GIS能力培养（精选8篇）
GIS能力培养 篇1
一、引言
近年来, 由中国地理信息产业协会及国内外著名GIS软件公司发起, 面向高等院校和科研机构在校大学生的全国大学生GIS竞赛, 是在校大学生课外活动中一项具有极强示范性与引导性的竞赛活动, 越来越受到各相关院校、广大任课教师的重视以及学生的普遍欢迎, 参赛人数逐年增多, 影响范围不断扩大[1]。按照学科基础来看, 各高校所开设的GIS类课程, 大致可分为三大类: (1) 以地理学专业为背景的GIS类课程; (2) 以测绘遥感类、地质工程专业为背景的GIS类课程; (3) 以计算机专业为背景的GIS类课程。GIS竞赛内容与GIS类课程实践教学紧密相关, 以GIS竞赛为导向, 探讨培养大学生GIS实践创新能力, 对于促进我国地理空间信息产业升级、提高GIS自主创新能力、培养GIS创新型人才等都具有重要的现实意义。
二、面向全国高校GIS竞赛的概况
目前, 主要的GIS竞赛包括:Esri中国 (北京) 有限公司的“Esri杯中国大学生GIS软件开发竞赛”、武汉中地数码有限公司的“全国高校GIS技能大赛”、北京超图软件股份有限公司的“Supermap杯全国高校GIS大赛”, 以及中国地理信息产业协会发起的“全国大学生GIS技能大赛”。一般GIS竞赛为每年3—10月举办, 该活动分别针对不同层次的学生 (专科、本科学生及硕士、博士研究生) 。竞赛题目可选择度大, 涉及基础应用、二次开发、技术创新、行业应用等, 参赛选手1—4名根据兴趣选择组别, 每组有1—2名指导老师, 作品方向由自由命题、半命题和固定命题多种形式组成。它不仅鼓励和推动了在校学生科研活动的开展, 而且促进了学生、教师和公司彼此之间的良性互动。其中, “全国大学生GIS技能大赛”的形式与其他GIS竞赛有所不同, 采用现场竞技方式展示各个参赛团队技能。该竞赛分两个时段进行, 每个时段竞赛时常为3个小时。现场由GIS教育与科普委员会推荐专家从竞赛题库中抽取本次大赛竞赛题目与数据, 所有参赛团队均使用相同的参赛题目与数据。GIS竞赛是在紧密结合课堂教学或新技术应用的基础上, 以竞赛的方法培养学生综合能力, 引导学生通过完成竞赛任务来发现问题、解决问题, 增强学习兴趣及研究的主动性, 培养团队协作意识和创新精神的系列化活动, 大力推动GIS技术在中国的普及, 并为GIS产业的发展选拔和储备大量优秀人才[1]。
三、从GIS竞赛角度, 分析GIS类课程实践教学中存在的问题
目前, 以本科大三学生为每年参加GIS竞赛的主体, 他们已掌握一定的GIS专业基础知识和软件操作的基本技能, 但知识面和空间思维不够宽, 也未达到利用GIS软件解决实际问题的水平。选题采用自拟题目或指导教师指定题目, 大多数参赛学生确定竞赛题目后, 不能有效地完成题目所要求的任务, 所提交作品缺乏创新点, 甚至部分题目由于缺乏数据未能按规定时间完成。这些问题不仅表现出参赛学生的GIS基本功不扎实, 综合分析与运用GIS知识和软件的技能欠缺, 同时, 也反映出目前在GIS类课程实践教学中存在的普遍问题。主要可以归纳为四个方面: (1) 过分强调每门课程的实践环节, 缺乏知识综合应用和创新能力的训练, 忽略GIS类课程实践教学体系的系统性; (2) GIS类课程的实践教学内容更新不够, 缺乏工程案例和配套实践教材; (3) 实践教学模式仍是应试教育模式, 缺乏明确的考核方式和评分标准; (4) 教学团队实践经验不足, 部分青年教师素质有待提高。
四、以GIS竞赛为导向, 培养大学生GIS创新实践能力的新思路
我校坚持立足地方, 面向全国, 为交通、冶金、汽车、测绘、机电、建筑等行业, 培养应用型高级专门人才。我校的主要办学思想是:努力建设成为一所以工为主, 多学科发展, 特色鲜明的高水平应用型工程技术大学。目前, 我校是教育部“卓越工程师教育培养计划”首批试点高校、黑龙江省特色应用型本科院校建设、CDIO工程教育人才培养模式试点、人才培养模式创新实验区和高等教育综合改革试点等重大项目的立项单位。这里仅以我校为例, 探讨在GIS类课程实践教学中如何培养大学生GIS创新实践能力的新思路。
(一) 融入CDIO理念, 引入工程案例, 课程优化整合, 注重学生综合能力培养
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果, 其将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面, 要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。将CDIO融入GIS类课程实践教学中, 注重学生综合素质能力的培养。在不同专业背景的GIS类课程实践教学中, 工程案例的选择要得当, 切实与专业相关, 注重课程间知识的优化和整合, 各门课程之间的承启关系, 才能达到预期的效果。例如:我校的测绘工程、地理信息系统、遥感科学与技术三个本科专业现都已开设GIS类相关课程, 全校公共选修课程也开设了GIS类课程。结合各学院的实际情况, 参照各专业的人才培养要求, 有针对性地提出更为具体的GIS技能培养目标。测绘工程专业, 它侧重于在测绘环境背景下, GIS专题制图和地图量算的研究, 相当于一对一地解决实际问题;地理信息系统专业的自身特点, 则侧重于GIS多平台和多领域背景的研究, 相当于一对多地解决实际问题;遥感科学与技术专业, 侧重于GIS空间分析功能, 以及遥感GIS一体化集成开发和应用。基于CDIO的工程案例教学模式, 有利于提高学生分析问题和解决实际问题, 有利于促使学生学习能力的培养和提高团结协作意识。
(二) 教研相长, 深度校企合作, 构建立体化实践教学体系, 加强学生创新能力培养
以科研促教学, 以教学带科研, 重点实验室是高校开展科学研究, 进行GIS实践教学的重要基地。加强校企深度合作, 双向互动, 正确地把握行业动态和市场人才需求。GIS类课程实践教学不是孤立地依附于教学, 而是将课堂教学和实践教学有效结合, 构建“实验教学—实习实训—毕业设计 (论文) —课外科技创新—社会实践”五元结合的实践教学体系。例如:我校在实践教学内容上, 按层次可分为验证型、设计和综合型、创新型;在实践形式上, 包括课堂实践、课程设计实践、创新性实践, 以及生产实践;开放重点实验室, 采用导师制管理, 结合导师项目的实际情况和学生学习兴趣, 使学生在导师的指导下, 树立专业学习的具体目标, 培养发现问题、分析问题、解决问题的能力, 进而提高学生的综合能力;通过深度的校企合作, 开展积极有效的公司软件培训课程、生产实践, 以及创业创新环境模拟, 形成参赛作品。通过多角度、多层次、多途径的实践活动, 加强学生创新思维和创新能力培养, 使学生在GIS类课程实践教学的各个环节点滴积累, 扩展自己的知识面, 鼓励学生依据兴趣多方位发展, 提升自身的GIS专业素养和GIS技能, 以及一定的GIS科研能力和创新能力。
(三) 重视实践教材建设, 打造“双师型”教学团队, 提高学校核心竞争力
实践教材建设与GIS实践教学紧密相关, 无论是学生还是教师, 都深深感到教材的质量对于提高教学水平和人才培养质量至关重要。在GIS类课程实践教学中, 教师应更新自身的教学理念, 加强地方院校的GIS专业系列教材的自身建设, 体现地方院校的专业特色。例如:我校对于不同专业背景的GIS类课程授课教师异质环境, 采用集体备课、课程之间资源共享、定期汇报和总结等多种形式加强彼此之间的沟通与交流, 注意课程间的承接关系, 优化教学内容, 避免内容重复和学时浪费。同时, 加强GIS类课程教师整体专业素质和技能水平的提高, 重视教师工程实践培训, 避免“一枝独秀, 教师和课程的信息孤岛现象”。开设GIS专业的院校应根据自身的师资力量、教学水平、实验设备条件等进行合理定位, 设定明确的培养目标, 形成各具特色的人才培养策略。我校的GIS专业和开设GIS类课程都是以测绘为背景, 因此, 培养满足地理测绘产业发展的GIS应用型人才是我校的特色。以“优质学生, 教学名师, 精品教学团队”为名牌, 打造优秀的教学团队, 有效地提高学校的核心竞争力, 形成以“单门课程为节点, GIS类课程为网络, 教师交流为桥梁”的GIS类课程实践教学模式。
(四) 构建科学合理的实践考核体系, 综合评价学生的专业技能和道德修养
GIS专业技能测试内容和评判标准的量化是构建科学合理的实践考核体系的前提。培养具备相应GIS专业技能与技术素养的应用型复合人才, 需要通过实践教学去解决、提高及实现[2]。只有改变目前应试的评价方式, 建立科学、合理、完善的评价内容和指标体系, 才能调动学习的积极性与主动性, 促进学生的全面发展。例如:我校正在积极开展不同专业背景的专业技能综合测试, 该测试包括闭卷GIS专业理论知识综合测试和现场GIS专业综合技能测试两大部分。在评价内容上, 包括获取地理信息的能力、提取地理信息的能力、分析和解决地理学问题的能力, 以及创新能力。同时, 严格实践教学管理工作, 在评价方式上, 采用多元化定量评价方式, 对学生的德、勤、能、绩等方面进行综合全面评定, 正确地评价学生的GIS专业技能和道德修养, 切实提高GIS类课程的实践教学的质量。
五、结语
近年来, GIS竞赛极大地促进了我国高校GIS类课程实践教学的改革, 通过多元性的良性竞争和交流展示平台, 激发GIS交流和应用的热情, 加强了高校、教师、学生和企业的联系。但是, GIS竞赛仅是我国高校GIS类课程实践教学改革发现自身存在问题的“一面镜子”。目前, 在“地理国情监测”和“数字中国”建设大背景下, 以及“卓越工程师培养计划”、“CDIO教学模式”和“GIS专业认证”等一系列新的教学理念和教学评价标准的陆续推出, 如何培养适应社会需求的具有创新意识和创业精神的高素质应用型GIS人才, 还有待于我们共同努力进一步的探索和实践。
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GIS能力培养 篇2
摘要：本文从地理空间素养的内涵出发，结合GIS的教育功能，分别从构建空间概念、发展空间形象思维和综合思维三方面探讨如何运用GIS技术培育学生地理空间素养。
关键词：GIS；地理空间；地理空间素养
一、地理空间素养
空间分为一般空间和地理空间、具体空间和抽象空间、绝对空间和相对空间、客观空间和主观空间等4组类型，地理空间是地理学的核心概念，是地理学的一个重要标志，是一切地理事件、地理现象和地理过程存在、发生和变化的空间基础，空间中不同的地理事象决定了地理空间的不同类型，地理空间虽然也可以用维数来衡量，但更强调地理事物的位置和事物之间的距离关系。地理空间素养既是地理素养也是空间素养的重要组成部分。判断一个人是否具备了地理空间素养最重要的是看其是否具备地理空间思维，能否从地理空间的视角去看待问题和分析问题。地理空间思维是对地理事象进行观察、分析、比较、概括、抽象，从而在头脑中创造性地形成它们的空间形象，进行空间定位、空间分布状态和结构、空间相互作用和空间综合分析和比较的心理过程，其中地理空间概念的构建是地理空间思维形成的基础；学生首先要在头脑中构建出空间概念才能据此进行去发现问题、解决问题；其次是地理空间形象思维、地理空间综合思维，本文拟从这三个方面探讨GIS技术对中学生地理空间素养的培养。
二、GIS教育功能对中学生地理空间素养的培养
1.基于GIS软件操作培养地理空间素养
GIS软件操作主要是利用GIS软件的基本功能对主题地图进行操作，包括对地图的无极缩放和漫游，空间查询、空间定位和空间分析等直观显示地理信息，地理事象的空间分布、要素间的空间分布关系和因果联系。基于GIS软件操作对中学生空间素养的培养主要体现是：①地图显示操作。直接利用GIS图层显示的地图进行辅助教学，操作简单快捷，易上手，初期应用广泛，如通过展示一幅能无极缩放和信息查询的电子地图或是一幅三维地形模型，都能使学生对现实世界空间关系的认识更具体。②地理位置空间分析。利用GIS查询功能，在地图中显示查询目标，进行直观教学，主要有定点、线路、范围等查询。如范围查询即查询某一特定地点一定范围内的对象，查询某一商场服务范围内的人口分布等。③缓冲区分析。缓冲区是指与某一个点、线、面有一定距离的空间范围，在教学中多用于讲授某一事物的属性影响分布范围，如经济区辐射范围、污染源范围、集水区范围等。
2.基于GIS数据输出培养地理空间素养
GIS数据输出主要包括利用GIS软件制作专题地图和利用GIS自带或输出地图文档在其它软件中应用。根据GIS输出数据类型不同，在教学中有两种引入方式：①运用GIS软件制作专题地图。GIS本身带有地图属性数据，其它光盘或软件提供的矢量文件都可以作为制作专题地图所需材料，可设计一些地形图、行政区划图、旅游规划图、交通图等；直观性是地理科学和地理教学所具有的重要特征之一，教学中教师要引导学生用好地图册和其它含有大量地理信息的材料，而其中很大一部分就是专题地图，同时GIS制作的专题地图能根据用户需要，灵活改变显示形式，添加图例、比例尺、图注、图标等地图要素，表现形式丰富多样，完全可以满足不同学生的学习需求。②应用地图文档。利用GIS软件输出的专题地图或地图图档，在其它教学软件制作中应用，导出的文件格式包括栅格形式和矢量形式，可以在Powerpoint、flash、word等软件中使用。
3.基于3D GIS和 VR GIS培养地理空间素养
3D GIS即三维地理信息系统，对地理空间信息进行三维显示和三维空间分析和操作；三维GIS相对于二维GIS更能真实地表达现实世界，将抽象难懂的空间信息可视化、直观化，增强地理教学的直观性，不仅能表达空间对象的平面关系，描述空间对象的垂向关系，还能对它们进行三维空间的分析和操作，让人们能凭借自己的经验理解空间事物并作出准确判断，如直观地看山脉的走向和沟谷；VR GIS即虚拟地理信息系统，通过GIS演示地理过程的动态演变，让学生获得形象化认识；自然界中的很多地理过程是难以看到的，但虚拟地理信息系统能为学生提供虚拟的环境模拟其过程。
4.基于Web GIS培养地理空间素养
Web GIS即网络地理信息系统，具有独立的客户端运行平台，客户访问范围广且操作难度低，主要进行空间数据的发布、空间查询与检索、空间模型服务等。WebGIS与地理教学相结合形成的WebGIS辅助地理教学（网络地理教学）将成为今后地理教学发展的一个重要趋势。将Web GIS用于教学有以下优势：具备丰富的学习资料库；更新教学内容方便，教师可以根据学生不同需求开展有实际价值的教学；具备图形化的超媒体信息系统，丰富GIS内容和表现力，使课堂教学活动生动活泼；锻炼学生的动手能力和独立解决问题的能力；为学生提供互动的学习环境，让学生能进行多角度思考和空间思维及空间分析。
三、基于GIS技术对中学生地理空间素养的培养策略
1.发展地理形象思维
空间概念是形成空间思维的基础，地理形象思维要求学生具有空间想象能力，学生要在没有客观实体的基础上也能够在头脑中创造性地构建出地理事物的表象，才能说明他们已经构建起地理空间概念。例如，区域地理学习中，知道各地区经济协调发展是保证国民经济持续稳定增长的关键，GDP是反映各地区经济发展状况的重要指标。科学准确分析各地区GDP的空间分布特征，对制定有效措施了解经济协调发展有重要意义，但GDP是抽象的地理信息数据，应通过GIS制图功能，制作“GDP区域分布图”，直观展示GDP分布状况，学生在自己动手操作过程中也可掌握收集地理信息、分析地理数据、最终获得专题地图的能力，如图1所示。
2.发展地理空间抽象思维
地理空间抽象思维，不仅要求能够依据地理概念构建地理事象的表象，还能够想象出地理事象的发展变化过程。运用GIS的三维模拟和虚拟现实功能，能将抽象的地理事象和地理过程直观化、立体化和动态化，能够在各维度空间中对图形进行转换，发展其空间抽象思维。运用GIS对地图的制作和直观展示，由近及远、逐步深入，建立地理事象间空间联系。例如，沿着某条旅游线路，看沿途会经过哪些地形区，自然景观和人文景观会有怎样变化，思考为什么会有这样的变化。
运用GIS的地图叠加，获取空间信息和特征，如将中国地形图和河流密度分布图叠加，观察分析两者之间关系。例如，“等高线地形图的判读”一直是学习难点，利用GIS三维可视化功能，可在三维场景ArcSence中将平面的等高线三维立体化，呈现出真实的山体地貌，让学生能直观看到山谷、山峰、山脊、洼地、鞍部、陡崖等地貌特征，在头脑中构建地理事物的形象。
3.发展地理空间综合思维
GIS能力培养 篇3
地理信息系统 (GIS) 是以计算机科学、数学和地理学为基础, 以地理信息的数字采集、处理、表达和规划为内容的信息系统。由于课程的信息量大、内容多, 涉及到的学科领域广泛而且实践性很强, 因此, 开展教学改革, 特别是实践教学改革, 不仅可以培养学生的实践能力, 而且是对学生的学习态度、学习方法、学习技能等进行培养和训练的重要途径[1]。
2.GIS实践教学改革的意义
温家宝总理说过“在做中学才是真学, 在做中教才是真教”。国外许多著名大学也采用基于类似工程或案例的方式进行教学, 体现了“在做中学”的理念。因此, 开展GIS实践教学改革, 不仅是可以培养学生的能力, 同时, 教师的能力也会在这样的过程中得到提高。
将“工程教学”思想引入到GIS实践教学中, 以“工程”为GIS实验教学的出发点, 在GIS实践教学中, 学生的实验课从任务开始, 在过程中学习, 以解决工程中的实际问题为落脚点, 真正实现“在做中学”的思想[2]。
在此基础上, 将“竞赛性”加入到实践教学中去, 使得学生不仅有实践工作能力, 而且能根据比赛的要求有效合理的利用自己的学习时间的习惯, 为进一步的深造打下良好的基础。
工程教学的思想中的“工程”是指运用科学知识和技术原理来对产品、工艺、设施和目标进行研究、评价、改进及施工完成验收的一个周期性过程。教育界提出的“回归工程”、“建立大工程馆和工程集成教育”的口号, 其目的就是要求重视工程实践和工程技术, 培养优秀的工程人才。因此, 将“工程教育”与竞赛相结合的思想引入到GIS实践教学中, 对培养优秀的GIS人才具有重要意义。
(1) 增强和完善学生的专业知识结构。
将实际工程引入到GIS实验教学中, 能从根本上改变传统意义上按部就班的具有验证特点的实验教学。由于将工程案例引入到实践教学, 使得实验更具实践性、针对性, 实验内容更加生动, 学生不仅能从实验中有所学, 同时也对专业知识的应用范围和方式有了一个初步的认识;能有效的促进学生积极思考, 激发学生的兴趣和特长, 从而培养学生的思维能力、动手能力、分析问题、解决问题的能力。
(2) 增强学生的就业竞争力。
由于GIS专业具有很强的实践性, 因此要求学生在校期间一方面学习基础课和专业知识, 同时也能掌握基本的工程知识和技能, 具备一定的实践能力。将GIS实验课与实际工程相结合, 能使学生较早的接触实际工程, 具备一定的专业技能, 能初步的分析问题和解决问题[4,5,6]。
3.GIS 实验教学的改革思路
传统GIS实践教学存在许多弊端, 比如, 实验脱离实践、内容孤立、缺乏必要的联系等。除此以外, 还存在着学生的地位被动, 教师课程之间缺乏必要的互动联系等问题。针对这些情况, 提出以下的改革思路。
(1) 对不同年级的学生的实践教学确定不同的实践教学任务。大一学生以基础实验为主, 着重培养学生的基本实验技能, 科学的思维能力和严谨的工作作风。大二学生的实践课程以设计性、综合性的实验为主, 着重培养学生的动手能力和创新意思, 以工程师的基本技能为基准。大三和大四的学生则是以创新性的实验为主, 以竞赛项目进行选拔和训练。
(2) 针对传统的GIS实验课与工程严重脱节的情况, 实行实验课化的分阶段工程实践, 对实验内容进行设计、编排, 按照工程实际和进度, 将工程划分成若干阶段, 设置不同程度的基础实验, 设计性实验和综合性实验。
(3) 增加探索性、设计性的实验环节, 实验难度有所提高, 以选拔动手能力强的学生为主, 鼓励和引导学生参加全国性的GIS专业活动, 比如ESRI大赛等。
(4) 将行业相关的制图标准, 测量标准作为课外阅读内容, 指导学生进行阅读。
(5) 专业实验室对学生进行开放, 为学生自主学习提供学习环境。
4.GIS实验教学内容
4.1GIS实验课体系内容
实验课体系的主线是将各个环节的基础实验, 设计性实验, 综合性实验结合在一起, 组成一个有机的整体。我们将工程的概念引入到实验教学中后, 根据不同年级学生的实际能力进行设置, 以ArcGIS软件实现一种三维电子地图的发布为例, 所有的实验, 包括基础实验, 综合实验, 设计实验都将围绕这一主题展开。
4.2GIS实验教学体系框架
GIS实验课根据GIS课程的内涵, 由数据采集、数据编辑、数据处理、数据发布四大部分组成。结合ArcGIS软件, 将4个部分设计成4个基础性实验, 2个综合性实验和1个设计性实验。
4.3实验内容的选取
由于所有的实验内容都以工程为背景, 联系工程进行指导, 设计实验内容。实验内容的安排和实验顺序如表1, 2所示。
4.4实验教学的实施
在目前的GIS实验教学中, 由于各个老师教授的内容不同, 因此学生掌握的知识也很单一, 存在着学生亦步亦趋, 只重视模拟, 而缺乏思考的问题。尽管具体的操作对GIS应用软件的教学十分重要, 但是不能忽视其应用, 出现重理论而轻实践的现象, 同时, 由于GIS专业是一门理论性、实践性、应用操作很强的学科, 因此除了理论教学之外, 在掌握GIS软件操作的基础上, 应能使学生能够有效的认识和开发应用系统[3]。
在具体的GIS实践教学实施过程中, 针对基础性实验、综合性实验、设计性实验各自的要求和特点, 分别制定出了不同的实施方法。
基础性实验基本上按照常规的实验教学环节, 让学生按部就班的参与实验, 让学生了解相关软件的操作步骤。这样子的基础训练必不可少。教学过程分为3个阶段:①:课堂教学阶段, 由老师采用CAI课件进行对相关的软件操作方式和流程进行回放, 了解常用的基本理论和实验技能。同时对相关软件的技巧和扩展环节进行讲解。比如3DMax特殊场景构造, 例如水景、树木、雕塑等;AutoCAD底图的分类处理和标注等。针对三维电子地图中可能用到的实践内容在原有的基础上进行讲解和扩展说明, 同时给出相应的实验步骤。②学生试验阶段, 学生按照实验指导中的实验步骤, 完成实验成果。③考核阶段, 学生将实验成果以实习报告的方式提交, 教师给出单次实验的成绩。
综合性实验的教学过程分为4个阶段:①课堂教学阶段, 由老师采用CAI课件讲授综合内容的实验步骤及意义, 这阶段讲授的侧重点和基础实验部分有所不同, 主要在于如何有效的组织实验, 为了完成实验可以采用的实验方法等;②学生确定实验步骤, 教师根据实际情况选取不同的实验场景, 由学生进行分组并选择不同的实验场景, 以小组的方式完成场景的设计。③学生试验阶段, 学生以小组的方式进行场景的设计和安排, 合作完成综合性实验, 并提交实验报告。④考核阶段, 学生将实验成果以小组汇报的方式进行展示。教师综合实验报告和实验成果给出单次实验的成绩。
针对设计性实验, 我们为了提高学生的就业和自身的竞争力, 将设计性实验的内容与竞赛挂钩, 将有兴趣并且能力突出的学生选拔出来, 对他们的设计性部分难度有所增加和加强, 同时设计实验方案。其教学过程分为4个阶段:①学生根据自己的情况选择实践内容, 学生根据教师下达的实验任务, 利用所学的知识和查阅相关的书籍确定自己的设计方案;②根据不同的实验方案, 学生选择分组并在组内讨论具体的实验步骤;③学生试验阶段, 学生按照实验所确定的实施方案, 独立完成一个设计性实验, 并提交实验报告;④考核阶段, 学生将实验成果进行分组展示。教师根据实验报告和实验成果给出单次实验的成绩。
在实践教学结束之后, 通过这种实践教学方式可以有效的识别出学生的实践水平, 因此将有兴趣参加ESRI竞赛的同学组织在一起, 根据他们的能力, 布置相关的竞赛内容, 在暑假里面进行集训, 为每年一次的大赛做准备。
4.5对GIS实验课程的考核
GIS实践教学的目标重点是培养学生的GIS系统应用和开发设计的能力, 实践教学评价的着眼点是学生实际操作水平的提高, 通过实验报告和成果展示, 可以有效的激发学生的学习兴趣和动手能力, 同时对自己的实践水平有了一定的认识, 通过以工程为主、竞赛为辅的实践教学, 激发了学生的创作热情和动手能力、团队合作能力和沟通能力。在课程中有效的引入了学生的设计环节, 避免了学生之间的抄袭, 培养了学生的学习态度和方式。在进行成绩评定时, 综合基础性实验、综合性实验和设计性实验的成果综合评价, 其中, 基础性实验占30%, 综合性实验占30%, 设计性实验占40%。
5.结论
通过实施工程性为主、竞赛为辅的实践教学体系, 利用基础性实验、综合性实验和设计性试验相结合的模式, 培养了学生的自主学习、自主探索、自主解决问题的能力, 并利用所学的知识有效的解决工程中的实际问题, 培养了学生的团队合作精神, 锻炼了学生的逻辑思考能力和动手能力, 大大激发了学生的学习热情。实践证明, 通过这种模式, 学生在ESRI竞赛中获奖的比例有了显著提高, 至2010年, 共获得一等奖1次, 二等奖2次, 三等奖3次。但是, 在这种模式下实施过程中也暴露了两大问题。
(1) 教师在日常教学中对前置课程如何为后置课程服务, 为后置课程提供理论基础往往得不到有效的解决, 由于地理信息系统专业课程是许多学科的交叉和多种技术手段的集成, 各种专业知识都需要设计, 比如地图学、程序设计、3DMAX教学、AutoCAD制图等。这些课程在实践中都必须用到, 但是由于老师所教授的难度不一样, 因此在实施过程中, 有时候必须恶补一些专业知识, 所花的实践周期比较长。不过这样做了之后, 学生往往能认真的配合和学习, 效果还不错。
(2) 构建一个稳定的、强有力的实验指导教师队伍是搭建科学、高效、合理的实验教学体系并取得良好的实践教学效果的强有力的保证。由于社会的不断发展和进步, 因此GIS专业的体系内容不断的变化才能跟得上时代的发展, 只有一支稳定的、强有力的实验教师队伍才能解决学生在实践过程中出现的各种问题, 并加以引导和培养学生解决问题的能力。同时, 在实验室工作的教师必须不断的学习新知识, 熟练掌握地理信息系统专业的工程设计方法和技术, 丰富实验教学内容和方法, 不断的进行实验教学改革, 才能培养出高素质的人才。
摘要：针对GIS实践教学对学生专业能力培养的重要性, 探讨了GIS实验课实行以工程为主、竞赛相结合的实践教学思路, 对实验教学体系主线、实验教学内容、实施方法和教学进行了阐述。
关键词：地理信息系统,实验教学,大学生竞赛
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GIS能力培养 篇4
土地利用规划学是一门融合自然、经济、政治、生态、社会等为一体的综合学科, 同时具有很强的应用性和技术性[1,2]。土地利用规划学作为自然地理与资源环境专业、土地资源管理专业的一门主干课, 其主要的内容是研究和讲授区域土地资源的时间和空间配置问题。从学科性质上看, 土地利用规划学属于应用性综合边缘学科, 综合性和实践性是土地规划学的最大的特性。可持续发展的目标需要处理好经济建设与人口、资源与环境的关系。其中土地资源对人类的生存和发展有着重要的作用, 是土地管理的重要依据。科学合理地对土地进行规划是实现可持续发展的重要前提和条件[3,4]。
二、《土地利用规划学》课程的特点
《土地利用规划学》与其他专业的课程密切相关, 土地规划学教学质量直接影响到土地资源管理人才的培养, 对整个社会甚至国家的发展有着重要的意义和价值。本文结合实际课程教学经验对《土地利用规划学》进行教学的探讨和研究, 从中整理得出《土地利用规划》课程具有以下特点。
1.综合性和实践性强。《土地利用规划学》是一门跨度大、综合性和实践性很强的学科, 课程涉及自然科学与社会科学的诸多领域。它是研究土地利用总体规划、土地利用专项规划和详细规划、土地利用规划方法和规划实施的科学[5,6]。在本科教育教学中需要把握好《土地利用规划学》综合性的特点。《土地利用规划学》涉及《土地经济学》、《土地生态学》、《土地资源学》、《综合地理》等学科的基础知识[7,8];还要灵活地运用遥感、地理信息系统、数据库等技术以及密切联系相关的法律法规、国家的政策以及社会的发展, 具有很强的综合性和实践性, 覆盖的知识面广。
2.GIS技术水平要求高。在《土地利用规划学》的教育教学上, 对GIS技术的要求较高。随着空间信息技术和计算机技术的迅猛发展, 在土地规划上涉及的数据的测量方面要求的精确性大大提高, 对于一些新的技术如遥感、地理信息系统等技术上的学习提出了新的更高要求。在《土地利用规划学》的课程上需要不断提高GIS技术水平和能力的引导和教育, 让学生能够适应相关部门的要求和社会的发展[9]。
3.国家相关标准和规范变化快。土地利用规划是由政府部门主导的一项土地管理措施, 在《土地利用规划》的课程教育上必须符合国家的相关标准和规范。自从1985年国家土地管理局成立、1986年《土地管理法》实施以来, 有关部门制定了一系列土地利用规划的法律、法规、标准和规范。随着国内外形势的变化和时代的发展、中国土地利用战略与政策的调整而不断发展完善。为了更好顺应国家相关标准的发展和完善, 相关的土地规划课程也需要不断地完善和发展, 与时俱进, 不断创新和完善。
三、课程理论教学探讨
《土地利用规划学》具有综合性强、跨度大、实践性强、技术含量高等特点, 因此在课程的理论教学上需要理论和实践相结合, 在教学的方法上与时俱进, 开拓创新, 选择正确的教学方法和模式。
1.课堂讲授与演示范例相结合。在《土地利用规划学》的课程教学中, 除了在课堂上传授知识点之外, 需要把知识点与实际的案例相结合地传授知识。一方面有利于学生对土地利用规划的知识进行更加透切的理解;另一方面, 学生可以通过与演示范例相结合的方式掌握更加实际的技能。本着发挥地理学科空间、信息技术和综合应用等专业优势为出发点, 面向社会经济发展对专业人才的需求和要求, 课堂讲授与演示范例相结合, 增强同学们实际运用的能力。在讲授《土地利用规划学》课程中的规划基础数据预测、土地供给量预测、土地需求量预测、土地规划评审验收等方面知识时, 可依据当前土地需求、土地储备供应、规划验收评审等方面的热点问题, 在课程中适当增加一定区域现实供需关系的演示范例, 致力于培养学生对课程理论知识的深入理解。
2.基于GIS进行典型案例教学。在教学上可以利用GIS技术和案例分析等多种技术和方法, 以创新教育理论为指导, 对学生将GIS技术运用到《土地利用规划学》课程教学实践中进行跟踪调查与评价分析, 通过构建课程数据库、增加演示范例等手段, 充分运用GIS技术在《土地利用规划学》课程教学实践中的创新应用成效, 为建立基于创新能力培养的课程内容设置体系和面向市场的实践教学设计系统提供思路。
3.课堂教育与课后模拟相配合。以应用型人才综合能力和创新能力培养为目标, 科学构建和优化学生的实践教育体系, 尽量让学生将所学知识运用到生活实践。通过《土地利用规划学》课堂教育与课后模拟相配合, 建立基于GIS的课后模拟练习题库, 实行全过程、全方位的实践教育, 将课堂知识延伸到课后模拟练习实践中, 通过GIS课程作业的模拟练习, 使学生能自由发挥, 创造性地学习巩固知识。教师通过网络可以及时掌握学生作业的操作情况, 及时调整教学进度, 部署教学难点与重点, 及时与学生做互动交流, 大大提高了学生的学习兴趣和实际的操作能力和水平。
四、课程实践教学探讨
《土地利用规划学》的课程需要学生理论和实践相结合, 要求学生在掌握土地利用规划相关知识的同时, 利用这些知识去运用到实践中, 因此需要在课程上安排实践教学的环节。积极鼓励学生到相关国土、规划、建设单位或相关企业进行土地利用规划的实际工作中去, 让学生能够理论联系实际, 在实际中掌握更多知识和技能。同时, 学校和老师需要尽可能地为学生开拓更多的实践机会, 让学生在完成了专业的知识学习之后可以投入了实践中去, 掌握土地利用的总体规划、土地利用详细规划等编制的方法和操作流程, 增强学生的实际操作能力和工作经验。在本科教学实践中, 为提高学生系统掌握土地利用规划编制和制图的能力, 利用学院教师参与广东地区土地利用规划修编项目收集的资料, 让学生分组模拟某地市或乡镇的土地利用规划。通过数据收集、数据分析、规划方案制定、规划实施措施提出, 系统地训练学生规划文本的能力;强化学生利用GIS技术相关软件进行图件制作的基本功。本课程实验选题范围较广泛, 涵盖土地利用总体规划、专项规划和详细规划, 选题主要集中在如下方面:某地区土地利用总体规划;某地区土地利用现状分析评价;某地区土地供需预测分析;某地区土地利用结构调整和空间布局优化等。通过课程实验和典型案例示范, 学生将实验室学到的数据预测、图件制作、文本编写技能进行整合, 切实从初始模拟某地区土地利用规划, 真正掌握土地利用规划编制程序、思路及技术要领。
五、结束语
《土地利用规划学》的教学改革探讨是为了更好地提高学生的学习能力和水平以及使学生在更好地适应社会发展的基础上进行研究和创新。本文通过分析《土地利用规划学》课程的特点, 明确了课程的性质和发展趋势, 在课程教学特点的基础上, 从课程理论教学和课程实践教学这两个方面, 构建GIS技术对学生动手实践能力培养的途径和方法, 进而更好地丰富《土地利用规划学》教学方法和手段, 培养和提高学生的理论知识水平和动手实践创新能力, 使得高校培养的人才更加符合当代社会的需要。因此, 在今后的教学中, 还需要继续改革完善教育教学方法和手段, 提高课程的教学质量, 使得《土地利用规划学》课程教学更好地适应社会发展。
参考文献
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GIS能力培养 篇5
1 GIS的应用优势
1.1数据输入表格式与对话式数据输入相结合, 单孔岩土描述可以直接输入, 也可以采用对话方式, 选择预设的常用专业词汇和扩允词汇。钻孔资料可复制, 避免重复操作, 减少输入工作量。
1.2图形处理可绘制平面图、剖面图、等值线图等、还可将数据文件转换到Auto CAB环境中, 用户可根据需要进行图形编辑、修改。
1.3数据处理用数据库对数据.进行统一管理。数据全面共享、岩土参数统计可由用户根据工程经验剔除离散异常数据, 也可由计算机根据多种统计方法自动剔除。
1.4空间分析操作。地理信息系统最重要的优势就是可以分析地理数据并进行辅助决策。通常, 地图上的信息是固定静止和有限的, 这些信息在很大程度上依赖于人的视觉能力和长期积累的经验, 用手工进行有效的空间分析十分困难。很多复杂的空间分析模型难以直接应用, 勉强为之也项尽量简化, 效率低且结果不精确。
2土地工程能力评价工作步骤
本文研究工作的简要步骤如下所述:
2.1收集整理地质构造、地形, 地貌等区域资料图件, 比例尺在1:5万到1:10万以上。
2.2收集东城区工程地质钻孔资料和水文地质钻孔资料, 并制定统一标准, 进行上层层序及地层时代的划分。
2.3钻孔资料筛选。资料的空间分布要求均匀, 边缘区域每km2不少于两份, 钻孔深度较大、试验资料齐全的报告优先录用, 有标贯数据和剪切波速数据的钻孔优先利用, 根据已有资料情况, 对资料缺乏地区进行有关补充钻孔工作。
2.4绘制工程地质剖面图, 纵横向密度大致在2~3km一条。
2.5根据地形图、区域地貌单元分区资料, 工程水文地质剖面图等资料划分东城区的微地貌单元。
3城市土地工程能力评价的GIS方法
我国过去在城市土地工程能力评价中, 应用的方法主要为费用损失分析法, 这种方法就坏死利用对地质环境进行估算来确定不同土地的类型, 从而分析出每种土地类型所能够产生的损失费用的一种土地工程能力评价方法。这种评价方法主要有是利用统一的费用标准来对不同的地质类型估算损失程度, 在一定程度上可保证土地定量分析的准确度, 而在非专业的角度来说, 一些并不具备专业技能的工作人员, 很容易就能够掌握这种方法, 将这种方法应用到城市土地工程能力评价中, 可适当的缩小工作者之间的专业差距。
一般来说, 费用既可以用来对地质环境中所存在的主体因素进行衡量, 也能够对土地的发展建设情况进行衡量, 使得两者之间的关系更加的平衡, 费用还可以直观的反映出土地利用和开发所能够产生的经济效益, 但是, 要想使得这一方法能够发挥其真实的作用, 就需要根据空间特征以及土地利用的类型, 来构建完整的信息反馈系统, 依据该系统来发挥出费用损失分析法的实际作用, 但是就我国的目前状况来说, 这一系统的构建还不够健全, 这样就导致费用损失分析法无法发挥出其真正的效用, 这种方法评价所得的结果也并不精确。因此, 为了能够使得城市土地工程能力评价的结果可以更加的精确, 就需要采用GIS方法。下面就针对城市土地工程能力评价的GIS方法进行具体的分析。
3.1我国的土地利用类型目前为止总共可分为六种类型, 而这六种类型的土地, 主要依据我国土地利用既定的相关法规以及总体的土地规划方案所制定的, 其中主要包括底层住宅用地、高层住宅用地、商业用地、办公用地、工业用地以及医疗科教用地这六种类型, 这六种建筑类型都有其自身的建筑价值和建筑形式, 分别指代了不同的作用。
3.2不同的建筑类型都具有其自身的建筑价值, 在保障地质环境一致的前提下, 可以利用费用评价分析法制定出不同类型土地所能够产生的损失费用, 将所得出损失费用作为土地指标评价的依据。在对城市土地工程能力进行评价的时候, 要综合的考虑到各种地质灾害以及地质情况可能对建筑价值产生的影响, 要清楚的计算出建筑损失值, 然后列出矩阵形数据表格, 总结出每种城市建筑类型可能受到的损害和影响, 并依据这种影响和损害, 得出具体的损失值, 而损失的状态等级一定要根据地质灾害的影响程度来进行级别的划分。
3.3投影方式以及坐标系的确定, 需要充分考虑到工程地质灾害等方面的因素, 保障投影方式、坐标系与工程地质灾害的主题相一致, 在所选定的区域中, 进行精确值的计算, 根据计算的结果来进行网格的划分, 保障每个网格大小的一致, 对网格的起始点进行精确的设定, 保障网格的方位以及尺寸等参数都符合工程能力评价的要求, 这样就可以形成一个网格的专题图, 从而可以为城市土地工程能力评价提供可靠的依据。
3.4在最优损失的基础上, 对损失值进行统一的划分, 避免出现土地工程能力评价的差错, 防止误区的出现。如果出现了评价的误区, 就会使得城市土地能给力的表达无法达到理想的状态, 而GIS本身具有空间操作的能力, 将GIS应用到城市土地工程能力评价中, 可以最大限度的满足客户的需求, 从而将决策值自动的划分到所属的类型中。
3.5以地理信息系统为开发平台的土地工程能力评价过程, 实际上是建设城市工程地质信息系统的过程。城市工程地质图的设计与出版, 用GIS编制的区划图以数字形式存贮, 为地图的设计和出版提供了灵活性。可将电子地图转换成不同投影方式, 按照要求给土地工程能力图配以各种图例、图名等。还可模拟显示其效果, 综合比较各种方案, 提高工程地质图的设计和制图质量。
结束语
综上所述, 在城市土地工程能力评价中, 合理的应用GIS方法, 能够有效的保障城市格局规划的合理性, 使得城市的发展更具特色, 应用GIS方法, 可以使得工程地质信息系统更加的科学化和精确化, 从而可以更好的为城市的发展服务, 以实现城市现代化的长远、可持续发展。
参考文献
[1]齐清文, 刘岳.GIS环境下面向地理特征的制图概括的理论和方法[J].地理学报, 2013 (4) .
[2]陈述彭等编著.地理信息系统导论[M].北京:科学出版社, 2011.
GIS能力培养 篇6
广西师范学院自2000年开始招收GIS专业本科生, 经过十多年的建设, 已逐步形成了较完善的办学体系。2006年, 本专业被认定为自治区优质专业, 2009年, 本专业被批准为教育部第四批高等学校特色专业建设点, 2011年, 本专业又获得广西高等学校特色专业及课程一体化建设项目立项。到2011年7月, 本专业已培养近300名毕业生, 根据走访调查和就业资料统计, 我校GIS专业毕业生在各行各业为普及与推广GIS应用发挥着自己的专业才能, 受到了用人的单位的欢迎, 并逐渐成为“数字广西”的建设者和推动者。
1 我校GIS专业毕业生就业现状分析
1.1 GIS专业就业率分析
根据我校过去八年已毕业的GIS专业本科生就业资料统计分析, 我校GIS专业历年就业率如表1所示。
总体而言, GIS专业毕业生就业形势较好, 2009年因受金融危机影响, 就业率相对较低。地理信息系统专业作为一门新兴专业, 我校GIS招生在广西是最早的, 在全国层面也是属于比较早的, 因此前几年就业压力小, 就业率较高。随着各高校陆续开办GIS专业, 毕业生人数急剧上升, 就业竞争逐渐激烈, 我校GIS专业的毕业生就业率也呈现了波动和下滑的趋势。
1.2 GIS专业就业行业分析
根据毕业生的就业统计资料, 从就业行业角度, 得出各届毕业生在各行业的就业人数如图1所示。
由图1可知, 我校GIS专业毕业生的就业去向主要集中在事业单位。根据进一步分析, 事业单位又以学校和国土资源局接纳的毕业生居多, 这一方面因为广西恢复地理高考, 对地理教师的需求量大, 而我院GIS专业是从地理科学的基础上发展起来的, 专业教学中地理学的基础知识相对侧重;另一方面因为广西各地市的国土资源局是GIS技术应用最普及的单位, 对GIS人才的需要也相对较多;在企业单位中, 主要以测绘和GIS软件应用开发的公司为主;在其它类型单位中, 主要是以考研的学生居多, 有极少部分属于自主创业类型就业。
1.3 GIS专业就业区域分析
根据毕业生的就业统计资料, 从就业地域角度, GIS专业历届毕业生就业地主要集中在广西境内, 去外省就业的学生基本是回籍贯所在地, 也有极少数广西学生去广东或江浙一带就业, 这一方面是因为我院GIS专业相对省外知名大学的GIS专业而言, 还不具备很强的竞争力;另一方面, 对于土生土长在广西的学生而言, 他们对于陌生城市陌生的环境有一种潜在的不适应感和恐惧心理。在广西境内, 50%以上的毕业生选择在南宁就业, 这不仅跟南宁的信息化发展需求相关, 也与学生跳出农门立足大城市的心理有关。GIS专业历届毕业生在广西各地级市就业总人数点密度分布如图2所示。
2 GIS专业人才需求与就业挑战
2.1 GIS人才的市场需求
GIS作为一门技术更新很快的学科, GIS人才的培养更应该注重适用市场的需求。市场对GIS人才的需求主要表现在以下几个方面:一是地学研究与应用, 如土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、城市规划、灾害防治、经济建设及政府各职能部门等;二是软件开发与项目组织管理, 这方面的主要就业单位为GIS基础与应用软件公司、GIS二次开发的企事业单位与科研机构;三是GIS软件销售和技术服务;四是理论研究, 这方面主要就业单位为各类科研院所[2]。对于GIS专业本科毕业生而言, 第四方面理论研究的市场需求量基本为零, 因此GIS本科毕业的市场需求主要集中在前三个方面。
2.2 GIS专业就业面临的挑战
我校自2000年开始招收GIS本科生起, 已为各地方政府相关部门输送GIS专业人才两百多人。在过去的十年里, 我校GIS专业可谓占据了天时地利人和的优势, 就业情况非常乐观。从理论上讲, 未来很长一段时间, 社会对GIS专业学生的需求量仍然是比较大的, 因为GIS与百姓生活息息相关, 人们日常的社会活动, 有90%以上和空间位置有关[3]。然而, 目前GIS专业人才就业与市场需求形成了一种怪象:一方面, 用人单位感叹GIS人才稀缺, 好人才太难招了;另一方面, GIS毕业生又面临工作难找的尴尬局面。用人单位困惑的是学生学了四年专业知识为什么缺少必备的专业动手能力;学生困惑的是如何才能学到社会实用的本领, 具备用人单位需要的技能。作为育人单位, 学校同样感到困惑, 困惑的是自己培养的学生和育人单位的期望值总也达不到一致。因此, 面对日益激烈的市场竞争和千变万化的社会需求, 要继续保持良好的就业态势, 我校GIS专业就业还面临着不少问题和挑战。从GIS人才市场需求的四个方面看, 我校GIS专业毕业生主要集中在地学研究与应用方面的单位就业, 要拓展就业渠道, 培养满足社会需求的GIS人才, GIS专业人才培养在很多方面还有待深层次的改革与完善。
3 我校GIS专业人才培养的思考
3.1 学生专业认知度教育
根据往届GIS专业生源分析, GIS专业的新生在中学时代基本不了解GIS, 高考填报志愿主动选择GIS专业的学生不多。面对专业新生对专业认知的陌生感或模糊感, 大学专业教育首先要解决的是学生的专业思想问题, 让学生认可甚至是喜欢自己所学的专业。由于GIS专业的特殊性, 它既具有广泛的应用性, 又具有学科的交叉性, 就业行业很多, 但针对性又不强。这种特点直接导致很多学生四年大学生活结束时仍然找不到自己的方向, 对职业规划非常模糊。这一方面有自身和社会的原因, 另一方面主要是对专业的认知度不够, 不知道学了这个专业是干什么的, 将来能干什么, 更找不到专业知识与自己兴趣爱好的结合点, 不知道自己想做什么, 能做什么。因此, 学校不应局限在学生入学时开展专业思想教育, 更应该将这一教育贯穿大学教育的全过程, 老师上课时不仅要传授专业知识, 更要让学生知道学习这门课程跟专业的关联在哪, 有可能培养学生具备哪方面的就业技能。让学生时刻想着就业, 并为就业时刻准备着。
3.2 完善课程设置, 推进教学改革
随着GIS的应用深入, GIS专业的教学思路、教学目标与课程设置也应顺应社会需求而做出新的调整。我校自2000年开始招收第一批GIS专业学生以来, 已多次对人才培养方案进行了修订, 通过不断调整专业课程体系结构、课程设置与教学内容, 教学改革取得了较明显的成效, 逐渐形成了符合自身特点与发展需要的专业课程体系。然而, GIS学科的多学科性与交叉性决定了专业课程体系的复杂性, 因此, 如何适应市场需求变化构建符合自身专业优势和特色的专业课程体系, 一直是我校GIS专业教学改革需要解决的问题。
我校GIS专业是在地理科学专业的基础上开设的, 开设之初, 专业课程以地理类课程居多, 兼设一些相关学科的课程, GIS软件与开发类课程非常少, 当时正是广西恢复地理高考中学地理老师稀缺的局面, 因此GIS专业的毕业生有很大一部分都去中学任教;随着GIS应用的推广和本专业师资力量的不断增强, GIS专业的课程设置有了较大的改变, 减少了很多地理类课程, 增加了多门GIS软件与应用的课程, 这样学生在软件操作与数据处理方面的技能有所加强, 因此毕业后很多在国土、规划等部门从事GIS应用的工作;近几年, 由于GIS专业新生力量不断增强, 一大批年轻的GIS人才加入到专业老师队伍, 根据社会对GIS人才的需求情况, 开发人员更受欢迎, 因此课程设置在GIS开发方面有所侧重。然而, 根据对学生的调查, 一个班级里对GIS开发有兴趣的同学却非常少, 大部分学生对开发的课程都是采取应付态度, 很少有学生能静下心来去专攻一种开发语言。这样, 老师们热情的初衷得不到热烈的响应, 学生就业也就陷入了一种高不成低不就的尴尬局面。因此, 现阶段我们的课程设置需要考虑如何既适应市场需求又兼顾学生兴趣。不能既没学好GIS开发, 也没掌握GIS应用。让对开发有兴趣的学生有机会多学GIS开发的课程, 对开发没兴趣的同学也有机会多掌握GIS应用技能, 这无疑就需要在GIS选修课的模块上增加更多的弹性, 而不是现在这样不管有没有兴趣大家一起学的情况。
3.3 加强实践教学环节, 培养学生动手能力
较强的动手能力是就业“敲门砖”[4], 实践动手能力一直是GIS就业单位衡量毕业生能力的重要指标, 因此, 构建满足市场需求的实践教学体系, 提高毕业生动手能力是十分必要的。GIS实践教学是GIS专业教学的一项重要内容, 从数据采集、数据编辑到数据库管理、空间分析再到系统开发, GIS教学的每一个环节都离不开实践。然而, 当前我校GIS实践教学中主要采取为以教师为中心的模式, 教师根据理论教学内容安排相应的实践练习, 学生按老师要求完成相应实验。由于缺少实验数据和项目的支撑, 当前实践内容基本停留在熟悉软件的层面, 与项目、行业要求关联度不大。此外, 在专业知识的学习上, 学生往往也缺少主动学习的态度, 抱着能通过考试的态度在学习的学生很多, 实际上他们已习惯了这种盲目被动接受知识的状态, 对很多的动手操作内容是知其然而不知其所以然, 可以完成老师安排的练习, 可遇到问题却不知如何解决。因此, 要培养出真正具有较强动手能力符合就业单位需求的GIS毕业生, 有必要加强和完善实践教学体系。一方面, 要加强实验室环境的建设, 建立开放性实验室, 为学生自主性学习创造良好的实验条件;另一方面, 要加强校企合作, 充分利用实习基地单位的资源, 建立校外教学基地, 让学生参与更多的实际工作, 培养实用的业务技能。当然, 在具体的操作实施上, 还有很多的细节需要完善, 如教师队伍、实习教材、实验软条件、科研平台建设等。
3.4 加强就业指导
根据以往对学生的调查走访, 我校大部分的GIS毕业生面对就业都存在一些困惑。如学生对自己的职业规划不清晰;对行业的需求状况不清楚;专业技能不强期望值却很高的就业矛盾等。此外, 毕业生在找工作的过程中纷纷反映很难获取招聘信息, 已毕业的学生很大一部分都是通过学校、老师的推荐或亲戚、朋友介绍等途径就业的, 只有少部分的的毕业生是通过行业网站或人才市场招聘就业。随着毕业人数的不断增多, 学生更多地需要自谋职业, 面对如今激烈的就业竞争, 上述困惑使得他们在就业大军中举步维艰。因此, 学校应该在大学四年期间定期开展一些就业指导和培训, 召开一些相关的就业经验、择业技巧的讲座, 创建一个良好的就业信息平台, 使学生在就业前熟悉一些有关GIS行业的工作, 让学生树立正确的就业观, 在面临就业时有充分的思想和技能准备, 既不盲目乐观, 也不悲观失望。根据自己掌握的专业技能, 准确分析自己的职业定位, 既不好高骛远, 也不过分降低自己的就业门槛。总之, 在就业的问题上, 适合自己的才是最好的。因此, GIS毕业生应充分地认识到自我期望与社会用人需求之间的差距, 根据自身的专业水平来正确选择适合自己就业的区域和岗位。
4 结束语
新的世纪, 蒸蒸日上的GIS教育促进了GIS应用的蓬勃发展, 同时, GIS的发展又对GIS教育提出了新的更高要求。GIS的人才培养与教学改革均应适应社会对GIS人才的新的要求。我校GIS教育应改变以往闭门造车的局面, 更多地瞄准就业市场, 加强与就业单位的合作, 在注重学生理论素质培养的同时, 加强应用能力的和实践创新意识的培养。就业率一直是考核学校培养学生质量的一个重要指标, 面对更多高校开办的GIS专业和培养出来的GIS人才, 我校GIS专业已不再具有天时地利人和的大好优势, 如何在日益激烈的GIS就业市场中保持不败之地, 仍是每一个GIS学生、老师和学校需要认真思考的问题。
参考文献
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GIS能力培养 篇7
地理信息科学 (GIS) 是自20世纪60年代产生的管理和分析空间数据的学科, 是集地理学、计算机科学、测绘学、空间科学、信息科学和管理科学等学科为一体的新兴边缘学科, 它的发展和应用具有多学科交叉的显著特征。目前我国有上百所高校开设该专业, 其中一级学科主要有地理学、测绘学和计算机科学, 同时很多相关的理学、工学、农学、林学等, 甚至经济、文学等社会科学, 也都开办了GIS专业或类似专业和课程。[1]这些设置在不同一级学科下的专业都依托自己的专业背景制定了具有各自特色的培养方案。这使得GIS的高等教育变得错综复杂, 如何培养既具有较强的专业素质又能适应社会需求的人才是个很重要的课题。
滨州学院是2004年升本的地方新建本科院校, GIS专业是依托地理科学专业2007年开始招生的新专业, 在这种形式下, 就必须要进行教育改革。构建应用型人才培养模式是目前高校深化教育教学改革的关键环节, 也是高等教育实现“三个面向”和可持续发展的必由之路。[2]而应用型人才培养的核心就是“厚基础、宽口径、重实践”, 所以要实现应用型人才培养的目标, 就要在实践上多下功夫。
二、GIS专业知识体系、素质特征分析
实践体系是整个人才培养方案的组成部分, 是由特定的培养目标下一系列的培养规格与要求的体现。地理信息科学专业都是在不同的专业背景下设立的, 各个学校都有鲜明的特色。滨州学院地理信息科学专业是在地理科学专业基础上开设的, 进行应用型人才培养, 必须在知识体系与素质要求上进行重新定位。
学院将专业培养的规格与要求分为三个大类:知识规格与要求, 能力规格与要求, 基本素质规格与要求。在知识体系上, 要求掌握数学, 计算机、物理等基础课程, 地理学、GIS、测绘学、遥感等专业课程;在能力方面要求有较强的汉语、英语表达能力, 人际沟通能力与应变能力, 查阅科技文献能力;在基本素质方面, 要求树立科学发展观、人生观、世界观、团队协作和创新精神。
三、实践技能培养体系的构建
实践技能培养体系的构建不能是各种课程的罗列, 而是一个系统工程。在对实践体系的构建中, 应当遵循完整性、开放性、科学性、适用性的原则。完整性是要求体现所有对学生各种能力与素质要求的训练环节;开放性要求实践环节的设立要从课堂延伸到课外, 从基本技能的训练到前沿知识的获取;科学性要求实践体现高等教育的基本规律, 运用正确的教学模式、先进的教学理念和有效的教学手段;适用性是既要体现先进性又要切实符合学生的实际, 教学工作有方案更有行之有效的具体措施。
实践教学作为整个课程体系的重要组成部分, 应和所有课程形成有机整体, 所以实践技能培养体系的构建离不开整个专业设置的课程类别与结构。滨州学院地理信息科学专业培养课程类别与结构设置如下:共有六个一级类, 包括公共必修课、公共选修课、专业必修课、专业选修课、实践课程、素质拓展模块。实践技能培养体系是由课程实验、独立实验课、实践周和素质拓展组成, 这几个部分分别设置在课程体系中, 由基础到综合, 由课内到课外, 由验证到创新, 由知识转化为技能最终形成素质。具体的设置如下:在公共必修课中重点突出的是培养学生英语语言能力训练, 将大学英语视听说作为独立的实践课程, 共有64学时, 课程设置在前四个学期。公共选修课程, 虽然没有在课程体系中体现实践的比重, 但积极引导学生选修各类实践课程, 特别是与地理信息科学专业相关的课程, 通过两年的运行, 大部分学生都通过公共选修课进行了多媒体制作、网页制作、三维建模等实践课程的训练。专业课是整个实践技能培养体系的基础部分, 是应用型人才培养思想中“厚基础”的体现, 特别强调与理论的互相补充作用。这部分实践课程的设置主要是通过两种方式:随堂实验和独立实验课。随堂实验一般在地理类课程、计算机课程和部分地信课程;独立实验课主要是GIS实验、遥感实验、测量学实验等需要大量基础训练的课程。专业选修课是对学生的专业课的延伸与某一个领域的深化, 这部分课程的实践主要是随堂实验。内容为制图实验、开发、遥感地学分析。教学体系中的第五个模块是实践课程, 也是实践技能培养体系的核心, 整个教学计划中, 设置了32学分, 占到了总学分的15.9%, 本教学环节起到综合训练的作用, 将各个随堂实验、独立实验课的成果提升, 结合专业真实环境来设置实践课程。这个模块设置为三个小模块, 包括基础实践、专业实践、综合实践。基础实践主要是全校统一的实践内容:军政训练与入学教育、生产劳动和毕业教育;专业实践是测量实习周、生产见习、自然地理野外实习;综合实践是整个实践环节的提升阶段, 由GIS课程设计、专业综合课程、毕业论文和社会实践组成。
在目前的高等教育中, 课堂内容相对陈旧、知识与行业需要之间相对滞后, 如何在目前的教学中, 减少教学与社会需求之间的差距, 让学生接触到行业的前沿知识、敏锐的把握市场需求是培养方案制定的一个重点, 同时更是一个难点。让学生接触前沿, 能增加对专业的全面了解、激发学习兴趣、发现问题、提高创新能力。为了达到这个目标, 只依靠课堂教学远远不够, 需要将教学延伸到课外, 滨州学院为此设置第六个实践教学模版———素质拓展模块。素质拓展一般在高校中定位为素质拓展训练, 以一些具体的野外训练项目为依托来体现“克服困难, 挑战自我”的核心思想。作为实践技能培养体系的一部分, 滨州学院对素质拓展进行了重新的定义:以课外实践为载体, 创新为目标, 提高学生的专业素养。课外实践的载体主要包括以下几种内容:参加学术报告、参与学术研究、参加各类学科竞赛、考取各类技能证书和职业资格证书, 参加各类艺术和体育活动、参与助教和助管工作。
四、结语
新制定的实践技能培养体系于2011年8月份完成, 经过一段时间的运行, 效果良好。同时为了提高教学质量滨州学院又做了一些完善性的、重要的工作。首先就是精炼随堂实验和独立实验课程, 突出其基础作用, 又能与综合性相衔接;第二是整合综合性课程, 针对不同学生制定不同的课程内容与目标, 同时加入教师科研成果;第三是对素质拓展模块制定详细的实施细则, 保证既能提高学生的素质, 又能让大部分学生完成此学分;第四是提供教师接触行业的机会, 提高教师的实践教学水平。
摘要：分析应用型人才培养模式下, GIS专业的特点、知识结构体系、素质特征, 滨州学院人才培养方案以完整性、开放性、科学性、适用性为原则, 设置以公共必修课、公共选修课、专业必修课、专业选修课、实践必须课、素质拓展为框架构建专业实践技能培养体系, 取得了良好的运行效果。
关键词：应用型,GIS专业,实践技能培养
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GIS能力培养 篇8
GIS是全方位分析和操作地理数据的数字系统,是新兴交叉学科,GIS专业具有很强的技术性和应用性[1]。因此,GIS专业人才需要具备扎实的基础理论知识,更需要强化实践应用能力和操作技术水平,这对高校GIS专业实验教学提出了更高的标准和目标要求[2]。但是,通过调查发现GIS专业教育与学生就业普遍存在着一些共性问题,主要表现在:学生对专业缺乏了解,学习积极性低;教学实践环节薄弱,学生模型应用能力差;教学内容相对单一,缺乏职业教育的专门课程,对学生就业引导不够重视等。因此,明确GIS专业人才培养的目标,加强GIS实验教学和实践应用能力,帮助学生进行职业规划是十分必要的。
1 GIS专业人才的社会需求层次分析
GIS技术的快速发展和云时代的来临,大数据及云计算也引起了越来越多的关注和不断扩展,GIS应用已渗透到人口、资源与环境的各个方面。目前,大数据和数字地球工程应用的驱动,需要一大批掌握GIS技术,又懂运营管理,能够将GIS的应用更加深化的复合型工程技术与管理人才。图1简要解析了GIS在学科理论、技术集成与工程应用与开发等方面的发展与人才需求的层次关系[3]。可见,技术应用型人才是未来信息社会发展所需要的专业人才类型。GIS专业学生的软件操作水平和模型应用能力、创新思维则是学生进入社会自我完善、提升水平、增强自身适应能力的客观要求。GIS专业人才作为GIS技术倡导者和学科推进者,为有效实施GIS工程,这要求大学生要具备厚实的数理、空间知识基础与精湛的GIS专业知识、求知创新欲望、学科交叉研究、技术开发与GIS项目管理能力。
2 GIS专业人才培养目标定位和教学实践内容
2.1 GIS专业人才培养目标定位
中国科学院院士、全国高校人文教育倡导者杨叔子教授认为,学生上大学要做三件事:一是学会如何做人;二是学会如何思维;三是学会掌握必要的知识及运用知识的能力[4]。由此可见,创新思维、实践能力在学生素质、职业教育中的重要作用。从技能教育的教育观、课程观、教学观、发展观出发,在社会用人需求调研基础上,进一步理清改进GIS专业人才培养的目标(图2),可以概括为:①忧患与超前创新意识。GIS专业人才要正确对待当前GIS专业人才的高需量;充分掌握GIS行业的发展前景及发展方向;密切关注GIS行业技术创新动态。②专业素质与综合素质结合。从调研情况看,德才兼备、动手能力强、综合素质高是当前科技市场对于GIS人才的定位。③工作就业方向,即技能型人才培养必须构建基于GIS技术应用与软件开发相结合的培养模式和工作就业方向。④科研合作与工作经验过程,即技能型人才培养必须构建一种基于工作过程的培养模式,锻炼科研合作和实践经验的过程。高等院校要积极与GIS行业、企业合作开发教学课程。GIS技术属于典型的技能型专业工程技术,学生技能的获得不能脱离具体工作实际,必须把学习过程和工作过程有机结合起来。
2.2 丰富教学与实践内容
①夯实GIS专业基础。GIS专业是一门技术性学科,培养学生对GIS的兴趣和锻炼软件操作水平至关重要。从教师角度来看,加强学生的实验、实习阶段的动手能力的锻炼,旨在提高学生积极性和学习兴趣;配合实验和仿真模拟过程、软件操作过程演示、课外与生产实习等形式促进学生的实践能力和软件操作水平。
②加强学生综合实践能力锻炼。注重GIS理论教学与实验教学融为一体、教学和科研融为一体、产学研(企业、科研院所和高等学校)之间的合作融为一体,在实验课程体系、实验教学内容和实习过程等方面进行整体性优化,提高和锻炼学生的综合科研能力和水平。
③注重学生创新思维能力培养。GIS专业教师要营造活跃的智慧课堂氛围,注重学生创新思维的培养,通过提问、追问、对话、知识串联等方式和各种假设问题,通过与旧知识、社会生活、方法规律等串联,鼓励学生从不同视角发现问题、思考问题、解决问题,通过问题的引力、智慧的活力和思维的张力,启发学生的创新思维闪光点或全新见解。
④强化交叉学科教学内容与工作实践。近现代科学发展的历史表明,科学上的重大突破、新的生长点乃至新学科的产生,通常是在不同学科彼此之间交叉和渗透中形成的[5]。交叉新兴学科的建设与发展可以提升解决重大科技问题的科研实力,提高人才培养的质量,增强为社会服务的能力。
3 GIS专业人才职业规划对策
通过知彼知己的分析,择优选择GIS职业目标和路径、灵活调整职业规划,并用高效行动和创新实践精神实现职业目标。
3.1 客观认识自我能力,明确GIS职业目标
客观认识和评价自我能力,知彼知己,准确GIS职业定位和目标。GIS专业学生自己要进行全面的自我探索,要对自己的兴趣、爱好、性格、价值观以及技能等方面进行全面地分析。通过自我分析,真正明白自己需要什么、能做什么,从而顺利摆脱职业迷茫,重新确定人生目标和职业定位。对将来要从事的职业,如教师、程序设计员、测绘员、绘图员等,尽早确定职业目标,在平时学习与思维、试验与设计、技术与应用等,有所区别,有的放矢,注意发挥个人特长,会取得更大进步。同时,实验室要为学生个性发展创造优良的实验条件;在实验的时间、空间和设备等方面实现开放性,针对学生自己的专业和兴趣爱好,自由地安排实验项目和训练计划。另外,为学生营造自主学习、自我提升、自我管理的实验环境;教师利用多媒体演示实验操作流程和屏幕操作视频录像,其作用不断转化为学生的独立学习能力,学生反复观摩实践,加深学生在实验中对专业理论知识的掌握和理解深度,强化锻炼学生的独立思考和创造能力;引导学生自学为主,借助已学知识去获取或创造新的知识,形成“想学—愿学—会学”的良性循环机制。
3.2 评估GIS职业机会,提倡GIS创新实践精神
为了适应GIS专业本科生和研究生、专业学位和工程学位等不同层次、不同培养目标的学生学习需要,本着因材施教原则,以GIS学生工作就业为中心,以GIS专业技术技能为突破口,根据社会需要,评估职业机会,GIS教学要体现学术性与职业性的紧密结合,培养具有GIS创新实践精神的人才。教学实践工作中,要以GIS训练项目和科研项目为驱动力,首推环节是以职业问题为导向,以工作中的实际问题为抓手,应用理论课所学知识处理实验数据、观察实验现象、分析实验原理和实验误差[6],把职业问题作为课堂教学和实验的出发点,以创新思维为核心,带动学生自主设计创新意识和实践能力的提高。为了加强学生的动手操作能力和创新精神,可适当提升综合性、设计性实验项目的比例,验证性实验为辅[6],促进学生对相关专业知识的理解与深化程度,提高学生在实验中发现问题和解决实际问题的能力,为将来学生进入企业、科研院校奠定坚实基础;对口培养科研院所、企业需要的综合应用型人才,形成“书本知识—实验学习—实践应用—技术创新”的良性循环机制。
3.3 确定GIS职业路径
目前GIS的职业核心竞争力是实践工作经验、软件操作技能水平和开发设计能力。以专业实践为重心和导向,重视GIS实践和应用,积极为高层次、专门化、职业化、应用型人才的培养创造条件;在实验内容、实验方法、实验室管理和企业后备人才储备等方面,进行全方位面向学生全面开放的实验教学过程。实验室为学生提供专门化的实验项目或企业生产项目,学生也可以自带训练题目或科研项目,再根据实际需要提供必需的实验设备和技术支持等服务。在职业竞争日益激烈的今天,对很多学生来说,如果跳槽,还没有其他方面的核心职业竞争力,还不具备职业方向转变和调整的自身条件,所以就要脚踏实地在操作技能、开发设计的提高上下功夫;有了这种认识,才能以一颗从容而平和的心态来对待自己的职业。
3.4 以交叉学科为重点突破口,高效推广地学虚拟仿真实验工作
虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设的重要内容,应以交叉学科为重点突破口和发展点。交叉学科建设应以科学发展观为指导,以学科交叉为核心和方向,通过学科优化建设和地学虚拟仿真实验教学示范,带动各方面工作的发展和创新。
①构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象。为全面提高大学生创新精神和实践操作能力,依托虚拟现实、多媒体、人机交互、WEB数据库和网络通讯技术,让学生在虚拟环境中开展仿真地学实验,实现教学大纲所要求的实验效果。
②采取综合交叉、跨学科培养模式。为了使学生以大地学视角综合研究课题或实验目标,以地学交叉学科为重点,采取跨学科培养模式,整合地学相关学科专业优势资源,多学科多方法集成,搭建资源共享平台,构建学科交叉、虚拟仿真地学环境的实践教学体系,克服传统实习过程中仪器、方法和目标脱节的弊端,在实践教学层次上实现三者一体化,培养学生将所学知识转化为解决科研和生产实际问题的能力。主要面向地貌学与地质学、GIS、地球物理学、遥感科学与技术、环境科学与工程、城市规划与建筑设计、应用生态学等专业,提供多方位、多设计方法的虚拟仿真实验教学平台和综合性强、创新性强、复杂度高的典型实验项目。
3.5 合理安排职业规划创新训练和产学研一体化教学模式
学习和实验教学的最终目的不在于求知,而在于致用,也就是实践和创新,这也是素质教育的基本精神。
①鼓励大学生创新训练计划项目,为毕业生就业增加职业砝码。根据大学生特有的认知规律,本科生相较于硕士或更高层次的学生,对于以“感性为起点”的学习方式的依赖性更强,这就要求在设计人才培养方案的时候必须结合学生认知能力,有的放矢。具体而言则是“以项目促兴趣,以项目带教学,以项目育人才”。实际教学过程中,每年组织本专业学生进行“大学生创新创业训练计划、Supermap大学生GIS技能大赛、数字校园与智慧城市设计大赛”的选题和申报,创造浓厚的学术研究、职业规划设计氛围。项目训练基本满足实验教学的要求,又可激发学生创新的潜能,促进学生个性化的发展,同时满足职业规划的需求。
②推行GIS产学研一体化的教学模式[2]。结合企业的生产需要和科研项目,将教师科研成果融入到实验教学中,不断地更新实验内容,强化大学生产学研相结合的意识,实现职业人才培养、技术推广与开发的有机结合。为了增强学生的社会适应和就业能力,与若干个GIS相关企业、科研院所建立了长期合作关系。通过产学研三位一体的实验教学模式,增强了科研合作与技术交流水平,推动了科研成果的转化和产业化发展;充分利用GIS相关企业、科研院所的有效资源,通过建立共享实验和实习教学基地,让学生参与数据采集、数据处理等相关的生产工作,切实提高了学生的动手能力和实践能力,为提高学生的创新能力开拓了有效途径,并拓宽了学生的就业市场。
4 结语
提高GIS专业实验教学水平、学生自主设计创新意识和实践应用能力对于培养厚基础、宽口径、强能力、高素质的创造性人才具有重要的意义。从2013-2016年山东师范大学GIS专业毕业生就业影响因素看,工作能力和实习经历以及科研能力是最重要的,从就业情况看,考研升学率一般在33-40%,到GIS企业就业的占35-44%,到事业科研单位和考取公务员的占9-13%,尚未就业和暂不就业的占10%以下。GIS实验教学需要结合市场需求和专业特点等具体情况,以培养学生的创新能力为重点,注重个性化发展,做到知彼知己。同时,明确职业目标和发展路径,帮助学生进行合理职业规划和就业选择,以职业问题为导向,努力培养综合素质高、具有创新精神的GIS应用型人才,适应科技发展、云数据时代对GIS人才的市场需求。
摘要：高校GIS专业必须注重培养学生的实践能力和创新能力,这是提高实验教学质量和培养创新型人才的有效途径。文章结合工作实践,提出了GIS专业人才培养的目标,从以下五个方面就职业规划对策进行探讨:客观认识自我能力,明确GIS职业目标;评估GIS职业机会,提倡创新实践精神;确定GIS职业路径;高效推广地学虚拟仿真实验工作;合理安排职业规划创新训练和产学研一体化教学模式。
关键词：GIS专业人才,人才培养目标,职业规划对策
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