大數據、“互聯網+”背景下地球信息科學與技術專業人才培養模式探討

中國礦業大學資源與地球科學學院 王 冉

2012 年，聯合國指出大數據時代已經到來，大數據與“互聯網+”相結合，不斷展現出新的產品、服務和發展模式。各行各業對基于大數據運用的“互聯網+”人才的需求也越來越緊迫。由此可見，在大數據和“互聯網+”的時代背景下，作為培養創新型人才的高校，應該通過創新教育不斷提升大學生的大數據采集能力及信息挖掘能力，借此提升學生的創新實踐能力。

從就業行情來看，一方面，我國地質行業歷經十年的發展“黃金期”后，隨著國際礦產價格的持續低迷和我國經濟“新常態”的變化，現在已進入轉型期，各地勘察單位的就業人員和薪酬比例均有一定的下滑，造成高校地勘專業的就業進入一個瓶頸期。另一方面，隨著行業轉型升級，社會和企業對基于大數據技術的地質信息服務需求量大增。這就造成一個矛盾：高校中傳統的資源勘查與工程專業主要側重于地質信息采集型專業人才的培養，缺乏對信息進行深度加工、處理的專門人才。因此，基于具備信息處理能力的地質信息人才培養體系的缺失，進而導致地質學培養的人才未能直接迅速地為現代社會的經濟活動服務。在上述背景下，中國礦業大學資源與地球科學學院于2014 年在資源勘查工程專業下設立了地球信息科學與技術專業方向，從2015 年開始招生。由于國內自2003 年開設該專業以來，僅有中國地質大學（武漢）、浙江大學、中山大學等10 余所高校招收本專業的學生，對該專業的特色定位、培養計劃、課程體系等方面還處于不斷摸索階段，我校也在不斷改進的過程中進行人才培養模式的探索。

一、地球信息科學與技術專業人才培養模式

（一）學科依托與方向定位

資源與地球科學學院的前身為創辦于1951 年的煤田地質系。擁有“地質資源與地質工程”“地質學”兩個一級學科博士點及一級學科博士后流動站，其中“礦產普查與勘探學科”是國家級重點學科，“地質資源與地質工程”是江蘇省一級學科重點學科，擁有9 個二級學科博士點，3 個一級學科碩士點，13 個二級學科碩士點（其中，3 個碩士點有單招資格）。經過半個多世紀的發展，地質學研究已處于全國領先地位，教育部第四輪學科評估中地質資源與地質工程評為A-（全國第三），地質學評為C+（全國第九）。雄厚的科研、教學實力為本專業方向的發展提供了堅實的保障。在專業方向定位時，我們進行了新的探索和調整，既要充分考慮社會對人才的需求，又要充分將學科優勢與學科特色相結合，因此將專業方向定位為“固體礦產與非常規天然氣資源信息科學工程技術”，主要有以下認識：（1）我校地質行業的學科優勢是以煤炭資源勘查為代表的固體礦產勘查方向，擁有較強的教學實驗軟硬件設施，同時還可以提供較多的實踐教學場所；（2）以煤層氣、頁巖氣和致密砂巖氣為代表的非常規天然氣是我們傳統的科研強項，非常規天然氣勘探與開發需要進行大量的數據挖掘與分析，正是本專業方向學生大展手腳的專業領域；（3）擁有地球信息科學、地圖學與地理信息系統、礦產普查與勘探、地球物理學、地質工程和水文水資源學的博、碩士招生資格，可以為本科生的繼續深造提供無縫連接的條件。

（二）教學指導思想

根據專業方向定位，為達到人才培養的目標，制定了“以信息采集為基礎，地質為依托，注重數據挖掘和分析，強化信息處理”的教學指導思想，學習和掌握地質學和地球信息科學的基本理論、基本知識和基本技能，接受基礎研究和應用基礎研究方面的科學思維和科研訓練，具備空間信息的分類與采集、傳輸與分析、成像與圖像處理、空間信息系統的設計與應用、資源開發評價等領域研究與開發的基本業務能力。

（三）課程設置

本專業方向培養的學生主要面向科研院所、地質調查部門、信息產業部門等，從事地球信息科學、資源環境評價等方面的科學研究、開發等工作。因此，在專業課程設置中采取學科基礎必修課程+專業主干課程+專業選修課程（課組）的形式。其中，基礎必修課程與資源勘查工程專業相同，主要學習地質學基礎、礦物巖石學、有機巖石學、礦產資源勘查與評價、地球物理勘探等地質類基礎課程；專業主干課程則側重于數據采集與處理、3S 集成（GPS、GIS、RS）、空間數據無線網絡傳輸、數據信息可視化等，主要包括計算機地質制圖、地學遙感、空間分析與建模、地質信息系統設計與應用等課程；專業選修課程則由學生根據自身的特長與興趣點，選修軟件開發類課程組（包括地學程序設計、地學三維可視化技術、地學數據庫技術等課程）和信息應用類課程組（包括地質信息監測技術、地質經濟管理、地學中的信息技術應用等課程）。除此之外，為鍛煉學生運用所學知識解決實際問題的能力，還開設了基礎地質綜合實習、地理信息系統實驗、礦山地質信息綜合處理實驗、專業生產實習實訓和專業綜合實習等專業實踐類課程。

二、創新人才培養模式的思考與探索

（一）與地理信息科學專業的區分

我校環境與測繪學院擁有地理信息科學本科專業，地球信息科學與技術專業的學生在入校后，隨著學習的深入，經常無法區分這兩個專業的差別，并造成了一些認知上的困難。簡單分析可以發現，二者既有區別又有一定的聯系：地理信息科學專業側重于對地球表面信息的獲取、處理、分析與成果輸出（輔助決策），獲取數據的手段主要為遙感技術、地面測量和GPS 技術，主要培養具有地理信息系統設計與開發、3S 集成與應用以及空間信息處理和分析能力的專業人才；地球信息科學與技術專業則側重于地表以下地質空間的信息獲取、采集、處理、分析和成果輸出，獲取數據的主要途徑為遙感、野外地質調查與填圖、工程地質數據、地球物理勘探、鉆探和地下測量等。從這方面看，二者具有本質的不同。但另一方面，兩個專業都將3S 技術、信息處理與挖掘作為專業的核心技術，在技術上具有相通性。在教學過程中，應將二者的區別和聯系向學生傳達清楚，以免造成誤解。

（二）構建基于“互聯網+”的現代教育教學平臺

由于大部分地質數據和信息主要來源于地下，課堂講述起來空洞、不直觀，因此，在新的教學過程中應借助現代互聯網技術，打造一體化的數字學習環境，通過構建網絡教學平臺、移動學習系統和微視頻（慕課）的方式，以動畫、視頻、PPT、文字等多種形式展現地質信息教學的核心內容，不僅可以使學生更直觀地了解教學內容，還可以通過翻轉課堂、任務驅動教學等教學方式，營造良好的學習氛圍和競爭壓力，為創新人才教育提供支撐。

（三）創新人才培養的組織形式

一方面，應以市場為導向，根據企業的用人實際需求，借助“卓越工程師計劃”將企業納入學校培養平臺，由校企雙方合作制定個性化的創新人才培養體系，使創新教育理念具備服務企業和社會的職能。另一方面，學生不僅可以學到課堂知識，還能更多地參與，按照企業用人崗位的要求，將理論應用到實踐中，在實踐中將理論升華，不斷提高專業水平和創新能力。

綜上所述，在新常態經濟發展趨勢下，在大數據環境和“互聯網+”理念的雙重影響下，地質類人才的信息處理能力需要獲得極大的提高才能適應現代企業對人才素質的需求，地球信息科學與技術專業應實現人才隊伍培養模式、人才資源儲備模式的創新性發展，才能高效地實現地質類本科專業在新時代環境下的轉型發展和升級。然而，人才培養模式的創新性改革是一個不斷探索、不斷改進的過程，利用大數據和“互聯網+”的優勢，才能真正培養出社會、企業所需要的創新型人才。