一流专业建设背景下地理信息科学专业本科生科研能力提升探索

摘  要：提升当前高等教育中本科生的科研能力与创新精神是国家一流本科专业建设的重要组成。该文探讨如何通过教学改革与人才培养模式，以提升地理信息科学专业本科生的综合科研能力。通过对现有教学模式的分析与总结，提出“一条主线，三个理念，四类学习和多种途径”的教学改革策略，旨在增强科研创新意识，激发科研兴趣，完善科研培养评价体系和激励制度，提升综合科研技能，以及培养他们的创新思维和团队协作能力。该文所提出的面向本科生科研能力提升的教学改革策略对国内高校地理信息科学专业本科生科研能力培养模式具有一定的参考价值。

关键词：地理信息科学；双万计划；一流本科专业；科研能力；创新精神

中图分类号：C961      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2025）09-0034-04

Abstract： Enhancing the scientific research ability and innovation spirit of undergraduates in current higher education is essential to constructing national first-class undergraduate majors. This paper aims to explore how to improve the comprehensive scientific research ability of undergraduates majoring in geographic information science by exploring the teaching reform and talent cultivation mode. By analyzing and summarizing the existing teaching mode， the teaching reform strategy of "one main line， three concepts， four types of learning and multiple paths" is proposed， which aims to enhance the awareness of scientific research and innovation， stimulate the interest in scientific research， improve the evaluation system and incentive system of scientific research， improve the comprehensive scientific research skills， and cultivate their innovative thinking and teamwork ability. The aim is to promote awareness of scientific research innovation， stimulate interest in scientific research， improve the evaluation system and incentive system of scientific research training， enhance comprehensive scientific research skills， and cultivate innovative thinking and teamwork ability. The proposed teaching reform strategy for undergraduates to improve their scientific research ability has a specific reference value for the cultivation mode of scientific research ability of undergraduates majoring in geographic information science in domestic universities.

Keywords： geographic information science; Two-Ten Thousand Program; First-Class undergraduate majors; research ability; creativity

教育部以建设面向未来、适应需求、引领发展、理念先进、保障有力的一流专业为目标，实施一流专业建设，即利用3年时间，建设一万个国家级一流本科专业点和一万个省级一流本科专业点[1]。截至2022年，共有11 761个专业被认定为国家级一流本科专业建设点，15 727个专业被认定为省级一流本科专业建设点，其中有40所高校的“地理信息科学”专业被认定为国家级一流本科专业。

地理信息科学专业是地理科学类下的本科专业，是融合了地理学、测绘科学和信息科学等于一体的交叉学科[2-3]。中山大学地理信息科学专业致力于培养具有地理信息科学基础知识与工程实践能力并存，具备地理学知识综合运用能力和良好的深造潜力，具有系统开发、维护和管理能力，在“厚基础、宽口径、强实践”的培养模式下，培养具有国际视野和创新精神，具有良好的知识技能结构体系，具有厚实专业知识的地理信息科学专业高素质复合型创新人才[4]。

随着科学技术的快速发展，科研能力培养已经成为现代高等教育的重要组成部分，科教协同育人的理念被反复强调，并逐步形成完善的高水平科研支撑拔尖创新人才培养机制[5]。一流本科专业建设背景下的地理信息科学专业更需要注重专业基础理论与创新科学技术紧密融合的教学模式，以及完备的大学生科研素质与创新能力培养机制。然而当前高等教育的教学模式往往忽视了本科生的科研能力的培养，导致本科生在毕业后面临科研能力的不足，所学理论知识不能解决实际问题的情况。因此，探索地理信息科学专业科研创新教育教学改革成为了提升学生科研能力的重要途径。本文以中山大学地理信息科学专业为例，分析现在培养过程中科研创新教育的主要问题和挑战，并探索面向科研能力提升的教学改革与人才培养模式。

一  地理信息科学专业本科生科研素质基本要求

对地理信息科学专业本科生而言，要具备从事科学研究的能力，必须达到以下方面的科学研究基本要求。

（一）  扎实的理论基础

理论知识是科学研究的基础，有助于从宏观角度理论和把握科研工作的方向[6]。同时理论知识可以增强研究者对自然界的深入理解和认识，为应用技术的发展提供指导。地理信息科学专业本科生应该注重学习地理信息科学的基础理论与知识，包括地理信息系统、遥感原理与技术、地图制图和数据库原理等方面的知识。同时也要结合研究工作的需要，适当学习地理科学、测绘科学与技术、计算机科学等领域的部分基础理论。

（二）  全面的专业技能

从事科学研究的研究者必然要具备全面的专业技能。专业技能是实现科学研究的唯一途径[7]。地理信息科学领域从事科学研究需要具备良好的数学方法与分析技能，包括对高等数学、线性代数、概率论与数理统计，以及地理学中的数学方法等的知识掌握和灵活应用；需要具备良好的计算机科学相关技能，包括软硬件方面的技能，尤其是针对操作系统、编程语言、核心软件等方面的熟练操作能力；需要基本良好的地理信息科学专业实践技能，包括遥感、GIS、测绘领域的基础软件的使用，以及相关空间数据采集与野外调查硬件设备的使用能力等。

（三）  良好的团队协作

地理信息科学领域的科学研究是一项复杂且艰巨的群体脑力劳动，通常涉及多个复杂的步骤，包括数据采集、数据分析、实验过程以及科研成果凝练等，需要科研人员之间进行深度的分工与合作，从而可以提高研究的效率和质量。从事科学研究的工作人员需要具有良好的团队协作精神和团队协作能力，可以更高效地去实现科研团队中的分工合作、知识共享、创新思维和促进交流等方面工作。

（四）  端正的科研态度

地理信息科学领域的科学研究中端正的科研态度是成功的关键要素，研究者应该具有积极端正的科研态度，对科学研究过程中的发明、创造、学术成果等心存敬畏，通常需要严格遵守科研规范与学术道德，并以其作为个人开展学术工作的行为准则。端正的科研态度也体现出研究者对所从事的研究工作的热爱，对研究成果的负责，对科研合作者的尊重，并可以保持研究工作所取得的创新研究成果的质量和推动科学技术的进步。

（五）  主动的学习能力

主动学习能力对地理信息科学领域的科研工作至关重要，一方面，研究者需要具备发现问题和解决问题的能力，此时主动性非常关键，且科学研究是一个不断发展的过程，需要科研工作者具备持续学习的能力；另一方面，地理信息科学领域的研究工作涉及到一定的计算机科学领域知识，具有迭代速度快，知识有效期短等特点，更加要求研究者要与时俱进，积极主动学习更新个人理论和技术体系和能力[8]。主动学习能力强的科研工作者能够保持对新知识的敏感度，不断更新自己的知识体系，适应科学研究的发展需求。

二  现状培养的主要问题与挑战

中国高等教育中对地理信息系统（科学）的相关教学工作开始于20世纪80年代，在2012年教育部印发的普通高等学校本科专业目录中，更新为地理信息科学专业[9]。经过几十年学科发展与专业建设，现在国内有超过200家高校开设有地理信息科学专业，中山大学是国内最早开设本科专业并招生的高校之一。2020年经教育部评估中山大学地理信息科学专业，被认定为国家级一流本科专业建设点。通过对中山大学近年来的本科培养方案修订和本科教学工作的分析，发现当前针对本科生科学研究能力和综合素质方面还存在以下问题。

（一）  对科学研究定位不准确

本科生对科学研究的概念不清楚，对研究的目的意义不明确。虽然在课程教学中讲授了前沿的科研成果，但总体来讲本科生对自身的专业能力认知不够，觉得创新的科研工作都是研究生及以后学习和工作阶段的主要任务，与本科生关系不大；同时受限于培养方案的限制，学生对个人兴趣专业领域的基础学习时间不够，导致本科生经常会出现无法主动发现研究问题、研究目标模糊、研究方法和技术路线不合理，以及研究成果的学术价值不高等问题。

（二）  对科学研究要求了解不全面

一方面本科生针对科学研究基本方面的学术规范与学术道德等了解不够，这方面很多高校针对研究生有相关文件和学习资料，但很少面向本科生有相关文件；另一方面本科生对科学研究的系统性、创新性、实践性、合作性等多方面的要求也知之甚少，缺少一门课程集中讲授相关知识。

（三）  对科学研究活动和技能不熟悉

本科生对各种类型的科学研究活动（包括学术交流、学术汇报、野外调查、科研成果和写作与发表等）不熟悉、不了解科研活动的目的、流程、意义和收获等，虽然也参与了部分科研活动，但在活动中的表现不够理想。同时在基本科研技能方面的学习和锻炼机会也不够，体现在缺乏实验技能、缺乏数据处理能力、缺乏文献检索技能、缺少论文写作能力等[10]。

（四）  教学过程中科研环境与条件不完善

良好的科研环境与条件是支撑科学研究工作顺利开展的前提条件。虽然近些年从教育部、大学到各个专业学会、公司等，针对本科生科研的关注和投入逐渐增多，包括像大学生创新创业计划在内的一系列面向本科的科研项目和专业竞赛等[11]。然而本科生仍然面临着一些缺乏实验设备、经费不足或不知道如何使用经费、缺乏科研导师的关注与全面指导等问题，一定程度上也制约了本科生的科研创新工作。

三  科研能力提升探索与主要策略

本文基于自2016年以来面向中山大学地理信息科学专业本科生以及地理学硕士研究生开设的文献检索与论文写作课程，总结了现状问题，并探索了提升地理信息科学专业本科生的科研能力的主要策略，即一条主线、三个理念、四类学习以及多种途径的“一三四多”模式。用以指导中山大学地理信息科学专业本科生科研综合能力提升与科研创新。