GIS教育的進(jìn)展與探討
從上世紀(jì)60年代初的GIS萌芽,到網(wǎng)格GIS概念提出的今天,短短的四十年內(nèi),GIS從研究室走向生了產(chǎn)一線,從空間數(shù)據(jù)管理發(fā)展為空間信息服務(wù),從技術(shù)升華為科學(xué)。它作為“數(shù)字地球”的基礎(chǔ),“3S”的核心,已幾乎滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門,影響和改變著我們的生產(chǎn)、生活和工作方式,并最終影響我們的思維——直接導(dǎo)致空間數(shù)字思維方式的產(chǎn)生。據(jù)初步估算,目前全球與地理信息系統(tǒng)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)值超過100億美元,我國達(dá)1000萬美元(朱曉華等,2001,王平等,2003)。隨著GIS科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展,GIS教育事業(yè)也蓬勃發(fā)展,GIS觀念已深入人心。
一、 我國高等GIS教育進(jìn)展我國的GIS技術(shù)在上世紀(jì)80年代初期開始啟蒙研究,80年代末到90年代初進(jìn)入推廣和應(yīng)用。隨著GIS技術(shù)的發(fā)展,對人才的需求不斷增強(qiáng),我國的GIS高等教育80年代末開始起步,并迅速發(fā)展。主要有以下“里程碑”意義的事件:1988年第一個(gè)專門培養(yǎng)GIS人才的本科專業(yè)在武漢招生;1989年,大陸第一本《地理信息系統(tǒng)概論》(黃杏元教授編著)教材在高等教育出版社出版;1993年,第一個(gè)碩士GIS專業(yè)在武漢開始招生;1994年,中國“GIS協(xié)會(huì)”成立,同時(shí)成立“教育與科普專業(yè)委員會(huì)”;1997年,我國正式在地理學(xué)和測繪學(xué)兩個(gè)一級學(xué)科下分別設(shè)立“地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)”和“地圖制圖學(xué)與地理信息工程”兩個(gè)二級學(xué)科,并開始博士和碩士的申報(bào)和招生;1998年,教育部對高校本科專業(yè)進(jìn)行調(diào)整,由原來的504個(gè)調(diào)整為249個(gè),但仍在原地理類專業(yè)中增設(shè)了地理信息系統(tǒng)理學(xué)本科專業(yè);世紀(jì)之交,我國抓住了地理信息技術(shù)發(fā)展的難得機(jī)遇,并形成了具有培養(yǎng)本科、碩士、博士、博士后以及留學(xué)生的完整教育體系。自此,中國的GIS教育迎來了大發(fā)展時(shí)期:2000年,全國有37所院校設(shè)立了專門培養(yǎng)GIS人才的專業(yè),2002年,這個(gè)數(shù)字翻了一番,到2003年,達(dá)到了100余所院校,每年有幾千名本科生和研究生畢業(yè)。已培養(yǎng)了一大批各個(gè)層次的GIS人才,為我國的高科技事業(yè)做出了重大貢獻(xiàn)。應(yīng)該說,今天我國的GIS科技實(shí)力在國際高科技前沿占有一席之地,與我國的GIS先驅(qū)們敏銳的科學(xué)洞察力、不遺余力地倡導(dǎo)、身體力行地推進(jìn)從而不失時(shí)機(jī)地抓住發(fā)展的機(jī)遇不無關(guān)系。
二、 我國高等GIS教育的特點(diǎn)從以上簡短的敘述,我們不難看出作為我國GIS教育主力的高等教育,呈現(xiàn)出以下幾個(gè)特點(diǎn):
★ GIS技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了GIS教育的進(jìn)展
GIS是一門技術(shù)性和實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。它之所以能夠迅速地發(fā)展,與它和當(dāng)今的高新技術(shù)的密切關(guān)系分不開。這些技術(shù)包括計(jì)算機(jī)技術(shù),網(wǎng)絡(luò)技術(shù),空間技術(shù)等等。建立GIS實(shí)用系統(tǒng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,需要各種、各層次的GIS的人才分工協(xié)作,經(jīng)過艱苦的努力才能成功。因此,GIS的科技發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化迫切需要大批的GIS人才,這就需要教育系統(tǒng)必須跟上GIS技術(shù)的發(fā)展,培養(yǎng)和造就大量的各層次的人才。尤其是上世紀(jì)90年代中后期,我國的測繪行業(yè)完成了從模擬到數(shù)字化的轉(zhuǎn)變,國家測繪總局啟動(dòng)了意在建立國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的“大專項(xiàng)”工程,成立了相應(yīng)的職能部門,建設(shè)了“七大數(shù)字化生產(chǎn)基地”,相繼建成了一系列的國家級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),大大促進(jìn)了“數(shù)字中國”的建設(shè),帶動(dòng)了強(qiáng)勁的人才需求。GIS教育的技術(shù)推動(dòng)性的特點(diǎn)是很鮮明的,也是很自然的。當(dāng)然,GIS科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展與GIS的人才教育是相輔相成,相互促進(jìn)的關(guān)系。
★ 多元化、層次化、規(guī)模化
我國的高等GIS教育已形成了多元化、層次化、規(guī)模化的發(fā)展格局。培養(yǎng)單位涉及綜合性大學(xué)、工科院校、師范大學(xué)的地理系以及相關(guān)科研院所。依托的專業(yè)背景有地理學(xué)、測繪學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)或由相關(guān)的科研項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)。培養(yǎng)的人才類型包括理學(xué)、工學(xué)或理工交叉,人才層次包括本科一直到博士后,還有高校或公司的各級技術(shù)培訓(xùn)。已具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模,但GIS的人才缺口還相當(dāng)大。
★ 教育及人才水平良莠不齊
從另一個(gè)角度講,我國的GIS教育可謂是“八仙過海,各盡其能”。但由于各培養(yǎng)單位的教學(xué)水平、力量和能力不同,培養(yǎng)出的人才水平也參差不齊,很多單位培養(yǎng)的GIS人才不盡人意。在這方面我深有體會(huì),就我所招的研究生而言,從外面招進(jìn)來的碩博研究生,很少有動(dòng)手能力很強(qiáng)的,而一直由我們自己培養(yǎng)的學(xué)生,碩博畢業(yè)時(shí),一般都能達(dá)到很高的GIS開發(fā)水平。這也從一個(gè)側(cè)面反映了GIS學(xué)科的強(qiáng)技術(shù)性特點(diǎn)。
三、 中國GIS協(xié)會(huì)教育與科普專業(yè)委員會(huì)一直致力于GIS教育事業(yè)的發(fā)展中國GIS協(xié)會(huì)教育與科普專業(yè)委員會(huì)于1994年成立,分別在1994年、2003年進(jìn)行了換屆,現(xiàn)為第三屆委員會(huì)。其宗旨是推動(dòng)我國的地理信息系統(tǒng)的教育、培訓(xùn)、科普及與國際GIS的業(yè)界交流。成立10年來,各屆委員始終圍繞宗旨,為推進(jìn)我國的GIS的教育事業(yè)做了許多卓有成效的工作。依托高校,與相關(guān)單位聯(lián)合舉辦了多期GIS研究生班、高級研討班、科普培訓(xùn)班及各種形式的技術(shù)培訓(xùn)班;主持了多次GIS教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃、網(wǎng)上遠(yuǎn)程教育等方面的研討與交流;組織了“地理信息系統(tǒng)理論與應(yīng)用”叢書的出版;2003年,推出了協(xié)會(huì)的會(huì)刊《地理信息世界》雜志“教育改革與人才培養(yǎng)”專刊,并于當(dāng)年9月份,在北京召開了“首屆地理信息系統(tǒng)專業(yè)教育研討會(huì)”,對GIS學(xué)科發(fā)展與定位、人才培養(yǎng)模式、專業(yè)核心課程的設(shè)置進(jìn)行了深入的探討;今年6月,在南京成功舉辦了“地理信息系統(tǒng)全國博士論壇”;目前,正在進(jìn)行“第一屆ArcGIS地理信息系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)競賽”等等。對GIS在我國的普及與應(yīng)用起到了巨大的推動(dòng)作用,為我國的高科技事業(yè)做出了貢獻(xiàn)。
四、關(guān)于GIS教育問題的探討近些年來,GIS教育問題愈來愈引起人們的廣泛重視。有關(guān)GIS教學(xué)與改革的文章與討論,在相關(guān)的報(bào)紙雜志及專業(yè)科技期刊上經(jīng)常可以看到。下面就一些熱點(diǎn)問題談一談我個(gè)人的看法。
★ 從GIS的學(xué)科特點(diǎn)看GIS人才的素質(zhì)要求
GIS是一門集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)和管理科學(xué)等為一體的新興邊緣學(xué)科。雖然有個(gè)別提法不一定完全一致,但GIS是一門新興的邊緣、交叉學(xué)科,卻是大家一致的共識。我們不能否認(rèn)GIS的理論性,但我們更不能否認(rèn)GIS的強(qiáng)技術(shù)性與實(shí)踐性。可以說,GIS是一門偏重于技術(shù)與實(shí)踐的學(xué)科。理論性與技術(shù)性并不矛盾,陳述彭院士說過,沒有高新技術(shù)支持的科學(xué)是落后的科學(xué),沒有科學(xué)理論指導(dǎo)的技術(shù)則是盲目的技術(shù)(陳述彭,1997),這是一句富含哲理的睿語。美國的GIS理論與技術(shù)都十分先進(jìn)就是一個(gè)例證。因此,GIS人才,不但要有深厚的理論基礎(chǔ),而且還要有過硬的技術(shù)能力,這就是GIS人才的素質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。具有合理的知識結(jié)構(gòu),靈敏的空間數(shù)字思維方式,卓越的技術(shù)、實(shí)踐、管理與組織才能,是GIS創(chuàng)新型的高級人才。
★ 從人才的素質(zhì)要求看GIS專業(yè)的課程設(shè)置
GIS人才必須理論與技術(shù)“兩手都要硬”,這就要求我們要規(guī)劃好GIS專業(yè)的課程設(shè)置。關(guān)于GIS課程設(shè)置的問題是大家關(guān)注的焦點(diǎn),有關(guān)的討論很多。我贊成“GIS專業(yè)核心課程”的提法(秦其明,2003, 劉興權(quán),2003),GIS專業(yè)課程體系可從另一個(gè)角度化分為公修課、核心課程、強(qiáng)化課程與特色課程。這里就存在一個(gè)“核心課程”的劃定問題。我認(rèn)為,核心課程就是培養(yǎng)一個(gè)合格的GIS專業(yè)層(本科級)人才所需的最少的課程集合。無論是那一級院校,要培養(yǎng)GIS專業(yè)人才,最起碼要開設(shè)所有的“核心課程”,否則,就不具備開設(shè)GIS專業(yè)的資格。大專院校在開設(shè)“核心課程”的基礎(chǔ)上,根據(jù)情況再選擇開設(shè)若干GIS較高級的強(qiáng)化課程(如空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì),DEM的建立,GIS三維模型與可視化,WebGIS開發(fā)等),并依據(jù)各自院校的優(yōu)勢,開設(shè)一些具有各自特色的課程(如偏重地理、測量、計(jì)算機(jī)、農(nóng)林、水利等專業(yè)與GIS結(jié)合較緊密的課程),形成具有各自專業(yè)特色的合格人才。“GIS專業(yè)核心課程”設(shè)定,要在有關(guān)部門的主持下,綜合聽取各方面的意見,考慮與國際水平接軌,從GIS專業(yè)課程體系的“五大板塊”(黃杏元等,2002)——數(shù)理基礎(chǔ)、測繪學(xué)、地球科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和GIS(含遙感)中選取,并組織專家精心撰寫這些教材,形成精品品牌。當(dāng)然,對應(yīng)于不同的人才層次,課程應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)整。我們委員會(huì)今后應(yīng)注意和加強(qiáng)這方面的引導(dǎo)和推進(jìn)工作。
★ 從GIS專業(yè)的課程設(shè)置看GIS的教學(xué)模式
GIS學(xué)科涉及的理論很多,這就要求教師要有較高的素質(zhì)與技巧。一些重點(diǎn)、難點(diǎn)要給學(xué)生講清楚,一些容易、次要的東西,要提綱挈領(lǐng),甚至讓學(xué)生自學(xué)。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力以及利用GIS與專業(yè)知識解決實(shí)際問題的能力。動(dòng)手與實(shí)踐能力是GIS教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),要有足夠的時(shí)間讓學(xué)生動(dòng)手做,一個(gè)GIS本科生,起碼要熟練掌握一門計(jì)算機(jī)語言,能夠開發(fā)簡單的GIS應(yīng)用模塊,能夠掌握2種以上的常見GIS軟件,并至少具有一種二次開發(fā)的能力。盡最大可能讓學(xué)生參與相關(guān)的科學(xué)研究與實(shí)用GIS工程項(xiàng)目的開發(fā)。
★ 關(guān)于GIS的人才層次
美國等西方國家,由于技術(shù)條件比較好,教學(xué)能力強(qiáng),培訓(xùn)資源充足,其培訓(xùn)的形式多樣,有高等專業(yè)教育、科普教育、認(rèn)證資格培訓(xùn)等。隨著我國科技水平及綜合國力的提高,我們應(yīng)該汲取外國的經(jīng)驗(yàn),并形成我們自己的特色。各培養(yǎng)單位應(yīng)根據(jù)自己的實(shí)際情況,培養(yǎng)相應(yīng)層次的人才,不必一哄而上,相互攀比,一味地攀高。在教育部“21世紀(jì)高校GIS發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)”上,把GIS教育分為大眾層(必修課)、應(yīng)用層(職業(yè)教育、大專)、專業(yè)層(本科)與精英層(碩士、博士)四個(gè)層面,還是比較符合我國的實(shí)際情況的。關(guān)鍵是國家有關(guān)部門要制定相應(yīng)的政策,出臺相應(yīng)的措施,卓有成效地推進(jìn)我國GIS教育事業(yè)的發(fā)展。
GIS教育事業(yè),是關(guān)系到21世紀(jì)我國高科技前沿戰(zhàn)略的重大課題。僅靠我們一個(gè)專業(yè)委員會(huì)的力量是十分有限的,需要上起政府官員下至基層普通從業(yè)人員的共同努力才能取得良好的效果,讓我們攜起手來,群策群力,為我國高新科技事業(yè)的振興而努力奮斗!
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