新高考改革下的大类招生致力于培养学生宽广的知识面、较强的综合能力和创新能力，以更好地平衡学生的兴趣、专业与职业^[1]。近年来，面对学生对此初衷的认识偏差、教学与招生匹配不足、专业分流的兼顾等大类招生的现实问题，为了响应教育部“质量工程”的号召，吸引优秀生源和整合优质教育资源，许多高校进行了本硕博贯通培养模式的探索。本硕博贯通培养模式增强了专业知识培养的连贯性，对高等人才培养具有重要意义^[2]。

1 本硕博贯通GIS空间思维培养新要求

GIS专业是一门综合测绘与遥感、地理学与计算机的交叉学科。GIS教学的核心是瞄准空间思维培养的知识体系学习与培养。表象、联想、想象是空思维培养呈现出如下新要求：

1）大类培养的共性空间思维。大类培养模式的测绘遥感与地理等相关专业之间具有一定的相近性，其空间思维所涵盖的基础具有很大共性，包括空间结构、空间系统、空间分析、空间优化等。

2）学科交叉的空间思维转换。测绘遥感与地理存在一定的学科差异，测绘遥感偏重空间信息的模型、获取、制图等，地理学则偏重人地过程，两者间的知识点需要做一定的空间思维转换。

3）本硕博贯通的空间思维无缝衔接。传统分阶段的本硕博培养，培养方案自成体系，空间思维的知识点配置难以无缝衔接。本硕博贯通培养模式下，空间思维的知识点配置更加注重各阶段由浅到深的侧重与延续性、整体系统性等。

4）多模式分流的空间思维层级保障。本硕博贯通培养模式下要进行不同阶段与层次的考核与分流。结合本硕博退出机制，设定空间思维知识体系与其他班型的兼容性，保障分流后不会造成新的学习困难。

2 GIS空间思维分阶知识点与教学改革

根据文献[4]的问卷调查，有一部分学生认为GIS教学及课程设置不合理，主要表现为前期的课程面太宽、课程太难等问题，充分说明了在大类招生背景下对GIS空间思维的分阶知识点与教学方式进行改革的必要性和紧迫性。

本文针对大类招生和本硕博班型特点，在分析武汉大学、同济大学、中南大学、华东师范大学、南京工业大学、山东科技大学等高校测绘遥感与地理专业培养方案及相关改革研究^[5-8]的基础上，开展本硕博空间思维知识体系设置改革研究。

图 1总结了目前GIS相关教学中所涉及的典型空间思维及其相关理论、模型与应用。其中，空间结构是指空间要素、结构及其空间关系等方面的典型理工科类知识点的思维方式。空间系统思维是指从环境、空间与人等多个角度，基于系统论和辩证的思考方式，探究空间的复杂构成、驱动与发展过程、演变规律等。空间分析思维是地理学、测绘遥感等学科的共性思维，主要聚焦于信息学角度，分析地理要素、对象、系统、格局等的空间特性。空间优化思维是指在环境、社会、能源等地理空间及资源约束下最大或较大限度满足生产、生活等需求的空间配置、调度与服务等。地理学比较关注空间关系、空间行为、空间认知、空间统计、时间地理、空间格局、空间推理、空间演化等理论及其模型，遥感测绘比较关注空间误差、空间关系、网络分析、系统仿真、地图、空间优化、空间智能等理论及其模型。

针对多学科的GIS教学特点，本文结合本硕博空间思维知识点配置的多阶段连续性、合理性与科学性，研究其知识点在各阶段的配置方案：

1）“宽口径、厚基础”的本科生阶段。重点设置空间关系理论、地图理论、空间统计理论、空间误差理论、时间地理理论、空间认知理论、空间行为理论、网络分析理论、空间优化理论、系统仿真理论等理论，进行空间结构思维、空间系统思维、空间分析思维、空间优化思维等思维的基础知识铺垫，如空间基准系统、空间位置模型、全球定位模型、室内定位模型、空间数据模型、空间索引模型、空间插值模型、空间数据压缩模型、空间数据传输模型、空间图谱模型、遥感反演模型、地理过程模型、空间选址模型、空间信息标准、地学模型、人地交互模型等，使学生掌握测绘遥感与地理学所需的基础知识结构，具备较好的空间思维能力及就业能力。

2）“阔视野、拓学识”的硕士生阶段。结合思维方式的培养特点，聚焦空间格局理论、空间统计理论、空间误差理论、时间地理理论、空间认知理论、空间行为理论、时空演化理论、空间推理理论、空间优化理论、系统仿真理论、空间智能理论等，开展全球定位模型、室内定位模型、空间重磁模型、空间数据压缩模型、空间数据传输模型、空间图谱模型、遥感反演模型、时空场模型、空间扩张模型、板块运动模型、地理过程模型、空间选址模型、地形匹配模型、空间信息标准、地学模型、人地交互模型、陆海作用模型、气候循环模型等专业性较强的模型的知识教学，使研究生掌握本学科坚实的基础理论和系统的专业知识，形成创新与独立批判的精神和研究行业问题的思维能力，使其成为具有专业技术的高级人才。

3）“聚目标、攻挑战”的博士生阶段。进一步深入空间误差理论、空间认知理论、时空演化理论、空间推理理论、空间优化理论、系统仿真理论、空间智能理论等宏观层次的GIS理论培养，开展全球定位模型、空间重磁模型、空间图谱模型、遥感反演模型、时空场模型、板块运动模型、地理过程模型、地形匹配模型、全息位置地图模型、地学模型、人地交互模型、陆海作用模型、气候循环模型等深入理论模型的教学，将博士生培养成具有创新精神，能从事科学研究、教学、管理工作或独立担负专业技术工作的高级人才。

为形成政治过硬、高素质、强能力的测绘科技人才培养高地，在空间思维的实际教学中，除传统的课堂教学、上机实践等，还可以采取如下方式：

1）典型地理场景的空间思维综合实践。有别于传统的地形测绘、地质实习、野外观测台站实习等，构建山地、平原、城市、江河湖海等典型地理场景的空间结构、空间系统、空间分析与空间优化等空间思维综合实习，使学生系统性理解各种思维在现实中所起到的重要作用。

2）课堂与虚实教学平台结合的渐进式空间思维训练。充分利用立体数字沙盘、虚拟现实三维平台、远程在线课堂等多种教学手段的优势，开展地理要素、对象、系统、格局等分阶段的系统理论与模型学习，促进学生形成空间思维。

3）以遥感、测绘、地理的知识为背景，采取与计算机等专业联合的课堂、实践等形式，深入开展空间思维的多学科交叉思想碰撞。

4）依托数字中国、学科竞赛等本科生与研究生重要竞赛平台，开展以立足四个“面向”为主题的空间分析与应用竞赛，培养学生的综合素质。

3 结束语

针对大类招生中本硕博融通的新班型培养的迫切要求，本文开展了本硕博贯通培养模式下的空间思维知识体系设置改革研究，系统梳理了空间思维及其相关理论、模型与应用，提出了空间思维知识点配置改革方案及教学改革方式建议。