基于霍尔三维模式的土建类高校GIS人才培养能力提升研究

摘要：根据土建类高校GIS人才培养的现状和问题，从GIS人才培养体系出发，借鉴霍尔三维结构分析方法，利用时间维、逻辑维和知识维构建具有土建类特色的GIS人才培养三维模型，确立培养方案及课程体系的建设、GIS与土建类特色专业的交叉和实践环节的改革与发展为模型的核心体系，并对模型内容和评价体系作出分析。该模型的构建为土建院校GIS专业创新人才培养模式的选择提供了科学依据。

关键词：GIS人才培养霍尔三维结构土建类高校

1引言

作为一门新兴的交叉学科，地理信息系统（GIS）具有强大的空间数据获取、存储、管理、分析、建模和制图显示等能力，已深入到社会生活的各个领域。目前，在人们日常传播的信息中，80%以上都与地理空间信息相关，GIS为海量的地理信息管理提供了一个良好的平台，市场前景广阔，相应地，对GIS专业的用人需求也日益增多，然而在一些土建类院校部分GIS专业的学生毕业后却难以找到一份对口满意的工作，从事于与本专业不相关的一些行业，难以发挥专业所长。如何更好地解决土建类高校GIS专业学生就业与个人发展问题，如何培养面向市场面向社会的GIS开发创新型人才，全方位提升GIS专业人才综合能力，已成为行业GIS学科快速发展的重要课题。通过对国内众多知名兄弟院校GIS专业学生的培养方案、课程设置以及培养目标的研究，发现造成这一问题的其中一重要原因与部分高校对行业GIS专业人才培养目标定位模糊、培养方案适应能力差有关[1]。因此，结合作者在土建类高校GIS教学中的探索与实践，从系统工程方法论的角度对具有土建特色的GIS人才培养模式进行分析，对于探索适应行业发展要求的GIS专业创新型人才培养途径具有重要的意义。

本文立足于土建院校的行业背景，通过对兄弟院校GIS人才培养方案的调研和分析，综合考虑土建行业市场的实际需求和学校生源的基本情况，从高校GIS专业的人才培养方案出发，借鉴霍尔三维结构分析法，从知识维、逻辑维和时间维三方面构建GIS创新人才培养的三维分析模型，以知识维和时间维应变市场行业需求，以逻辑维构建土建行业特色，将三维模式有机组合成一体，为土建院校GIS专业创新人才培养模式的选择提供科学依据。

2霍尔三维结构

霍尔三维结构，又称霍尔的系统工程，是美国系统工程专家ADHall于1969年提出的一种系统工程方法论，为解决大型复杂系统的规划、组织、管理问题提供了一种统一的思想方法。该方法将系统工程整个活动过程分为前后紧密衔接的七个阶段和七个步骤，同时考虑为完成这些阶段和步骤所需要的各种专业知识和技能，形成了由时间维、逻辑维和知识维所组成的三维空间结构[2]。就GIS学科体系的霍尔三维结构可言，具体表示为以下三个方面，如图1所示。

1） 时间维

表示GIS学科体系建设从开始到结束按时间顺序排列的全过程，分为意向阶段、规划、调查研究、总体方案设计、系统开发设计和研制、调试和安装运行七个时间阶段。

2） 逻辑维

指GIS在人才培养体系中的每一个阶段所要进行的工作内容和应该遵循的思维程序，包括明确问题、资料收集、指标设计、系统综合、系统分析、系统优化以及在系统分析和系统综合的基础上，根据主观偏好、主观效用和主观概率做出决策和计划实施等步骤[3]。

3） 知识维

主要包括计算机科学、地理学、测绘学、遥感科学、环境科学、城市科学、信息论、应用数学、管理科学等各种知识和技能。

图1GIS工程的霍尔三维结构3土建类高校GIS人才培养的霍尔三维模型构建与分析

具有土建特色的GIS人才培养的三维度包括：

1） 知识维——培养方案及课程体系的建设[4]

① 培养方案建设

GIS专业确立以“面向土建行业，以能力培养为主线，重特色、宽口径、厚基础、强能力、高素质”为人才培养理念，以课程体系改革为培养方案核心，建立具有土建特色的课程教学体系，具体包括四个模块，即理论教学类基础课程、应用教学类课程、实践教学类课程以及土建类特色课程，具有创新性、应用性和鲜明的土建类特色。

制定每一届GIS专业培养方案和课程体系时，首先是由系主任、教研室老师、学生代表根据专业设置情况对上一届G专业培养方案提出初步修改意见，然后提交系学术委员会充分讨论，形成一致意见，最后上报学校，经审批后执行，既保证了GIS专业人才培养方案的基本特征，又力求有自己的培养特色。

② 课程设置[5]

表1专业基础及专业课程设置

课程类别1课程设置理论教学类

基础课程1测量学、地图学、地理学综合、地理信息系统原理、遥感原理与应用、全球定位系统、计算机软件基础（含C语言程序设计、数据结构、数据库等）、计算机图形学、数字图像处理应用教学类

课程1ARCGIS软件及应用、数字遥感图像处理及应用、数字摄影测量及应用、CAD设计与应用、面向對象程序设计、C#程序设计、GIS开发与应用、WebGIS程序设计、数据库的管理与维护、GIS系统集成基础、软件工程及项目管理实践教学类

课程1数字测图综合实习、数字摄影测量实习、遥感数据处理实习、空间数据生产工艺综合实习、GIS软件及应用实习、VC程序设计实习、VB数据库编程实习、数据库的管理与维护实习、GIS系统集成基础综合实习土建类

特色课程1城市规划概论、土木工程概论、建筑学原理、建筑仿真、虚拟三维建筑设计、城市规划详细控制设计和专项设计、房地产管理2） 逻辑维——GIS与土建类特色专业的交叉

研究土建特色课程设置与专业课程体系的协调关系以及GIS在特色专业中面向行业市场需求的专业应用技术，最主要的是要解决两个问题：一是土建特色专业在GIS教学过程中的比重；二是GIS在特色专业中的知识深度和广度问题。具体措施为：

（1）逻辑维与知识维的关联

①确保GIS核心课程设置。培养一个合格的GIS专业应用人才需要具备一些关键的核心课程集合，这些课程从课时安排到教学资源配置等方面都必须严格保证其数量及质量；

②合并一些关联度高的理论教学课程。如自然地理、经济地理、人文地理等并为地理学综合，C语言程序设计、数据结构、数据库并为计算机软件基础，这有利于在一定程度上降低对课时的需求；

③组织编写和修订特色专业课程教材。对于特色课程，逐渐淘汰原有相关专业的专业教材，编写有针对性地与GIS应用相关的各层面知识点，形成适合于GIS专业的特色课程教材。

（2）逻辑维与时间维的关联

①适当增加实践教学类课程学时和教学资源投入，注重学生动手能力培养；

②在GIS应用教学类课程教学中，融入土建类特色课程，如城市规划概论、建筑学原理等，增强学生在土建行业内的专业基础知识；

③增加实践教学类课程中的综合性实验及实习环节，尽可能将学科知识与实际工程项目相结合，学生也可直接参与土建类GIS工程项目建设。

3） 时间维——实践环节的改革与发展

建设具有土建特色的GIS人才培养体系需要经得起行业市场的长期检验，在时间维中着重研究行业GIS创新人才培养的基础知识和技能在广度和深度上的适应性，以有效实现自我能力更新与发展；研究实践性环节教学课程在面向企业、面向市场中应用领域素质的提升能力；在具体项目实践中强化创新思维能力和可持续发展能力的培养[6]。因此，需要加强实验室自身条件建设，广泛开展校企合作实践平台建设。

（1） 实验设施建设

完善实验室管理体制，更新实验内容，增加综合性设计性实验，使有综合性设计性实验的课程达80%以上。为了使实验设备能满足快速发展的地理信息技术研究和行业发展的需要，根据实验课程体系的要求，加强实验室建设的投入，充实、更新实验设备，在建立地理信息实验室、数字遥感图像处理教学实验室等的同时，重点建设体现土建专业特色的地理信息技术工程技术中心相关实验室，如VR城市虚拟现实实验室、三维建筑设计与仿真实验室。

（2） 实习基地建设

①积极设立校外实习实训基地。建立健全具备同时满足学科专业全部学生专业实习的规模，增强学生的实践操作和学习交流机会；

②增加校企交流，共建校企合作平台建设。根据GIS应用部门的实际需求进行人才培养，增多学生的实践机会，实现校企双赢发展的格局；

③完善实习考评机制，提高学生参与度。在学生专业实习、毕业实习的过程中，建立校企双方共同参与的考核评价机制，加大实习单位考评分数的权重，提高考评的客观性，并通过开展GIS学科竞赛等方式提高学生参与实习的积极性和主动性。

4模式效果评价

高校GIS人才培养的霍尔三维模式效果评价方式由传统的学生应试成绩和毕业就业率转变为过程考核、结果考核以及实践考核相结合的方式。过程考核主要包括学生在学习过程中的学习纪律、课堂课后表现、作业质量三个指标；结果考核包括课程笔试和课间实验考核两个指标。课程笔试主要考查学生对基本的原理与应用的实际能力，以及解释基本GIS现象和解决一些GIS热点问题的能力。笔试又细分为闭卷和开卷形式。课间实验考核主要考查一些需要学生亲自动手操作的专业技能和一些需要团队合作的专题；与课程相关的专业实习也纳入学习效果评价范畴，主要依据其实习对课程理论的深化程度和相关实践能力的提升程度；实践考核包括仪器设备和软件的实际动手操作能力、毕业设计成绩、学科竞赛获奖和合作企业评价等指标。通过三项考核的有机结合，定性和定量评价土建类高校GIS人才培养的机制完善度和学生技能掌握成效，为GIS人才培养的三维模式的改进和完善提供依据[7]。

5结论

本文基于霍尔的三维结构理论，构建了适合土建院校GIS专业特色的三维结构模型，为土建院校GIS专业建设和学生的综合能力的改进和提升都起到了很好的指导作用。但同时也要认识到霍尔三维结构理论中的时间维、知识维和逻辑维本身就是紧密联系、相互衔接的，所构建的GIS专业学科人才培养体系的三维结构也是相互渗透、相互依赖的，从而构成一个完善的系统。GIS人才培养能力提升是要以科学的人才培养决策机制为基础，需要结合本院校实际加以运用，而不应仅仅拘泥于已有的刻板教条，以促使霍尔三维结构理论这一系统工程科学的方法论在实践中发挥出实际的指导作用，从而真正做到土建院校GIS专业人才队伍建设的健康和谐可持续发展[7]。

参考文献：

[1] 郭文海，钟天送 大学生创新能力研究述评[J] 吉林省教育学院学报， 2009（6）：17-18

[2] ADHall Three-Dimensional Morphology of Systems Engineering [J] Systems Science and Cybernetics， 1969， 5（2）：156-160

[3] 楊家本 系统工程概论[M ] 武汉：武汉理工大学出版社， 2001

[4] 黄牧怡论大学生创新能力培养的三个系统[J] 江苏高教， 2009（3）：79 -81

[5] 王成芳 建筑院校城市规划专业GIS课程教学的探讨[ J ]南方建筑， 2006（6）：89-91

[6] 张晓丽林业院校GIS专业人才培养模式及课程体系建设[J] 中国林业教育， 2008（3）：13-16

[7] 李金海 基于霍尔三维结构的项目管理集成化研究[J] 河北工业大学学报，2008（4）： 142-144

基金项目： 安徽高校质量工程研究项目（2012yx14）资助。