農(nóng)林院校地理信息科學(xué)專業(yè)本科教學(xué)模式改革設(shè)計(jì)

王琤+常慶瑞+田霄鴻+張青峰

【摘要】傳統(tǒng)教學(xué)模式受時(shí)間和空間限制，教學(xué)效果難以適應(yīng)并配合新形勢(shì)下人才培養(yǎng)機(jī)制改革與專業(yè)建設(shè)創(chuàng)新工作。文章以西北農(nóng)林科技大學(xué)《地理信息系統(tǒng)原理》課程為例，介紹了農(nóng)林院校地理信息科學(xué)專業(yè)本科教學(xué)模式現(xiàn)狀，分析了傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的主要問題，最后對(duì)今后該課程的教學(xué)模式改革創(chuàng)新進(jìn)行了思考并提出了相應(yīng)的改革設(shè)計(jì)方案。

【關(guān)鍵詞】地理信息科學(xué)；農(nóng)林院校；本科教學(xué)模式

地理信息科學(xué)是近年發(fā)展起來(lái)的集計(jì)算機(jī)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、地圖制圖、空間分析等于一身的邊緣學(xué)科和新興專業(yè)。截至2015年，全國(guó)幾乎所有的農(nóng)林類院校均開設(shè)有該專業(yè)，并已建立起涵蓋學(xué)士、碩士、博士的專業(yè)人才培養(yǎng)體系。然而，經(jīng)過(guò)十多年教育實(shí)踐的摸索與發(fā)展，目前絕大多數(shù)農(nóng)林院校地理信息科學(xué)本科專業(yè)建設(shè)普遍面臨“如何進(jìn)一步培養(yǎng)出一批基礎(chǔ)扎實(shí)、動(dòng)手能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高且具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才”這一艱巨任務(wù)。

西北農(nóng)林科技大學(xué)地理信息科學(xué)本科專業(yè)在農(nóng)業(yè)資源與利用學(xué)科基礎(chǔ)上于2001年設(shè)立并開始招生，通過(guò)參照、比較國(guó)內(nèi)外知名農(nóng)林院校相關(guān)學(xué)科和專業(yè)課程結(jié)構(gòu)，在培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)等方面進(jìn)行探索和實(shí)踐，逐步形成了具有農(nóng)林院校特色的教學(xué)模式。為進(jìn)一步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，學(xué)校于2014年對(duì)包括地理信息科學(xué)在內(nèi)的各專業(yè)本科教育培養(yǎng)方案進(jìn)行了全面修訂與實(shí)施，在此背景下及時(shí)開展人才培養(yǎng)機(jī)制改革與專業(yè)建設(shè)創(chuàng)新將是直接關(guān)系該專業(yè)建設(shè)未來(lái)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵因素。

本文以《地理信息系統(tǒng)原理》課程為例，在介紹農(nóng)林院校地理信息科學(xué)專業(yè)本科教學(xué)模式現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的主要問題，最后對(duì)今后該課程的教學(xué)模式改革創(chuàng)新進(jìn)行思考并提出相應(yīng)的改革設(shè)計(jì)方案。

一、《地理信息系統(tǒng)原理》課程教學(xué)的基本情況

《地理信息系統(tǒng)原理》主要講授地理信息系統(tǒng)的基本理論與主要技能，涉及地理信息原理、技術(shù)在農(nóng)林領(lǐng)域的應(yīng)用范圍和發(fā)展方向。該課程于1997年率先在西北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土壤農(nóng)化專業(yè)土地資源方向設(shè)置，此后，林學(xué)、水土保持與沙漠化防止、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境等專業(yè)也相繼開設(shè)相關(guān)課程。截至目前，該課程已成為上述專業(yè)非常重要的一門公共學(xué)科基礎(chǔ)課程。在2014版修訂的西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地理信息科學(xué)本科專業(yè)課程大綱中，本課程共計(jì)3.5學(xué)分，總學(xué)時(shí)共計(jì)64學(xué)時(shí)（含16學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)），必修和選修本課程學(xué)生幾乎涉及學(xué)院本科所有專業(yè)。

二、傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的突出問題

經(jīng)過(guò)近幾年教學(xué)實(shí)踐與總結(jié)，我們發(fā)現(xiàn)該課程現(xiàn)有的多媒體教學(xué)方法和手段仍存在不少問題和缺陷。

首先，在現(xiàn)有課堂上，教師“一對(duì)多”上課，由于學(xué)生水平參差，群體教學(xué)和個(gè)體差異的矛盾使教師很難顧及各種水平的學(xué)生。因顧及學(xué)生的平均水平，教師的教學(xué)只對(duì)約1/3的學(xué)生有效，其他2/3的學(xué)生要么“吃不飽”，要么“吃不消”，極易形成“上課滿堂灌，下課就再見”的局面。

其次，多媒體教學(xué)方式授課類似“放電影”，教師對(duì)知識(shí)點(diǎn)的講解往往一閃即過(guò)，如果學(xué)生學(xué)習(xí)、記憶、記錄的速度跟不上教師知識(shí)點(diǎn)傳遞的速度，其結(jié)果往往表現(xiàn)為：本應(yīng)用于師生互動(dòng)、同伴協(xié)作和交流的教學(xué)課堂，最終被教師一個(gè)人占用進(jìn)行知識(shí)傳授和灌輸。教學(xué)效果難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)也成為課堂教學(xué)普遍存在的主要弊病之一。

三、教學(xué)模式改革的思考與設(shè)計(jì)

基于上述背景和問題，我們?cè)谠撜n程教學(xué)實(shí)踐中總結(jié)認(rèn)為：針對(duì)《地理信息系統(tǒng)原理》課程特點(diǎn)，在現(xiàn)有課程教學(xué)中應(yīng)嘗試實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心、以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式，積極促進(jìn)傳統(tǒng)“以教為主”向新型“以學(xué)生為主、師生互動(dòng)”教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變與革新。

依據(jù)以上教學(xué)目標(biāo)，我們對(duì)該課程教學(xué)模式改革的核心思路是：采用“翻轉(zhuǎn)課堂”（Flipped Class Model）這一全新教育教學(xué)模式，改變傳統(tǒng)課堂教學(xué)中以教師為中心的經(jīng)典教育理念和以班級(jí)為對(duì)象進(jìn)行集體教學(xué)的教學(xué)流程，以便為《地理信息系統(tǒng)原理》課程本科教學(xué)課堂授課手段、方法的改革與創(chuàng)新思路提供建議。

其中，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的設(shè)計(jì)嘗試分為三個(gè)階段依次進(jìn)行。

第一階段：翻轉(zhuǎn)課堂授課形式的實(shí)施方案設(shè)計(jì)。主要涉及兩項(xiàng)內(nèi)容：（1）教師依據(jù)教學(xué)大綱要求對(duì)授課內(nèi)容、過(guò)程、成果評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)；（2）同時(shí)，還需要為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、課堂研討提供具體的指導(dǎo)與安排。

第二階段：利用研究前期制作完成的調(diào)查、訪談量表，在翻轉(zhuǎn)課堂授課期間、課后、結(jié)業(yè)考核前、結(jié)業(yè)考核后分別對(duì)任課教師、學(xué)生進(jìn)行教學(xué)模式與成效的訪問調(diào)查，并對(duì)收集信息進(jìn)行整理與可靠性評(píng)估。如發(fā)現(xiàn)不合格、不完整信息或數(shù)據(jù)，應(yīng)及時(shí)加以補(bǔ)錄和重錄。

第三階段：對(duì)調(diào)查、訪談獲得的結(jié)果進(jìn)行整理與分析，從而獲得師、生兩類主體對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式與成效的定性、定量評(píng)價(jià)結(jié)果。

我們認(rèn)為，上述教學(xué)模式的改革與嘗試主要擬解決以下兩個(gè)關(guān)鍵性問題。

第一，在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中教師角色應(yīng)該如何定位。在翻轉(zhuǎn)課堂中，學(xué)生成為學(xué)習(xí)過(guò)程的中心，他們需要通過(guò)實(shí)際參與活動(dòng)完成專業(yè)知識(shí)建構(gòu)。這就需要教師運(yùn)用新的教學(xué)策略達(dá)成這一目的。新的教學(xué)策略需要促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，但不能干預(yù)學(xué)生的選擇。

第二，在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中教師能力應(yīng)該如何拓展。在此教學(xué)模式下教師教學(xué)能力要求不僅表現(xiàn)在如何將所掌握的學(xué)科專業(yè)知識(shí)傳授給學(xué)生，更強(qiáng)調(diào)在此過(guò)程中如何通過(guò)科學(xué)的方式向?qū)W生有效傳遞適合他們的學(xué)習(xí)技能、創(chuàng)新思想。這正是該教學(xué)模式引人矚目之處。

四、結(jié)語(yǔ)

自2014年美國(guó)新媒體聯(lián)盟（New Media Consortium，NMC）將翻轉(zhuǎn)課堂列為當(dāng)前最令世人矚目的6項(xiàng)高等教育教學(xué)技術(shù)之一，近年來(lái)翻轉(zhuǎn)課堂已得到國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多的專家、學(xué)者以及教師的關(guān)注和認(rèn)可。我國(guó)引入該教學(xué)模式后，開展改革試驗(yàn)的學(xué)校主要集中在中小學(xué)等基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，但在國(guó)內(nèi)本科、研究生專業(yè)課程教學(xué)中，有關(guān)這一教學(xué)方法的研究、實(shí)踐還有待逐步深入。因此，嘗試為《地理信息系統(tǒng)原理》本科課程課堂教學(xué)引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式具有重要的理論和實(shí)踐意義。通過(guò)引入該教學(xué)模式，我們希望能夠突破傳統(tǒng)課堂教學(xué)的時(shí)空限制，強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的“吸收內(nèi)化”，通過(guò)師生互動(dòng)、同伴協(xié)作、課堂交流的教學(xué)手段提高學(xué)生自我掌控專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)進(jìn)程的基本能力，以便最終為踐行西北農(nóng)林科技大學(xué)教育教學(xué)綜合改革理念提供一條重要途徑。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳濤，常慶瑞，齊雁冰，等.具有農(nóng)林特色的GIS專業(yè)建設(shè)實(shí)踐研究——以西北農(nóng)林科技大學(xué)為例[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)教育，2011，3（02）： 11-13.

[2]張青峰，付金霞，劉京，等.農(nóng)林院校GIS類專業(yè)課程形成性考核體系的構(gòu)建與實(shí)踐——以西北農(nóng)林科技大學(xué)為例[J].高等農(nóng)業(yè)教育，2012，60（04）： 60-62.

[3]劉京，常慶瑞，張青峰，等.農(nóng)林院校應(yīng)用型地理信息系統(tǒng)（GIS）本科人才培養(yǎng)模式研究[J].高等農(nóng)業(yè)教育，2012，6（04）：50-52.

[4]陳永剛，湯孟平，張茂震，等.農(nóng)林院校GIS專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的思考與實(shí)踐——以浙江農(nóng)林大學(xué)為例[J].測(cè)繪與空間地理信息，2012，35（04）：10-14.

[5]張超，蘇偉，楊建宇，等.農(nóng)林院校地理信息系統(tǒng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系總體設(shè)計(jì)初探[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009，3（05）：11-13.

[6]原立峰，馬明棟， 張海濤，等.GIS專業(yè)人才培養(yǎng)模式與課程體系建設(shè)研究[J].高等理科教育，2010，89（01）：15-17.

[7]徐萱春.對(duì)高?！耙詫W(xué)生為主體” 的辦學(xué)理念的思考[J].教育探索，2008 （04）：18-19.

[8]宋麗慧.美國(guó)大學(xué)生參與高校管理給予的啟示[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2007（04）：81-84.

[9]傅國(guó)光，張婷婷.構(gòu)建學(xué)生民主參與教學(xué)管理平臺(tái)的實(shí)踐與探索[J].科技信息，2007（20）：430-431.

[10]張金磊，王穎，張寶輝.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2012（04）：47-50.

[11]黃曉霞，盛芝露，和克儉.高校GIS課程教學(xué)模式改革初探[J].課程教育研究，2016（04）：222-223.

[12]張渝江.翻轉(zhuǎn)課堂變革[J].中國(guó)信息技術(shù)教育，2012（10）：118-121.

[13]張本成.計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)重點(diǎn)課程建設(shè)的改革與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育，2006（06）：11-12.

[14]葉海松，季雋.Moodle的二次開發(fā)與設(shè)計(jì)[J].電化教育研究，2006（04）：1-3.

[15]鐘曉流，宋述強(qiáng)，焦麗珍.信息化環(huán)境中基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的教學(xué)設(shè)計(jì)研究[J].開放教育研究，2013（01）：58-64.

[16]Tucker B.The Flipped Classroom[J].Education Next，2012，4（02）：12-18.