解决问题的能力，以及获取地理野外实测数据的基本方法。

产学研实训实习平台由若干个产学研实训实习基地组成，主要承载专业实习、毕业论文等实践环节。学生进入产学研基地，可以接触和使用最新的设备和平台软件，参与工程项目，了解知识和技术的最新应用，从而加深对所学专业知识的理解，提前认识社会、了解行业、熟悉企业，为将来工作打下坚实的基础。

科技创新特色平台旨在提高学生的科研创新意识和创新能力，从根本上提高人才培养的质量[3]。该平台丰富和拓展了实践教学的形式，提升了实践教学的层次和内涵，是彰显人才培养特色的扩展平台。科技创新平台有两种主要形式：一是科技创新项目计划，这是校内平台，包括学校和学院两个层面。学生根据自身实际，可申请和参与不同层次、不同深度、不同难度的项目研究计划。二是各类专业技能大赛和科技创新大赛，这是社会平台。形式多样的GIS技能大赛和科技创新大赛是一种高层次的实践平台，丰富和完善了地理信息科学专业实践教学的内容和形式，引领着全国地理信息科学专业实践教学的方向，是学生综合素质和能力展示的舞台，是一堂难得的专业技能的综合考核课，也是实践教学效果最具说服力的检验平台。

上述各平台在实践教学体系中均具有明确的功能定位。“室内实验”、“野外实践”、“产学研实训实习”是3个专业基础平台，它所承载的实践环节都是“必修课”；“科技创新”平台是综合能力提升的平台，它所承载的实践环节属于“选修课”。 这里所说的“必修课”包括课程实验、课程设计、 野外实习、毕业实习、毕业设计等，而“选修课”则包括校级科技创新立项、院级科技创新立项、全国性GIS学科竞赛、学生科技创新大赛等。“必修课”加“选修课”共同构筑了系统而科学的实践教学体系。统计显示，该体系可占到GIS专业全部课时量的三分之一。

2 做好“三个”衔接，提升实践教学效果

“三个”衔接是三种意识或三种理念。我们认为，在GIS专业人才培养的全过程中，努力做好“三个衔接”是提升实践教学效果的有效途径。

2.1 理论教学与实践教学、第一课堂和第二课堂的衔接

如何提高高校大学生综合素质，培养学生实践能力和创新精神，提高毕业生就业能力是政府关注、家长关心、社会关切的大学教育中亟待解决的问题。我们在GIS专业建设中，本着“适应应用型需求的挑战”的理念与“优化理论课程，加强实践环节，增强理论课程实效性，提升实践环节理论性，实现理论课程与实践环节双向互动”的思路，不断探索理论课程与实践环节、第一课堂与第二课堂的衔接[4-5]。

在精简、压缩和优化第一课堂的同时，不断丰富第二课堂的形式和内容。当前已蔚然成风的各类全国性GIS技能大赛就是非常理想的第二课堂。近年来，我们充分认识到全国性GIS技能大赛的重要性，把不同特点的大赛作为专业实践教学的第二课堂，积极引导、动员和组织不同年级的学生积极参与。学生大赛作品与获奖均可以转化成创新学分。

科技创新特色平台是第二课堂的关键支撑，学生自主成立的GIS学社、教师科技创新指导团队则是第二课堂的有利保障。近年来，我们还通过举办每年一次的校园GIS节、校内GIS技能预赛、职业资格证书考试培训等活动，进一步丰富第二课堂的内容，并取得了极好的实践效果[3]。

2.2 本科教学与研究生教育、就业创业的衔接

目前中国研究生教育普遍面临的问题是，科研创新意识和科研创新能力明显不足。究其原因，与本科阶段学生缺乏科研探究意识的培养以及实践教学内容的被动性、教学条件的局限性、教学考核的单一性等因素有很大关系。因此，不断强化本科生科研创新意识、改善科研条件、丰富科技创新实践活动，做好本科教学与研究生教育之间的衔接至关重要。

在GIS专业教学中，我们从每个实践环节上积极探索本科教学与研究生教育之间的衔接。实验课程教学中，方法上倡导使用研究性教学方法，内容上增加综合性和创新性实验项目的比例；野外实习过程中，注重地理野外研究工作方法的培养；校院两级科技创新项目研究过程中，全程加强科研综合能力以及团队意识、成果意识的培养；学科竞赛活动中，区分竞赛类型及其特点，注重培养团队合作意识、创新意识；毕业论文写作过程中，通过全程指导，系统培养科研工作方法，重点加强文献阅读、数据处理和综合分析三大科研素质和能力的培养。

在本科教学与学生创业就业的衔接方面，强化产学研基地的建设，使专业实习真正在产学研实训实习基地落到实处。通过专业实习，认识社会、了解行业、熟悉企业，促进学生就业能力和社会适应能力的全面提高，增强就业竞争力，为今后创业就业打好基础。

2.3 规范化管理与个性化培养的衔接

规范化是高校教育教学的基础性和前提性的要求，而个性化则是高校教育教学更高层次的要求，规范化与个性化的统一是高校教育教学的理想追求。高校教育教学需要处理好规范化与个性化的关系，实现规范化管理之下的个性化人才培养。

GIS专业人才培养方案以及实践教学体系的设计是面向全体学生的，是“面”上的，但在具体的教学实施过程中，我们一直注重规范化管理与个性化培养的衔接，体现“全员面向”的学生个性发展，尽可能关注每个学生的个性发展，实行“因材施教”。例如，在课程设计中，学生可以根据老师指定划分的实习小组，以小组为单位分配实践内容；在校、院两级科技创新项目申请时，学生可以可根据自己的兴趣爱好自由组建科研小组；在专业实习过程中，学生根据自己的特长、特点以及对未来就业的设想和预判，自主组建实习团队并选择最适宜的产学研实践基地；在毕业论文环节中，根据学生能力差异、兴趣爱好及就业取向，建立了数据生产型、工程应用型及软件开发型三种不同的论文研究方向，并规定了相应的要求、标准及目标。在GIS 大赛中，鼓励和引导学生根据能力和兴趣，选择不同的竞赛项目，并围绕这些项目开展相关研究和学习。

3 探索多样化教学模式，彰显实践教学特色

实践教学模式可以理解为在一定的教学思想或教学理论指导下建立起来的各种类型的实践教学活动的基本结构或框架，是在一定理论指导下的实践教学行为规范，是表现实践教学过程的程序性的策略体系。

当前，实践教学模式呈现一种多元化的发展趋势[6]。郑贵州等[7]提出了“实例示范”、“增量迭代”、“实验、实习、实训三位一体”等六种实践教学模式；夏利华等[8]针对实践教学体系的有机结合，提出了“三位一体贯通式”教学模式；许捍卫等[9]在设备资源共享方面，提出了“多层次开放实验室”的实验室建设模式。上述教学模式不存在完全普适性的教学模式，也谈不上哪一种教学模式是最好的。在实际运用过程中，各个学校需要充分考虑自身学科的特点、现有的教学条件和师生的具体情况等多种因素选择恰当的教学模式与组合，并在这个过程中构建和彰显专业特色。

我校在地理信息科学省级特色专业建设过程中，结合自身特点，不断探索和改革实践教学模式。在人才培养方案制定方面提出了“多方向”分流培养模式；在实习、实训以及科技创新、学科竞赛等实践活动中提出了“团队合作”组织模式；在学分制改革中，提出了“第二课堂学分置换”管理模式；在实践教学平台建设方面，提出“3+1”结构模式。

“多方向”分流培养模式，即综合考虑人才市场需求、学生的兴趣爱好和师资队伍现状等因素，在制定地理信息科学专业人才培养计划时，设立“地图制图技术”、“系统设计与软件开发”和“遥感监测与应用”3 个专业方向。除了共同的实践项目外，各个方向均设置了符合本方向要求和特点的系列实践项目。当然，学生也可在其他方向中选修部分实践项目。

“团队合作”组织模式，即在课程设计、野外实习等实践环节的组织中，教师可以划分实习小组，以小组为单位分配不同的实践内容；在GIS技能大赛、专业实习、校院两级科技立项研究等实践活动的组织中，学生可以根据兴趣爱好自由组建小组或团队。“团队合作”模式在充分发挥学生个体思维能力的同时，有利于培养学生的沟通与协作、包容与互助等团队意识和团队精神，已经证明是大学生科技创新能力培养的理想模式。

“第二课堂学分置换”管理模式，即把学生参加第二课堂所取得的成绩或成果转化成一定的学分。各个层面的GIS技能大赛、大学生科技创新大赛等第二课堂极大地丰富了实践教学的形式，对大学生科研能力的培养起到了不可替代的积极作用。“第二课堂学分置换”模式更进一步调动了学生参与第二课堂的积极性，充分体现了现代高等教育更加重视本科生科研能力培养的理念。

“3+1”结构模式，是指由3个“基础平台”和1个“科技创新”特色平台组成的“3+1”实践教学平台建设方案。本方案强调实践平台建设的系统性、完整性、互补性和层次性。系统性、完整性要求平台建设要能承载全部实践教学系统；互补性是平台建设的基本要求，也是平台建设的理想目标；层次性需处理好基础与创新的关系，并在创新中彰显专业特色。

4 结 语

实践教学是GIS专业人才培养的关键环节，是培养学生实践能力、创新能力，增强就业能力和提高综合素质的根本途径。在多年教学改革的基础上，我们通过搭建“3+1”实践平台，构筑了一个集“系统性、完整性、互补性和层次性”为一体的GIS专业实践能力培养综合平台。基于“3+1”实践平台，提出了实践教学过程中“三个衔接”的理念，并力求把这种理念体现在GIS专业人才培养的全过程。针对实践教学的诸多方面，不断探索和改革实践教学模式，提出了 “多方向”、“团队合作”、“第二课堂学分置换”以及“3+1”等多种实践教学模式。多种实践教学模式的探索与实践，彰显了GIS专业建设的特色，极大地促进了实践教学的效果，为从根本上提高人才培养质量奠定了坚实的基础。

[1] 郑贵州,赵雷．地理信息系统（GIS）专业实践教学系统构建[J]．测绘科学,2010,35(5):250-253

[2] 张云鹏,李明峰．GIS专业创新实践教学模式探讨[J]．现代测绘, 2012,35(5):61-64

[3] 吴孟泉,张安定,王周龙,等．赛课合一创新GIS实践教学模式的探讨[J]．测绘科学,2014,39(7):166-170

[4] 贾泽露．GIS专业实践教学综合改革研究[J]．测绘科学, 2007,32(6):199-201

[5] 杨树文,闫浩文,孙建国．地理信息系统专业教学实践与改革探索[J]．测绘科学,2011,36(1):226-228

[6] 刘丹丹,王延亮．地理信息系统专业实践教学内容改革的研究[J]．测绘工程,2008,17(4):74-76

[7] 郑贵州,王琪,晁怡,等．GIS专业人才培养的实践教学体系构建[J]．测绘科学,2014,39(9):148-152

[8] 夏丽华,陈颖彪,王芳,等．“三位一体贯通式”实践教学模式在地理信息系统专业的教学探讨[J]．测绘通报,2012(7): 101-104

[9] 许捍卫,张友静．论GIS专业的实践教学体系构建[J]．测绘通报,2005(3):62-65

P208

B

1672-4623（2016）12-0098-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.12.032

张安定，硕士，教授，主要从事资源环境遥感研究。

2015-08-27。

项目来源：山东省教改资助项目（2012229）；烟台市科技项目（2013ZH094）。