GIS专业农林特色创建综述范文

地理信息系统（GeographicInformationSystem，简称GIS）是近年发展起来的一种以处理空间信息为核心的新兴技术。随着GIS不断发展壮大，其已成为集计算机、测绘、遥感、应用数学、环境学等于一身的信息集成和综合应用平台，被广泛应用于资源调查、环境评估、国土管理、城市规划、农林牧业等几乎所有的国民经济生产部门[1]，极大地推动了生产力发展，成为世界各国激烈竞争的高科技热点之一。我国为满足对GIS专业人才的需求和促进各产业信息化的发展，于1997年在地理学一级学科目录下增设地理信息系统本科专业。截至2011年，全国共有169所高校设立GIS专业，其中农林院校16所[2]。农林院校开办GIS专业更多依托于农学、林学、资源环境学、植物保护学等应用基础学科[3]，和以地理学、测绘学、计算机科学等为基础的传统GIS专业相比，具有很强的行业应用特色。当前各高校GIS教育面临的主要问题是同质化现象[4]，全国各地GIS教育模式相似，缺乏新的办学思路和特色，培养出的学生难于满足社会多元化、层次化的需求，导致GIS毕业生“高不成，低不就，就业难，转行多”等现象的产生。农林院校如何以解决“三农”问题促进农林信息化发展为契机，突出专业特色，培养适合现代农业发展需要的创新型GIS人才，是一个十分值得研究和探讨的重要问题。西北农林科技大学于2001年开始筹办GIS专业，从教学计划、师资配备、实验室建设等方面着手，于2002年依托资源环境学院招收了第一届GIS专业本科生，截至目前已有6届毕业生完成学业走上社会。本文在吸取国内外农林院校GIS专业在人才培养、课程设置等方面的教学改革经验基础上，结合西北农林科技大学实际情况，对专业定位、培养模式及课程体系设置设置等环节进行分析，力求探索一条适合农林院校GIS创新人才培养的新模式与课程体系。

一、农林院校GIS专业定位和层次化人才培养模式

GIS专业经过10多年的快速发展，为我国培养了大量急需的GIS人才；同时，也促使GIS从一个极少数人应用的专业领域迅速发展成为一个大众熟知的GIS产业。目前国内有百余所高校开办GIS专业，每年培养GIS本科毕业生近万人，GIS人才由奇缺到相对饱和，在面对社会和市场对GIS人才多元化、多层次的需求时，则表现出更多结构性稀缺问题。导致这种问题的产生，主要是由于GIS专业在快速发展过程中，各高校的专业定位较为相似，缺乏办学特色，培养模式同质化，难以满足社会不同层次的人才需求。其后果一方面表现为GIS毕业生就业面狭窄、就业困难；另一方面各行业用人单位又很难招聘到合适的GIS人才。这不仅影响到学生择业，从长远看，GIS教育同质化还会影响学科与产业自身的发展。要改变这种境况就必须使GIS教育由数量规模型逐渐向质量提高型转变。

（一）专业定位综观国内GIS教育现状，专业依托的学科背景有地理学、测绘学、地质学、计算机科学、环境科学等诸多学科，培养目标主要可归纳为3种类型[5]：（1）以计算机科学为主的系统平台开发设计人才。突出GIS软件设计和系统开发、集成优势，注重解决GIS系统的开放性、互操作性、数据模型和数据库管理等关键技术，培养学生GIS开发设计的能力。（2）以测量、制图学理论与技术为主的空间信息测绘人才。突出信息获取、数据处理和数字制图等方面的优势，从“4D”多维数据的获取、空间数据集成与数据库构建、空间数据质量评价和管理等方面，培养学生GIS系统应用与管理能力。（3）以地理学理论和3S技术为主的系统应用人才。突出GIS应用优势，以结合经济地理、人文地理、区域规划、国土资源管理等专业的地理模型构建为重点，培养学生面向可持续发展决策支持的GIS应用能力。依托不同学科背景建立的GIS本科专业，其专业定位有很大差异。李德仁院士曾撰文明确指出，不论各个高校举办GIS专业以什么学科为背景，其首先是面向应用[6]。西北农林科技大学GIS专业是基于农学、林学、资源、环境、植物保护、水土保持等相关学科背景建立发展起来的，这些学科在西北农林科技大学有着悠久的办学历史和深厚的专业底蕴。西北农林科技大学GIS专业定位为“厚基础，强技能，宽口径，面向农林行业，培养具有创新精神的农业GIS应用型人才”，既突出地理信息系统的专业本色，又紧密结合农业、资源、生态、水保等部门的业务需求，突出专业特色，这不仅有助于改善GIS人才需求的结构性矛盾；还能使学校与其他兄弟院校的GIS教育形成错位竞争，促进学科良性发展。

（二）人才培养模式

为促进学生个性化发展，满足社会对GIS人才多层次需求，西北农林科技大学根据GIS专业特点和农业院校行业优势，分层次设计了人才培养模式。

1.专业应用型人才培养具备GIS基础知识和实际操作能力的应用型人才。要求学生具备宽厚的数学、计算机、地学、测绘等理论基础，熟练使用主流GIS软件，面向多种行业，掌握GIS技术在资源、环境、生态、水土保持、气象、植物保护、区域农村经济等领域中的应用技能。

2.设计开发型人才在专业应用型人才培养基础上，进一步培养具有扎实GIS知识和技术，拥有较强设计、开发和管理能力，面向农林企事业单位的专门设计开发人才。要求学生熟练掌握VC++、JAVA等面向对象程序语言、数据库技术、数据结构等理论知识，了解GIS在农林领域中最新的发展动态，能够胜任相关专业领域中GIS设计与开发工作。

3.科学研究型人才在上述两种人才培养基础上，培养具有系统的GIS专业知识和实践技能、拥有较宽广的知识结构，具备一定创新思维能力，毕业后可进入研究生阶段继续学习和深造，或直接参与科研、教学等行业的研究型人才。要求学生具备多学科交叉知识背景，了解GIS学科前沿理论和技术，能够利用信息科学技术在农林领域中从事科学研究工作。上述三个层次的人才培养模式是根据因材施教的原则，将人才培养目标按不同层次进行划分，设置相应培养模块，提出不同培养要求。学生可结合自己的学习情况和个人发展规划，选择相应的培养模块，达到不同层次的培养目标。该模式充分尊重学生个性化发展，培养学生在专业方面各有所长；同时又能满足社会对不同层次专业人才的需求，改善市场对GIS专业人才结构性需求矛盾。

二、具有农林特色的课程体系建设

课程设置是专业定位和培养目标的具体体现。西北农林科技大学遵循“厚基础，强技能，宽口径，高素质创新人才”的培养理念，突出农林院校专业特点，提出“以数学、物理学和计算机技术为基础平台，资源环境、地理科学为学科理论，测量地图、遥感、地理信息系统为核心技术，农林水利、资源利用、生态环境为应用对象”的课程设置思想，构建了具有农林特色的GIS专业课程体系。该体系由“通识类课程—学科基础类课程—专业类课程—实践技能类课程”四个课程模块组成课程体系，每个模块包含若干课程类，每个课程类由一系列相关课程构成。

（一）课程体系建设思路

1.强化数学、物理等基础类课程地位数学、物理学是建立现代地理与信息科学重要的基础。数学以其公式化描述、精炼表达和严谨推导是地理信息科学使用的重要工具[5]，在培养GIS专业学生对地表信息的抽象思维，逻辑推理与论证，数学应用与地学建模等方面有着不可替代的作用；而物理学作为地理信息科学的学科基础之一，对理解地表物质作用，信息表达与传输，过程模拟与反演等理论知识和培养学生严密思维及综合分析与判断能力是必不可少的。

2.课程设置体现农林特色由于依托学科背景不同，GIS专业定位差异很大。为突出办学特色、形成与其它高校GIS专业的错位竞争，改善用人市场对GIS人才需求结构性矛盾，西北农林科技大学在加强GIS学科基础教学的同时，还设置了农、林等学科相关理论课程的学习，培养学生既具备扎实的GIS理论基础，又懂一些农林专业知识，为使学生具备较强的工作适应能力和创新能力打下基础。

3.课程设置少而精各专业教学总课时都有严格的规定，一般控制在2500课时左右，而其中通识类必修课程约占1200课时，留给学科基础类和专业类课程不足1300课时。在如此少的课时内，既要强化基础理论学习又要保留一定专业特色，就要求我们在设置学科基础课程与专业选修课程时要少而精，即专业基础课与选修课不能过多，同时在课程组织上要避免内容重复。这不仅有助于各高校GIS专业在专业核心课程设置上保持相对一致性，在GIS专业人才培养规格方面具有可比性；还能把学生从众多课程学习中解放出来，给学生更多可支配时间去了解本学科的最新研究成果和参与各种素质教育培养。

4.加强综合实践环节GIS是技术性和应用性很强的专业，对学生实际动手能力要求很高，而综合实践教学不仅能使学生将枯燥的理论学习与灵活的解决问题相结合，达到知识与能力融会贯通；还能锻炼学生独立思考能力，培养创新意识，提高适应能力。因此，综合实践教学是培养创新型GIS人才的关键环节。

（二）GIS专业课程体系

依据上述专业定位和课程体系建设思路，西北农林科技大学GIS专业课程设置如下（见表1）：

1.通识类模块（主要在1~2年级完成）该模块主要包括教育部或西北农林科技大学指定的必修课程，主要培养学生德智体全面发展，强调对英语、数学、物理、计算机基础、思想政治、体育等课程的学习。

2.学科基础类模块（主要在2~3年级完成）该模块主要包括两类课程。一类为必修的学科大类基础课，主要设置在二年级，侧重少量GIS主干基础课程的学习；另一类为选修的学科基础课，主要安排在二年级下半学期到四年级上半学期，侧重应用类基础课程的学习。在第二类选修的基础课程中，可进一步划分为计算机和应用数学类、地图与测量应用类、农林应用类3个亚类课程群。

3.专业类模块（主要在3年级下半学期完成）该模块为选修专业类课程，强调对GIS和RS等软件的操作，GIS前沿及应用等知识的学习。

4.实践技能类模块（贯穿1~4年级）该模块，课程实验共计424学时，主要帮助学生理解掌握所学课程的主要内容，培养知识综合应用能力。涉及专业应用类、专业开发类和特色类课程实验。专业综合实习共计16周，通过专业综合实习，巩固深化GIS专业理论知识、提高GIS综合应用能力，突出学科交叉和融合。毕业设计（论文）16周，结合指导老师科研项目与学生兴趣，制定研究题目，按项目管理方式进行毕业设计，参加毕业答辩，完成毕业论文。除毕业设计外，还通过大学生创新项目开展课外科研训练，培养、锻炼学生的科研技能；同时鼓励和组织高年级学生参加全国GIS设计大赛。通过此种科研训练，培养有志于科研工作的创新型GIS人才。综上所述，GIS是一门重要的新兴交叉学科，在国内外发展迅速，已应用到众多国民经济产业部门，并受到广泛关注。GIS在数字农业、数字林业等领域中发挥着重要的作用，培养农林专业的GIS应用人才是农林高校的重要责任。但目前，国内GIS教育同质化的问题已严重影响到GIS人才培养与学科发展。为此，本文基于GIS专业特点和西北农林科技大学学科特色，探索了农林院校GIS专业定位、人才培养模式及课程体系建设，笔者希望通过本文抛砖引玉，共同研究讨论农林院校GIS教育问题，促进GIS教学质量的提高。