摘要:
人才是地理信息及相关行业发展最关键的要素。本文分析了新时代背景下我国地理信息科学专业人才培养的现状和问题,结合首都师范大学地理信息科学一流专业人才培养在科教协同和国际化方面的具体实践,系统探讨了如何充分发挥专业特色,培养掌握地学高新技术应用、具有国际视野的新一代创新型高素质人才的举措和进展,以期为其他相关高校专业建设和人才培养提供思路与借鉴。
关键词:地理信息科学;人才培养模式;科教协同;国际化
引言
地理信息科学(GeographicInformationScience,GIS)是地理科学、计算机科学与技术、测绘科学与技术等学科交叉融合形成的一门新兴学科。近年来,在“一带一路”国家顶层合作倡议、“京津冀协同发展”和北京“四个中心”建设等国家发展战略指引下,伴随着全球导航定位系统、遥感对地观测以及互联网等技术的快速发展,GIS在基础设施建设、智慧城市建设、物流和共享经济等领域中的应用越来越广泛且深入。GIS人才已经成为国家战略的重要组成部分,社会对素质高、能力强、具有国际化视野的GIS人才的需求越来越迫切,对人才培养质量提出了更高的要求。
但是,鉴于GIS学科近年来的飞速发展,特别是大数据、人工智能和虚拟现实等新技术、新方法不断涌现,GIS专业学生培养中面临着诸多挑战,如教学科研一体化、课程设置综合化、人才培养国际化、素质要求全面化等。本文针对新时代背景下GIS专业人才培养改革的迫切需要,结合首都师范大学地理信息科学国家一流专业人才培养的实践,从培养理念、育人模式、教学资源、师资队伍和实验教学等方面系统探讨GIS创新型人才培养的举措和进展。
背景与现状
近年来,国家密集出台的各类重要文件中反复强调科教协同、科研育人的重要性。年国务院发布的《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》强调,加快推进人才培养模式改革,推进科教协同育人,完善高水平科研支撑拔尖创新人才培养机制。建立科教协同机制、加强科教融合,已成为国家高等教育发展中的顶层设计要求。然而,现代大学普遍存在“重科研、轻教学”的不良倾向,如何完善高水平科研支撑创新人才培养机制,是“双一流”背景下高校面临的重要课题。
国际化是建设世界一流学科的前提和标志,也是培养一流人才的基本内容和必经之路。一方面,国际化是评价世界一流学科的硬指标。以国际上较为权威的泰晤士(TimesHigherEducation)和QS(QuacquarelliSymonds)世界大学学科排名为例,前者把国际视野(InternationalOutlook)单设为一项评价指标,占比7.5%;而后者的4个主要指标中有两个(学术声誉和雇主声誉)都与国际化程度紧密相关。另一方面,国际化也是我国高等教育发展和一流人才培养的内在需要。《统筹推进世界一流大学和一流学科建设实施办法(暂行)》明确提出了对吸引海外优质师资、联合培养、学术交流与科研合作等提高国际影响力方面的要求,由此可见,国际化对学科建设和人才培养的重要性。
首都师范大学GIS专业成立于年,年获批国家特色专业、地理学国家优秀教学团队和GIS国家精品课程,年入选综合改革试点专业,年获批国际化示范学院,年入选国家“双一流”建设学科群、“一带一路”国家人才培养基地,年入选北京市一流专业,年入选首批国家级一流本科专业建设点。先后3次获国家教学成果二等奖,已成为国内知名的一流专业。依托高水平国家级教学平台和科研平台,秉持高水平学科发展支撑高质量人才培养的理念,坚持以培养“厚基础、强能力、重创新”,掌握地球科学高新技术应用、具有国际视野的新一代创新型高素质人才为目标,深入探索并实践“科教融合、创新协同育人模式”和“接轨国际、提升人才国际胜任力”等切实举措,逐步形成了教学科研相得益彰、国际化举措扎实有力的GIS专业人才培养特色。
整合优势资源,创新科教协同育人模式
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集成国家级教学与科研平台,提升教学环境,优化教学资源
依托教育部城市环境过程和数字模拟国家重点实验室培育基地、三维信息获取与应用教育部重点实验室等7个科研创新平台以及地理科学与技术国家实验教学示范中心、国际化示范学院等6个高水平国家级教学平台,形成以国家精品课程、北京精品课程、国家级线下一流课程、国家虚拟仿真实验教学项目为代表的优质课程20余门;建设实习基地9个,其中野鸭湖实习基地入选UNESCO生态水文全球示范项目,被纳入UNESCO生态水文典型案例,在美国、南非、日本、葡萄牙等国推广;通过科研立项等方式引领学生探索重力卫星、虚拟仿真等颠覆性、跨时代新技术;创新大运河3S综合实习、京津冀环境问题STEAM案例分析等研讨式教学模式。
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引育并举,打造高水平国际化教学团队
一流的师资团队是GIS一流专业建设的核心保障。通过全球招聘等方式引进教师15人(外籍3人),有海外经历的教师占76%。依托大学联盟和国际校园,开发“课程群+导师制+工作室”的特色教学模式,打造以学生为中心、教学相长、德业兼修的高水平国际化教学团队。目前已形成由院士、联合国教科文组织(UNESCO)教席、千人、杰青和教学名师组成高水平国际化教学团队,并入选国家级优秀教学团队、教育部创新团队、北京市优秀本科育人团队和卓越青年科学家团队。
融合英国教学卓越框架(TeachingExcellenceFramework,TEF)、美国STEAM跨学科创新培育理念,创新教学组织形式。由教授领导课程群、专业群工作室及特级教师工作室,形成以UNESCO教席工作室等为代表的国际化特色教学模式。近年来承担省部级教改项目40余项,获得国家、省部级教学成果奖7项,85人次获得各级优秀指导教师称号。通过组织暑期学生学术夏令营的形式,汇聚了一批国际一流学者为学生授课讲学,促进了青年教师职业能力的快速提升。
3
强化协同机制和保障体系,创新产学研用协同育人模式
从培养方案制定、课堂与实验教学、科研训练、论文指导、质量评价5大环节和制度、服务、平台、资金4个方面,全面保障科教融合。发挥学科和北京区位优势,建设“首都校园”。行业部门和企业深度参与到人才培养的各个环节,为学生提供从理论到实践、从校内到校外有机集成的研讨式学习环境和自主式学习资源;推行校内外“1+N”导师制,联合UNESCO、ESA、USGS、国家减灾中心、北京环保局等单位成立特聘教师研究院、国内外培养联盟,聘任知名企事业单位高级管理和科研人员为校外指导教师,促进培养与需求对接、科研与教学互动。实现本科生科研立项全覆盖,其中国家、省部级项目超43%。学生担任首都生态保护红线划定、应急供水保障等重大项目的技术骨干,获全国大学生创业大赛银奖、全国GIS技能竞赛特等奖。
打造国际校园,以全方位、个性化培养方式提升学生国际胜任力
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接轨国际,以优质教学资源构筑国际校园
在国际化示范学院、UNESCO教席等国际化平台建立与国际接轨的管理体系、制度和运行机制下,与荷兰特文特大学、加拿大滑铁卢大学、美国北伊利诺伊大学、纽约州立布法罗分校等具有优势专业的大学组建GIS“国际校园”,开发“外培”“2+2”等双学位项目5项,建立了师资、教学、科研与实习基地等资源的共享机制,实现学分互认。
以现有地理信息系统国家精品课程为核心,以国家一流线下课程、国家一流实践课程为两翼,构建与国际对接、富有特色的课程体系。根据新技术和新产业发展趋势,整体优化课程体系,开设地信与大数据课程组(时空大数据技术方法与应用、现代优化计算方法、网络地理信息系统等)和遥感与人工智能课程组(GeoAI方法与应用、机器学习与遥感应用、人工智能原理等)。同时,通过国际化教学联盟以及国内相关专业高水平高校联合校园计划,开设全英文或双语授课的小学期课组(高级环境遥感、基于Python的地理信息处理分析等)和MOCC系列课组(地图和地理空间的革命、工程科技创新和人类未来等)。开设以小班教学和个性化培养为目标全英文课程20门,专业核心课中英文并行开课,本科生的参与率超过35%。形成了以CNU-ITC/NIU/LSU小学期课程、CNU-MSU遥感大数据与人工智能为代表的开放教学资源。编写《野鸭湖3S综合实习》《地理信息系统原理、方法和应用》《遥感数字图像处理系统开发实践教程》和《遥感导论——中文导读》等教材19部,获评“十一五”教育部规划教材、北京市精品教材、“十二五”国家重点图书项目、第二届全国优秀地理图书奖等,对于充实地理学发展前沿起到了重要的作用。
近年来,首都师范大学充分利用GIS专业现有国内外兼职教授学术网络,组建有特色的国际暑期夏令营,有针对性地选择京津冀地区自然资源环境开发与保护、社会经济建设与发展中的重大问题,建设暑期学校课程资源,参与学生余人次。为国际学生提供短期来华专业培训机会,举办国际培训班5届近人次,极大地提高了国内外影响力。毕业生在美国、加拿大等国外知名高校深造或企业任职,近3年来发表一区、TOP等SCI论文60余篇,获ESRI全球青年学者奖、AAG遥感组竞赛第二名、滑铁卢大学院长荣誉奖、中国工程机器人大赛暨国际公开赛二等奖等。
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通识教育与思政教育全程育人,研讨式教学推进个性化培养
依托首都师范大学在文学、历史、哲学、艺术、教育学和心理学等学科的优势,发挥学科交叉对创新人才培养的推动作用,建立贯穿整个人才培养过程的通识教育、专业核心必修课和选修课程体系。通过引进、消化和吸收国内外知名院校的培养方案、课程体系与教学模式,设计宽口径、厚基础的课程体系;通过深度融合通识教育与专业教育,加强学生文理贯通能力,提高学生的社会责任感和文化素养;通过强化工程数学、遥感物理等基础科目,夯实学生数理基础。增加大数据科学、人工智能、区块链等前沿选修课程和实践课程学分比重,建立科学、技术、工程、艺术与数学(STEAM)有机融合的、具有特色知识结构的多元化课程体系。将思想政治教育融入人才培养全过程中,以特色课程建设为基础,突出思想政治教育在人才培养中的核心地位,使学生认识到地理信息资源是维护国家主权和领土完整的重要工具,也是我国优秀文化历史表达的重要媒介,着力培养具有历史使命感和社会责任心的优秀人才。
探索调动学生主动学习、研究性学习、合作性学习积极性的教学方法改革。从培养方案着手,设计研讨式课程模块,将创新、研讨渗透教学的各个环节;在长期实施拔尖人才培养计划的基础上,构建系列激励和引导机制,制定本硕、本硕博贯通培养计划方案;开设系列专题式研讨班课程,实行小班教学,鼓励翻转课堂建设,