人工智能时代的地理信息科学教育改革

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【摘要】在物联网、云计算、人工智能和大数据等新兴信息技术推动下，地理信息科学将迎来新的挑战和变革，本文从人工智能时代对人才需求、人才培养模式进行了分析和探索。

【关键词】人工智能时代;地理信息科学;人才需求;人才培养

从2016年开始，美国谷歌公司的智能机器AlphaGo与人类的两场围棋大战中完胜，标志着人工智能在经历60多年的发展后正式迈入了新时代[1]。随着大数据、云计算、移动互联网、人工智能技术的发展，基于云计算的空间大数据和人工智能技术的新型地理信息服务时代已经悄然到来，空间大数据、云计算与人工智能的碰撞，将迎来更高效、便捷、智能的新方法，地理信息服务产业势必会发生神奇的变革与进步。我们要清醒认识到地理信息产业在人工智能时代面临的机遇和挑战，准确掌握经济社会各领域对地理信息的新需求，立足原始创新，加大对高端领域的研发力度，不断拓展地理信息应用，开辟出新的市场空间，在融合发展中抢得先机、赢得主动。同时，高校是培养地理信息专业人才的摇篮，随着人工智能和智能时代的到来，意味着地理信息专业传统培养模式的革新，才能应对未来的机遇和挑战。地理信息科学（GeographicInformationScience，GIS）专业1992年由Goodchild提出，它是一门集地理学、地图学、遥感技术、计算机和测绘学等学科为一体的综合性学科[2]。地理信息科学学科的交叉性、综合性和应用领域的广泛性决定了培养人才的多样化和多层次性[3]。随着人工智能时代的到来，地理信息科学领域必将随之蓬勃发展，高校、科研院所、企事业单位对地理信息科学专业的人才引进有了新的需求，因此对高校人才培养模式提出了新的要求。

一、智能时代专业人才需求

信息时代的到来给地理信息科学专业带来了生机，柳林等人在对各个人才需求部门进行调研、分析的基础上进行概括和分类，把GIS人才分为操作型人才、技术型人才、应用型人才、研究型人才和复合型人才五种[4]。张艳红等人在GIS内涵基础上，通过分析不同专业人才需要类型和层级，根据需要掌握的专业知识和技能[5]，将GIS人才划分为：基础研究型、数据集成处理与信息提取技能型、工程开发与应用型和复合型。随着物联网、云计算和大数据时代的到来，地理信息科学形成了基础理论与多学科交叉的体系，地理信息科学专业人才的培养不仅注重学生的数据处理和二次开发等应用能力培养，同时在企事业单位及科研院所加强了对科研型人才的需求[6]。人工智能技术、智能制造技术和机器人技术的结合经过60多年的演化，特别是在移动互联网、物联网、大数据、云计算、神经科学和脑科学等新理论、新技术以及经济社会发展强烈需求的共同驱动下，人工智能加速发展，呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特征[7]。智能时代的到来给地理信息科学专业带来了机遇和挑战，要求地理信息科学人才掌握地理信息科学的学科基础理论和操作工具，特别是基于地理信息平台的二次开发工具的使用。还必须具备人文社会科学的相应知识基础和思维方式，使思维更富想象力，更具发散性，更有创意感，更有法规意识，更有文化内涵，更有生态观念，才能满足现代工程对人才能力和素质的要求。

二、智能时代人才培养模式

新时代地理信息科学教育应鼓励学生根据兴趣选择更广阔的专业课和实现更严格的专业训练[7]。按照重基础、宽口径的培养模式，课程设置上着重加强学生的基础专业知识的培养，包括公共基础课和专业基础，学科基础课和选修课中注重专业基础和专业能力的培养，以夯实学生专业基础，提升实践应用能力、创新能力为目的，构建知识、素质、能力三位一体的培养模式。保持专业主干课程稳定，并根据地理信息系统技术发展动态及市场需求变化适时调整辅助课程的教学体系改革方案。形成主体课程群和培养环节；在教学方式上，以学生为中心和主体的多种教学方式，包括多媒体教学、实验和实践教学、导师责任制教学、自主选题讨论等，特别是独具地学教学特色的地理信息科学更加强调实践教学。在教学内容上则体现学科的交叉性和知识的拓展性，针对不同程度同学安排难易程度适中的内容和提出不同的要求。设立与专业、课程密切相关的实验和课程实习，合理安排实践教学环节，特别加强专业综合训练，形成重在能力培养的实践教学体系。按“基础性实验”、“应用性实验”和“创新性实验”三个层次设计实验教学项目，“基础性实验”教学项目主要培养学生基本的实践技能及基本操作，如图层渲染，地理数据库的建立，地图数据编辑等的基本操作等属于这一层次。“应用性实验”教学项目主要培养学生将理论知识进行实际运用的能力，如森林资源分布图的制作、土地资源调查及土地资源利用分析、基本地貌模型的制作、最短路径分析等属于这一层次。“创新性实验”教学项目主要培养学生综合分析能力、创新能力及相关科研能力，如毕业实习、毕业论文、地理文化大赛、学科竞赛、地理专业创新教学实践项目等属于这一层次。人工智能时代的到来将推动地理信息科学领域科学研究的蓬勃发展，高校、科研机构、企事业单位均加强对地理信息科学专业科研型人才的需求，加强教学科研实力，推进科研型人才的培养，建立有利于提高研发能力的本科生导师制度，积极引导学生参加导师的科研项目。创建或者依托已有的科研教学基地为学生的学习和科研提供丰富的地理数据和模型等教学资源。指导学生积极申报校级、省级及国家级“大学生创新创业项目”，并开展相关科研。通过理论教学与实践教学的有机结合，提高学生的专业素养，缩短学校与企事业单位、科研机构、公司之间的距离，确保地理信息科学专业的可持续发展。

三、结论

人工智能时代将推动地理信息科学领域的蓬勃发展，也将对地理信息科学教育产生深刻的影响和变革，这次变革不仅会深远的影响社会对地理信息科学专业的人才需求，而且会给高校教育的人才培养模式带来前所未有的挑战。

参考文献

[1]黄新荣.人工智能与人类的未来[J].新疆师范大学（哲学社会科学版），2018,39(4)：100-107

[2]中国GIS协会教育与科普专业委员会.我国高等GIS教育：进展、特点与探讨[J].地理信息世界,2004(5):16-18.

[3]张艳红,邢立新,潘军.我国地理信息科学专业人才立体培养模式研究[J].山东高等教育，2014,8:56-61.

[4]柳林,卢秀山.面向社会需求的GIS专业人才立体培养模式探讨[J].高教论坛,2010(6):58-60.

[5]张艳红,邢立新,潘军.我国地理信息科学专业人才立体培养模式研究[J].山东高等教育,2014,8:56-61.

[6]肖林林,刘睿,张虹.大数据时代对地理信息科学专业研究型人才培养的新要求[J].价值工程,2017,16:202-203.

[7]刘经南,高柯夫.智能时代测绘与位置服务领域的挑战与机遇[J].武汉大学学报.信息科学版.2017,42(11):1506-1517.

[8]李海峰，李苏旻.大数据与智能时代的地理信息科学教育变革之思考[J].高教学刊,2017,21:145-149.

作者:周璀 单位:中南林业科技大学