潘邦龍　解華明

摘要：根據(jù)土建類高校GIS人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀和問題，從GIS人才培養(yǎng)體系出發(fā)，借鑒霍爾三維結(jié)構(gòu)分析方法，利用時(shí)間維、邏輯維和知識維構(gòu)建具有土建類特色的GIS人才培養(yǎng)三維模型，確立培養(yǎng)方案及課程體系的建設(shè)、GIS與土建類特色專業(yè)的交叉和實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革與發(fā)展為模型的核心體系，并對模型內(nèi)容和評價(jià)體系作出分析。該模型的構(gòu)建為土建院校GIS專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的選擇提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：GIS人才培養(yǎng)霍爾三維結(jié)構(gòu)土建類高校

1引言

作為一門新興的交叉學(xué)科，地理信息系統(tǒng)（GIS）具有強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)獲取、存儲、管理、分析、建模和制圖顯示等能力，已深入到社會生活的各個(gè)領(lǐng)域。目前，在人們?nèi)粘鞑サ男畔⒅校?0%以上都與地理空間信息相關(guān)，GIS為海量的地理信息管理提供了一個(gè)良好的平臺，市場前景廣闊，相應(yīng)地，對GIS專業(yè)的用人需求也日益增多，然而在一些土建類院校部分GIS專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后卻難以找到一份對口滿意的工作，從事于與本專業(yè)不相關(guān)的一些行業(yè)，難以發(fā)揮專業(yè)所長。如何更好地解決土建類高校GIS專業(yè)學(xué)生就業(yè)與個(gè)人發(fā)展問題，如何培養(yǎng)面向市場面向社會的GIS開發(fā)創(chuàng)新型人才，全方位提升GIS專業(yè)人才綜合能力，已成為行業(yè)GIS學(xué)科快速發(fā)展的重要課題。通過對國內(nèi)眾多知名兄弟院校GIS專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)方案、課程設(shè)置以及培養(yǎng)目標(biāo)的研究，發(fā)現(xiàn)造成這一問題的其中一重要原因與部分高校對行業(yè)GIS專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)定位模糊、培養(yǎng)方案適應(yīng)能力差有關(guān)[1]。因此，結(jié)合作者在土建類高校GIS教學(xué)中的探索與實(shí)踐，從系統(tǒng)工程方法論的角度對具有土建特色的GIS人才培養(yǎng)模式進(jìn)行分析，對于探索適應(yīng)行業(yè)發(fā)展要求的GIS專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)途徑具有重要的意義。

本文立足于土建院校的行業(yè)背景，通過對兄弟院校GIS人才培養(yǎng)方案的調(diào)研和分析，綜合考慮土建行業(yè)市場的實(shí)際需求和學(xué)校生源的基本情況，從高校GIS專業(yè)的人才培養(yǎng)方案出發(fā)，借鑒霍爾三維結(jié)構(gòu)分析法，從知識維、邏輯維和時(shí)間維三方面構(gòu)建GIS創(chuàng)新人才培養(yǎng)的三維分析模型，以知識維和時(shí)間維應(yīng)變市場行業(yè)需求，以邏輯維構(gòu)建土建行業(yè)特色，將三維模式有機(jī)組合成一體，為土建院校GIS專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的選擇提供科學(xué)依據(jù)。

2霍爾三維結(jié)構(gòu)

霍爾三維結(jié)構(gòu)，又稱霍爾的系統(tǒng)工程，是美國系統(tǒng)工程專家ADHall于1969年提出的一種系統(tǒng)工程方法論，為解決大型復(fù)雜系統(tǒng)的規(guī)劃、組織、管理問題提供了一種統(tǒng)一的思想方法。該方法將系統(tǒng)工程整個(gè)活動(dòng)過程分為前后緊密銜接的七個(gè)階段和七個(gè)步驟，同時(shí)考慮為完成這些階段和步驟所需要的各種專業(yè)知識和技能，形成了由時(shí)間維、邏輯維和知識維所組成的三維空間結(jié)構(gòu)[2]。就GIS學(xué)科體系的霍爾三維結(jié)構(gòu)可言，具體表示為以下三個(gè)方面，如圖1所示。

1） 時(shí)間維

表示GIS學(xué)科體系建設(shè)從開始到結(jié)束按時(shí)間順序排列的全過程，分為意向階段、規(guī)劃、調(diào)查研究、總體方案設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)和研制、調(diào)試和安裝運(yùn)行七個(gè)時(shí)間階段。

2） 邏輯維

指GIS在人才培養(yǎng)體系中的每一個(gè)階段所要進(jìn)行的工作內(nèi)容和應(yīng)該遵循的思維程序，包括明確問題、資料收集、指標(biāo)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)綜合、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)優(yōu)化以及在系統(tǒng)分析和系統(tǒng)綜合的基礎(chǔ)上，根據(jù)主觀偏好、主觀效用和主觀概率做出決策和計(jì)劃實(shí)施等步驟[3]。

3） 知識維

主要包括計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測繪學(xué)、遙感科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、信息論、應(yīng)用數(shù)學(xué)、管理科學(xué)等各種知識和技能。

圖1GIS工程的霍爾三維結(jié)構(gòu)3土建類高校GIS人才培養(yǎng)的霍爾三維模型構(gòu)建與分析

具有土建特色的GIS人才培養(yǎng)的三維度包括：

1） 知識維——培養(yǎng)方案及課程體系的建設(shè)[4]

① 培養(yǎng)方案建設(shè)

GIS專業(yè)確立以“面向土建行業(yè)，以能力培養(yǎng)為主線，重特色、寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”為人才培養(yǎng)理念，以課程體系改革為培養(yǎng)方案核心，建立具有土建特色的課程教學(xué)體系，具體包括四個(gè)模塊，即理論教學(xué)類基礎(chǔ)課程、應(yīng)用教學(xué)類課程、實(shí)踐教學(xué)類課程以及土建類特色課程，具有創(chuàng)新性、應(yīng)用性和鮮明的土建類特色。

制定每一屆GIS專業(yè)培養(yǎng)方案和課程體系時(shí)，首先是由系主任、教研室老師、學(xué)生代表根據(jù)專業(yè)設(shè)置情況對上一屆G專業(yè)培養(yǎng)方案提出初步修改意見，然后提交系學(xué)術(shù)委員會充分討論，形成一致意見，最后上報(bào)學(xué)校，經(jīng)審批后執(zhí)行，既保證了GIS專業(yè)人才培養(yǎng)方案的基本特征，又力求有自己的培養(yǎng)特色。

② 課程設(shè)置[5]

表1專業(yè)基礎(chǔ)及專業(yè)課程設(shè)置

課程類別1課程設(shè)置理論教學(xué)類

基礎(chǔ)課程1測量學(xué)、地圖學(xué)、地理學(xué)綜合、地理信息系統(tǒng)原理、遙感原理與應(yīng)用、全球定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)（含C語言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫等）、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理應(yīng)用教學(xué)類

課程1ARCGIS軟件及應(yīng)用、數(shù)字遙感圖像處理及應(yīng)用、數(shù)字?jǐn)z影測量及應(yīng)用、CAD設(shè)計(jì)與應(yīng)用、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、C#程序設(shè)計(jì)、GIS開發(fā)與應(yīng)用、WebGIS程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫的管理與維護(hù)、GIS系統(tǒng)集成基礎(chǔ)、軟件工程及項(xiàng)目管理實(shí)踐教學(xué)類

課程1數(shù)字測圖綜合實(shí)習(xí)、數(shù)字?jǐn)z影測量實(shí)習(xí)、遙感數(shù)據(jù)處理實(shí)習(xí)、空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)工藝綜合實(shí)習(xí)、GIS軟件及應(yīng)用實(shí)習(xí)、VC程序設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)、VB數(shù)據(jù)庫編程實(shí)習(xí)、數(shù)據(jù)庫的管理與維護(hù)實(shí)習(xí)、GIS系統(tǒng)集成基礎(chǔ)綜合實(shí)習(xí)土建類

特色課程1城市規(guī)劃概論、土木工程概論、建筑學(xué)原理、建筑仿真、虛擬三維建筑設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃詳細(xì)控制設(shè)計(jì)和專項(xiàng)設(shè)計(jì)、房地產(chǎn)管理2） 邏輯維——GIS與土建類特色專業(yè)的交叉

研究土建特色課程設(shè)置與專業(yè)課程體系的協(xié)調(diào)關(guān)系以及GIS在特色專業(yè)中面向行業(yè)市場需求的專業(yè)應(yīng)用技術(shù)，最主要的是要解決兩個(gè)問題：一是土建特色專業(yè)在GIS教學(xué)過程中的比重；二是GIS在特色專業(yè)中的知識深度和廣度問題。具體措施為：

（1）邏輯維與知識維的關(guān)聯(lián)

①確保GIS核心課程設(shè)置。培養(yǎng)一個(gè)合格的GIS專業(yè)應(yīng)用人才需要具備一些關(guān)鍵的核心課程集合，這些課程從課時(shí)安排到教學(xué)資源配置等方面都必須嚴(yán)格保證其數(shù)量及質(zhì)量；

②合并一些關(guān)聯(lián)度高的理論教學(xué)課程。如自然地理、經(jīng)濟(jì)地理、人文地理等并為地理學(xué)綜合，C語言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫并為計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)，這有利于在一定程度上降低對課時(shí)的需求；

③組織編寫和修訂特色專業(yè)課程教材。對于特色課程，逐漸淘汰原有相關(guān)專業(yè)的專業(yè)教材，編寫有針對性地與GIS應(yīng)用相關(guān)的各層面知識點(diǎn)，形成適合于GIS專業(yè)的特色課程教材。

（2）邏輯維與時(shí)間維的關(guān)聯(lián)

①適當(dāng)增加實(shí)踐教學(xué)類課程學(xué)時(shí)和教學(xué)資源投入，注重學(xué)生動(dòng)手能力培養(yǎng)；

②在GIS應(yīng)用教學(xué)類課程教學(xué)中，融入土建類特色課程，如城市規(guī)劃概論、建筑學(xué)原理等，增強(qiáng)學(xué)生在土建行業(yè)內(nèi)的專業(yè)基礎(chǔ)知識；

③增加實(shí)踐教學(xué)類課程中的綜合性實(shí)驗(yàn)及實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，盡可能將學(xué)科知識與實(shí)際工程項(xiàng)目相結(jié)合，學(xué)生也可直接參與土建類GIS工程項(xiàng)目建設(shè)。

3） 時(shí)間維——實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革與發(fā)展

建設(shè)具有土建特色的GIS人才培養(yǎng)體系需要經(jīng)得起行業(yè)市場的長期檢驗(yàn)，在時(shí)間維中著重研究行業(yè)GIS創(chuàng)新人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)知識和技能在廣度和深度上的適應(yīng)性，以有效實(shí)現(xiàn)自我能力更新與發(fā)展；研究實(shí)踐性環(huán)節(jié)教學(xué)課程在面向企業(yè)、面向市場中應(yīng)用領(lǐng)域素質(zhì)的提升能力；在具體項(xiàng)目實(shí)踐中強(qiáng)化創(chuàng)新思維能力和可持續(xù)發(fā)展能力的培養(yǎng)[6]。因此，需要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室自身?xiàng)l件建設(shè)，廣泛開展校企合作實(shí)踐平臺建設(shè)。

（1） 實(shí)驗(yàn)設(shè)施建設(shè)

完善實(shí)驗(yàn)室管理體制，更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，使有綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的課程達(dá)80%以上。為了使實(shí)驗(yàn)設(shè)備能滿足快速發(fā)展的地理信息技術(shù)研究和行業(yè)發(fā)展的需要，根據(jù)實(shí)驗(yàn)課程體系的要求，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的投入，充實(shí)、更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在建立地理信息實(shí)驗(yàn)室、數(shù)字遙感圖像處理教學(xué)實(shí)驗(yàn)室等的同時(shí)，重點(diǎn)建設(shè)體現(xiàn)土建專業(yè)特色的地理信息技術(shù)工程技術(shù)中心相關(guān)實(shí)驗(yàn)室，如VR城市虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室、三維建筑設(shè)計(jì)與仿真實(shí)驗(yàn)室。

（2） 實(shí)習(xí)基地建設(shè)

①積極設(shè)立校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地。建立健全具備同時(shí)滿足學(xué)科專業(yè)全部學(xué)生專業(yè)實(shí)習(xí)的規(guī)模，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作和學(xué)習(xí)交流機(jī)會；

②增加校企交流，共建校企合作平臺建設(shè)。根據(jù)GIS應(yīng)用部門的實(shí)際需求進(jìn)行人才培養(yǎng)，增多學(xué)生的實(shí)踐機(jī)會，實(shí)現(xiàn)校企雙贏發(fā)展的格局；

③完善實(shí)習(xí)考評機(jī)制，提高學(xué)生參與度。在學(xué)生專業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)的過程中，建立校企雙方共同參與的考核評價(jià)機(jī)制，加大實(shí)習(xí)單位考評分?jǐn)?shù)的權(quán)重，提高考評的客觀性，并通過開展GIS學(xué)科競賽等方式提高學(xué)生參與實(shí)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

4模式效果評價(jià)

高校GIS人才培養(yǎng)的霍爾三維模式效果評價(jià)方式由傳統(tǒng)的學(xué)生應(yīng)試成績和畢業(yè)就業(yè)率轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程考核、結(jié)果考核以及實(shí)踐考核相結(jié)合的方式。過程考核主要包括學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)紀(jì)律、課堂課后表現(xiàn)、作業(yè)質(zhì)量三個(gè)指標(biāo)；結(jié)果考核包括課程筆試和課間實(shí)驗(yàn)考核兩個(gè)指標(biāo)。課程筆試主要考查學(xué)生對基本的原理與應(yīng)用的實(shí)際能力，以及解釋基本GIS現(xiàn)象和解決一些GIS熱點(diǎn)問題的能力。筆試又細(xì)分為閉卷和開卷形式。課間實(shí)驗(yàn)考核主要考查一些需要學(xué)生親自動(dòng)手操作的專業(yè)技能和一些需要團(tuán)隊(duì)合作的專題；與課程相關(guān)的專業(yè)實(shí)習(xí)也納入學(xué)習(xí)效果評價(jià)范疇，主要依據(jù)其實(shí)習(xí)對課程理論的深化程度和相關(guān)實(shí)踐能力的提升程度；實(shí)踐考核包括儀器設(shè)備和軟件的實(shí)際動(dòng)手操作能力、畢業(yè)設(shè)計(jì)成績、學(xué)科競賽獲獎(jiǎng)和合作企業(yè)評價(jià)等指標(biāo)。通過三項(xiàng)考核的有機(jī)結(jié)合，定性和定量評價(jià)土建類高校GIS人才培養(yǎng)的機(jī)制完善度和學(xué)生技能掌握成效，為GIS人才培養(yǎng)的三維模式的改進(jìn)和完善提供依據(jù)[7]。

5結(jié)論

本文基于霍爾的三維結(jié)構(gòu)理論，構(gòu)建了適合土建院校GIS專業(yè)特色的三維結(jié)構(gòu)模型，為土建院校GIS專業(yè)建設(shè)和學(xué)生的綜合能力的改進(jìn)和提升都起到了很好的指導(dǎo)作用。但同時(shí)也要認(rèn)識到霍爾三維結(jié)構(gòu)理論中的時(shí)間維、知識維和邏輯維本身就是緊密聯(lián)系、相互銜接的，所構(gòu)建的GIS專業(yè)學(xué)科人才培養(yǎng)體系的三維結(jié)構(gòu)也是相互滲透、相互依賴的，從而構(gòu)成一個(gè)完善的系統(tǒng)。GIS人才培養(yǎng)能力提升是要以科學(xué)的人才培養(yǎng)決策機(jī)制為基礎(chǔ)，需要結(jié)合本院校實(shí)際加以運(yùn)用，而不應(yīng)僅僅拘泥于已有的刻板教條，以促使霍爾三維結(jié)構(gòu)理論這一系統(tǒng)工程科學(xué)的方法論在實(shí)踐中發(fā)揮出實(shí)際的指導(dǎo)作用，從而真正做到土建院校GIS專業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè)的健康和諧可持續(xù)發(fā)展[7]。

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基金項(xiàng)目： 安徽高校質(zhì)量工程研究項(xiàng)目（2012yx14）資助。