大数据、“互联网+”背景下地球信息科学与技术专业人才培养模式探讨

中国矿业大学资源与地球科学学院 王 冉

2012 年，联合国指出大数据时代已经到来，大数据与“互联网+”相结合，不断展现出新的产品、服务和发展模式。各行各业对基于大数据运用的“互联网+”人才的需求也越来越紧迫。由此可见，在大数据和“互联网+”的时代背景下，作为培养创新型人才的高校，应该通过创新教育不断提升大学生的大数据采集能力及信息挖掘能力，借此提升学生的创新实践能力。

从就业行情来看，一方面，我国地质行业历经十年的发展“黄金期”后，随着国际矿产价格的持续低迷和我国经济“新常态”的变化，现在已进入转型期，各地勘察单位的就业人员和薪酬比例均有一定的下滑，造成高校地勘专业的就业进入一个瓶颈期。另一方面，随着行业转型升级，社会和企业对基于大数据技术的地质信息服务需求量大增。这就造成一个矛盾：高校中传统的资源勘查与工程专业主要侧重于地质信息采集型专业人才的培养，缺乏对信息进行深度加工、处理的专门人才。因此，基于具备信息处理能力的地质信息人才培养体系的缺失，进而导致地质学培养的人才未能直接迅速地为现代社会的经济活动服务。在上述背景下，中国矿业大学资源与地球科学学院于2014 年在资源勘查工程专业下设立了地球信息科学与技术专业方向，从2015 年开始招生。由于国内自2003 年开设该专业以来，仅有中国地质大学（武汉）、浙江大学、中山大学等10 余所高校招收本专业的学生，对该专业的特色定位、培养计划、课程体系等方面还处于不断摸索阶段，我校也在不断改进的过程中进行人才培养模式的探索。

一、地球信息科学与技术专业人才培养模式

（一）学科依托与方向定位

资源与地球科学学院的前身为创办于1951 年的煤田地质系。拥有“地质资源与地质工程”“地质学”两个一级学科博士点及一级学科博士后流动站，其中“矿产普查与勘探学科”是国家级重点学科，“地质资源与地质工程”是江苏省一级学科重点学科，拥有9 个二级学科博士点，3 个一级学科硕士点，13 个二级学科硕士点（其中，3 个硕士点有单招资格）。经过半个多世纪的发展，地质学研究已处于全国领先地位，教育部第四轮学科评估中地质资源与地质工程评为A-（全国第三），地质学评为C+（全国第九）。雄厚的科研、教学实力为本专业方向的发展提供了坚实的保障。在专业方向定位时，我们进行了新的探索和调整，既要充分考虑社会对人才的需求，又要充分将学科优势与学科特色相结合，因此将专业方向定位为“固体矿产与非常规天然气资源信息科学工程技术”，主要有以下认识：（1）我校地质行业的学科优势是以煤炭资源勘查为代表的固体矿产勘查方向，拥有较强的教学实验软硬件设施，同时还可以提供较多的实践教学场所；（2）以煤层气、页岩气和致密砂岩气为代表的非常规天然气是我们传统的科研强项，非常规天然气勘探与开发需要进行大量的数据挖掘与分析，正是本专业方向学生大展手脚的专业领域；（3）拥有地球信息科学、地图学与地理信息系统、矿产普查与勘探、地球物理学、地质工程和水文水资源学的博、硕士招生资格，可以为本科生的继续深造提供无缝连接的条件。

（二）教学指导思想

根据专业方向定位，为达到人才培养的目标，制定了“以信息采集为基础，地质为依托，注重数据挖掘和分析，强化信息处理”的教学指导思想，学习和掌握地质学和地球信息科学的基本理论、基本知识和基本技能，接受基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科研训练，具备空间信息的分类与采集、传输与分析、成像与图像处理、空间信息系统的设计与应用、资源开发评价等领域研究与开发的基本业务能力。

（三）课程设置

本专业方向培养的学生主要面向科研院所、地质调查部门、信息产业部门等，从事地球信息科学、资源环境评价等方面的科学研究、开发等工作。因此，在专业课程设置中采取学科基础必修课程+专业主干课程+专业选修课程（课组）的形式。其中，基础必修课程与资源勘查工程专业相同，主要学习地质学基础、矿物岩石学、有机岩石学、矿产资源勘查与评价、地球物理勘探等地质类基础课程；专业主干课程则侧重于数据采集与处理、3S 集成（GPS、GIS、RS）、空间数据无线网络传输、数据信息可视化等，主要包括计算机地质制图、地学遥感、空间分析与建模、地质信息系统设计与应用等课程；专业选修课程则由学生根据自身的特长与兴趣点，选修软件开发类课程组（包括地学程序设计、地学三维可视化技术、地学数据库技术等课程）和信息应用类课程组（包括地质信息监测技术、地质经济管理、地学中的信息技术应用等课程）。除此之外，为锻炼学生运用所学知识解决实际问题的能力，还开设了基础地质综合实习、地理信息系统实验、矿山地质信息综合处理实验、专业生产实习实训和专业综合实习等专业实践类课程。

二、创新人才培养模式的思考与探索

（一）与地理信息科学专业的区分

我校环境与测绘学院拥有地理信息科学本科专业，地球信息科学与技术专业的学生在入校后，随着学习的深入，经常无法区分这两个专业的差别，并造成了一些认知上的困难。简单分析可以发现，二者既有区别又有一定的联系：地理信息科学专业侧重于对地球表面信息的获取、处理、分析与成果输出（辅助决策），获取数据的手段主要为遥感技术、地面测量和GPS 技术，主要培养具有地理信息系统设计与开发、3S 集成与应用以及空间信息处理和分析能力的专业人才；地球信息科学与技术专业则侧重于地表以下地质空间的信息获取、采集、处理、分析和成果输出，获取数据的主要途径为遥感、野外地质调查与填图、工程地质数据、地球物理勘探、钻探和地下测量等。从这方面看，二者具有本质的不同。但另一方面，两个专业都将3S 技术、信息处理与挖掘作为专业的核心技术，在技术上具有相通性。在教学过程中，应将二者的区别和联系向学生传达清楚，以免造成误解。

（二）构建基于“互联网+”的现代教育教学平台

由于大部分地质数据和信息主要来源于地下，课堂讲述起来空洞、不直观，因此，在新的教学过程中应借助现代互联网技术，打造一体化的数字学习环境，通过构建网络教学平台、移动学习系统和微视频（慕课）的方式，以动画、视频、PPT、文字等多种形式展现地质信息教学的核心内容，不仅可以使学生更直观地了解教学内容，还可以通过翻转课堂、任务驱动教学等教学方式，营造良好的学习氛围和竞争压力，为创新人才教育提供支撑。

（三）创新人才培养的组织形式

一方面，应以市场为导向，根据企业的用人实际需求，借助“卓越工程师计划”将企业纳入学校培养平台，由校企双方合作制定个性化的创新人才培养体系，使创新教育理念具备服务企业和社会的职能。另一方面，学生不仅可以学到课堂知识，还能更多地参与，按照企业用人岗位的要求，将理论应用到实践中，在实践中将理论升华，不断提高专业水平和创新能力。

综上所述，在新常态经济发展趋势下，在大数据环境和“互联网+”理念的双重影响下，地质类人才的信息处理能力需要获得极大的提高才能适应现代企业对人才素质的需求，地球信息科学与技术专业应实现人才队伍培养模式、人才资源储备模式的创新性发展，才能高效地实现地质类本科专业在新时代环境下的转型发展和升级。然而，人才培养模式的创新性改革是一个不断探索、不断改进的过程，利用大数据和“互联网+”的优势，才能真正培养出社会、企业所需要的创新型人才。