应用型土建类高校GIS专业培养方案优化

于明洋，邢华桥，孟 飞

（山东建筑大学 测绘地理信息学院，山东 济南 250101）

随着GIS（地理信息科学）与卫星定位、遥感大数据、人工智能、深度学习、数字孪生城市、元宇宙等技术和产业的紧密结合，GIS专业的办学规模日益扩大。然而，高等院校培养的GIS专业人才业务能力却没有跟上社会的需求，GIS本科毕业生主要从事一些数据处理等基础工作，动手能力普遍较差，缺乏主动思考和创新的能力［1］。2016年习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出，要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面［2］。这就要求高校教师自觉把思想价值引领贯穿教育教学全过程和各环节，形成教书育人、科研育人、实践育人、管理育人、服务育人、文化育人、组织育人的长效机制［3］。因此，GIS专业思政教育需要进一步加强。

目前，GIS本科教育面临着众多问题和矛盾。一是对学生的实践能力缺少培养。大部分地方高校本科人才培养方案中，本科期间的实践教学环节学分较少，实践教学没有得到足够的重视。大部分实践内容均是持续的集中上机实习，实习内容大多为已知领域的知识验证和简单演示，学生只能照着实习指导书按部就班进行，缺乏个性化实验设计和利用软件解决实际问题的能力训练。二是学生创新意识的培养不足。在本科教学中，由于多数课程教学是基于成熟的理论或体系进行的，当学生毕业后需要从最基本的框架进行重新构建时，多数学生就会感到无从下手，很难实现学生对自身创新能力培养的愿望。三是GIS专业没有与院校本身的优势特色专业协同创新。GIS专业未能与院校的特色专业及时、有效的互相融合、弥补。因此，GIS专业的培养方案缺乏宽度和深度，不能与土木、建筑学、城市规划、环境保护等各个相关专业进行深层次联合、协同、纵深发展。四是培养的人才还不能完全满足社会需要，GIS本科教育的目标与社会需求的目标存在一定差距。学生的就业问题突出，如就业率下降，就业质量不高等现象较为普遍。一些土建类院校的GIS专业毕业生因不能找到对口且满意的工作，不得不从事与本专业不相关的工作，从而不能发挥专业所学。地理信息科学作为一门技术性很强的综合交叉学科，教学的层次性、系统性设计不足会直接造成学生的动手能力、实践能力及竞争能力等方面与社会对人才的要求脱节［4］。合理设计GIS专业培养方案，使人才培养和专业建设符合地理信息科学最新发展的特点，适应我国经济建设和科学发展对GIS人才的迫切需要，培养面向市场面向社会的GIS创新型人才，全方位提升GIS专业人才综合能力，已成为GIS本科教育亟待解决的问题［5］。

针对以上问题，本文从指导思想、培养目标、课程设置、实践环节几个方面进行探讨。

一、培养方案修订指导思想及人才培养体系

（一）指导思想

全面贯彻党的教育方针，为落实新时代全国高等学校本科教育工作会议要求，以《深化新时代教育评价改革总体方案》《高等学校课程思政建设指导纲要》《山东省人民政府办公厅关于推进新时代山东高等教育高质量发展的若干意见》等文件精神为指导，坚持立德树人根本任务，强化以人为本，夯实基础，强化实践，突出特色，提高质量的人才培养思路，构建德智体美劳五育并举人才培养体系。立足山东、面向全国、依托行业、开放办学，着力培养基础实、适应快、能力强、素质高的具有创新精神和实践能力的应用型高级专门人才，为国家建设事业和区域经济社会发展提供智力支持［6］。

（二）专业人才培养体系

人才培养体系由理论课程体系、实践教学体系和素质拓展教育体系三个部分组成。其中素质拓展教育体系按课程类别融入理论课程体系、实践教学体系。

1.理论课程体系。理论课程体系包括课内与课外、第一课堂和第二课堂、必修和选修课的结合，构建“3平台+3模块+X课程组”的理论课程体系，搭建通识教育课平台、学科专业基础课平台、核心专业课平台等3个平台，设置专业方向课模块、专业任选课模块、公共选修课模块等。

2.实践教学体系。实践教学体系分为基础实践、专业实践、综合实践三个层次，每个层次设计不同实践教学模块，构建“层次+模块”实践教学体系。山东建筑大学GIS专业实践教学体系主要内容包括：实验、实习实训、工程综合训练、课程设计（论文）、毕业设计（论文）、创新创业训练、科技文化竞赛、社会实践等。

3.素质拓展教育体系。构建“课程+实践”的素质拓展教育体系。完善“创新课程+创新实践”的创新教育，“创业课程+创业实践”的创业教育，“职业素养课程+社会实践”的职业素养教育，提升学生综合素质。将大学生社会实践、课外科技文化活动、创新创业就业教育、心理健康教育、安全教育纳入本科人才培养方案，贯穿本科人才培养全过程。

二、GIS专业人才培养需求

随着人工智能、大数据、云计算、区块链等新技术的发展，GIS产业也发生了一系列的变化。GIS产业用人层次逐步从应用型向研发型转变，服务架构从局域网向云计算转变，服务对象从专业人士向普通大众转变，由地理信息平台转向地理信息服务。笔者对济南、北京、上海、广州等6所城市300余条招聘信息进行统计发现，GIS研发类人才岗位占据全部岗位的43.3%，数据处理及分析岗位占12.2%。GIS专业人才除了在地信和测绘等公司具备就业优势外，在数字孪生城市相关建设领域的就业优势也在加强，如在智慧交通建设、智慧园区建设、智慧旅游、国土空间规划、应急灾害普查、地质工程等领域出现了一定数量的职业需求。

三、GIS专业培养方案优化

我国GIS的核心建设目标需求在过去二十年是地理数据与系统建设，包括基础数据建设、专题地理数据建设、各类GIS系统建设，未来二十年，地理信息的核心目标需求是地理信息服务，包括国家重大任务如资源、环境、城市等地理信息检测与服务。社会核心任务由地理数据与系统建设转变为面向国计民生的地理信息服务。因此，GIS专业人才培养的目标定位也应随之改变。

（一）培养目标优化

依据社会需求和《地理科学类专业本科教学质量国家标准》指导意见。山东建筑大学GIS专业培养目标为：培养具有正确政治立场，具有正确的世界观、人生观、价值观，具有较扎实的数学、地学、计算机软件科学基础知识，掌握地理学、资源环境科学、现代测绘学、计算机科学等综合理论知识，具有地图制图、工程测量、资源环境评价分析、地理信息系统软件开发等技能，了解空间信息获取、传输、处理、利用和信息系统工程的基本理论，能运用遥感技术、地学分析和规划学相关学科分析方法进行地理信息系统设计与开发、空间和动态信息的分析处理能力，在城市、区域、资源、环境、交通、人口、住房、土地、灾害、基础设施和规划管理等领域的政府部门、金融机构、公司、高校、规划设计院所，从事与地理信息系统有关的科学研究、应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的应用型高级专门人才。

（二）课程设置优化调整

1.强化开发能力培养。随着社会对GIS开发人才需求的日益增长，对培养方案中开发类课程进行适当的调整。C语言程序设计和Java语言程序设计课程提前至第二学期讲授，让学生尽快接触开发类课程。Java语言和C#语言都是面向对象的设计语言，两者是WebGIS和GIS二次开发的基础语言，语法规则类似。在第四学期开设面向对象程序设计的课程（C#），学生可以在学习Java基础上进一步提升编程能力和熟练程度。GIS应用系统开发方向还开设有“空间数据库”“网络GIS开发与服务”“移动GIS开发”等课程，除了加强应用系统的开发技能培养外，在遥感开发和科学计算方面增加了“IDL程序设计”和“Matlab应用开发”课程。

2.增强数据处理及空间分析能力。空间分析是GIS的灵魂，数据处理是空间分析的基石。加强内业数据处理能力，进一步提高空间分析能力是培养学生业务能力的基础和关键。在培养方案中，将“计算机地图制图”“GIS空间分析”“遥感概论”“遥感图像处理”设置为学科基础课程和必修课程，并增加“三维激光扫描技术”“无人机航测”等较新技术的实操类选修课程，从而更好地与社会需求接轨。

3.课程开设时间优化。目前，培养方案中的专业课基本在大二下学期才开始教学，学生接触GIS专业核心课程和GIS软件的练习时间较晚，仅仅依赖大四的毕业实习和毕业论文综合实践进行应用能力的提升还不够，本次培养方案修订将GIS原理、遥感导论、GIS软件应用等课程提前开设，同时大一增开“地球科学概论”课程（学科必修，32学时）和“地理科学信息导论”（专业基础必修，32学时）两门课程。

4.加强思政元素和心理健康教学。专业教育要把塑造学生的正确“三观”作为根本目标，专业教师要从单纯的专业育人提升到全面育人。结合GIS专业的特点，要在专业人才培养方案中形成课程思政的总体性、原则性、方向性规划，这就要求任课教师在课程教学大纲中科学、有效提炼出每章课程思政的核心元素，并设计出在课堂教学中讲授的素材与授课方法，本次修订同时增加了“新中国史”课程（16课时）、素质拓展必修课“心理健康与安全教育”（16学时）。

5.课程名称及性质优化。以国标为依据，进行了部分课程名称、课程性质的调整。“人文地理学”由选修课调整为必修课；“自然地理学”由原来的专业基础必修调整到学科基础必修；“GIS空间分析”由专业任选调整到专业必修；“网络GIS设计与实现”从限选课调整为专业必修课并改名为“网络GIS开发与服务”；“AutoCAD基础”从必修课调整为限选课；数据结构、面向对象程序设计从必修课调整为限选课；“Arcgis Engine开发”调整为“GIS应用开发”；“城市三维可视化”改为“城市三维建模与可视化”。

（三）实践环节优化

本次调整优化将实践能力培养和创新创业教育贯穿人才培养全过程，优化实践教学体系，适当加大实践教学比重，加强产学研结合，突出学生工程意识与实践能力培养。构建第二课堂素质教育体系，强化学生创新创业能力、人文精神和职业素养的培养。山东建筑大学GIS专业实践教学体系分为基础实践、专业实践、综合实践三个层次，主要内容包括：实验、实习、课程设计（论文）、毕业设计（论文），创新创业训练、科技文化竞赛、社会实践等。

四、培养标准及学分学时结构

本次调整从综合素质、专业能力、知识结构三个方面构建了培养标准的实现矩阵，如专业能力培养中要求学生具有较强的遥感、地理信息数据处理与分析能力，实现途径为开设地球科学概论、地理信息科学导论、GIS软件应用、遥感原理、摄影测量学、遥感图像处理、遥感科学技术与进展、计算机地图制图、GIS空间分析、城市三维建模与可视化、三维激光扫描数据处理等专业课程。经过培养方案的修订形成山东建筑大学本科专业学时学分结构表，必修课占比71.1%，选修课28.9%，集中实践环节达到41.5学分，学生可以根据不同方向进行选修课程，实现个性化发展，满足社会不同需求。

结语

本文以山东建筑大学应用型高校GIS专业为例，立足于培养技术能力强、素质高、有创新精神的GIS专业应用型人才，结合新版培养方案的修订过程，从培养理念、课程设置、思政建设、实践环节四个方面对GIS专业培养方案优化进行探讨。通过对课程思政建设、开发能力培养、课程开设学期优化、课程设置及实践环节等方面进行调整优化，培养目标更加明确，培养途径也更加清晰，希望对兄弟院校有所借鉴，请各位同行批评指正。