基于海洋特色的空間信息與數(shù)字技術(shù)專業(yè)課程設(shè)置方案研究

王令群++袁小華++王振華++何世鈞

摘 要： 空間信息與數(shù)字技術(shù)是教育部本科專業(yè)目錄的特設(shè)專業(yè)，無(wú)指導(dǎo)性的人才培養(yǎng)方案，上海海洋大學(xué)空間信息與數(shù)字技術(shù)專業(yè)具有鮮明的海洋特色，根據(jù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，確定出專業(yè)核心能力培養(yǎng)的兩條主線：以程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)原理為核心的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力課程和以地理信息系統(tǒng)為核心的空間海洋信息處理能力課程，兩條主線之間的課程銜接處理恰當(dāng)，畢業(yè)生質(zhì)量良好，課程設(shè)置基本滿足專業(yè)要求。

關(guān)鍵詞： 空間信息與數(shù)字技術(shù) 課程設(shè)置 海洋特色

21世紀(jì)是海洋的世紀(jì)，不僅是人類全面認(rèn)識(shí)、開發(fā)和保護(hù)海洋的世紀(jì)，更是培養(yǎng)高水平海洋科學(xué)人才的世紀(jì)[1]。中國(guó)是一個(gè)具有漫長(zhǎng)海岸線的發(fā)展中大國(guó)，隨著世界經(jīng)濟(jì)逐步向海洋擴(kuò)展，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)亦朝著海洋大國(guó)的方向加速前進(jìn)。隨著3S技術(shù)（GIS、RS和GPS）的發(fā)展，傳統(tǒng)海洋科學(xué)發(fā)生革命性的變化，如海洋衛(wèi)星、各類浮標(biāo)、海底觀測(cè)網(wǎng)和沿海臺(tái)站組成的全球海洋立體監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)等，使得海洋數(shù)據(jù)以海量、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、多類、多源等形式產(chǎn)生，這種變化要求空間信息技術(shù)與傳統(tǒng)的海洋科學(xué)技術(shù)緊密結(jié)合，國(guó)內(nèi)迫切需要面對(duì)海洋信息的各類專業(yè)人才[2]。

空間信息與數(shù)字技術(shù)是教育部本科專業(yè)目錄的特設(shè)專業(yè)，無(wú)指導(dǎo)性的人才培養(yǎng)方案，因此各開辦院校根據(jù)實(shí)際，結(jié)合服務(wù)國(guó)家、地方和行業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，進(jìn)行專業(yè)培養(yǎng)方案的制訂和課程體系的建設(shè)。上海海洋大學(xué)空間信息與數(shù)字技術(shù)專業(yè)是學(xué)校根據(jù)國(guó)家海洋大國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略和學(xué)校的辦學(xué)目標(biāo)，明確了基于海洋事業(yè)需求的專業(yè)定位，進(jìn)行了專業(yè)培養(yǎng)方案的制訂和課程體系的建設(shè)[2]。

1.課程設(shè)置整體規(guī)劃

2010年，上海海洋大學(xué)空間信息與數(shù)字技術(shù)專業(yè)開始招生，到2014年第一屆畢業(yè)生畢業(yè)，培養(yǎng)方案運(yùn)行一個(gè)周期，2014年重新修訂、優(yōu)化培養(yǎng)方案，明確了專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為：本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，具有扎實(shí)的自然科學(xué)和一定的人文社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)，具備良好的外語(yǔ)運(yùn)用能力，掌握海洋信息技術(shù)及大型數(shù)據(jù)庫(kù)的基本理論、基本知識(shí)；掌握海洋地理信息系統(tǒng)及相關(guān)的分析方法、設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)，具備大型數(shù)字工程設(shè)計(jì)和管理能力，能夠?qū)Ｑ?、城市、農(nóng)業(yè)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等各類信息進(jìn)行數(shù)字化處理、網(wǎng)絡(luò)化傳輸、可視化表達(dá)、智能化決策的復(fù)合型人才。

根據(jù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)和能力進(jìn)行分析、綜合，最后確定專業(yè)核心能力培養(yǎng)的兩條主線：

（1）以程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)原理為核心的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力課程。

空間信息與數(shù)字技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中，對(duì)計(jì)算機(jī)能力有明確要求，要求培養(yǎng)掌握大型數(shù)據(jù)庫(kù)的基本理論和基本知識(shí)，具備大型數(shù)字工程設(shè)計(jì)和管理能力，能夠?qū)Ω黝愋畔⑦M(jìn)行數(shù)字化處理、網(wǎng)絡(luò)化傳輸、可視化表達(dá)、智能化決策的復(fù)合型人才。結(jié)合本專業(yè)特點(diǎn)，圍繞提高學(xué)生專業(yè)技能目標(biāo)，確立計(jì)算機(jī)教學(xué)課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力要求，課程的知識(shí)和能力要求結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 計(jì)算機(jī)類課程知識(shí)和能力要求結(jié)構(gòu)圖

圖1中所有課程均包含一定量的實(shí)驗(yàn)，除以上課程外，還包括程序設(shè)計(jì)實(shí)踐、JAVA課程設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)踐三門純實(shí)踐課程。

（2）以地理信息系統(tǒng)為核心的空間海洋信息處理能力課程。

空間信息與數(shù)字技術(shù)專業(yè)是海洋特色鮮明的跨學(xué)科專業(yè)，專業(yè)課程設(shè)置以計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)為基礎(chǔ)，地理信息系統(tǒng)課程為核心設(shè)置了多維空間信息的獲取、處理和應(yīng)用相關(guān)的課程，課程之間的關(guān)系如圖2所示。

圖2 空間海洋信息處理課程群關(guān)系圖

先修課程：引入海洋的概念，并從宏觀角度介紹現(xiàn)有的海洋探測(cè)技術(shù)、數(shù)據(jù)的傳輸技術(shù)等。同時(shí)在通信課程的基礎(chǔ)上，引入物聯(lián)網(wǎng)的概念，讓學(xué)生掌握現(xiàn)有的數(shù)據(jù)傳輸方式。

多維空間信息的獲?。嚎臻g信息導(dǎo)論講述現(xiàn)有空間數(shù)據(jù)的獲取途徑及處理流程，并掌握采用傳統(tǒng)的全站儀、經(jīng)緯儀等測(cè)量?jī)x器的數(shù)據(jù)采集方法；同時(shí)GPS和遙感原理與技術(shù)，講述通過(guò)衛(wèi)星、航空遙感、測(cè)量船、海底觀測(cè)網(wǎng)等方式，快速大面積地獲取基于空間信息的海洋大數(shù)據(jù)；全球定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取方式，從海、陸、空全方位介紹多維空間信息的獲取。

多維空間信息的處理：介紹空間實(shí)體——空間數(shù)據(jù)——空間信息——獲取知識(shí)的處理流程；通過(guò)介紹空間數(shù)據(jù)庫(kù)的原理與設(shè)計(jì)掌握空間數(shù)據(jù)的主要特征，以及其存儲(chǔ)形式，為后期的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)；同時(shí)，通過(guò)空間決策與支持、空間建模與數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)與數(shù)據(jù)挖掘的應(yīng)用，讓空間數(shù)據(jù)發(fā)揮作用，為其從數(shù)據(jù)到知識(shí)建立實(shí)時(shí)、精確和形象的橋梁。

多維空間信息的應(yīng)用：GIS系統(tǒng)開發(fā)加深對(duì)GIS開發(fā)實(shí)踐的理解和認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生使用ARCGIS的二次開發(fā)實(shí)踐應(yīng)用的能力，數(shù)字工程原理與方法利用數(shù)字技術(shù)整合、挖掘和綜合應(yīng)用地理空間信息和其他專題信息的系統(tǒng)工程，將相關(guān)地球信息數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化和智能化。

2.課程之間的銜接

空間信息與數(shù)字專業(yè)課程專業(yè)面寬，從表面上看兩條主線好像無(wú)關(guān)聯(lián)，但它們是緊密結(jié)合、相互滲透的，故在撰寫、修訂專業(yè)課程的教學(xué)大綱時(shí)需要慎重，注意其中的關(guān)聯(lián)，避免學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和課程內(nèi)容要求的基礎(chǔ)之間出現(xiàn)斷層（鴻溝）。具體如下：

（1）清晰界定課程中的邊界，消除重復(fù)交叉內(nèi)容，做好銜接。

以空間信息技術(shù)為特色，進(jìn)一步整合優(yōu)化課程體系模塊，對(duì)不同層次的多門課程及不同課程組間的相近內(nèi)容進(jìn)行合理重組，既注重知識(shí)結(jié)構(gòu)上的承前啟后和銜接，又避免內(nèi)容上的重復(fù)。

（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重新規(guī)劃、制訂。

理論和實(shí)踐相結(jié)合，重新整合現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備、軟硬件資源，合理安排各課程的實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鞏固學(xué)生的理論基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和工程設(shè)計(jì)能力。從全局安排各課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，重視各課程之間的銜接、交互。

（3）傳統(tǒng)理論與現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)合。

拓寬知識(shí)面，增加授課信息量，注重傳統(tǒng)理論與現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)合，課程教學(xué)效果成敗的關(guān)鍵不在于學(xué)生認(rèn)識(shí)和記憶了多少理論，而應(yīng)注重正確引導(dǎo)學(xué)生真正掌握海洋地理信息系統(tǒng)和海洋信息技術(shù)及相關(guān)的分析方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。隨著信息科學(xué)理論與實(shí)踐研究的迅速發(fā)展，對(duì)于許多經(jīng)典理論的認(rèn)識(shí)需要補(bǔ)充、修正或以新的觀點(diǎn)審視。

（4）理論聯(lián)系實(shí)際，注重培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

注重講清基本概念和方法，比如強(qiáng)調(diào)空間多維信息的獲取、處理和應(yīng)用，而不是過(guò)于強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)和證明。在空間類課程教學(xué)內(nèi)容中使用ARCGIS軟件，要求學(xué)生掌握強(qiáng)大的地圖制作、空間數(shù)據(jù)管理、空間分析、空間信息整合、發(fā)布與共享的能力，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

3.結(jié)語(yǔ)

上海海洋大學(xué)空間信息與數(shù)字技術(shù)專業(yè)2010年開始招生，2012年在上海等地區(qū)按一本專業(yè)招生，2014年經(jīng)過(guò)四年的培養(yǎng)，第一屆畢業(yè)生參加畢業(yè)答辯并獲得工學(xué)學(xué)士學(xué)位，就業(yè)情況良好，就業(yè)率高于上海海洋大學(xué)平均值。該專業(yè)經(jīng)過(guò)六年的探索，培養(yǎng)方案基本合理，課程設(shè)置經(jīng)過(guò)多次修訂，基本滿足專業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的要求。

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