美国GIS专业名校课程设置比较研究
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作 者 信 息
卿 凤1，张 红2，徐 柱2
（1. 西南石油大学 地球科学与技术学院，四川 成都 610500； 2. 西南交通大学 地球科学与环境工程学院，四川 成都 611756）
【摘要】GIS专业教育国际化是必然趋势。本文探讨了美国GIS专业名校加州大学圣芭芭拉分校、波士顿大学、马里兰大学GIS专业本科课程设置基本情况，并对三所名校的GIS专业本科课程设置进行了特征分析，指出了其共性和差异，并对国内GIS专业课程设置给出启示及建议。
【关键词】GIS专业；地理信息科学专业；美国名校；课程设置；本科课程
【中图分类号】G642.3
【文献标识码】A
【文章编号】1672-1586（2018）05-0023-06
引文格式：卿 凤，张 红，徐 柱. 美国GIS专业名校课程设置比较研究[J].地理信息世界,2018,25(5):23-28.
正文
0 引 言
从20世纪60年代，加拿大汤姆林森提出地理信息系统术语并主持建设世界上第一个地理信息系统——加拿大地理信息系统开始，地理信息技术获得了迅速的发展和广泛的应用，并被美国劳工部认定为21世纪与生物技术和纳米技术并列的最重要的新兴技术领域。同时，地理信息系统专业人才培养从20世纪80年代英格兰的金斯顿大学第一个开设地理信息系统本科专业起，经过30多年的发展，地理信息系统专业教育取得了非凡的成绩。地理信息系统专业，英文全称Geographic Information System，简称GIS，后更名为地理信息科学专业（Geographic Information Science, GIS），是国内唯一一个普遍以英文首字母缩写称呼的专业。截止2017年，GIS专业目前国内已开设高校达到171所，并且在持续增加。科学技术的发展日新月异，尤其是信息技术的发展，无论是硬件或者软件的更新都近似地遵从于摩尔描述的指数级增长规律。地理信息技术也不例外，发展更新速度极快，并相应地对GIS专业人才培养和课程设置的更新改革提出了极高的要求。目前世界上地理信息技术仍以美国等国占领科技制高点，因此学习研究美国GIS专业名校的地理信息科学专业课程设置，对国内GIS专业建设具有重要而迫切的意义。
1 美国GIS专业名校选取及研究方法
1.1 选取依据
本文参照4个指标：美国国家地理信息分析中心（National Center for Geographic Information &Analysis, NCGIA）成立的成员学校，以及美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration, NASA）的合作学校，同时参考美国国家研究委员会（National Research Council, NRC）2010年发布的地理学排名以及美国新闻与世界报道杂志（U.S News & World Report）发布的2018年世界大学排名，非量化选取加州大学圣芭芭拉分校（University of California, Santa Barbara，UCSB）、波士顿大学（Boston University, BU）、马里兰大学（University of Maryland, College Park，UMD）三所高校作为美国GIS专业名校代表。美国国家地理信息分析中心（NCGIA），是代表美国最高水平的地理信息科学研究组织，于1988年由美国国家自然科学基金委（National Science Foundation United States, NSF）投资成立，包含加州大学圣芭芭拉分校、纽约州立大学布法罗分校、缅因大学三所高校，旨在开展地理信息科学基础及相关技术研究，尤其侧重于地理空间分析和地理信息科学的基础研究。而地理信息科学专业不仅需要关注纯粹的地理信息系统技术，更需要全面考虑地理信息技术（3S技术）的发展以及地理学的深厚土壤对地理信息科学专业的滋养。因此本文并非单用一个指标，简单选取NCGIA成员学校，而是综合考虑前述4个指标，非量化选取了NCGIA中排名第一的加州大学圣芭芭拉分校，地理学综合排名第一及遥感技术名列前茅的波士顿大学，以及得先天之势与美国国家航空航天局（NASA）开展深度合作的马里兰大学作为美国GIS专业名校代表。
1.2 数据来源
以上三所美国GIS专业名校的本科课程设置，均来自其官方网站，笔者对多个数据源进行了合并处理。
1.3 研究方法
1.3.1 文献研究法
通过收集美国三所名校的官方网站资料，以及关于GIS专业课程设置的国内外相关学术文献，进行梳理、筛选、分析、总结出本研究所需要的美国三所GIS专业名校的本科课程设置的相关数据、事实、特征。
1.3.2 比较研究法
根据NCGIA的核心课程标准，以及地理信息技术的最新进展和主流招聘网站对地理信息技术人员的招聘要求，对美国三所GIS名校的本科课程设置进行横向比较，找出其共性、差异、趋势。
2 美国GIS专业名校课程设置介绍
2.1 加州大学圣芭芭拉分校GIS专业课程设置介绍
2.1.1 加州大学圣芭芭拉分校GIS专业课程设置基本情况
加州大学圣芭芭拉分校位于美国西海岸的加利福尼亚州圣芭芭拉市，背山面海，风景优美，环境宜人，是美国著名的公立研究型大学，其在地理信息科学领域的研究水平公认为世界第一。地理系被誉为UCSB皇冠上的宝石，设在加州大学圣芭芭拉分校文理学院，其人才培养强调共通的人文与科学素养，跨学科研究在该校备受重视，鼓励学生跨学科选修课程和专业，鼓励教师开展跨学科研究。该校GIS专业的本科人才培养注重通识教育，既注重技术的更新，又注重理论基础的教学。鼓励本科学生参与教师与研究生的科研项目，并设置大量的专业实习。既有GIS专业学士学位申请的课程修读要求，又设有3个模块（空间与位置、空间科学、空间思维）的课程辅修供其他学生自由选择，同时为优秀的学生提供了荣誉课程计划，具体课程设置见表1。
表1 加州大学圣芭芭拉分校GIS专业本科课程设置
Tab.1 GIS major undergraduate curricula at University of California, Santa Barbara
培养强调共通的人文与科学素养，跨学科研究在该校备受重视，鼓励学生跨学科选修课程和专业，鼓励教师开展跨学科研究。该校GIS专业的本科人才培养注重通识教育，既注重技术的更新，又注重理论基础的教学。鼓励本科学生参与教师与研究生的科研项目，并设置大量的专业实习。既有GIS专业学士学位申请的课程修读要求，又设有3个模块（空间与位置、空间科学、空间思维）的课程辅修供其他学生自由选择，同时为优秀的学生提供了荣誉课程计划，具体课程设置见表1。
2.1.2 加州大学圣芭芭拉分校GIS专业课程设置特征分析
1）提供充足的地理学多分支课程选修
对地理信息科学而言，纯粹的研究和应用型研究都非常重要。加州大学圣芭芭拉分校既设置了地理信息科学关于自身研究内容的专业课程，又设置了丰富的地理学多个学科方向的课程选修，为学生正确地理解地理信息科学纯粹研究和应用研究提供参照。
2）在地理信息科学领域提供足够的学习深度加州大学圣芭芭拉分校通过设置3+3选择模式，将GIS的研究方向细分为3个方向，即航空摄影和遥感类、地理信息系统和制图学类、定量技术和理论方法类，其中一个方向选3门，另外两个方向选3门，有利于促进学生深入学习地理信息科学，形成自己的学习领域。
3）多选择性选修课为学生个性化发展提供机会
加州大学圣芭芭拉分校的多选择性选修课设置，使得学生培养既能具有一定的宽度，又能具有一定的深度，同时每个学生的选修课程不一样，每个学生的发展领域不一样，有利于学生个性化发展，避免工业时代千篇一律的培养模式。
2.2 波士顿大学GIS专业课程设置介绍
2.2.1 波士顿大学GIS专业课程设置基本情况
波士顿大学位于美国东海岸的马萨诸塞州波士顿市，与哈佛大学、麻省理工学院隔查尔斯河相望，文化与学术资源丰富，交通便利，是美国规模巨大、专业齐全的著名私立大学。波士顿大学以其平均27名学生的小班教学、10:1的生师比、丰富的全球性交流与异地学习享誉世界。波士顿大学地理学综合实力非常强，地理学研究生教育名列前茅。GIS本科专业设在波士顿大学文理学院地球与环境科学专业中，该专业包括生态系统、地球与气候、地球观测3个专业方向。研究生招生设置遥感与地理信息科学专业。地球与环境科学专业需要学习至少16门课程，包括3门入门课程，6门数理课程，7门专业课（其中5门选自一个专业方向，另外2门选自其他专业方向）。另外开设大量的海外留学项目、定向研究、荣誉课程供学生选择，见表2。
表2 波士顿大学GIS专业本科课程设置
Tab.2 GIS major undergraduate curricula at Boston University
2.2.2 波士顿大学GIS专业课程设置特征分析
1）结合自身优势，开展充足的生态环境方面的课程选修
波士顿大学作为历史悠久的老牌地理系，结合传统优势和雄厚的研究实力，开展充足的生态环境方面的课程选修，利于波士顿大学在地理信息科学领域形成自己的本科生和研究生培养特色和培养风格，在遥感领域的成就极高。
2）充分的交叉课程和前沿方向课程有利于学生成长
波士顿大学细分专业方向，设置核心课自选和高级课自选，开设充分的交叉课程和前沿方向课程，有利于学生深入到地理信息科学研究领域中。
3）小班化教学的优势尽显
小班化教学有利于师生互动，极大地提高课堂教学效果，有利于教师开展研讨式教学，学生开展合作学习。事实证明，波士顿大学的小班教学取得了很好的成就。
2.3 马里兰大学GIS专业课程设置介绍
2.3.1 马里兰大学GIS专业课程设置基本情况
马里兰大学位于美国东部马里兰州的大学公园市，处于巴尔的摩-华盛顿大都市区之中，距离美国首都15 km，经济发达、文化多元、科研资源丰富，是美国著名的公立研究型大学。马里兰大学长期与美国国家航空航天局开展合作研究，在地理信息科学领域的研究水平尤其是遥感方面首屈一指。马里兰大学的GIS专业设在行为与社会科学学院的地理科学系下，全称为地理信息科学与计算机制图专业。该地理科学系历史悠久，地理科学各分支方向齐全，科研经费充足，教学与科研世界闻名，与多个国家（包括中国）建立了广泛而长期的国际合作。其愿景陈述为领导开展跨地域到全球尺度的自然科学和社会科学的多学科综合研究，重点放在地球变化和地球可持续性的地理空间视角，利用地理科学的综合性回答全球重要的基本问题。地理科学系为本科生和研究生提供自然地理、人文地理、地理信息科学各种专业课程、双学位课程、选修课程、在线课程、开放实验、国际项目。课程设置见表3。
表3 马里兰大学GIS专业本科课程设置
Tab.3 GIS major undergraduate curricula at University of Maryland, College Park
2.3.2 马里兰大学GIS专业课程设置特征分析
1）较多的世界地理选修课程
马里兰大学设置了较多的世界区域地理选修课程，如中国地理，南非地理，拉美地理，与马里兰大学独特的区位和角色有关。
2）特色课程：地学类专业的职业规划马里兰大学开设了特色课程“地学类专业的职业规划”，其目的在于：通过课堂活动增加学生对地理专业发展机会的认识，并邀请演讲嘉宾，提高对职业发展工具和策略的认识。该班的主要重点是为学生准备使用所需的工具来寻求职业机会，包括实习，工作和研究生院。特别强调的是简历制作、书信写作、沟通技巧、工作、实习和研究生院学习。
3）特色课程：地理空间情报分析方法导论马里兰大学开设了特色课程“地理空间情报分析方法导论（Introduction to Methods of Geospatial Intelligence and Analysis）”。地理空间情报概念由美国国家地理空间情报局（National Geospatial Intelligence Agency ，NGA）创建，被定义为“关于具有国家安全影响的自然和人造物体或事件的地球参考信息”。其课程旨在介绍用于收集、分析和呈现地理空间信息的技术方法，解决地理空间分析的需求，如环境监测，态势感知，灾害管理和人类系统。主题包括地理参考系统、地图投影、卫星和航空遥感、全球定位系统、地理信息系统，制图以及统计和概率基础知识。该课程是地理信息科学领域更先进技术课程的入门课。
3 美国GIS专业名校课程设置比较分析
3.1 共性
3.1.1 核心课程的一致性，符合NCGIA核心课程
三所大学的GIS课程设置符合NCGIA核心课程。1987年，美国国家科学基金会（NSF）主持建立了国家地理信息与分析中心（NCGIA），旨在满足美国国家在地理信息系统和地理分析领域的专家需求，并相续完成了地理信息科学领域的核心课程制定，见表4。
表4 NCGIA核心课程
Tab.4 The NCGIA core curricula
3.1.2 多样化的课程选修，实现学生个性化发展
三所大学均提供了多样化的课程选修，备选选修课的数量是应选修门数的5倍以上。大量的选修课能够真正实现学生个性化和差异化发展，能充分调动学生学习积极性，并实现因材施教，对学生成才是极为有利的。
3.1.3 课程设置具有足够的宽度和深度
三所大学的课程设置均体现了足够的地理学宽度和地理信息科学领域的深度。在地理学宽度的体现上，开设了自然地理学类、人文地理学类、区域地理类、生态环境类等课程，这些课程的开设对于培养学生的宏观思维和空间思维是有利的，有利于学生解决地理问题形成完善的思路。同时，三所大学的课程设置通过细分学科、开设前沿课程、开设交叉课程、开设热点课程等方式实现学生在地理信息科学领域学习足够的深度。
3.2 差异
3.2.1 区域地理课程设置的差异
UCSB的区域地理课程设置更多地按洲划分，如拉丁美洲地理，欧洲地理。UMD更多地按国划分，如中国地理。BU较少开设区域地理而设置海外留学项目。
3.2.2 课程设置风格的差异
UCSB课程设置接近于地理科学的学科分类体系，如人文地理学类、自然地理学类、区域地理学类，在地理信息科学领域又划分3个学科方向开设专业课程。BU更多地结合生态环境研究优势开设交叉课程，如环境遥感，沿海湿地、泻湖和河口的监测和管理，水生生物光学和遥感，模拟和监测陆地生态系统过程，海洋地理信息科学，土地变化科学的关键课题和新兴研究等。UMD开设了更多的因地制宜的课程，如网络GIS，移动GIS等。
3.2.3 UCSB在GIS自身领域的课程最为成熟完善
UCSB建系时间短，课程设置按学科分支，同时设置大量的选修课程，其课程设置对GIS自身领域的关注度较另外两所大学高。
3.3 综合对比分析
如前所述，本文所选取的美国GIS专业三所名校在GIS专业课程设置上具有显著的共性和差异，见表5。
表5 美国GIS专业名校课程设置特征对比分析
Tab.5 Comparative analysis of curriculum setting characteristics of GIS major in the famous american universities
4 对国内GIS专业课程设置的启示及建议
4.1 加强核心课程的深度建设
针对国内高校GIS专业普遍开课门数较多、课程不够深入的现状，建议加强NCGIA所提议核心课程的深度建设，从理论研究、实验实践、应用拓展全方位深入教学，有利于学生在地理信息科学一个方向深入进去，实现研究性学习，为后续学业深造和职业发展打下基础。
4.2 增加选修课数量，实现学生差异化个性化发展
在选修课的开设方面，国内高校普遍开设数量较少。建议向美国GIS专业名校学习，大幅增加选修课数量，包括GIS自身研究的选修课，以及GIS应用领域的选修课程，真正实现因材施教、兴趣发展、差异化个性化成长。
4.3 发展特色研究方向，加强特色课程建设
国内高校GIS专业可以因地制宜地设立相关课程，如自己传统优势研究方向与GIS技术结合的领域课程、具有地域特色的GIS课程等。加强这些特色方向的研究与学科建设，以及开设相关特色课程，既是对GIS学科发展的丰富和完善，又是对传统研究优势保持的方法。
5 结束语
美国GIS专业名校，以加州大学圣芭芭拉分校、波士顿大学、马里兰大学三所大学为例，其课程设置具有值得国内高校借鉴的共同特征和差异特征。加州大学圣芭芭拉分校具有丰富的地理学课程选修、细分的GIS课程，波士顿大学具有充足的生态环境方面的课程选修、较多的交叉课程和前沿方向课程设置，马里兰大学具有较多的特色课程。三所GIS专业名校课程设置的共同特征体现在均具有足够的宽度和深度，符合NCGIA的核心课程要求，以及多样化的选修课程，这些赋予学生的成长值得国内高校学习参考。
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编辑 / 孟博文 审核 / 孟博文 刘雪
指导：万剑华教授(微信号wjh18266613129)