人工智能時代的地理信息科學教育改革

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【摘要】在物聯網、云計算、人工智能和大數據等新興信息技術推動下，地理信息科學將迎來新的挑戰(zhàn)和變革，本文從人工智能時代對人才需求、人才培養(yǎng)模式進行了分析和探索。

【關鍵詞】人工智能時代;地理信息科學;人才需求;人才培養(yǎng)

從2016年開始，美國谷歌公司的智能機器AlphaGo與人類的兩場圍棋大戰(zhàn)中完勝，標志著人工智能在經歷60多年的發(fā)展后正式邁入了新時代[1]。隨著大數據、云計算、移動互聯網、人工智能技術的發(fā)展，基于云計算的空間大數據和人工智能技術的新型地理信息服務時代已經悄然到來，空間大數據、云計算與人工智能的碰撞，將迎來更高效、便捷、智能的新方法，地理信息服務產業(yè)勢必會發(fā)生神奇的變革與進步。我們要清醒認識到地理信息產業(yè)在人工智能時代面臨的機遇和挑戰(zhàn)，準確掌握經濟社會各領域對地理信息的新需求，立足原始創(chuàng)新，加大對高端領域的研發(fā)力度，不斷拓展地理信息應用，開辟出新的市場空間，在融合發(fā)展中搶得先機、贏得主動。同時，高校是培養(yǎng)地理信息專業(yè)人才的搖籃，隨著人工智能和智能時代的到來，意味著地理信息專業(yè)傳統(tǒng)培養(yǎng)模式的革新，才能應對未來的機遇和挑戰(zhàn)。地理信息科學（GeographicInformationScience，GIS）專業(yè)1992年由Goodchild提出，它是一門集地理學、地圖學、遙感技術、計算機和測繪學等學科為一體的綜合性學科[2]。地理信息科學學科的交叉性、綜合性和應用領域的廣泛性決定了培養(yǎng)人才的多樣化和多層次性[3]。隨著人工智能時代的到來，地理信息科學領域必將隨之蓬勃發(fā)展，高校、科研院所、企事業(yè)單位對地理信息科學專業(yè)的人才引進有了新的需求，因此對高校人才培養(yǎng)模式提出了新的要求。

一、智能時代專業(yè)人才需求

信息時代的到來給地理信息科學專業(yè)帶來了生機，柳林等人在對各個人才需求部門進行調研、分析的基礎上進行概括和分類，把GIS人才分為操作型人才、技術型人才、應用型人才、研究型人才和復合型人才五種[4]。張艷紅等人在GIS內涵基礎上，通過分析不同專業(yè)人才需要類型和層級，根據需要掌握的專業(yè)知識和技能[5]，將GIS人才劃分為：基礎研究型、數據集成處理與信息提取技能型、工程開發(fā)與應用型和復合型。隨著物聯網、云計算和大數據時代的到來，地理信息科學形成了基礎理論與多學科交叉的體系，地理信息科學專業(yè)人才的培養(yǎng)不僅注重學生的數據處理和二次開發(fā)等應用能力培養(yǎng)，同時在企事業(yè)單位及科研院所加強了對科研型人才的需求[6]。人工智能技術、智能制造技術和機器人技術的結合經過60多年的演化，特別是在移動互聯網、物聯網、大數據、云計算、神經科學和腦科學等新理論、新技術以及經濟社會發(fā)展強烈需求的共同驅動下，人工智能加速發(fā)展，呈現出深度學習、跨界融合、人機協同、群智開放、自主操控等新特征[7]。智能時代的到來給地理信息科學專業(yè)帶來了機遇和挑戰(zhàn)，要求地理信息科學人才掌握地理信息科學的學科基礎理論和操作工具，特別是基于地理信息平臺的二次開發(fā)工具的使用。還必須具備人文社會科學的相應知識基礎和思維方式，使思維更富想象力，更具發(fā)散性，更有創(chuàng)意感，更有法規(guī)意識，更有文化內涵，更有生態(tài)觀念，才能滿足現代工程對人才能力和素質的要求。

二、智能時代人才培養(yǎng)模式

新時代地理信息科學教育應鼓勵學生根據興趣選擇更廣闊的專業(yè)課和實現更嚴格的專業(yè)訓練[7]。按照重基礎、寬口徑的培養(yǎng)模式，課程設置上著重加強學生的基礎專業(yè)知識的培養(yǎng)，包括公共基礎課和專業(yè)基礎，學科基礎課和選修課中注重專業(yè)基礎和專業(yè)能力的培養(yǎng)，以夯實學生專業(yè)基礎，提升實踐應用能力、創(chuàng)新能力為目的，構建知識、素質、能力三位一體的培養(yǎng)模式。保持專業(yè)主干課程穩(wěn)定，并根據地理信息系統(tǒng)技術發(fā)展動態(tài)及市場需求變化適時調整輔助課程的教學體系改革方案。形成主體課程群和培養(yǎng)環(huán)節(jié)；在教學方式上，以學生為中心和主體的多種教學方式，包括多媒體教學、實驗和實踐教學、導師責任制教學、自主選題討論等，特別是獨具地學教學特色的地理信息科學更加強調實踐教學。在教學內容上則體現學科的交叉性和知識的拓展性，針對不同程度同學安排難易程度適中的內容和提出不同的要求。設立與專業(yè)、課程密切相關的實驗和課程實習，合理安排實踐教學環(huán)節(jié)，特別加強專業(yè)綜合訓練，形成重在能力培養(yǎng)的實踐教學體系。按“基礎性實驗”、“應用性實驗”和“創(chuàng)新性實驗”三個層次設計實驗教學項目，“基礎性實驗”教學項目主要培養(yǎng)學生基本的實踐技能及基本操作，如圖層渲染，地理數據庫的建立，地圖數據編輯等的基本操作等屬于這一層次?！皯眯詫嶒灐苯虒W項目主要培養(yǎng)學生將理論知識進行實際運用的能力，如森林資源分布圖的制作、土地資源調查及土地資源利用分析、基本地貌模型的制作、最短路徑分析等屬于這一層次?！皠?chuàng)新性實驗”教學項目主要培養(yǎng)學生綜合分析能力、創(chuàng)新能力及相關科研能力，如畢業(yè)實習、畢業(yè)論文、地理文化大賽、學科競賽、地理專業(yè)創(chuàng)新教學實踐項目等屬于這一層次。人工智能時代的到來將推動地理信息科學領域科學研究的蓬勃發(fā)展，高校、科研機構、企事業(yè)單位均加強對地理信息科學專業(yè)科研型人才的需求，加強教學科研實力，推進科研型人才的培養(yǎng)，建立有利于提高研發(fā)能力的本科生導師制度，積極引導學生參加導師的科研項目。創(chuàng)建或者依托已有的科研教學基地為學生的學習和科研提供豐富的地理數據和模型等教學資源。指導學生積極申報校級、省級及國家級“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目”，并開展相關科研。通過理論教學與實踐教學的有機結合，提高學生的專業(yè)素養(yǎng)，縮短學校與企事業(yè)單位、科研機構、公司之間的距離，確保地理信息科學專業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

三、結論

人工智能時代將推動地理信息科學領域的蓬勃發(fā)展，也將對地理信息科學教育產生深刻的影響和變革，這次變革不僅會深遠的影響社會對地理信息科學專業(yè)的人才需求，而且會給高校教育的人才培養(yǎng)模式帶來前所未有的挑戰(zhàn)。

參考文獻

[1]黃新榮.人工智能與人類的未來[J].新疆師范大學（哲學社會科學版），2018,39(4)：100-107

[2]中國GIS協會教育與科普專業(yè)委員會.我國高等GIS教育：進展、特點與探討[J].地理信息世界,2004(5):16-18.

[3]張艷紅,邢立新,潘軍.我國地理信息科學專業(yè)人才立體培養(yǎng)模式研究[J].山東高等教育，2014,8:56-61.

[4]柳林,盧秀山.面向社會需求的GIS專業(yè)人才立體培養(yǎng)模式探討[J].高教論壇,2010(6):58-60.

[5]張艷紅,邢立新,潘軍.我國地理信息科學專業(yè)人才立體培養(yǎng)模式研究[J].山東高等教育,2014,8:56-61.

[6]肖林林,劉睿,張虹.大數據時代對地理信息科學專業(yè)研究型人才培養(yǎng)的新要求[J].價值工程,2017,16:202-203.

[7]劉經南,高柯夫.智能時代測繪與位置服務領域的挑戰(zhàn)與機遇[J].武漢大學學報.信息科學版.2017,42(11):1506-1517.

[8]李海峰，李蘇旻.大數據與智能時代的地理信息科學教育變革之思考[J].高教學刊,2017,21:145-149.

作者:周璀 單位:中南林業(yè)科技大學