基于SPOC地理信息系統(tǒng)課程線上線下混合教學(xué)模式研究

[摘 要] 以地理信息系統(tǒng)校級(jí)在線課程建設(shè)為契機(jī)，以課程教學(xué)模式深度改革為目的，基于地理科學(xué)專業(yè)本科生的學(xué)科基礎(chǔ)課程地理信息系統(tǒng)已有的建設(shè)基礎(chǔ)，探索以SPOC為課程資源平臺(tái)，采用線上線下課堂結(jié)合的形式進(jìn)行混合式教學(xué)，實(shí)現(xiàn)在線學(xué)習(xí)和線下課堂的有效對(duì)接，利用課程教學(xué)資源進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí)。

[關(guān)鍵詞] 地理信息系統(tǒng);線上線下混合教學(xué);SPOC

[作者簡介] 王馨顏，內(nèi)蒙古烏蘭察布人，碩士研究生，集寧師范學(xué)院教師，研究方向：地理信息系統(tǒng)及旅游規(guī)劃。

[中圖分類號(hào)] G642.3? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）25-0235-02? ? [收稿日期] 2020-03-06

一、地理信息系統(tǒng)性質(zhì)與教學(xué)目標(biāo)

地理信息科學(xué)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一門交叉學(xué)科。地理信息系統(tǒng)（GIS）課程屬于地理信息科學(xué)范疇，是地理科學(xué)專業(yè)本科生的學(xué)科基礎(chǔ)課程。通過地理信息系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉地理信息科學(xué)的研究內(nèi)容，掌握地理信息系統(tǒng)的基本概念，理解地理信息系統(tǒng)的空間分析方法，更重要的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用軟件如ARCGIS、SUPERMAP、ENVI、SKETCHUP等，掌握空間數(shù)據(jù)的采集、編輯及空間信息處理方法，理解空間數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系，尤其要掌握地理信息系統(tǒng)的空間分析功能，最終能熟練運(yùn)用各種軟件進(jìn)行專業(yè)地學(xué)圖件的繪制。該課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)是學(xué)生今后從事資源管理、區(qū)域規(guī)劃等工作的重要基礎(chǔ)，同時(shí)也是地理科學(xué)等相關(guān)專業(yè)研究生考試的重要內(nèi)容。

二、地理信息系統(tǒng)混合式教學(xué)模式

地理信息系統(tǒng)課程性質(zhì)決定課程教學(xué)模式采取線上線下混合教學(xué)效果好。線上教學(xué)可以基于國內(nèi)眾多在線教學(xué)平臺(tái)，如中國大學(xué)MOOC平臺(tái)、智慧樹、愛課程等，構(gòu)建各章節(jié)知識(shí)體系思維導(dǎo)圖，制作相關(guān)知識(shí)點(diǎn)視頻，建立自測試題庫，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)資源進(jìn)行教學(xué)。課前采用學(xué)生自主學(xué)習(xí)、在線測試、在線答疑，課堂針對(duì)重難點(diǎn)問題、熱點(diǎn)問題進(jìn)行討論。線下教學(xué)可以針對(duì)性地開展一對(duì)一上機(jī)輔導(dǎo)，一對(duì)多問答或訪談，聘請(qǐng)業(yè)內(nèi)專家學(xué)者以講座的形式教學(xué)，以及指導(dǎo)學(xué)生參加全國GIS技能大賽，從而進(jìn)行線下專題式輔導(dǎo)，結(jié)合課后小結(jié)、復(fù)習(xí)測試、平臺(tái)互動(dòng)答疑等方式，將啟發(fā)式、互動(dòng)式、開放性、自主性的教學(xué)模式積極運(yùn)用到地理信息系統(tǒng)的教學(xué)過程中，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程以“教師為中心”向以“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變[1]。

三、基于SPOC的課程建設(shè)研究背景

SPOC（Small Private Online Course）被認(rèn)為是從MOOC衍生出的一種開放課程形式，是繼MOOC之后出現(xiàn)的小規(guī)模限制性在線課程，學(xué)生規(guī)模在幾十到幾百人之間，只有符合條件的學(xué)生才能獲準(zhǔn)加入SPOC課程，非常適合高校班級(jí)的專業(yè)課授課[2]。

國內(nèi)關(guān)于SPOC的研究成果比較多，主要聚焦在翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下模式及混合式教學(xué)等方面，很多高校通過教學(xué)實(shí)踐驗(yàn)證了SPOC教學(xué)在國內(nèi)高校中的有效性。國外已有文獻(xiàn)中關(guān)于SPOC的研究多傾向于教學(xué)實(shí)證研究，即通過高校教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行SPOC教學(xué)成效的驗(yàn)證。

四、基于SPOC的地理信息系統(tǒng)課程建設(shè)

（一）建設(shè)目標(biāo)

本文以SPOC為教學(xué)形式，以混合式教學(xué)為教學(xué)方法，將優(yōu)質(zhì)的在線課程教學(xué)資源與傳統(tǒng)高校課堂有效銜接進(jìn)行混合式教學(xué)。在綜合影響教學(xué)效果因素的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)適合系統(tǒng)可行的基于SPOC的混合課堂教學(xué)模式及相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)，并在實(shí)踐驗(yàn)證后結(jié)合影響教學(xué)效果的因素進(jìn)行總結(jié)反思，給出高?；赟POC的地理信息系統(tǒng)教學(xué)模式實(shí)施系統(tǒng)化的相關(guān)策略。具體的課程教學(xué)框架如表1（見下頁）。

（二）建設(shè)內(nèi)容

1.導(dǎo)論。以高等教育出版社《地理信息系統(tǒng)概論》（第三版）為例，導(dǎo)論部分主要有GIS的基本概念、GIS的基本構(gòu)成、GIS的功能簡介、GIS的發(fā)展概況。老師在線下上機(jī)使用ARCGIS軟件平臺(tái)演示數(shù)據(jù)導(dǎo)入、分層管理、數(shù)據(jù)查詢等基本功能的操作。例如對(duì)地理信息的三大特征（空間特征、屬性特征、時(shí)序特征）的知識(shí)，學(xué)生可以通過軟件查看數(shù)據(jù)三大特征，直觀理解基本概念、基本特征等知識(shí)點(diǎn)。

2.空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?？臻g數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)兩種主要形式。這兩種數(shù)據(jù)形式有很大差別，例如在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼、空間分析方法、輸出圖形精度、適用研究范圍等方面存在差異。線上與線下課程輔導(dǎo)相結(jié)合，可以直接觀察，在應(yīng)用中體驗(yàn)，特別是在歐式距離分析和緩沖區(qū)分析的問題中，都能進(jìn)行關(guān)于距離的計(jì)算，但是前者的結(jié)果是柵格數(shù)據(jù)，后者的結(jié)果是矢量數(shù)據(jù)，只有通過軟件操作，才能理解其內(nèi)涵。

3.空間數(shù)據(jù)處理?？臻g數(shù)據(jù)處理中涉及很多處理過程，有幾何校正、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多元空間數(shù)據(jù)融合、空間數(shù)據(jù)壓縮和重分類、空間數(shù)據(jù)內(nèi)插等，每一種數(shù)據(jù)處理都與線下練習(xí)實(shí)踐相結(jié)合，有些處理如幾何校正需要結(jié)合遙感圖像處理軟件ENVI進(jìn)行操作。

4.空間分析原理與方法?？臻g分析原理的教學(xué)內(nèi)容都是實(shí)踐性很強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)，例如數(shù)字地形模型分析，基于線上視頻教學(xué)，結(jié)合線下上機(jī)練習(xí)，可以生成坡度圖、坡向圖、等高線圖、DEM模型、山體陰影圖、剖面線圖，進(jìn)行地形起伏度計(jì)算、地表粗糙度計(jì)算等，更方便學(xué)生進(jìn)行地理學(xué)研究。

5.GIS的應(yīng)用模型。GIS應(yīng)用模型的線上講授內(nèi)容比較抽象，學(xué)生對(duì)于概念的理解很困難，利用ARCGIS軟件建模工具直接進(jìn)行模型構(gòu)建，比如用地適宜性評(píng)價(jià)模型構(gòu)建，學(xué)生很容易理解概念、方法及步驟，還可以與土地資源評(píng)價(jià)課程相結(jié)合進(jìn)行實(shí)踐周教學(xué)。

6.GIS設(shè)計(jì)及產(chǎn)品輸出。GIS軟件有很多，國內(nèi)著名超圖集團(tuán)的SUPERMAP軟件，功能強(qiáng)大，尤其擅長傾斜攝影和三維動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)模擬，MAPGIS也享有盛名。國外軟件以ARCGIS為代表，也是我們學(xué)習(xí)的主打軟件，學(xué)生可以使用不同的軟件平臺(tái)，深入理解各類軟件的偏重點(diǎn)和設(shè)計(jì)思路，科學(xué)合理地進(jìn)行軟件評(píng)價(jià)，并為今后的軟件開發(fā)工作奠定基礎(chǔ)。另外結(jié)合ENVI、SKETCHUP等遙感和建筑領(lǐng)域的軟件，制作出版專題圖件，用于數(shù)據(jù)分析和學(xué)術(shù)研究。

參考文獻(xiàn)

[1]郭東艷，等.基于SPOC的混合式教學(xué)模式探究——以《中藥藥劑學(xué)》課程為例[J].現(xiàn)代中藥研究與實(shí)踐，2019，（4）：71-74.

[2]康葉欽.在線教育的“后MOOC時(shí)代”——SPOC解析[J].清華大學(xué)教育研究，2014，（2）：85-93.

Abstract：Taking the opportunity of the construction of the school-level online course of Geographic Information System，with the purpose of the in-depth reform of the teaching model，based on the existing construction foundation of the basic courses，this paper explores the online and offline mixed teaching model，which takes SPOC as the platform of curriculum resources.Practice proves that this model can better achieve the effective connection of online learning and offline classroom，as well as the use of course teaching resources for teaching activity design，students' independent deep learning and personalized learning.

Key words：Geographic Information System;online and offline mixed teaching;SPOC