新时代背景下地质类高校地理信息科学一流专业建设与实践.pdf

中国地质教育CHINESE GEOLOGICAL EDUCATION502024年第 1 期党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央高度重视教育工作1-2，把教育摆在优先发展战略地位。全国教育大会、新时代全国高校本科教育工作会议等相继召开，教育部发布教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见3，为解决高等教育培养什么人、怎样培养人、为谁培养人这一根本问题指明了方向并就立德树人、“以本为本”、一流专业、一流课程4-5、“互联网+”教育、协同育人6、“六卓越一拔尖”等提出了明确工作要求，开启了中国本科教育的新时代。地理信息科学是我国地理信息新兴交叉学科与高新技术产业快速发展背景下的专业。1998 年新时代背景下地质类高校地理信息科学一流专业建设与实践邵怀勇，杨武年，何政伟，刘 刚，杨 鑫，于 欢，刘汉湖，戴晓爱，刘恩勤，伊 帆，徐争启成都理工大学 地球科学学院，四川 成都 610059摘要：地理信息科学是地球系统科学、计算机科学与技术、空间科学与技术交叉形成的综合性高新学科。近年来地理信息科学在国民经济与社会发展中发挥越来越重要的作用，已成为当前最具活力和发展前景的专业之一。本文主要论述了成都理工大学地理信息科学专业在新时代背景下依托地质学国家一流建设学科，坚持立德树人，系统开展了将地质元素融入地理信息科学专业培养方案、课程体系构建和学生实践创新能力培养等方面的探索与实践，以期对地理信息科学一流专业建设尤其是行业类省属高校地理信息科学专业人才培养提供参考。关键词：地理信息科学；专业建设；地质类高校；新时代中图分类号：G640文献标识码：A文章编号：1006-9372（2024）01-0050-05Title:Construction and Practice of First-class Specialty of Geographic Information Science in Geological Universities Under the Background of the New EraAuthor(s):SHAO Huaiyong,YANG Wunian,HE Zhengwei,LIU Gang,YANG Xin,YU Huan,LIU Hanhu,DAI Xiaoai,LIU Enqin,YI Fan,XU ZhengqiKeywords:geographic information science;specialty construction;geological university;new era收稿日期：2023-08-10；修回日期：2023-09-10。基金项目：成都理工大学 GIS 国家一流专业建设、教育部产学合作协同育人项目（202002083020，202101162001，202101096021）；高校 GIS 思政案例库建设项目（KCSZ201911，KCSZ201914）；四川省应用示范专业建设项目、四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目（11100-15Z006/001）；成都理工大学高等教育人才培养质量和教学改革项目（JG2130003，JG2130002）。作者简介：邵怀勇，男，教授，博士生导师，主要从事资源环境遥感与 GIS 空间建模的教学和研究工作。投稿网址： 联系邮箱：引用格式：邵怀勇，杨武年，何政伟，等.新时代背景下地质类高校地理信息科学一流专业建设与实践 J.中国地质教育，2024，33（1）：50-54.学科与专业教育部颁布的普通高等学校本科专业目录中在地理科学下新设地理信息系统专业，2012 年更名为地理信息科学专业（Geographical Information System，简称 GIS）。经过 20 多年的发展，目前全国已经有 200 余所高校开设 GIS 专业，我国已经成为地理信息高等教育的大国，正在向着地理信息高等教育强国迈进7-8。新时代教育背景下我国 GIS 专业的人才培养模式、课程体系、课程建设和学生实践创新能力培养的改革与探索成为当前 GIS 本科教育面临的重要任务9-11。国内开设GIS 专业的高校中约有 75%属于省属高校，省属高校 GIS 专业面临着招生规模大、教学任务重的现实问题。因此，省属高校如何适应新时代发展邵怀勇等：新时代背景下地质类高校地理信息科学一流专业建设与实践51总第 129期要求来建设一流 GIS 专业、开展一流 GIS 本科教育，已成为我国新时代建设 GIS 高等教育强国亟待解决的问题12-14。成都理工大学作为地处西部地区地质类省属高校，近年来学校 GIS 专业依托地质学国家一流学科建设，开展了新时代基于地质学背景的 GIS专业教学改革与实践，2020 年入选教育部国家一流建设专业。本文以成都理工大学 GIS 专业建设为例，对专业教学改革与实践做法进行梳理和总结，以期为开展新时代背景下 GIS 本科教育提供参考。一、主要思路与做法1.构建基于地质学背景的 GIS 专业课程体系教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见以及普通高等学校本科教育教学审核评估实施方案(20212025 年)明确指出：适应高等教育多样化发展需求，依据不同层次不同类型高校办学定位、培养目标、教育教学水平和质量保障体系建设情况，实施分类评 价、精准评价，引导和激励高校各展所长、特色发展3,15。因此新时代本科教育“特色发展”被提到了前所未有的高度16。成都理工大学 GIS 专业聚焦新时代国家西部大开发战略、成渝地区双城经济圈建设，四川省“一干多支”发展战略，立足西南、面向全国，以建设国家一流专业为目标，坚持立德树人，培养具备地学基础知识、掌握 GIS 基础理论和基本技能且能熟练运用 GIS 技术方法从事 GIS 教学、科研、生产、管理的专业型高素质人才。本专业依托成都理工大学地质学优势与特色，基于地质学国家一流学科建设、地质学国家级教学示范中心、峨眉山国家级地质野外实践基地、国家级和省部级重点实验室等地学类专业学科平台，提出并构建了基于地质学特色的地理信息科学专业培养方案。本培养方案共计 158 学分，包括通识教育课程模块（52.5 学分）、学科基础教育课程模块（34学分）、专业教育课程模块（49 学分）、实践教育课程模块（18.5 学分，不含理论课程实验课）、个性化教育课程模块（4 学分）。本培养方案各模块涉及的专业课程分为三大类：地学类课程、GIS类课程、地学与 GIS 融合类课程。地学类课程包括自然地理学、人文地理学、普通地质学、构造地质学、岩石学、峨眉山野外地学认识实习等地质类课程，地质学与 GIS 融合类课程包括遥感地质学、地学 GIS 课程设计、GIS 地学综合实习等，实现“既符合 GIS 专业教学质量国家标准又突出地质学特色”的专业建设思路。2.坚持立德树人，打造专业金课强化立德树人意识，着力推动课程思政建设，积极推广小班化教学、混合式教学、翻转课堂，大力推进智慧教室建设，构建线上线下相结合的教学模式17-18，建设一流课程五类“金课”，是当前新时代背景下课程建设的重点19-20。党的十八大以来，习近平总书记在全国教育大会、全国高校思想政治工作会议、全国学校思想政治理论课师生座谈会等会议上发表重要讲话，反复强调要落实“立德树人”的根本任务，抓好思政课程建设，“使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”21-22。本专业遵循“寓道于教，寓德于教，寓教于乐”的目标，采用线下授课与线上授课(建立线上课程网站、建设课程思政案例库)相结合的方式，构建了“三角色、三平台、三阶段”课程思政教学模式，开展课程思政教学。“三角色”是指充分发挥教师主导、学生主体和名师大家助力，深挖课程思政元素，构建课程思政实验案例库。先后打造了“汶川地震及抗震救灾GIS”“我国西南山区山地灾害防灾减灾 GIS”等课程思政案例库，并入选全国 GIS 专业课程思政案例库项目。“三平台”是指将思政教育融入理论课堂教学平台、互联网平台、实践教学平台，构建课程思政教育立体空间。基于现代信息技术，实现课程思政教学“线上+线下”深度融合；基于科学研究成果，实现科研和课程思政教学深度融合；基于校企合作模式，实现产业和课程思政教学深度融合。“三阶段”是指立足培养方案、教学大纲、一二课堂三个阶段，并将之贯穿课程思政教学全过程：教育目标融入培养目标、毕业要求；从知识单元、知识目标、思政目标、课程思政对标设计等方面进行课程思政教学设计；思政教育融入一二课堂实现遥感课程思政的课上课下、校内校外全覆盖。本专业建设的遥感概论课程思政案例库已上线新华网课程思政平台。现代互联网技术和智能手机的快速发展与普及，使得青年大学生追求更加开放、灵活、个性化、多元化的立体式自主学习方式。如何转变教学模式，以学生为中心，适应“新学习生态”环境提高课堂教学和人才培养质量成为当前课程教学改革的关键23-24。推动课堂教学改革，构建线上52中国地质教育CHINESE GEOLOGICAL EDUCATION2024 年第 1 期线下相结合的教学模式，建设一流课程成为当前本科教育课程建设的重点25-27。本专业课程教学团队近年来一直致力于线上线下混合式课程教学模式和虚拟仿真实验教学项目的探索和实践。目前建成了遥感概论、高光谱遥感、地图学等线上线下混合式课程和示范课程，课程通过线上线下有机融合（图 1），构建了遥感概论、高光谱遥感、高级遥感技术、峨眉山地质-地貌-土壤-植被形成演化虚拟仿真等网络实践教学平台，设置“实习课件”“实验报告上传”“答疑”“网络云盘”等功能。课前：教师上传教学资源，学生线上预习；引导学生互动交流，激发学生思考和学习兴趣；问答式的讨论方式，帮助学生提前了解课堂重点。课中：对关键概念的强化理解和知识“扩展”；引导学生从专业角度思考问题；翻转课堂，以学生为中心，由被动学习变为主动求知。课后：学生通过课程在线内容和教材进行自我复习和巩固；学生通过 MOOC 的测验和考试，查缺补漏，巩固知识点；结合科研进展进行讨论，增强学生创新意识。形成了充分利用现代信息技术的线上线下混合式金课，使学生对课程的学习既有记忆、理解、应用的初级认知又有分析、评价、创造的高阶拓展，实现了课程高阶性、创新性和挑战度“两性一度”高水平教学。同时，本专业依托地质学国家级实验教学示范中心和峨眉山国家级大学生校外实践教育基地，建立了“平台相互衔接、线上线下融合”的峨眉山地质-地貌-土壤-植被形成演化虚拟仿真课程，本课程针对 GIS 专业学生对复杂抽象的地质地理过程难以理解和掌握的现实问题，基于虚拟仿真技术再现峨眉山地质地理时空演化过程，允许学生通过改变系统参数来进一步学习地质地理现象的变化，为学生营造了“探索式学习”的环境，培养学生的“地学认知、实践和创新能力”。其中“遥感概论”获批国家级线上线下混合式一流课程，“地图学”获批四川省线上线下混合式一流课程，“峨眉山地质-地貌-土壤-植被形成演化虚拟仿真”获批四川省虚拟仿真一流课程。同时本专业积极开展教材建设，编写的遥感概论教材入选科学出版社“十四五”规划教材，峨眉山野外地学综合实习 教材目前正在编写之中。3.注重学生实践创新能力培养结合我校地质学学科基础和理科人才培养模式、工科类卓越工程师人才培养模式，本专业立足西部，面向行业，以实践能力和创新能力培养为中心，以产出为导向，为满足 GIS 专业“课内实验-课程设计-综合实习”三个层次实践教学的不同需求，采取“校内整合、校企联动”的思路，通过室内基础性实验与野外综合实践有机融合、科研与教学相互渗透融合，建成具有地质学特色的实践能力和创新能力培养体系（图 2）。通过校内外联动，培养学生的 GIS 认知和实践能力。依托我校峨眉山地学野外实习基地和马角坝野外教学实习基地、2 个自然资源部野外科学观测研究基地、3 个省部级重点实验室、16 个GIS 专业和地学类教学实验室以及 13 个校外实践实习基地，在专业培养计划中开设了综合实践类课程模块，其中包括空间数据采集与管理、GIS 设计与开发实践（GIS 开发方向）、GIS 综合应用实践（GIS应用方向）、地学综合认识实习（峨眉山）、综合生产实习（马角坝）、毕业实习与论文（设计）。与此同时，与北京超图、易智瑞、中地数码、苍穹数码、航天宏图等企业共建实验室，共同设图 1 成都理工大学 GIS 专业一流课程建设邵怀勇等：新时代背景下地质类高校地理信息科学一流专业建设与实践53总第 129期置课程教学大纲，引进掌图、奥维等先进技术方法及应用案例进入实践课堂，与企业技术人员共同进行实验课授课，创新产学研用校地校企协同育人教学模式。我校 GIS 专业近年来实施 GIS 专业创新能力培养导师制，培养学生科技创新能力。本专业重视师资队伍建设，注重提升教师教研能力。坚持引进和培养相结合，注重教师团队的学缘结构、年龄结构和职称结构的合理性，建立地学类课程、GIS 基础课、GIS 开发课和 GIS 应用 4 个专业课程组，全员教师围绕课程组进行培养方案和教学大纲设计；建立“传帮带”教师培养模式，提升青年教师教学水平；每周开展教研活动，定期开展课堂教学观摩，提升教师授课水平。大一学年设置了 16 学时的 GIS 专业导论，由本专业 5 名教授对新生进行授课和专业介绍，激发学生学习兴趣。同时地理信息科学专业每位专业教师结合自己的研究方向给大一学生在大一学年进行专业介绍和学术讲座，增强学生的专业学习兴趣。学生经过大一专业导论的学习和专业教师的学术讲座，在大二学年 GIS 原理、地图学概论、遥感概论等专业基础课学习过程中逐渐加深了对专业的认识，同时形成了个人的专业兴趣点。在此基础上，大二学年下学期开始实施本科生导师制，由学生和教师进行双向沟通，最终确定教师指导的学生，建立由教师指导的学生专业学习兴趣小组，参与教师课题。同时指导教师有目的地指导学生进行专业科技文献的阅读和讨论，进行科技立项申报书的撰写训练。据统计，每年级 60 位同学在大三学年均有机会进行科技立项的训练，同时每年国家级大学生科技立项有 2 3 项，参与人数 9 12人；省级大学生科技立项有 3 4 项，参与人数12 16 人；校级大学生科技立项有 5 项左右，参与人数 20 人左右；院级大学生科技立项有 6 项左右，参与人数 24 人左右。在这些科研项目成果基础上引导学生撰写科研论文，参加“挑战杯”“互联网+”等科技竞赛。二、主要成效我校依托地质学优势和特色，将地质学元素有机融入课程体系、课程内容、实践教学和学生科技创新等 GIS 教学的各个环节，构建了基于地质学科背景的 GIS 专业人才培养方案和课程体系，建成了 GIS 课程思政实验案例库及线上线下混合式一流课程，形成了具有地质学特色的实践创新能力培养体系。近年来获批线上线下混合式国家级一流课程 1门、四川省一流课程 2 门、省级虚拟仿真一流课程 2 门、省级应用示范课程 2 门。教育部产学合作协同育人项目 4 项，建成全国 GIS 课程思政案例库 2 个，学生综合素质及创新能力得到了显著的提高，获得国家级创新创业科技项目 10 余项，省级创新创业科技项目 20 余项；获国家级和全国性奖励 46 人次，省级奖励 26 项。已连续 10 年获得全国大学生 GIS 应用技能大赛特等奖/一等奖，其中特等奖 3 项。本科生以第一或第二作者发表学术论文 47 篇，其中有 SCI 论文 10 余篇，中文核心 18 篇。获国家教学成果二等奖 1 项，全国高校 GIS 专业教学成果一等奖 2 项，四川省教学成果二等奖和三等奖 3 项，成都理工大学教学成果特等奖和一等奖 5 项。三、结束语新时代全国高等学校本科教育工作会议的召图 2 成都理工大学 GIS 专业实践创新平台54中国地质教育CHINESE GEOLOGICAL EDUCATION2024 年第 1 期开开启了高水平人才培养体系建设的新征程，这为建设一流专业、培养高质量人才提供了契机。本文结合我校地质学优势，围绕特色建设、课程建设、学生实践和创新能力培养这一主线，对新时代地学类 GIS 人才培养体系进行了初步探索与实践。今后仍需进一步紧扣本科教育教学改革主线，落实“以本为本”“四个回归”，强化学生中心、产出导向、持续改进，建成特色鲜明、优势突出的国家一流 GIS 专业。参考文献：1 安钰峰.始终把教育摆在优先发展的战略地位学习习近平总书记关于教育的重要论述的思考 J.学校党建与思想教育，2019（23）：4-7.2 丁秀花.始终将教育摆在优先发展的战略地位 J.中国民族教育，2018（3）：14.3 教育部.教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见 EB/OL.（2018-10-08）2023-06-20.http：/ 李鸿磊.“一流专业”建设理念下数字化商业模式课程建设与教学实践 J.高教学刊，2023，9（12）：30-33.5 段静波，张悦，徐步青.国内一流大学工程力学本科专业课程体系比较研究 J.高教学刊，2023，9（8）：35-38.6 苗丽，唐新梅.大数据背景下“互联网+”协同育人平台构建探讨 J.广西教育，2023（6）：105-8.7 汤国安.新时代 GIS 高等教育的改革和探索 J.地理信息世界，2021，28（2）：1.8 王建慧，徐高明.推进以学生发展为中心的大学教育变革江苏高教2019 年学术研讨会综述 J.江苏高教，2019（6）：119-24.9 任福，张琛，杜清运，等.GIS 本科教育：开放、开源与开发 J.测绘通报，2020（1）：154-157，63.10 周烨.2023 年全国各地政府工作报告多视角推进政产学研深度融合 J.中国科技产业，2023（3）：15-8.11 杜祥祥，施雪军，曹可生.构建地方本科高校特色，以实践能力为导向的协同育人探索与实践 J.科技风，2023（7）：62-64.12 章天金，黄美凤，孙友祥，等.OBE 理念下地方综合性大学一流专业建设探索与实践 J.山东高等教育，2021，9（2）：19-24，57.13 杜清运，任福，沈焕锋，等.综合性大学一流 GIS 专业建设的探索与实践 J.地理信息世界，2021，28（1）：2-6.14 唐忠宝，陈逊.价值 内容 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