《地球信息科学与技术专业的定位与人才培养模式探索》

关于依托学科基础，我们有如下认识：首先，应用地球物理是高度交叉的边缘学科，综合性和应用性极强，它采用地球物理探测手段解决地球科学问题，寻找地球资源，为国民经济建设服务。地质指方向，地球物理找目标，所以本学科以地质学为基础和立足点；其次，它利用地球介质的物理性质，物理学则成为它的支撑体系；而现代地球物理数据的采集、处理和解释，离不开数字信息技术与科学计算、电子信息科学与技术、计算机科学等，其中信息与计算科学构成它重要的工具和手段；测绘科学与技术是实施地球物理观测和数据分析的重要基础条件；而数学则是所有科学技术所依赖的最重要的基础和平台，地球物理与信息类专业对数学的要求甚高。这些学科特点决定了地球物理学的难度和学科领域的交叉性、边缘性和广泛性，但物理学应为其基本架构的核心。
此外，我校“地球物理与信息类”专业的特色为海洋地球物理，这又要求学科要与海洋科学和海洋技术有机结合。因此要想夯实基础、强化应用，原有的课程体系必须进行完善并加大分量。数学是一切自然科学和工程技术的基础，应用地球物理也不例外，但应用地球物理学本身属于交叉和边缘学科，数学对它的基础地位是通过其他学科体现的，也就是说应用地球物理不是一门独立的科学，它的科学问题都分别体现在相关学科中。同样物理学作为应用地球物理的核心，也要通过地球介质来体现。再比如，计算机科学与技术对应用地球物理的作用也不是直接的，而是通过地球物理仪器、信息与科学计算体现的。地球物理勘探工程(传统的应用地球物理)及的知识和领域中对物理、电子、计算机、仪器、地质、测绘等要求较高，而地球物理信息工程则偏重信息与科学计算。因此，要想掌握地球物理与信息类工程技术，需要涉猎和掌握众多其他相关学科的内容，而应用地球物理自身基本没有科学问题，这就是学科的特点。海洋地球物理测量与3S技术离不开计算机信息处理和分析，因此“地球信息科学与技术”专业在正视基础、着眼发展、突出特色的原则下，以海洋地球物理测量为基础，重点学习3S技术、信息处理和分析技术，为海洋测绘服务。
二、专业方向定位与课程体系设置
1．专业方向定位
我校的“地球信息科学与技术”本科专业应调整定位为“地球物理测量信息工程”，侧重于地球物理测绘科学与技术，特别是海洋测绘方向。这与我们的师资以及基础办学条件相适应，也符合人才需求。正如勘查技术与工程专业有若干专业方向，如地球物理、地球化学、地质工程等等，地球信息科学与技术专业当然也可有不同的发展方向，这与专业规范并不矛盾，而是专业合并调整必然出现的选择，也是对办学特色的最好诠释。
但是，我们必须考虑专业本身的特点和对应的社会职业，不能办成不伦不类的专业，更不能办成多学了点计算机的地球物理专业。因此这个专业的大方向，仍需定位在测绘科学与技术类，侧重海洋测绘数据(特别是地球物理测量数据)的获取、处理和分析。当然3S技术是其发展的基础，计算机是其建设的工具。
确定本专业的目标是：培养掌握地球科学、信息处理与计算机应用技术的基本理论方法，具有坚实的地学、数理、信息与计算科学、计算机科学和外语基础，在地球内部探测数据处理和地球内部信息处理技术及相应的软件系统设计开发等方面具有良好的科学素养和创新能力的应用性复合型高级专门人才。毕业生能够从事地球科学与工程及相关领域中信息科学技术、科学计算技术、计算机科学技术等方面教学、研究与软件开发工作，能够把信息科学技术、科学计算技术、计算机科学技术较好地应用到地质学、地球物理学等相应的科学与工程技术中，特别是海洋地质调查与地球物理探测。毕业生的去向主要为石油部门、国土资源部门、国家海洋局、环境工程及监测部门、各级政府部门、相关科研单位、大专院校、涉及地球信息或相关信息处理与软件开发的企事业单位；毕业生还可以继续深造，攻读地球探测与信息技术、信息与计算科学、地球物理学、矿产资源普查与勘探、测绘科学与技术等专业硕士和博士学位。

同地球物理勘查专业比较，地球物理勘查专业侧重地球物理勘探的工程技术，运用地球物理仪器，采取各种地球物理方法，测量地球物理数据，进一步进行分析和解释，为地质研究提供数据和结果；而地球信息科学与技术专业侧重地球各种信息，主要是地球物理信息处理与科学计算，运用计算机，采用各种数学方法对各种地球物理数据进行分析处理，研究信息处理方法和科学计算方法，进行地球物理软件开发，侧重完成地球物理勘探工程中的信息与计算机工作。
2．教学指导思想
教学指导思想：根据专业方向定位，为达到人才培养的目标，初步拟定“测绘为本，数学精深，厚实基础；科学计算、信息处理、强化技能；资源探测、环境工程、海洋特色”的教学指导思想。
地球信息科学与技术专业依托与测量得到的各类地球信息，研究地球介质，要求的数学工具和手段要精深，特别是工程和计算数学，包括信息处理技术在内，数学和物理学基础最重要，必须数理基础打牢。然后，特别重视利用计算机进行信息处理和科学计算，强化现代测绘技能和实践动手能力，必须和实际应用结合，将基本技能和方法与地球物理结合，在资源勘查、海洋测绘等方面进行应用和实践。
3．课程体系设置
按照上述指导思想，规划课程体系。地球信息科学与技术专业对数学有较高的要求，特别是工程数学和计算数学强化实践和动手能力，尤其是计算机应用。涉及的相关学科为：数学、物理学、地质资源与地质工程、地球物理学、计算机科学等。主要课程为：计算方法、数字信号处理、地球物理数据处理基础、并行算法与编程、基础地质、应用地球物理(重磁勘探、电法勘探、地震勘探等)原理与方法、地球物理数据处理与解释、地球物理反演理论、计算地球物理、测量学、3S技术、海洋测绘、面向对象的程序设计、可视化技术等课程体系中，除通识、主干课程以外，突出强化信息与计算科学(计算数学类)、计算机科学课程，物理学次之。组成大致为：(1)主干课程：测量学与定位技术、海洋测绘、海洋地球物理学原理与方法(重力、磁法、电法、地震等)；强化实践能力的课程；(2)强化信息与计算科学：计算方法、统计计算、现代数据分析、小波分析、数学规划、遗传算法；计算地球物理、地球物理信号处理中变换和统计方法、地球物理反演，3S技术；(3)强化计算机科学与技术课程：离散数学、数据结构、计算机图形学、数字图像处理、数据库、并行算法与编程、可视化、面向对象的程序设计、电工电子学；(4)普通物理学课程；(5)电信类课程：数字信号处理；(6)地质类课程：基础地质，构造地质，沉积岩与沉积相，海洋地质等；(7)海洋科学与海洋技术类课程。

三、关于实施新的专业定位和课程体系的设想
1．实施原则在新的教学体系实施过程中，要注重体现以下原则：
(1)“教书育人”和“授人以渔”。坚持教书和育人的统一，在传授知识的同时，培养学生正确的世界观、人生观和价值观。传道授业，从教知识、方法，过渡到教元认知知识和反思能力，从教学转向自学，从已知转向探求未知，从理论转向实践，从基础转向专业，做到博学、审问、慎思、明辨、笃行，使学生学会学习的能力，以不变应对终身学习的挑战。
(2)“KAS(Knowle妇e知识、Attitude态度、Skill技能)”全面发展。通过基本知识和基本技能培养，培养身心全面发展的理想人格；促进知识的积累，提高文化修养促进智力发展，培养技能和能力；促进个性发展，包括自修之道、基础知识、实践贯通、培养兴趣、积极主动、掌控时间、为人处世。
(3)“以人为本、崇尚自学、鼓励创新”。以人为本就是教育学生要事事用心，事事尽力。“自学”就是要在老师讲课之前就把课本中的相关问题琢磨清楚，然后在课堂上对照老师的讲解弥补自己在理解和认识上的不足之处。“创新”就是在理解知识并善于提出问题基础上，激发思考能力、创造能力和学习能力。

2．具体措施
(1)加强系统严谨的训练，强化实践教学。专业基础课和专业课100％要求综合性和设计性实验，培养学生动手能力、实践技能和创造性。比如，计算方法、计算机图形学、数字图像处理等课程，结合专业特点，设计上机大作业，要求学生完成。学生成绩也由三部分组成：平时作业考核20％，实践考核20％，期末考核60％。毕业设计进一步规范，全部毕业设计要求必须是设计性题目，杜绝综述，增强学生的动手能力。对于海洋技术、海洋地质、海洋测绘等课程加强海上实验与实习。
(2)加强专业引导，强化学风建设。实行导师制，引导学生提前进行科研训练，并为学生提供考研和事业发展咨询，学生学习的目的性和自觉性明显增强；同时，抓好主要学生党员干部的带头作用，强化上课和自习，促进学风建设。
(3)新老协力，加强年轻教师的培养。定期举办教学研讨会，老教师听年轻教师课，提出建设性意见；年轻教师听老教师课，学习提高，做后备，形成合理的教学梯队。
(4)规范教学管理，实行课程群内课程轮换制。实行课程群内课程轮换制，将开设的课程划分若干课程群，群内课程授课实行轮换制，避免专业课一人把持过久，无梯队，而基础课无人上课的局面；另一方面，通过轮换促进教师知识结构的完善，提高教师综合素质。因为在课程群内，要想上好专业课，基础课也必须能上好，反过来，上好专业基础课，是讲授专业课的必然准备。通过轮换，基础与专业不断相互促进，共同提高。
(5)凝练学科方向，科研促进教学。将学科发展和本科专业教学结合，整合现有地球探测与信息技术、测绘科学与技术学科的研究方向，瞄准学科前沿，进行高水平科学研究活动，是教学发展的必然。通过本科生专业方向与学科发展的方向一致性整合，一方面使得科研中新理论和新方法能迅速通过课程体系得到传播，促进教学，提高学生的创新能力；另一方面，通过教学的系统总结和提高，能够将新技术和方法系统化，上升为理论体系，为创新联系搭建桥梁，也必将极大促进广大教师的科研能力，比如，通过本科生毕业设计，很多教学成果就可以提炼为科研思路和科技论文。科学研究是教学的最高境界，教学由于科研创新的基础与纽带，两者一定是相互促进，只进行教学不进行科学研究的教授一定是不称职的教授。

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