能力导向的GIS跨学科专业创新人才培养模式和实践研究——以皖西学院为例

孙贤斌，张 欣，夏 韦，邓婉君，李远平

(皖西学院 环境与旅游学院，安徽 六安 237012)

随着经济不断发展和时代进步，社会对高校培养的人才提出了更高的要求。如何培养出具有创新创业意识、精神和能力的高素质人才是当前高等教育面临的重要课题。创新创业教育作为知识经济时代的一种教育观念和教育形式，目标是培养具有一定的创新创业意识、创新创业思维、创新创业能力以及创新创业人格的高素质新型复合型人才。在我国社会经济发展的新形势下，知识和技术更新日趋加快，坚持创新引领创业、创业带动就业，主动适应经济发展新常态，努力培养大学生的创新创业能力等具有重要意义[1-2]。

现代科技呈现迅速发展的趋势，学科发展既是高度细化，又是综合交叉的显著特点。培养跨学科、创新的综合型人才是建设创新型国家的重要基础。近年来，高校大力推进跨学科教育，培养复合型创新人才，逐渐成为高等教育改革与发展的必然选择[3]。近年来，一些学者对高校跨学科创新教育的意义、模式、机制、课程体系、途径等进行积极探索[1-7]。如黄超等人分析了大学跨学科发展模式的成长机理，提出新兴学科聚导网络、主导学科衍生网络和多学科联合网络等大学跨学科发展模式[2-4]。吴向明等人对比较分析中美两国高校跨学科复合型人才培养模式、机制和课程的异同[3-5]。赵海旺等人对跨学科创新团队、地方高校特色跨学科创新实践步骤和途径开展较深入研究[6-8]。

一、跨学科教育对大学生创新能力培养的意义

(一)新时期国家高等教育的战略需求

跨学科教育起源于20世纪20年代的美国，就开始关注跨学科理论研究和实践，逐渐对传统人才培养模式进行改革，注重跨学科综合能力培养。而我国跨学科人才培养起源于20世纪80年代，经过多年的探索和研究，很多高水平大学进行人才培养目标与模式的改革，已经积累跨学科创新人才培养的较丰富经验[4]。

新时期，我国高等教育理念由以大学生扩招向提高质量为核心的内涵式发展的转变，通过调整优化学科结构，加快发展新兴、交叉学科，做强做大优势学科，注重与产业发展、社会就业需求、科技发展前沿趋势相衔接，需要深化高等教育教学改革，不断提高人才培养水平[9]。

新时期我国进入知识经济时代，创新是知识经济的灵魂，国际竞争关键在于创新，国家需要创新人才的培养。为此也给高等教育提出新的挑战和要求。国务院办公厅出台了《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》。创新创业教育已成为推动和深化高等教育综合改革的突破口，为推动大众创业、万众创新和建设创新型国家提供人才支撑。党的十九大报告明确提出，加快一流大学和一流学科建设，实现高等教育内涵式发展。创新是引领发展的第一动力，是建设现代化经济体系的战略支撑。努力提升人才创新能力，构建创新创业教育的跨学科课程体系已经成为为高等教育重要任务和措施之一。

(二)高校适应社会发展需要

我国高等教育招生规模的扩大已经日趋稳定，高校间发展和竞争要求必须从数量增加转向提高人才培养质量。目前，一方面部分专业不能适应社会发展的需求，另一方面，学生的专业面太窄，实践和创新能力低，不能满足用人单位要求，这就要求高校只有培养适用社会的综合性创新人才，才能未来的激烈的竞争中求得生存和发展。提高综合素质和创新能力培养则要求必须依托创新教育理念和跨学科课程体系，这是高校适应时代和社会发展的具体要求。未来社会经济和科技等问题的日益复杂，依靠某一种学科知识难以解决现实，因而创新创业教育需要培养人才的跨学科综合能力，以多学科的知识来解决复杂的现实问题。

(三)人才培养目标调整和模式改革需要

目前，高校毕业生不能满足社会对人才培养质量的要求，主要是高校传统的专业设置存在培养目标定位不能适应市场、就业面狭窄、实践技能与综合素质环节薄弱等问题[1，5]，具体体现在以下方面。一是传统的专业知识课程体系不能适应新时期社会经济的发展需求。随着新时期的科技日新月异、社会经济迅速发展，高校间专业无地域特色和传统优势，人才培育模式单一，部分的专业人才培养目标定位和培养具体方案也不再适应社会对人才的客观要求，直接导致培养的人才不能满足社会企事业单位用人的要求，校企之间不能对接。二是多数专业教学中“重理论轻实践”现象普遍存在。对实验教学、实习实训、研究性学习、大学生创新创业训练等教育不重视，导致培养的毕业生实践技能差，面对实际生产与开发创新应用实践等活动不能应对。三是部分专业课程体系不合理。我国不同定位层次的高校，课程体系大多雷同，课程内容更新不够，实践比例偏低，跨学科综合课程几乎没有，课程学习时段与顶岗实习严重冲突，创新训练不够重视等。以上不足需要不断完善与优化人才培养目标、改革教学模式等。

(四)提升人才培养质量的需要

在我国高等教育新形势下，不断提高人才培养质量是高校竞争和立足之本，其有效途径必须依靠培养创新能力和提高综合素质。跨学科融合能够有助于提高学生应用知识的能力，提高专业的融会贯通，从而提高学习效率。同时将专业知识运用到其他的学科中，通过交叉知识迁移来加深多学科联系的理解，也有助于学生更好地了解本专业知识的内在价值和应用领域，并最终使学生增加其他学科教育教学过程的积极性和主动性，也拓展各种技能，综合素质和创新能力得到有效提升[1]。

二、GIS在大学生跨学科创新能力培养中应用

近年来，安徽省按照“科学定位、分类指导、多元发展、特色办学”的高等教育发展方针，其中，地方应用型高水平大学围绕以应用型专业、师资、课程为主要建设内容，共建共享，积极发展应用型学科专业，培养大学生的创新创业能力。应用型学科专业建设是基础，应用型人才培养模式创新是重点。加强特色建设，凝练特色，构筑具有比较优势的特色学科专业群和创新人才培养模式，形成学校核心竞争力。为此，积极开展跨学科专业模块化课程(2016年13项，2017年14项)和创新创业人才培养模式改革试验区(每年各2项)的特色校级质量工程项目建设，如何构建应用型创新创业教育课程体系和特色模式成为地方应用型高水平大学建设的重要内容和关键环节。为此，结合地方应用型高水平大学建设内容，以提升大学生创新能力培养为目的，探索跨学科专业课程体系构建及实践、创新人才培养特色模式应用总结与推广为本项目主要研究内容，为促进跨学科专业创新创业人才培养质量的整体提升，有效提高学生综合素质和能力，同时为省内同类院校创新创业人才培养和教学改革提供参考和借鉴。

结合 “3S”跨学科专业模块化课程建设，以及参加GIS 技能大赛、大学生创新创业训练、研究性学习实践、校企合作等措施，探索地理科学、环境科学与工程、园林和旅游等专业开展GIS跨学科课程教学，总结协同创新教育培养模式和实践经验。

(一)明确培养目标，构建跨学课程体系

大学生综合素质和能力培养涉及基本知识和能力(公共基础课与通识选修等)、专业素质和能力(专业基础课与专业核心课)、综合素质和拓展能力(专业限选与自选课程)三个方面课程体系，跨学科创新能力培养涉及专业选修和自选课程体系，重点在于设置培养复合技能的综合课程，跨学科模块化课程建设是实现创新型人才的培养有效措施。

“3S”技术即地理信息系统(GIS)、遥感系统(RS)、全球定位系统(GPS)，作为遥感和信息技术领域的三大高新技术，3S技术是测绘技术、制图、图像信息提取、地理信息处理、计算机技术等结合与综合应用。其中以GIS是核心，应用领域最为广泛。

“3S”跨学科模块课程建设，以创新人才培养需求为依据，以提升应用技术实践和创新能力为目标，以多次参加GIS 技能大赛能力培养实践为基础，结合3S跨学科专业课程建设实际，构建跨学科专业创新能力培养的理论和实践课程体系(已建)、课程群。

(二)加强教学内容研究，提升应用能力

为了适应新时代发展需要，培养适应市场需求的人才。在教学研究和改革实践中，及时充实GIS软件应用内容，结合区域实际，将理论与实践教学相结合，提高课程的教学效果。把各专业的基本知识与GIS和遥感等技术相结合，结合区域实际问题，沿着发现问题—分析问题—解决问题—应用的教学培养思路，同时与超图、易智瑞等GIS企业、其他高校的沟通与交流，了解市场人才技能需求，调整相关实践等教学内容，促进地学知识与技术灵活运用，适应市场需求的应用型人才培养(表1)。

表1 GIS在跨学科中教学重点与应用领域

(三)注重多学科专业融合，增强创新能力

在跨学科模块课程教学内容中增加本区域环境、园林和旅游等内容，使教学内容能够结合各自的专业(表2)，适应社会对GIS技术应用的需求，服务地方社会经济，尤其在实验与实践教学方面体现应用性和服务地方的特点，重视多学科专业融合。把课外研究性学习、区域生态环境调查等实践活动纳入课程教学内容。鼓励和引导学生参与相关横向项目、GIS竞赛等，激发学生学习兴趣，利用GIS开放实验室加强应用技能训练，培养创新能力。

(四)强化实践教学，改革教学模式

跨学科课程教学改革逐步实现由单一理论到重视实践教学的转变。通过革新教学内容，改进教学方法和方式，既重视课内实验教学，也强化课外实践教育。将课内的综合性和设计性实验项目与课外的研究性学习、大学生创新创业训练、学科比赛、毕业论文和设计等紧密结合，在创新实践过程中，注重学生GIS数据处理与分析能力的培养，改变传统的教学模式，结合全国和安徽省GIS大赛的经验，实施寻找社会需求-提出问题-分析问题-解决问题-应用的创新能力培养的启发式教学方法，激发学生独立思考，提高学生综合素质。同时通过相关课程实践教学和竞赛等来开展跨学科教学研究，总结大学生创新能力培养模式。近年来，3S模块化课程群(地理信息系统、遥感概论、GIS应用技术、测量与地图学等)在综合性和设计性实验项目的基础上，结合教师科研项目，开展研究性学习、省级GIS学科竞赛、国家GIS学科竞赛、国家级大学生创新创业训练，参与毕业论文或优秀毕业论文培育项目，创新能力培养取得一定的成绩，总结相关的创新能力培养模式(表2)。

表2 跨学科GIS技术应用及创新教育模式

三、大学生跨学科创新能力培养途径和协同机制探索

(一)加强大学生跨学科教育体制改革

首先明确定位大学生培养目标和构建课程体系。要提高跨学科大学生培养质量，必须根据学科、专业的未来发展方向确定理论基础和课程体系，明确跨学科核心技术的相关应用学科和领域。课程体系的内容要体现交叉性和综合性，不仅要有本学科坚实的理论基础和系统的专业知识，还要有相关学科的前沿知识和应用实践能力(专业选修和自选应用课程)，扩大知识面和提升综合应用实践能力，为大学生从事跨学科的应用和创新提供必要的保证。同时按照教育理念，考虑各同学的兴趣和基础，注意不同个体差异，通过跨学科选修课程，给每个同学提供个性化创新发展空间。根据跨学科课程体系要组建不同学科背景师资队伍，鼓励同学参与不同研究方向老师课题、综合性和设计性实验项目，或跨院系选课，管理部门给予积极的支持和鼓励政策，对于取得跨学科创新成果给予奖励，通过激励政策制度促进复合创新型人才的培养。

(二)建立优秀教学资源共享机制和平台

要拓展办学理念，打破传统人才培养思路，联合相关跨学科不同院系研讨，综合相关学科课程教学资源，遴选优秀的创新创业课程、综合性与设计性实验项目课程、课题项目应用技术、校企实践教育经典案例等，建立网络共享、精品课程、跨学科交流微课和微客、创客实验室、开发实验室等优秀教学资源交流服务平台，以提高教学质量为原则，积极主动开放服务平台，共享优秀教学资源。通过研究性学习项目、大学生创新训练项目、校企合作和学科竞赛等途径，建立创新训练平台，实现跨学科创新训练顺利开展和实施。相关教学管理部门给予必要的经费资助和技术支持，配套相关管理制度和激励机制。定期组织教学团队学术研讨和师生互动交流，探索跨学科培养训练的经验和创新措施，促进跨学科教育不断完善和发展。鼓励实验室、研究所、企业等实体组织建立跨学科组织机构，也包括以项目和课题等为载体的临时组织形式，适应多部门跨学科研究的需要。

(三)改革跨学科人才培养质量评价

高校教学评价和考核体系对教师教学活动和学生方式具有重要的影响，合理的评价体系对整个教学过程起到引导、强化、督查和评价的作用。高校管理部门需要针对性的构建跨学科教学的评价体系，通过跨学科课程学习、研究性学习和大学生创新能力训练、创新思维设计过程、创新实践和成果等方面教学评价。具体实施过程：首先加强对跨学科课程学习的引导和督查，及对作业、实训报告、考试报告和技能考核等过程评价。其次对教师的教学方法、内容、创新成果应用和实践应用等方面考核评价，实现教学过程和创新教学内容评价，建立比较灵活的教师考核机制和聘任制度。最后根据大学生的“课内实验、课外科技和社会实践”三者有机结合，注重培养学生积极“创新、创业、创造”的思维与创新实践能力，通过评价引导和激发学生进行跨学科科学问题的探索，培养创新性学习的爱好和兴趣，逐渐成为创新意识、思维和实践的综合人才。

(四)创新教学方式和教学手段

跨学科教学质量提高，增强学生的创新思维和能力，教师需要更新教育理论，熟悉先进科技手段和实践方法，不断改进教学方法。创新思维训练和培养，坚持以学生为主体，积极采用启发式教学，联系学科前沿动态和成果，激发同学积极思考、师生互动，发挥个体的主观能动性。培养学生敢于对教学内容不断质疑，积极探究式、尝试实践、逆向开放思维、讨论互动等教学方式等。利用先进科技和现代化教学手段，及最新的文献和优质信息资源，保障创新性教学过程，不断提高跨学科人才培养质量。

(五)加强课外科技创新实践

在可操作的课内综合性和设计性实验实践的基础上，采用“实验项目+竞赛(或研究性学习、大学生创新训练等课外实践活动)”教学模式，让学生在完成课内实验项目和竞赛等课外科技实践活动中掌握知识、技能与方法，运用跨学科综合知识，充分发挥学生的主体作用和教师的指导作用，带动学生自主创新实践水平不断提升。

在以上创新训练过程中，坚持自主选题、激发兴趣和潜力、加强过程指导、突出创新思维与训练的原则，不采用统一的模式，根据项目内容、专业背景、创新程度等差异，可以灵活设计。积极鼓励跨专业、跨年级组建学科竞赛、创新训练项目组，有利于跨学科交叉多出创新成果，也可以对低年级组员起到引导作用，培养后备创新团队和梯队，形成有效创新培养机制。实践表明，通过创新训练和能力不断积累，会逐渐取得显著的跨学科创新训练效果。

(六)加强跨学科人才培养协同机制建设

首先建立必要的跨学科人才培养团队，跨学科师资和学生需要组建创新团队，鼓励不同专业知识背景和年龄结构特点等成员组队。制定出具有竞争力的内部激励制度和奖励政策，可以相应设立跨学科研究启动经费，尤其是地方本科院校可以选择具有前瞻性的实际问题优先资助开展研究。有利于激发出创新意愿，积极宣传和保护创新成果。其次制定校企跨学科实践合作制度，保障多学科知识的应用和创新活动顺利开展。第三积极培育高校创新合作文化氛围，让大学生树立创新理念和竞争意识，以及团结协作精神。