许昌学院GIS专业特色建设的思考与实践

王 轩 高 歆 李长坡

（许昌学院城市与环境学院 河南·许昌 461000）

我国的本科教育层次划分，主要分为两个层次。依据高考考生的成绩层次不同，划分为以985、211院校为主的一类本科教育和以地方院校为主的二类本科教育两大类。一类本科院校在教学活动中强调基础的广泛性，以精英培养为主，发挥学生的主观能动性，依据学生兴趣深入培养专业内容，学生人数在10%左右，培养的学生在社会群体中起到引领作用。二类本科院校在教学活动中强调基础的牢固性，以大众培养为主，依靠规范的教学过程完成对学生专业技能的培养，学生人数在80%-90%之间，培养的学生在社会群体中起到基础作用，是未来社会的主体力量。长期以来，二类本科院校在师资、生源、资金、政策等各方面处于劣势，其竞争能力逐年下降，生存环境日趋艰难。对于地方性的二本院校来说，集中资源、发展特色已经成为其保持竞争优势的唯一途径。

许昌学院是一所典型的地方二本院校，在2013年被确定为河南省和教育部首批转型应用型试点高校，长期以来一直致力于转型发展的道路探索，始终把兴办特色院校，培育特色专业作为工作的主要目标。其地理信息科学专业开设于2002年（专科），迄今已经具有18年办学历史，是河南省内最早开设GIS专业的院校之一。近年来，随着教学实践活动的不断完善和教学方法的改革创新，初步形成了具备一定优势区分度的无人机GIS特色专业建设成果，希望其思路和过程能为国内同类院校提供有益借鉴，其不足之处也望能得到大家的批评指正。在许昌学院GIS专业特色建设的过程当中，主要包含两个主要部分的内容，即特色方案的确立与实施，属于主要过程；人员、资金、政策的辅助，属于次要过程。下面就这两部分内容做分别阐述。

1 专业特色建设的主体过程

专业特色建设的主体过程是特色建设的主要内容，包括特色目标的设计和确定、特色课程体系的建立、特色课程内容的设计三个部分。这三个部分确定了特色专业的方向和实现方法，是特色建设的核心。

1.1 教学目标的特色设计

特色专业要求院校在某一专业方向上具备持续的吸引力和专业培养能力，使得毕业生就业时可以在某一专精领域具备竞争优势。其强调在本专业领域内，除了具备共同的专业基础外，还具有明显的行业特征，使得学生在走上工作岗位时具有超越一般专业的技术优势，从而形成一个稳定的富有特色的就业方向，并在较长时期内能够保持其优势竞争力。就其形成特性来看，可以分为两种类型，即主动选择型和被动选择型。对于大部分GIS特色专业来说，其形成过程历时久远，其形成因素以主动选择为主。以南京师范大学的GIS特色专业为例，其特色地学分析方向的形成，就是长期主动选择的结果。滁州师范是一所典型的二本院校，其GIS专业创建于2004年，2008年获得安徽省特色专业，2009年升级成为国家级特色专业，是特色专业建设最成功，最迅速的院校之一，其特色方向为GIS应用。纵观其发展历程，可以发现其特色方向的形成，离不开核心教学团队对所选特色方向的长期努力。显而易见，特色专业建设的首要任务是选择一个合适的特色方向。

特色方向的选择必须考虑其可实现性、适用性和科学性。即特色方向应当适应院校的实际情况，与当前社会生产力发展相适应，具备实现基础；特色放向应当科学选择，并具备一定前瞻性，以便确定教学单位几年甚至几十年后的发展方向；特色方向建设在经过一定时间的实施后应该能够达到或者部分达到预期目标，可以分阶段的检查和实施，具备可实现性。特色方向的选择在特色建设显然是重中之重，是必须优先解决的的首要问题，其特性和质量直接决定了特色建设的成败。许昌学院GIS专业的特色建设在形成上来看显然是一个长期的过程，相比滁州学院其推进步伐显得较为缓慢。许昌学院GIS专业创办于2002年（专科），在经历了近二十年的建设和摸索后逐步形成了以无人机数据处理为特色的办学思想。许昌学院在GIS专业特色选择和培育过程中，既包含有主动选择的内部因素，也包含外部环境的共同影响。许昌学院GIS专业自2006年开始在 GIS实践性教学领域进行了一系列的改革与实践，通过对 GIS的教学计划、教学大纲的认真研究，挑选了测绘方向进行了深度融合，经过多年实践培养，最终使学生同时具备了野外能测量和室内制图的能力，学生的就业渠道有了一定拓展。学院从2010年开始单独招收专门的测绘工程专业，两个教研组联合办公，有效组织开展多种教研室活动，通过集体办公充分论证，对两个专业的主干课程进行了有效融合，使得GIS专业和测绘工程专业形成了优势互补。GIS学生掌握了基础的测绘能力，测绘学生也掌握了初步的GIS技能。从2011届和2012届GIS毕业生的就业情况来看，大概有30%的学生考上研究生进一步学习深造，有20%的学生进入了GIS公司进行数据处理，有25%的学生在GIS公司或者测绘公司进行外业测量。随着近十年测绘行业在国内的全面振兴，GIS专业就业能力不断增强。自2013年起，无人机遥测技术在国内逐渐兴起，学院逐步引进相关师资，加强了学生的无人机测绘能力的培养；在2015年，又进一步结合院内举办的“轻型低空航拍无人机系统后勤维修培训班”的优势，增加了了无人机操作和数据处理的相关课程。自2017年开始，在培养方案中将无人机遥感课程加入选修课程。自2018年开始，确立了无人机数据处理模块成为学生能力素质培养的重要模块，将无人机系统概论课程和无人机操控技术作为限定选修课程加入培养方案。到2020年五月，院内的无人机培训获得教育部无人机驾驶职业技能培训试点项目，进一步巩固了无人机领域的特色优势。

在这些年的办学实践中，许昌学院GIS专业逐步形成了以无人机操控和数据处理为中心的特色培养方案。专业的优势特色的确定其实是多种力量的有机结合。首先，专业特色的确立离不开当时社会环境对专业技术的现实需要，离不开行业形势的发展需要，也不能脱离所在院校在某一专业领域的持续深耕。现实需要是特色专业建设的辅助动力，进一步推动着专业特色的深入发展。许昌学院GIS专业的无人机技术特色起始于2013年我国无人机技术的兴起，那时除了一些商用企业外，在该领域暂时没有形成具备明显特色的头部院校，这给二本院校的发展提供了一个难得的时间窗口。无人机技术在随后的七、八年内蓬勃发展，社会需要强烈，具备大量的实践项目，使得院校的技术积累慢慢成型。国家最近若干年年连续举办的的第二次和第三次全国国土调查，进一步为该行业打开了应用窗口，催生了相关的技术的发展，扩大了行业内的人员需求。这些因素为无人机GIS特色缔造了有利的外部环境，此外，无人机应用是一个劳动密集型的行业，其操控需要专业技术和飞行许可，其数据需要大量的运算处理，也就需要大量工作人员的监督和处理，存在广阔的就业渠道，为特色化建设创造了可能性。

1.2 特色课程体系的建立

特色方向确定后，必须进一步完善课程体系建设，确保培养目标的实现。许昌学院GIS专业专门针对就业区域进行了岗位能力调查，了解就业区域相关企业对学生能力的具体要求，并据此制定了相关的课程体系。依据调查了解到的社会需求，并结合国家《地理科学类专业本科教学质量国家标准》指导意见，许昌学院GIS专业主要设定两个培养方向，一是注重于测绘和数据处理的无人机数据处理方向，二是注重于软件开发的GIS应用和系统开发方向。依据此方向，对现有的课程体系结构进行优化。将《计算机地图制图》、《GIS空间分析》、《遥感概论》、《遥感数字图像处理》、《遥感地学分析》设为学科基础课程和必修课程。在无人机数据处理方向上增开《无人机操控技术》、《无人机系统概论》、《数字摄影测量系统》；在GIS系统开发方向开设《空间数据结构》、《GIS软件开发基础》、《组件GIS开发》、《网络GIS开发》、《移动GIS开发》等课程。此外，提高实习环节的课时比重，如将ArcGIS实验课程改为《GIS技能培训1》和《GIS技能培训2》，教学时间调整为两个学期，增加《PhotoShop图像处理》、《AutoCAD二次开发》、《GIS图形编程基础》、《Python数据处理》、《地面激光点云数据处理》等实践类别课程作为专业的拓展课程，学生可以在合适时间选修。

此外，还进一步对原有课程的开课学期进行了适度调整。调整之后，基本实现了使大一新生了解专业内容并初步接触简单专业知识技能；使大二学生具备基本制图能力，可以进行基本数据生产；使大三学生具备无人机等数据采集和处理能力，可以参加专业比赛；使大四学生能够进行专门实习和毕业论文写作，进一步提升就业技能。调整后的课程体系各门课程衔接有序，有利于学生专业能力的不断提升。

经过多年实践和不断调整，针对无人机GIS特色方向，共包含学科基础课程《计算机辅助制图》、《测绘软件实习》、专业主干课程《遥感数字图像处理》、《地理信息系统原理》、《卫星导航定位技术应用》、《GIS技能训练》，专业方向课《无人机操控技术》、《无人机系统概论》、《数字摄影测量系统》、《3DGIS技术与应用》等共计10门密切相关课程，分别位于第1、2、3、4、4、6、6、7、7、8 学期，包含学分 34 个，占总学分的 20%。

1.3 特色专业课程内容的革新

为了确保特色专业的顺利实施，有必要对核心课程的教学内容和教学方法进行改革。其主要目标是，对于应用性课程，进一步强调其实践性和动手能力。对于理论性课程，进一步强调其对项目的支撑作用，使得学生能够学以致用。例如《GIS技能培训》、《地理信息系统原理》和《地图学》等课程，按照姜大源教授的“工作过程系统化”的课程建设方针，进行了课时整合，重构了知识单元，在教学活动中围绕某一具体应用实践活动，以项目任务为载体，通过“真实场景”、“真正参与”、“真材实料”、“真学真做”的四真训练，在训练中总结理论知识，学习操作技能。经过近三年的教学实践证明，教学效果提升明显。

针对无人机技术培养方向，通过跟台湾碳基科技股份有限公司进行合作，培养无人机驾驶操作员和数据处理员，将企业人员和管理制度引入到学生培养当中，让学生在校内感受企业氛围，选拔部分优秀学生参与培训全过程，并对培训进行服务和参与，通过参与实际项目，应用能力大大提升。对于联系紧密的课程，如《遥感数字图像处理》和《数字摄影测量系统》，通过大纲修改，将其教学重心向无人机数据处理方向倾斜。对于《卫星导航定位技术应用》课程，将其重心向无人机飞行姿态解析及动态定位应用方向倾斜。对于《3DGIS技术与应用》课程，将其重心向倾斜摄影数据处理方向倾斜。通过这些课程重心的调整，完成了课程向专业特色方向服务的目标。

2 专业特色建设的辅助过程

特色专业建设是一个综合性工程，在建设的过程中，需要大量人员、制度和资源的配合，其主要影响因素包含有：师资团队建设、实验室平台建设、学生培养建设、规章制度建设等。

2.1 教学团队建设

特色专业的培养往往需要十几年甚至几十年的持续培养，围绕其形成过程，必然需要一个具有长期战略眼光的教师团队。在长期的建设过程中，如果没有一个坚强的领导，往往会导致特色建设半途而废，主动选择的特色方向必然依赖于一个持久稳定的领导人和协作团队。因此对教师队伍的持续性和稳定性要求较高，关乎特色建设的成败。团队的建设往往需要一个专业方向的带头人，以徐州学院为例，徐州学院形成了以王春为核心的教学团队，找准切入点，以GIS应用作为专业的特色进行持续建设，形成了国家级特色专业。目前滁州学院形成了具有三个教学班的本科培养阶段，年均招生120余人，是目前国内GIS专业上招生数量最大的院校。许昌学院在GIS专业的教学团队建设上首先建立了一支稳定的以教学副院长为核心的教学团队，通过联合培养和脱产学习，将原来的优秀教师培养为教学骨干力量，保证了特色专业建设实现的人员基础。

2.2 学生兴趣小组建设

持续的教学质量是形成优良教学评价并形成培养促进招生，招生提升教学效果的良性循环的重要影响因素。在九年制义务教育阶段，学生通过被动熏陶接受教育。在大学教育阶段，学生依赖学习自觉性完成专业技能的自我提升，因此如何提高学生的学习兴趣成为决定教育效果的关键因素。在近些年许昌学院通过建立学生兴趣小组的形式来提升学生学习兴趣，引导学生在课余时间专研学业和个人兴趣，效果较好。兴趣培养从大一入学开始，进行专业普及教育和就业分析，提升了学生对专业的认可程度，提高了学生的学习兴趣；在大二阶段，学生开始学习专业知识，配合兴趣小组进行项目建设，让学生在实践中提升专业技能，进一步提升了学生的就业竞争力；在大三阶段，学生组成小组参加全国的GIS专业比赛，在比赛中认识自己的不足，向其它院校的优秀选手学习；在大四阶段，学生开始进行专业实习，结合兴趣小组进行实习任务，在公司中提升个人能力。持续四年的兴趣小组建设让学生从入学就开始慢慢接触专业知识和相关项目，逐渐培养专业能力，最终形成了具有一定专业水准的专业人员。自从专业小组开办以来，许昌学院GIS专业学生的转专业情况明显降低，学科吸引力逐步提升。兴趣小组也进一步提高了学生的就业技能，学生就业能力和就业质量也获得了稳步提升。

2.3 改革导师制，增强学生持续培养效果

将兴趣小组培养与导师制相结合是学院GIS专业的一大创新。学生在大一通过专业老师接触，选择专业导师指导的兴趣小组活动，由导师指导其学习和生活，在导师指导下展开专业学习和能力提升，学生感觉学习方向明确，了解自己应当学习那些专业知识和专业能力，在大学中可以有效利用自己的时间提升个人能力。在导师和兴趣小组双重结合下，学生通过四年连续学习，还可以帮助导师指导下一代的大学生，即提升了同学情谊，又提升了专业能力，使学生精神有寄托，生活有动力，工作有目标，达到了项目持续做，能力大提升，多方受益的效果。当然了，在导师选择上必须品德优先，优选德才兼备的导师，方可避免学生因为导师制带来的不利影响。

2.4 实验室建设

学生能力的提升离不开大量的实验和实习。实验基地和教学平台的建设也是达成教学效果的重要基础。自2014年起，许昌学院地信专业组建了校一级的“测绘地理信息实验教学中心”，对现有的实验室和教学资源进行了整合，形成了“大地测量实验室”、“工程测量实验室”、“摄影测量与遥感实验室”、“地理空间数据处理室”和“地图制图与工程绘图室”五个主要实验室。2016年该中心升级为省级教学示范中心，学校从实验教学、建设资金、仪器设备购置、体制管理等方面进行全面改革与建设，在资金和人员上持续投入，中心迅速发展，对教学事业起到了有力的推动。实验室建设既为教师提供了科研交流平台，也为学生提供了实习基础环境。在学生的实习活动中，进一步加强了校企合作和校地合作，形成多了多元化的实习模式，进一步保障了特色专业建设的实验教学。

3 结语

特色专业建设是学校实现层次提升的必由之路，也是学校实现内涵建设，提升教学质量的命脉所在。其设计与实现历时久远，经历众多，涉及到学校定位、学科基础、课程体系、教材建设、等方方面面，此外还依赖于学校的经费投入、教学团队建设、实验室和教学平台建设等诸多因素，最终还取决于生源条件、学生意愿、社会需求等诸多外部条件，是一个系统的长期的过程。通过对许昌学院GIS专业特色建设的过程进行梳理可以发现，特色专业建设的基础是要确定一个具有一定优势的专业方向，并建设一个系统的课程体系，还需要课程内容的更新和体现。而这一切的实现其实离不开科学的规划和持续的饯行，这都要求院校必须形成一只具备战略眼光的教学团队。特色专业建设是一个长期的过程，相关执行人员应当承认不足，持续改进。许昌学院GIS专业的特色之路尚处于初级阶段，有待于各位专家学者的进一步指点和有志之士的进一步努力。