分析地理信息系統專業本科生創新能力的策略建設論文

　　一、地理信息系統概述及創新的重要性

　　地理信息系統(GIS)是一門交叉學科,具有較高的技術性和實踐性,已在城市規劃管理、交通運輸、測繪、環保、農業、地質、制圖等領域發揮了重要作用,取得了良好的經濟效益和社會效益,這使得社會對GIS專業人員的數量需求和質量要求在不斷增加[1-3]。2012年底,我國地理信息產業產值已達到2000億元,增長率超過30%。到“十二五”末期,產業總產值有望超過4000億元。經過近20年的發展,我國與西方國家的GIS理論與應用研究水平的差距已顯著縮小,但要想促進我國地理信息相關產業的快速發展、加快地理信息產品和服務的研發速度、提高我國地理信息企業國際競爭力,必須注重相關科研人員創新能力的培養。在科教興國、人才強國、建設創新型國家等一系列的重大戰略中,高等學校承擔著培養大批創新型人才的重任[4],GIS專業大學生創新能力的高低將直接關系我國GIS產業的發展。自1999 年全國開始招收GIS本科專業以來,我國已有200多所高校開設了GIS 專業[5]。然而,在保證了我國地理信息系統發展后備人才數量優勢的基礎上,如何提高本科生的創新能力是GIS專業建設和發展的重要任務之一。

　　二、GIS專業本科生創新能力培養的制約因素

　　目前,國內高校在GIS專業本科生自主創新能力培養方面總體處于摸索階段,盡管或多或少地為學生提供了各種載體和平臺,但尚未從根本上突破傳統的教學模式。總體而言,制約GIS本科生創新能力培養的包括:

　　1.與國際水平相差較大,知識獲取滯后

　　了解領域內的研究現狀與趨勢是進行創新的前提,進而才能從中發現問題,尋找創新點。GIS起源于加拿大,美國、歐洲、日本發展迅速,在該領域處于引導地位。雖然近二十年來我國也取得了顯著的成績,但總體水平仍與歐美發達國家有一定差距。由于外語水平有限,教師不能及時地追蹤國外最新研究成果,導致學生接收新知識的途徑減少,無法及時掌握研究前沿。此外,現有的GIS相關教材較多,其中的基本概念、經典理論和方法等內容大同小異,各編者會根據自身所做實際科研工作完成教材中案例教學內容的編寫。但所做工作從項目立項、實際開展到成果發表、出版成冊,通常要經歷2-5年左右的時間。因此,教材內容的時效性難以保證,不能夠反映最新的動態,而這部分內容恰恰是教材中最能夠引發學生學習興趣的部分。

　　2.學習主動性不足,創新意識不強

　　我國的教育模式和國外先進教學模式的根本區別就在于是否鼓勵學生個性發展,自主學習[6]。興趣是調動學生學習積極性最好的東西,更是進行創新的主要源動力之一。傳統的教學注重理論講授,多為“老師講,學生聽”的填鴨形式,缺少啟發式和討論式教學,勢必壓抑學生獨立性和創造性的發揮[7]。限于現有的學生考核體系,學生被動地接收書本上的知識,不求甚解,嚴重缺乏對現有知識的質疑和發散性思維。

　　此外,仍有一部分學生將考試及格作為學習的主要目的,對書本上的知識死記硬背,沒有獨立思考的過程,難以應用專業知識解決實際問題。如,目前尚有一部分本科生畢業設計題目由指導老師提供,學生只需選擇題目,對選題的意義、數據的來源及處理等問題缺乏思考,最終只是機械地完成工作,老師怎么說就怎么做,整個過程對老師的依賴程度很大,沒有達到鍛煉的目的。

　　3.動手能力較差,阻礙創新實踐

　　GIS專業培養的人才,不但要有一定的理論基礎,而且要具備不同層面的實際動手能力。學生中存在創新的主觀愿望,但不知道如何去創新,他們在直覺思維能力、邏輯思維能力、聯想思維能力、發散思維能力、逆向思維能力等方面都還比較稚嫩,需要加強培養和鍛煉[8]。

　　此外,大部分學生實際動手能力欠缺,缺乏創新技能,即便有了好的想法,但不具備實現的途徑,逐漸失去了信心與熱情。在上機課上用軟件進行圖像數據處理時,學生只要按照老師說的輸入幾個參數、點幾下鼠標就能得出分類結果,但大多數學生缺乏主動性,不去探究點擊鼠標的背后是怎樣的原理、怎樣的算法。本科階段學習的一個重要目的是要知其然且要知其所以然,只有主動地多問一些問什么,多思考、多動手,才能真正把知識應用起來,把軟件當成一個工具,而不是為了用軟件而用軟件。

　　三、對策與建議

　　1.創造接觸新知識的平臺和途徑

　　鑒于書本知識更新較慢的現狀,GIS專業教師需及時追蹤本領域最新國內外動態,補充到教學內容中來。如,在幻燈片中增加時效性較強的內容,帶動學生討論;向學生介紹國內外認可度較高的專業網站和論壇,引導學生自主學習;推薦領域內的經典文獻和最新研究成果等,讓學生及時了解學科前沿。根本目的是使學生接收新知識的來源多元化,做到“眼觀六路,耳聽八方”。

　　“授人以魚,不如授人以漁”,為使學生具備創新的意識,最為重要的是幫助學生建立自主發現問題、解決問題的思維模式。我學院針對本科三年級學生開設了科技論文寫作與專業文獻檢索課程,教會學生文獻檢索的基本方法,綜述和研究論文的寫作要求,讓學生自己檢索并閱讀文獻,初步掌握學科動態。對于有能力的學生,教師可以推薦其閱讀英文文獻,不僅能了解國外最新學科動態,還可以提高自身英語水平。相應地,學生要花時間、花精力認真閱讀,并寫讀書筆記。

　　此外,鼓勵學生多去聽講座,聽各類講座。科研創新工作強調學科間的交織與借鑒,讓學生不要局限于自己的專業,而要拓展視野、開闊思路,這有助于創新想法的形成。

　　2.教學方法改革,提高學生創新主動性

　　現代教學模式強調學生的主觀能動性,教學要以學生為中心,使學生處于主動的地位。教師應當結合實際,不斷完善教法、提高教學水平,調動學生的積極性。我校定期舉辦教師授課、說課競賽,鼓勵教師間的技能切磋和經驗交流,最終作用于學生,產生積極影響。此外,我院探索性地進行了本科生導師制的嘗試。學生選定導師后,可以盡早地了解到導師在做什么研究工作,為什么做,怎么做,并逐漸熟悉科研工作的基本流程、概念和一些具體環節。吸納有能力的學生參與導師的研究項目,在導師的引導下,他們可以自主地完成小任務,并嘗試發現新的、尚未解決的新問題。

　　此外,向學生介紹各類項目申請書(如大學生創新項目)的背景和撰寫要求,積極鼓勵學生申報各類的大學生創新競賽。當學生的身份由參與者變成了項目的負責人,勢必會滿足他們的好奇心,讓他們獲得成功的體驗,樹立自信心,今后進行自主探索和創新的動力大大提升。

　　3.提高實際動手能力,多參與科研實踐

　　有了好的想法還需要去實現,實現創新過程,需要有一定的實踐能力作為支撐。GIS專業尤其強調動手能力,GIS專業培養的人才應同時具備一定的理論基礎和不同層面的實踐能力。要達到這樣的要求,僅靠課堂教學是不夠的,只有通過實踐教學將理論與實際很好地結合,全面增強學生獨立分析和解決問題的能力、創造性思維能力,提高學生實際動手能力和團隊合作精神,建立獨立的科研和工作方法體系,才能為將來工作和走向社會奠定了堅實的基礎[9]。目前,新疆農業大學GIS專業已初步建立了課堂實踐、野外實踐、科研實踐、競賽實踐和畢業設計的“五位一體”實踐教學模式,并取得了較好的效果。近年來,新疆農業大學GIS專業的學生在老師指導下自主選題、刻苦鉆研,多次在“全國GIS操作技能大賽”等各類專業技能大賽上獲獎。此外,三十余名學生獲得了工信部、測繪學會和中地數碼公司共同頒發的GIS應用工程

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