一、背景與建設(shè)思路

　　地理信息系統(tǒng)（以下簡稱GIS）是20世紀后期發(fā)展起來的一門新興高新技術(shù)學(xué)科。作為地球系統(tǒng)科學(xué)的重要組成部分，它融合了地理學(xué)、計算機科學(xué)與技術(shù)、測繪科學(xué)與技術(shù)、遙感科學(xué)與技術(shù)、空間科學(xué)與技術(shù)以及管理科學(xué)等眾多學(xué)科的最新科學(xué)理論與技術(shù)成就，形成為一門新興、前沿和交叉學(xué)科。GIS學(xué)科的產(chǎn)生與發(fā)展給地學(xué)、測繪、資源、環(huán)境等傳統(tǒng)學(xué)科的理論與技術(shù)方法帶來革命性的變革，帶動了地理信息新興產(chǎn)業(yè)群的形成，在國家信息化和國民經(jīng)濟建設(shè)各方面正發(fā)揮著越來越重要的作用。與此相適應(yīng)，我國GIS高等教育也得到了快速發(fā)展，從1998年教育部設(shè)立GIS本科專業(yè)開始到2008年底，我國已有超過160所高等院校開辦了GIS專業(yè)，形成了地理、地質(zhì)、大氣、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、測繪、計算機、通信等不同專業(yè)背景學(xué)科、院校競相申辦GIS專業(yè)的局面，呈現(xiàn)方興未艾的發(fā)展勢頭。但是，迅速擴展的專業(yè)規(guī)模與師資力量明顯不足的矛盾，學(xué)科交叉性與課程體系整體性的矛盾，快速發(fā)展的技術(shù)方法與理論提煉滯后的矛盾，以及教學(xué)對教材的急需與教材建設(shè)嚴重不足等矛盾也日益突出，集中反映了新興、邊緣、交叉學(xué)科發(fā)展初期的一些共性特征。

　　面對以上問題我們認識到：只有強化教師隊伍建設(shè)，才能滿足學(xué)科整體發(fā)展的要求；只有構(gòu)建科學(xué)合理的課程體系，才能克服多學(xué)科交叉帶來的難題；只有編撰好集科學(xué)性、系統(tǒng)性、實用性、可讀性為一體的系列教材，才可能理清GIS的知識脈絡(luò)，完善GIS從理論、方法到應(yīng)用的課程與教學(xué)內(nèi)容體系，并緩解我國GIS專業(yè)教材缺乏的急需；只有總結(jié)出創(chuàng)新的教學(xué)方法，才能化解學(xué)科理論方法快速變化帶來的困惑。為此，我們確定了“面對新興學(xué)科教學(xué)難題，組織高水平教學(xué)團隊，以系列教材建設(shè)為突破口，以課程建設(shè)為重點，全面推進教學(xué)改革，建設(shè)國內(nèi)一流地理信息系統(tǒng)專業(yè)”的戰(zhàn)略構(gòu)想，并將其作為地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)國家重點學(xué)科建設(shè)的重點，同時申請承擔(dān)了江蘇省教學(xué)改革研究重點項目“面向國家級品牌專業(yè)的地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程、教材一體化建設(shè)研究”，全面、深入地開展了以GIS專業(yè)課程與教材建設(shè)一體化為核心的GIS學(xué)科教改探索與實踐。

　　二、探索與教改實踐

　　針對GIS學(xué)科的特點，我們制定了“注重頂端設(shè)計、強化資源整合，依托科研優(yōu)勢反哺本科教學(xué)，通過系列教材與精品課程的互為依托，促進課程與專業(yè)建設(shè)水平全面提高”的一體化專業(yè)建設(shè)策略。

　　(一) 科研反哺教學(xué)，推動科研、教學(xué)團隊一體化建設(shè)

　　依據(jù)“高校學(xué)科建設(shè)的根本目的是提高教學(xué)質(zhì)量，教學(xué)改革是學(xué)科建設(shè)的一項核心工作”的學(xué)科建設(shè)指導(dǎo)思想，我們提出了將GIS專業(yè)建設(shè)，特別是課程與教材的一體化建設(shè)，作為統(tǒng)一發(fā)展思路、確立教師定位、完善團隊協(xié)作機制、營造優(yōu)良的團隊學(xué)科文化的突破口。同時，確立了依托國家重點學(xué)科和教育部重點實驗室的科研優(yōu)勢、實現(xiàn)科研反哺教學(xué)的戰(zhàn)略。通過制定“地理信息系統(tǒng)學(xué)科教學(xué)例會制度”、“重點實驗室設(shè)立本科生科研開放基金制度”、“科研實驗室對學(xué)生全面開放制度”、“本科生參與教師科研項目制度”、“本科生導(dǎo)師制度”、“本科生與研究生聯(lián)合培養(yǎng)制度”等一系列規(guī)章制度，實踐“科研思路反哺教學(xué)理念、科研實踐反哺課程教學(xué)、科研成果反哺教材建設(shè)、科研基地反哺教學(xué)基地、科研學(xué)術(shù)活動反哺本科教學(xué)活動、科研實驗反哺教學(xué)實驗”的教學(xué)改革，取得顯著成效。實踐中我們也深刻體會到，教學(xué)對科研也具有顯著的促進作用，突出體現(xiàn)在：系列教材建設(shè)極大提高了教材編寫教師對本學(xué)科理論體系與基本方法的深層次認識與系統(tǒng)理解，特別對一批從非教學(xué)崗位新引進的教師，更具有非常重要的作用。經(jīng)過幾年的努力，一支思想品質(zhì)與學(xué)術(shù)素養(yǎng)好、科研能力強、教學(xué)水平高、年齡及知識結(jié)構(gòu)合理的研究型教學(xué)團隊已經(jīng)形成。從而確保了科研與教學(xué)相互促進、共同發(fā)展的良性發(fā)展態(tài)勢。

　　南京師范大學(xué)GIS教學(xué)和科研團隊在2007年被評為江蘇省高等學(xué)?？萍紕?chuàng)新團隊，2008年被評為國家級優(yōu)秀教學(xué)團隊。

　　(二) 強化課程一體化設(shè)置，著力培養(yǎng)有特色的創(chuàng)新型專業(yè)人才

　　鑒于GIS學(xué)科的特點以及GIS專業(yè)人才的多層次、多方向培養(yǎng)目標，我們在課程設(shè)置中特別注意貫徹“理論課夯實基礎(chǔ)、實驗課強化能力、選修課拓寬口徑”的課程設(shè)置原則。注重根據(jù)多學(xué)科融合的特點，科學(xué)、合理地安排教學(xué)計劃，確保合理的課程布局。在地理類、測繪與遙感類、計算機類、GIS理論與方法類四大課程板塊上，不僅要求課程的數(shù)量比例合理，而且在課程配置上符合知識漸進的教學(xué)規(guī)律。此外，為面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)，在課程設(shè)置中設(shè)立了有利于加強GIS與資源、環(huán)境、交通、旅游、物業(yè)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域密切結(jié)合的選修課程，并針對每一應(yīng)用領(lǐng)域向?qū)W生推薦選修課程組合，使學(xué)生掌握較為系統(tǒng)的專業(yè)知識和實踐能力。

　　2007年，南京師范大學(xué)地理信息系統(tǒng)專業(yè)以GIS地學(xué)分析、電子政務(wù)、電子商務(wù)特色人才培養(yǎng)等方面的突出優(yōu)勢，被評為國家第一類特色專業(yè)。

　　(三) 實施教材一體化建設(shè)，精心構(gòu)建GIS系列教材體系

　　20世紀末，教育部地理學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會曾試圖組織全國力量編寫GIS系列教材，但由于未能解決不同高校之間在GIS教材的種類、內(nèi)容、風(fēng)格等方面的協(xié)調(diào)問題而暫時擱置。2003年起，南京師范大學(xué)主動承擔(dān)了“地理信息系統(tǒng)教學(xué)叢書”的專業(yè)系列教材編寫重任。編委會針對不同層次的GIS專業(yè)課程體系，制定教材出版規(guī)劃目錄，并按照科學(xué)、合理的教學(xué)大綱確定每種教材的編寫內(nèi)容，確保了系列教材的科學(xué)性、系統(tǒng)性與可讀性。在充分吸納最新科研、教學(xué)研究成果的基礎(chǔ)上，組織多個編寫組編寫。初稿經(jīng)充分的征求意見，并經(jīng)過至少2屆學(xué)生的上課試用才定稿、出版。至2008年底，內(nèi)容涉及GIS基本原理、技術(shù)方法與專題應(yīng)用的30部教材已分別在科學(xué)出版社和高等教育出版社出版（圖1）。其中，《地理信息系統(tǒng)教程》等7本教材入選國家“十一五”規(guī)劃教材。此外，我們還明確規(guī)定每部教材的主編必須落實對所編教材的長期跟蹤機制、定期更新內(nèi)容再版，保證教材質(zhì)量及可持續(xù)應(yīng)用。

　　系列教材的出版獲得一致好評與廣泛應(yīng)用。如陳述彭院士指出：“該項浩大工程的完成填補了我國GIS系列教材建設(shè)方面的空白，對緩解我國地理信息系統(tǒng)專業(yè)教材發(fā)展不平衡的現(xiàn)狀將起到重要的作用。”

　　(四) 實施教學(xué)方法一體化改革，努力創(chuàng)建精品課程

　　在GIS課程建設(shè)中，我們注意強化精品意識，特別是實現(xiàn)核心課程的突破，以點帶面推進，打造系列成果。

　　1. 精品課程建設(shè)

　　2004年，“地理信息系統(tǒng)”課程成功入選國家精品課程。該課程以“優(yōu)化的教學(xué)內(nèi)容體系、新穎的實踐教學(xué)方法、豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源”得到同行的普遍好評。在實施國家精品課程的同時，及時啟動了GIS專業(yè)網(wǎng)絡(luò)課程群的建設(shè)工程。以國家精品課程為質(zhì)量標尺，通過兩期四年的重點建設(shè)，建成了由20門課程組成的GIS專業(yè)網(wǎng)絡(luò)課程群，并以其信息量大、更新快、形式靈活、資源豐富，較好地解決了新興學(xué)科知識體系的易變而教材難以及時更新的難題，取得了很好的教學(xué)效果。該網(wǎng)絡(luò)課程群2007年獲江蘇省高校多媒體教學(xué)課件一等獎。

　　2008年，“遙感地學(xué)分析”課程又成功入選國家精品課程。形成了兩門國家精品課程引領(lǐng)、帶動全專業(yè)課程教學(xué)水平提高的一體化發(fā)展格局。

　　2. 雙語教學(xué)探索

　　從2004年開始，我們在GIS課程教學(xué)中積極推進雙語教學(xué)實踐，通過采取選用國外原版教材、邀請國外著名教授來校講課、教師用英語授課，學(xué)生課后使用英語完成作業(yè)等一系列措施，探索出一條雙語教學(xué)方法改革的新路，并取得了良好的效果。2007年，“地理信息系統(tǒng)”課程成功入選國家雙語教學(xué)示范課程。

　　3. 實驗教學(xué)改革

　　GIS學(xué)科是一門實踐性很強的高新技術(shù)學(xué)科，因此，理論教學(xué)與實驗教學(xué)的一體化發(fā)展是GIS學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)的必由途徑。我們在多年實踐的基礎(chǔ)上，總結(jié)和凝練出了“驗證實驗、綜合實驗與創(chuàng)新實驗有機結(jié)合，室內(nèi)實驗與野外實驗有機結(jié)合，實體實驗與虛擬實驗有機結(jié)合，集中指導(dǎo)實驗與學(xué)生課后自主實驗有機結(jié)合，校內(nèi)實驗與在校外實踐基地實驗有機結(jié)合”5個有機結(jié)合的實驗教學(xué)創(chuàng)新模式，取得了顯著的效果。例如，近3年學(xué)生通過《電子地圖學(xué)》內(nèi)容豐富的教學(xué)實驗活動，獲得了包括3項發(fā)明專利、4項計算機軟件著作權(quán)在內(nèi)的系列成果；《ArcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析實驗教程》一書，由于積淀了豐富的科學(xué)研究素材受到普遍好評，在科學(xué)出版社出版3年來已連續(xù)8次印刷，發(fā)行量超過4萬冊，2007年被評為江蘇省精品教材。此外，我們還積極組織開展專業(yè)課程訪學(xué)活動，在骨干教師的帶領(lǐng)下，GIS專業(yè)的學(xué)生每年固定到北京十余個著名大學(xué)、科研院所和應(yīng)用單位訪學(xué)，從而大大開拓了學(xué)生的視野，增強了學(xué)習(xí)的動力。“中國教育報”為此還發(fā)表了《從課本到實踐 從局地到廣域》的專題報道。

　　由于在GIS實驗教學(xué)上取得了突破，以GIS實驗教學(xué)為主要特色的南京師范大學(xué)地理科學(xué)實驗教學(xué)中心2008年成功入選國家級實驗教學(xué)示范中心。

　　三、成效與成果推廣

　　我們所開展的GIS教學(xué)和教改實踐已取得了良好的成效。例如，南京師范大學(xué)的畢業(yè)生得到用人單位的普遍歡迎，近5年來，畢業(yè)生一次就業(yè)率在97%以上，畢業(yè)生考取研究生比例在45%以上。近三年來，有18名GIS專業(yè)本科畢業(yè)生分別考取美國、英國、澳大利亞、日本等國外著名大學(xué)的研究生。2007屆張睿同學(xué)以優(yōu)異成績考取了英國劍橋大學(xué)GIS專業(yè)研究生，2008屆孫敏同學(xué)的研究論文獲中國地理學(xué)會優(yōu)秀青年論文獎，并以優(yōu)異成績獲得美國喬治梅森大學(xué)的全額獎學(xué)金，直接攻讀博士學(xué)位。此外，胡雷地、錢程揚等6名同學(xué)的研究成果已經(jīng)申報國家發(fā)明專利，由張翎等同學(xué)完成的 “基于語音控制的智能電子地圖導(dǎo)航系統(tǒng)”2007年獲全國大學(xué)生挑戰(zhàn)杯二等獎。

　　“基于精品化戰(zhàn)略的地理信息系統(tǒng)課程與教材一體化建設(shè)”的教學(xué)成果2007年獲得江蘇省教學(xué)成果一等獎，在我國GIS教育中發(fā)揮的積極作用。

　　四、結(jié)論

　　針對新興學(xué)科所具有的前沿性、交叉性、邊緣性特點以及新辦該類本科專業(yè)在師資隊伍、課程設(shè)置、教材教輔資源等方面存在的矛盾與困惑，本教學(xué)團隊在對GIS專業(yè)建設(shè)的一體化設(shè)計基礎(chǔ)上，以系列教材建設(shè)為突破口，以專業(yè)課程建設(shè)為重點，全面推進教學(xué)改革，創(chuàng)出了一條新興學(xué)科的課程與教材一體化建設(shè)的成功道路，積累了有益的經(jīng)驗與豐富的教學(xué)資源，為全國高校GIS本科專業(yè)的教學(xué)改革與專業(yè)建設(shè)提供了示范，并可為其它新興邊緣學(xué)科的專業(yè)建設(shè)所借鑒。（湯國安 龍毅）