GIS軟件應(yīng)用課程教學(xué)內(nèi)容體系與教學(xué)方法研究

馬智宇 陳士銀

摘 要：隨著國土空間規(guī)劃的頒布與實(shí)施，國土信息化在行業(yè)中越來越受到了重視。為了更好地適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的需要，國土相關(guān)地理信息類的軟件應(yīng)用型課程應(yīng)運(yùn)而生。該文以廣東海洋大學(xué)土地資源管理專業(yè)為例，采用翻轉(zhuǎn)課堂等新興教學(xué)手段，探索了以行業(yè)需求為導(dǎo)向的《GIS軟件應(yīng)用》教學(xué)模式與教學(xué)方法，為培養(yǎng)應(yīng)用型綜合人才提供參考。

關(guān)鍵詞：GIS軟件應(yīng)用;翻轉(zhuǎn)課堂;教學(xué)模式

中圖分類號(hào) G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2020）01-0126-03

Abstract：With the promulgation and implementation of land space planning，land informatization is becoming more and more important in the industry. In order to better adapt to the development of the industry， software application-oriented courses of land related geographic information emerged. Taking the major of land resource management inGuangdong Ocean University as an example， this paper adopts flipped classroom and other emerging teaching methods to explore the industry-oriented teaching mode and teaching method of GIS software application，and to explore the application-oriented comprehensive talents training.

Key words：GIS software application; Flipped classroom; Teaching mode

地理信息系統(tǒng)（Geographic information system），簡(jiǎn)稱GIS，是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一門新興交叉邊緣學(xué)科，它是在計(jì)算機(jī)的軟件硬件支持下，對(duì)與地理空間相關(guān)的信息進(jìn)行采集、管理、處理、分析、建模和顯示，輔助人們進(jìn)行決策的信息系統(tǒng)。土地資源的管理與利用對(duì)于我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、糧食安全和生態(tài)保育工作起著十分重要的作用與意義，是我國社會(huì)發(fā)展規(guī)劃和國民經(jīng)濟(jì)規(guī)劃中的重要內(nèi)容[1]。近年來，隨著國土空間規(guī)劃工作的全面開展，GIS在土地管理中的重要性日益顯著。作為土地資源管理專業(yè)的學(xué)生，地理信息科學(xué)的實(shí)踐教學(xué)顯得越來越重要[2]。GIS軟件應(yīng)用課程的開設(shè)，是實(shí)現(xiàn)非GIS專業(yè)培養(yǎng)GIS應(yīng)用人才的重要載體。本文在對(duì)GIS軟件應(yīng)用課程教學(xué)特點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上，探討了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法在土地資源管理專業(yè)GIS軟件應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的適用性，并進(jìn)行了初步的實(shí)踐，取得了良好的效果。

1 當(dāng)前的課程教學(xué)中存在的問題

1.1 空間信息類課程體系不完善，課程設(shè)計(jì)銜接不當(dāng) 與地理信息科學(xué)專業(yè)不同，土地管理專業(yè)屬于公共管理大類下的分支，結(jié)合行業(yè)應(yīng)用的特點(diǎn)，土地資源管理專業(yè)的學(xué)科重點(diǎn)在土地管理、空間規(guī)劃等方面，對(duì)于GIS的應(yīng)用著重與制圖、空間統(tǒng)計(jì)和空間分析等功能[3]。從培養(yǎng)方案上來說，土地資源管理專業(yè)設(shè)計(jì)到的GIS應(yīng)用型課程較多，第3學(xué)期開設(shè)的GIS軟件應(yīng)用旨在讓學(xué)生了解行業(yè)實(shí)際應(yīng)用中所需要的軟件基本操作，但由于前期僅開設(shè)了土地資源學(xué)、測(cè)量學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課程，空間信息類基礎(chǔ)課程較少，如地圖制圖學(xué)、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用等基礎(chǔ)知識(shí)，因此，在教學(xué)過程中，學(xué)生缺少空間和數(shù)據(jù)庫的概念，對(duì)于軟件的操作過于機(jī)械，難以理解空間分析的目的和意義。后期課程中的土地信息系統(tǒng)、遙感導(dǎo)論、土地利用規(guī)劃等課程都涉及到GIS軟件的實(shí)驗(yàn)與操作，適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充了空間信息的基本概念和原理，結(jié)合實(shí)際內(nèi)容，加深對(duì)軟件的理解和應(yīng)用。因此，GIS在文科類專業(yè)的教學(xué)過程中，學(xué)生的“學(xué)”和教師的“教”都有著不同于傳統(tǒng)GIS專業(yè)相關(guān)課程的特點(diǎn)，需要從基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，到具體問題分析，逐步加深空間概念的理解。

1.2 學(xué)生普遍缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性 通過對(duì)土地資源管理專業(yè)在校學(xué)生的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大一、大二學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)習(xí)慣不適應(yīng)大學(xué)的課程要求，未能從原來的被動(dòng)填鴨式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為探索型自主學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)類課程大多采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，將實(shí)驗(yàn)要求掌握的基本操作以專題講解的形式組織在一起進(jìn)行綜合實(shí)踐聯(lián)系，以期提高學(xué)生分析問題，解決問題及主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。但在實(shí)際的教學(xué)過程中，由于學(xué)生專業(yè)知識(shí)的缺乏，空間信息類的課程相對(duì)較少，部分學(xué)生在理論上較為缺乏，實(shí)際操作中對(duì)老師的依賴性較強(qiáng)，不能獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

1.3 實(shí)驗(yàn)課時(shí)少，教學(xué)內(nèi)容一刀切，各環(huán)節(jié)銜接不到位，授課內(nèi)容混亂 GIS相關(guān)的軟件應(yīng)用實(shí)驗(yàn)課時(shí)少，一般都是按照教學(xué)大綱的要求完成教學(xué)任務(wù)，教學(xué)質(zhì)量很難得到保障。除GIS軟件應(yīng)用課程外，開設(shè)GIS實(shí)驗(yàn)的課程還包括土地信息系統(tǒng)、土地利用規(guī)劃、地籍管理等課程。由于課程由不同老師授課，現(xiàn)階段廣東海洋大學(xué)土地資源管理專業(yè)并未形成完善的課題組，導(dǎo)致每門課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中的重復(fù)內(nèi)容較多，未形成分層、分內(nèi)容的教學(xué)體系。在實(shí)驗(yàn)中，課程內(nèi)容往往是教師精心準(zhǔn)備的為每個(gè)主題適用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，某些內(nèi)容與學(xué)生本專業(yè)相關(guān)度不大，因此學(xué)生學(xué)習(xí)起來動(dòng)力不足，而且由于沒有前期課程的知識(shí)儲(chǔ)備，在學(xué)習(xí)GIS軟件應(yīng)用課程的知識(shí)點(diǎn)多且涉及學(xué)科多的邊緣學(xué)科時(shí)，會(huì)遇到很多困難，學(xué)生往往會(huì)表現(xiàn)出一定的畏難情緒。在上實(shí)驗(yàn)課時(shí)，往往出現(xiàn)按部就班地照教師演示或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)書操作，一旦與預(yù)期不符，也很少積極主動(dòng)思考，而是依賴教師來解決問題。

2 土地資源管理專業(yè)GIS軟件應(yīng)用教學(xué)改革

為了改變這樣的教學(xué)局面，提高GIS相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量，有必要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課教學(xué)理論與方法的研究，以達(dá)到調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，有效保障土地資源管理專業(yè)GIS軟件應(yīng)用課程的教學(xué)質(zhì)量，結(jié)合學(xué)生的專業(yè)發(fā)展方向和興趣愛好進(jìn)行進(jìn)一步的課程拓展，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)專業(yè)的適用性，為今后的專業(yè)課程學(xué)習(xí)和國土空間規(guī)劃工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，迫切需要運(yùn)用新的教學(xué)理論和方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

2.1 分析課程特點(diǎn) GIS軟件的應(yīng)用，是國土空間規(guī)劃編制與實(shí)施背景下的土地資源管理專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的重要一環(huán)。GIS軟件應(yīng)用課程的基本要求，就是要讓學(xué)生掌握GIS軟件的基本操作方法，為后續(xù)專業(yè)課程教學(xué)打下了實(shí)踐基礎(chǔ)。該課程教學(xué)主要面向?qū)嶋H應(yīng)用，緊密集合GIS技術(shù)的發(fā)展和行業(yè)內(nèi)的實(shí)際應(yīng)用，以GIS技術(shù)為依托，結(jié)合GIS的基本原理，傳授GIS軟件的核心應(yīng)用技能與方法。本課程的主要特點(diǎn)可以歸納如下幾點(diǎn)[4]：（1）GIS應(yīng)用領(lǐng)域廣，實(shí)踐性強(qiáng);（2）國內(nèi)外的工具型GIS軟件眾多，技術(shù)更新快，版本更新快;（3）綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)置難度較大。根據(jù)對(duì)上述課程特點(diǎn)的分析，筆者認(rèn)為，有必要從廣東海洋大學(xué)的實(shí)際情況出發(fā)進(jìn)行教學(xué)改革，改革教學(xué)內(nèi)容體系和教學(xué)方法。我們主要設(shè)計(jì)了具有針對(duì)性、可操作性、適用性的教學(xué)內(nèi)容體系，進(jìn)行了翻轉(zhuǎn)課堂的新的教學(xué)理念和方法的教學(xué)實(shí)踐。

2.2 設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容體系 根據(jù)學(xué)校教學(xué)實(shí)際，課前進(jìn)行認(rèn)真準(zhǔn)備，在課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上，既要考慮學(xué)生的信息類知識(shí)的現(xiàn)狀，又要考慮學(xué)生今后專業(yè)課程實(shí)踐中必備的GIS軟件應(yīng)用能力，構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系。本課程內(nèi)容選取的思路是以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，從信息流的角度分析企業(yè)用人需求及崗位要求，以行業(yè)企業(yè)發(fā)展需要和完成職業(yè)崗位實(shí)際工作任務(wù)所需要的知識(shí)、能力、素質(zhì)要求選取教學(xué)內(nèi)容，以“實(shí)際工作任務(wù)”為載體，按照企業(yè)真實(shí)工作流程、實(shí)踐技能遞增的方式來選取。企業(yè)GIS應(yīng)用的實(shí)際工作的信息流如圖1所示。

廣東海洋大學(xué)土地資源管理專業(yè)開設(shè)的GIS軟件應(yīng)用實(shí)驗(yàn)課程共計(jì)40學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)共計(jì)9個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，具體內(nèi)容涉及GIS數(shù)據(jù)采集、處理、分析、制圖等GIS數(shù)據(jù)處理與分析的全部流程。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為ESRI公司的ArcGIS軟件。我們構(gòu)建了以下幾個(gè)板塊：模塊1：GIS軟件基礎(chǔ)模塊;模塊2：數(shù)據(jù)采集模塊;模塊3：數(shù)據(jù)庫建庫模塊;模塊4：空間分析與顯示模塊;模塊5：應(yīng)用模塊。具體實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排見表1。

2.3 改革教學(xué)方法

2.3.1 采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法 翻轉(zhuǎn)課堂的理念最早出現(xiàn)在19世紀(jì)早期，在課前，學(xué)生通過教師發(fā)放的資料對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行提前學(xué)習(xí)，課上時(shí)間則用來進(jìn)行批判性思考和開展小組間協(xié)作解決問題。這種教學(xué)形式已經(jīng)具備了翻轉(zhuǎn)課堂的基本理念，是翻轉(zhuǎn)課堂思想的起源[5]。翻轉(zhuǎn)課堂重塑了傳統(tǒng)教學(xué)方法的時(shí)空，改變了以往傳統(tǒng)課堂教學(xué)的固有模式，使知識(shí)傳遞在課前完成，課堂時(shí)間成為教師為學(xué)生答疑解惑、學(xué)生與學(xué)生討論實(shí)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)化的時(shí)間。翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)驗(yàn)提供了學(xué)生可反復(fù)觀看參考的視頻資料，極大地增強(qiáng)了學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)的信心，有效地增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，切實(shí)提高了GIS軟件應(yīng)用實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果。

2.3.2 模擬真實(shí)的工作環(huán)境 GIS軟件應(yīng)用課程主要將教學(xué)機(jī)房作為工作室，在課程教學(xué)實(shí)踐中，引入了大量的土地資源管理的真實(shí)的項(xiàng)目、案例，例如，土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建庫、拆遷補(bǔ)償應(yīng)用、土地評(píng)價(jià)等，學(xué)生通過這些真實(shí)項(xiàng)目，將理論知識(shí)和實(shí)踐操作緊密結(jié)合起來?，F(xiàn)代企業(yè)管理需要有良好的團(tuán)隊(duì)合作精神，在實(shí)踐教學(xué)工作中，將學(xué)生分為4～5人一個(gè)團(tuán)隊(duì)，每個(gè)團(tuán)隊(duì)都有1個(gè)負(fù)責(zé)人，課程中導(dǎo)入的實(shí)際項(xiàng)目案例由不同的團(tuán)隊(duì)完成每次的任務(wù)，同時(shí)，在GIS軟件應(yīng)用課程教學(xué)中，把企業(yè)的文化、精神融入教學(xué)管理中，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，營(yíng)造更真實(shí)的企業(yè)環(huán)境。

2.3.3 采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)方式 以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，引入實(shí)際項(xiàng)目及案例，每個(gè)任務(wù)由信息、計(jì)劃、決策、實(shí)施、檢查與評(píng)價(jià)6個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)組成，學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過教師指導(dǎo)及查閱資料，設(shè)計(jì)出項(xiàng)目的實(shí)施方案，完成相關(guān)的任務(wù)，并按照實(shí)際項(xiàng)目規(guī)范要求整理、歸檔和驗(yàn)收。在整個(gè)過程中，學(xué)生通過實(shí)際動(dòng)手操作，加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，提升其學(xué)習(xí)和分析實(shí)際問題的能力。

3 教學(xué)改革的體會(huì)

3.1 密切聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容體系和方法是課程改革的關(guān)鍵 在教學(xué)改革中，根據(jù)信息流設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容體系、引入真實(shí)的案例場(chǎng)景和工作環(huán)境，是提高教學(xué)質(zhì)量的基本保障。團(tuán)隊(duì)合作完成相關(guān)的實(shí)踐任務(wù)，是培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神的重要途徑，有助于提高學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。

3.2 “翻轉(zhuǎn)”課堂有利于學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí) 實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂后，教師提前錄制或者下載的相關(guān)教學(xué)視頻，提供給學(xué)生，學(xué)生根據(jù)自身實(shí)際情況來安排和控制學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)內(nèi)容。學(xué)生在課外看各種視頻講解，完全可以在學(xué)生習(xí)慣的那種輕松的氛圍中進(jìn)行;而不必像在課堂上教師集體教學(xué)那樣緊繃神經(jīng)，看不懂老師的操作演示，或因?yàn)榉中亩簧侠蠋煹慕虒W(xué)節(jié)奏。學(xué)生在輕松的環(huán)境下自主選擇操作相關(guān)類別，反復(fù)觀看和實(shí)踐，也可停下來仔細(xì)思考或做筆記，甚至還可以通過現(xiàn)代信息交流平臺(tái)（例如各種聊天軟件）向老師和同伴尋求幫助，有助于學(xué)生加深相關(guān)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)。

3.3 “翻轉(zhuǎn)”課堂增加了實(shí)踐教學(xué)中的互動(dòng)性 在實(shí)踐教學(xué)中，由于教師的角色已經(jīng)從內(nèi)容的呈現(xiàn)者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的教練，這讓我們有充分的時(shí)間與學(xué)生交談，回答學(xué)生提出的各種問題，對(duì)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行有針對(duì)性的個(gè)別指導(dǎo)。小型講座的好處是當(dāng)學(xué)生遇到難題準(zhǔn)備請(qǐng)教時(shí)，在有限的實(shí)習(xí)時(shí)間內(nèi)能及時(shí)的給予專業(yè)指導(dǎo)。當(dāng)教師的角色從內(nèi)容的傳遞者轉(zhuǎn)變?yōu)橹笇?dǎo)者時(shí)，也有更多機(jī)會(huì)觀察學(xué)生，真正實(shí)現(xiàn)了與學(xué)生之間的互動(dòng)。

參考文獻(xiàn)

[1]曾晨，柯新利，王鵬，等.多學(xué)科背景下一流土地資源管理本科專業(yè)的建設(shè)[J].中國地質(zhì)教育，2017，26（02）：16-19.

[2]孔凡文，李海英，任家強(qiáng)，等.轉(zhuǎn)型發(fā)展試點(diǎn)專業(yè)核心能力培養(yǎng)與教學(xué)體系改革創(chuàng)新——以土地資源管理專業(yè)為例[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2017，19（03）：304-309.

[3]侯淑濤，王志華，杭艷紅，等.土地資源管理專業(yè)空間信息技術(shù)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)研究[J].國土與自然資源研究，2016（02）：51-52.

[4]屠艮，張杰.《GIS軟件應(yīng)用》課程教學(xué)模式構(gòu)建[J].科技資訊，2010（08）：245.

[5]王嬌.產(chǎn)出導(dǎo)向法在大學(xué)英語翻轉(zhuǎn)課堂中的應(yīng)用實(shí)踐[J].考試與評(píng)價(jià)（大學(xué)英語教研版），2019（03）：73-77. （責(zé)編：張宏民）