“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程教學(xué)方法改革

李麗 李開鑫 楊毅 費(fèi)鮮蕓 周薇薇

[摘 要] 在新冠肺炎疫情得以控制的情況下，將線上、線下課堂優(yōu)勢互補(bǔ)，以“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程為例，對GIS類課程進(jìn)行了教學(xué)方法改革，提出了“線上+線下”混合教學(xué)模式。該教學(xué)模式綜合了“線上+線下”課堂教學(xué)的優(yōu)勢，提高了過程考核在課程總體考核中的占比，整體上提升了學(xué)生的課堂參與度，增強(qiáng)了積極性。“線上+線下”混合教學(xué)模式注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，解決了現(xiàn)有教學(xué)模式中存在的一些問題，為提高GIS類課程的教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量提供了參考。

[關(guān)鍵詞] 網(wǎng)絡(luò)GIS;網(wǎng)絡(luò)課程;混合教學(xué);教學(xué)質(zhì)量

[基金項(xiàng)目] 2020年度江蘇海洋大學(xué)教學(xué)改革研究項(xiàng)目“‘雨課堂與‘SoloLearn在‘網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)課程混合式教學(xué)中的實(shí)踐與應(yīng)用”（JGX2020002）

[作者簡介] 李 麗（1988—），女，山東泰安人，博士，江蘇海洋大學(xué)海洋技術(shù)與測繪學(xué)院講師，主要從事遙感生態(tài)應(yīng)用研究;李開鑫（1997—），男，江西贛州人，江蘇海洋大學(xué)2020級測繪與遙感工程專業(yè)碩士研究生（通信作者），研究方向?yàn)檫b感生態(tài)應(yīng)用;楊 毅（1986—），男，江蘇連云港人，博士，江蘇海洋大學(xué)海洋技術(shù)與測繪學(xué)院講師，主要從事地理信息系統(tǒng)構(gòu)建與研發(fā)。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）33-0073-04? ? [收稿日期] 2021-03-24

一、引言

2020年初，新型冠狀肺炎病毒在中國爆發(fā)，受疫情的影響，全國各高校的春季學(xué)期不得不延期開學(xué)。2020年1月29日，教育部提出“停課不停學(xué)”的建議，并于2月4日針對高校生在線學(xué)習(xí)，發(fā)布了《關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見》。此后，全國各高校掀起了線上課程教學(xué)的熱潮。目前，我國新冠肺炎疫情形勢控制良好，線上教學(xué)得以保留，線下教學(xué)得以開展，在移動互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)得以普及，且網(wǎng)絡(luò)已成為人們交流溝通、協(xié)同工作、獲取信息、開展決策的重要工具這一大背景下[1]，如何充分利用新時代的信息技術(shù)手段，有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源將“以學(xué)生為中心”、混合式教學(xué)的理念和方法推向更廣的范圍，成為一項(xiàng)新的研究課題。

國內(nèi)已有MOOC（慕課）、超星學(xué)習(xí)通、釘釘、騰訊課堂等線上平臺，新的線上授課平臺不斷涌現(xiàn)。這些平臺具有受眾廣、不受時空限制、開放性強(qiáng)等特點(diǎn)?；诰€上授課平臺，國內(nèi)各高校迅速有效地開展了線上教學(xué)任務(wù)，并取得了一定的成果。然而，線上教學(xué)有優(yōu)勢也有不足，其不足主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是課堂約束力差，不能達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)效果;二是互動效果差，教師與學(xué)生以及學(xué)生與學(xué)生之間無法面對面交流，影響學(xué)生學(xué)習(xí)積極性;三是教師無法觀察學(xué)生的課堂反應(yīng)，缺乏對學(xué)生知識接受度的了解，影響課程調(diào)整及授課質(zhì)量。

“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”是WebGIS開發(fā)的前期課程。該課程涉及GIS前端開發(fā)、地圖調(diào)用、數(shù)據(jù)庫連接等技術(shù)開發(fā)語言基礎(chǔ)。它服務(wù)于網(wǎng)站設(shè)計(jì)、后臺數(shù)據(jù)庫連接、接口調(diào)用等功能，是一門集計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動通信技術(shù)和地理信息技術(shù)等多學(xué)科相互交叉、融合、滲透而形成的學(xué)科領(lǐng)域廣、綜合性較強(qiáng)的專業(yè)課程，是地理信息科學(xué)專業(yè)中一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。因此，除了上述普通線上課程的教學(xué)不足之外，對實(shí)踐課程的實(shí)施效率較低也是“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程線上教學(xué)的不足之處。相比之下，傳統(tǒng)的課程教學(xué)在“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”的實(shí)踐課程上更具優(yōu)勢，但傳統(tǒng)的“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程教學(xué)也存在教學(xué)模式及課程考核方式單一等問題。

本文擬將線上與線下教學(xué)模式相結(jié)合，開展“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程“線上+線下”混合教學(xué)方法改革研究，將線上、線下兩種教學(xué)模式進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)，解決現(xiàn)有教學(xué)模式中存在的一些問題，為提高GIS類課程的教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量提供參考。

二、“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程教學(xué)現(xiàn)狀及問題分析

隨著GIS技術(shù)的發(fā)展，越來越多的高校開設(shè)了WebGIS課程。該課程教學(xué)內(nèi)容抽象，難度較大，教學(xué)效果并不理想，學(xué)生上課缺乏積極性。江蘇海洋大學(xué)海洋技術(shù)與測繪學(xué)院在本科第三學(xué)期開設(shè)了“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程，為WebGIS開發(fā)類課程的后續(xù)開設(shè)提供語言基礎(chǔ)。在防控新冠肺炎疫情的形勢下，該課程的教學(xué)方法目前存在以下問題。

（一）線上教學(xué)

線上教學(xué)的主要影響因素是網(wǎng)絡(luò)和學(xué)生自身的上課環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)因素首先是因?yàn)樵诜揽匦鹿诜窝滓咔榈男蝿菹?，線上教學(xué)的狂潮導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁擠;其次是線上教學(xué)平臺服務(wù)器不夠強(qiáng)大，導(dǎo)致線上教學(xué)卡頓;最后是有些學(xué)生沒有上網(wǎng)條件，山區(qū)網(wǎng)絡(luò)信號不好。學(xué)生自身上課環(huán)境因素主要是指學(xué)生不易有安靜舒適且不被打擾的上課環(huán)境。因此，“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”線上教學(xué)具有以下幾點(diǎn)不足。

1.課堂約束力差。線上課堂多以教師為中心，主要是教師講，學(xué)生聽。學(xué)生的主觀選擇范圍較大，教師在授課過程中受網(wǎng)絡(luò)及學(xué)生自身上課的影響，不能觀察到所有學(xué)生，學(xué)生不易被教師的授課內(nèi)容及表達(dá)形式吸引，同時，教師不能通過學(xué)生的眼神、語調(diào)等因素對學(xué)生進(jìn)行監(jiān)管。在這種教學(xué)形式下，學(xué)生容易走神，甚至?xí)雠c課堂無關(guān)的事宜，從而導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)效率不高，不能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

2.互動效果差。線上課堂互動受學(xué)生自身上課的影響，有些學(xué)生不方便參與課堂互動，教師在課堂上發(fā)起的互動只有部分學(xué)生參與，學(xué)生與學(xué)生之間存在討論障礙[2]。因此，線上課堂不利于學(xué)生協(xié)同合作解決問題能力的培養(yǎng)，降低了學(xué)習(xí)的積極性。

3.實(shí)驗(yàn)課程不直觀，知識接收度不易掌握。教師在理論課堂上一般通過課堂提問、課堂練習(xí)及課后作業(yè)等方式了解學(xué)生對知識的接受度，在實(shí)驗(yàn)課程則通過直接觀察學(xué)生的現(xiàn)場編碼表現(xiàn)。教師依據(jù)學(xué)生的課堂接受度反饋對后續(xù)課程做出調(diào)整，但是線上課堂由于課堂約束力差、互動效果不好、實(shí)驗(yàn)課程不直觀，繼而影響了教師預(yù)測學(xué)生對知識的接受度，因此不能及時進(jìn)行課堂調(diào)整，最終影響了授課質(zhì)量。

（二）線下教學(xué)

1.教學(xué)模式單一。近年來，盡管多媒體教學(xué)方式已經(jīng)普及，素質(zhì)教育也在不斷提倡，但仍舊沒有離開教師教、學(xué)生學(xué)，學(xué)生圍繞教師這種教學(xué)模式[3]。學(xué)生一味緊跟教師上課的步伐，沒有時間進(jìn)行思考與討論，缺少學(xué)習(xí)主動性，“只知其一不知其二”，導(dǎo)致學(xué)生對課程失去興趣，被動學(xué)習(xí)。而“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，需要學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考與操作，如果只是跟隨教師的步伐學(xué)生就不能牢固掌握知識點(diǎn)。

2.課程內(nèi)容太多，授課時間有限。“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程共32學(xué)時，其中16學(xué)時理論課，16學(xué)時實(shí)驗(yàn)課，但“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程的知識體系龐大繁雜，實(shí)現(xiàn)方式多樣，其課程內(nèi)容包含了3種開發(fā)語言（HTML、CSS和Javascript），教學(xué)大綱要求學(xué)生掌握并熟練運(yùn)用這3種語言。因此，教師要在16個理論學(xué)時內(nèi)講授3種開發(fā)語言的知識點(diǎn)，且包含多種復(fù)雜問題的處理。要在16個學(xué)時內(nèi)將這些理論知識詳細(xì)講授存在較大困難，如果單憑課上講授，不僅學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣會下降，而且也很難消化這么龐雜的內(nèi)容。理論知識沒有得到很好的鞏固，實(shí)踐操作也必定要受到影響。

3.學(xué)生基礎(chǔ)相差較大，學(xué)習(xí)主動性不足。由于學(xué)生生源的多樣化，學(xué)生基礎(chǔ)相差較大，對課程的授課內(nèi)容要求不一致。有的學(xué)生受興趣的影響，對編程知識有一定的了解，課堂上思維活躍，能較好地消化授課內(nèi)容;有的學(xué)生基礎(chǔ)較差，聽起課來感覺吃力;還有一些學(xué)生對于編程會產(chǎn)生膽怯心理，擔(dān)心跟不上教師的節(jié)奏，影響其對知識點(diǎn)的理解與掌握[4]。除此之外，計(jì)算機(jī)編程語言學(xué)習(xí)枯燥乏味，學(xué)生基礎(chǔ)不一，導(dǎo)致學(xué)生對“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程的學(xué)習(xí)自覺性和主動性不足。受到授課時間的限制，教師往往難以照顧到全部學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，這也使得課堂與實(shí)踐操作出現(xiàn)師生不同步的現(xiàn)象。

4.課程考核方式單一?！熬W(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程傳統(tǒng)考核方式一般為平時成績+作業(yè)完成情況+期末考試成績，而期末考試又往往占到60%以上的比重，缺乏對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力與過程學(xué)習(xí)的考核，最終導(dǎo)致學(xué)生忽視了過程學(xué)習(xí)的重要性[5]。

因此，必須打破“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀，提高學(xué)生的積極性，增加學(xué)習(xí)興趣。本文以線下課堂為主，利用“雨課堂”教學(xué)工具營造“同步教學(xué)”的氛圍，增加學(xué)生的課堂參與感，提升學(xué)生的聽課專注力和學(xué)習(xí)積極性。課下通過SoloLearn等課下學(xué)習(xí)App建立“異步教學(xué)”的通道，提升學(xué)生合理分配時間及自主、超前學(xué)習(xí)的能力。項(xiàng)目整體以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)過程評價，更加注重對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的考核。

三、“線上+線下”混合教學(xué)方式改革

針對上述提到的“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程目前教學(xué)中存在的問題，將線上、線下兩種教學(xué)模式進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)，開展“線上+線下”混合教學(xué)方法改革研究。

（一）學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)

學(xué)生進(jìn)行線上學(xué)習(xí)主要有兩種方式。教師根據(jù)教學(xué)大綱要求與教學(xué)內(nèi)容，選擇教學(xué)資料發(fā)送給學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，并通過線上平臺發(fā)布預(yù)習(xí)及作業(yè)題庫，課上通過查看學(xué)生預(yù)習(xí)及作業(yè)題庫的完成度和錯題率，判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對重難點(diǎn)及存在的問題進(jìn)行講解，將完成度、錯題率折算計(jì)入平時成績。教師還可以根據(jù)教學(xué)大綱與教學(xué)內(nèi)容，選擇與課程內(nèi)容高度相關(guān)的學(xué)習(xí)軟件，讓學(xué)生進(jìn)行課前、課后自主學(xué)習(xí)并完成習(xí)題，獲取積分，最后將軟件中的累計(jì)積分折算計(jì)入平時成績。這兩種方式都可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力。

在“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程的實(shí)際教學(xué)中，課前教師可以利用“雨課堂”線上教學(xué)平臺，根據(jù)教學(xué)大綱整理教學(xué)資源（包括網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源及自制學(xué)習(xí)內(nèi)容等），通過線上平臺發(fā)布學(xué)生預(yù)習(xí)材料（視頻、習(xí)題、語音講解等），學(xué)生根據(jù)要求完成學(xué)習(xí)任務(wù)（包括課前作業(yè)和課后作業(yè)），并提出問題，教師可以在線上進(jìn)行答疑解惑。課后教師根據(jù)平臺統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié)，根據(jù)學(xué)習(xí)情況完善教學(xué)計(jì)劃，并準(zhǔn)備后續(xù)課堂教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。學(xué)生可以利用SoloLearn App在碎片時間內(nèi)隨時隨地完成課堂內(nèi)容的復(fù)習(xí)并完成習(xí)題（例如在路上或排隊(duì)時，可以利用手機(jī)、平板學(xué)習(xí)，也可以在電腦上學(xué)習(xí)）。SoloLearn提供了HTML、CSS、JavaScript、SQL、python等多種編程語言，同時具備積分獎勵、挑戰(zhàn)等功能，可以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）線下課堂討論、講解與實(shí)踐

線下課堂主要包括線下理論課堂及線下實(shí)驗(yàn)課堂，線下理論課堂又可分解為課堂討論、教學(xué)內(nèi)容重難點(diǎn)及問題講解兩部分。

課堂討論可以讓學(xué)生進(jìn)行分組共享學(xué)習(xí)成果并討論解決問題，總結(jié)組內(nèi)的學(xué)習(xí)問題，等候教師問詢并發(fā)言。小組活躍度及成員發(fā)言人可以采用積分制，學(xué)期末將積分折算計(jì)入平時成績。教學(xué)內(nèi)容重難點(diǎn)及問題講解是指教師根據(jù)教學(xué)大綱及教學(xué)內(nèi)容對課程的重難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行講解，同時對學(xué)生存在的問題進(jìn)行具體分析。課堂討論能夠讓學(xué)生分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，并對學(xué)習(xí)內(nèi)容及存在的問題加深印象，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，提升學(xué)生的課堂參與感，體驗(yàn)共同進(jìn)步的成就感，后續(xù)聽教師講解時，更容易集中注意力。

在“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”實(shí)際教學(xué)過程中，課上主要以線下的課堂教學(xué)為主，理論課程通過多媒體進(jìn)行理論講授，部分內(nèi)容也可播放教學(xué)視頻，將學(xué)生在預(yù)習(xí)自學(xué)中遇到的問題、涉及的知識重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行精心講解?！耙詫W(xué)生為中心”，通過考勤、隨堂問答、測驗(yàn)、討論等方式與學(xué)生進(jìn)行實(shí)時互動，通過學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)了解學(xué)生對知識的接受度，提高學(xué)生的課堂參與度。實(shí)驗(yàn)課堂可以通過“雨課堂”線上平臺發(fā)布“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的內(nèi)容進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)并完成教師布置的任務(wù)，最終提交實(shí)驗(yàn)報告，實(shí)驗(yàn)報告的完成情況折算成積分計(jì)入平時成績。學(xué)生通過線下實(shí)驗(yàn)課堂鞏固理論知識，培養(yǎng)對知識的實(shí)際應(yīng)用能力;教師則依據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)及學(xué)生解決疑難問題的能力，預(yù)測學(xué)生的知識接受度，從而對后續(xù)課程內(nèi)容做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

（三）考核方式改革

在“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程的實(shí)際教學(xué)中，采用“線上+線下”混合式教學(xué)過程考核模式，包括平時成績及期末成績兩部分，兩者各占50%。其中，平時成績主要包括考勤、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報告、課堂表現(xiàn)、線上學(xué)習(xí)（課前預(yù)習(xí)及課后作業(yè)）五部分，每部分的成績各占10%。期末成績則采用開放式考核形式，包括課程作品與作品說明報告，兩者各占25%，教師出2～3個難易等級不同的綜合題目，不同的題目積分不同，學(xué)生自選完成題目，最終提交作品及作品說明報告。教師通過綜合評判學(xué)生所選題目的等級、提交的作品質(zhì)量及作品說明報告的優(yōu)劣，計(jì)算期末成績。

“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程的過程考核提高了平時成績的占比，提高了過程考核在教學(xué)中的比例，讓學(xué)生意識到平時學(xué)習(xí)的重要性，從而全過程、全身心的投入課堂，更加注重平時的學(xué)習(xí)、課堂表現(xiàn)及知識積累，認(rèn)真仔細(xì)地看待學(xué)習(xí)過程中的每一個環(huán)節(jié)。期末的考核方式與平時的考試方式不同，期末采用開放式考核方式，這種方式更適用于“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”這種編程類課程，有利于培養(yǎng)學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力。

四、結(jié)語

在防控新冠肺炎疫情形勢下，線上教學(xué)發(fā)揮了巨大優(yōu)勢。目前，在新冠肺炎疫情得以控制的情況下，本文綜合分析了“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程線上與線下課堂的現(xiàn)狀與不足，提出了“線上+線下”混合式教學(xué)改革模式。該模式綜合了線上及線下教學(xué)方式的優(yōu)勢，并對存在的一些問題進(jìn)行了改革，在考核方式上提高了過程考核所占的比例，整體上提升了學(xué)生的課堂參與度，注重對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。當(dāng)然，“線上+線下”混合式教學(xué)模式還存在不足之處，教師要把“網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)基礎(chǔ)”課程做到完美，就要以學(xué)生為中心，根據(jù)他們的特點(diǎn)、基礎(chǔ)和實(shí)際情況，做出線上、線下及課后實(shí)踐環(huán)節(jié)貼合學(xué)生學(xué)習(xí)情況的課程，以實(shí)際網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)項(xiàng)目作為載體，充分鍛煉學(xué)生理論與實(shí)際相結(jié)合的能力。

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Teaching Methods Reform of Web GIS Development Basics

LI Li， LI Kai-xin， YANG Yi， FEI Xian-yun， ZHOU Wei-wei

（School of Marine Technology and Geomatics， Jiangsu Ocean University， Lianyungang，

Jiangsu 222005， China）

Abstract： With COVID-19 under control to a certain extent， the advantages of online and offline classroom become more complementary. Taking the course of “Web GIS development basics” as an example， this paper suggests the teaching method be improved， and proposes the “Online + offline” mixed teaching mode. The mode not only integrates the advantages of online and offline classes， but also emphasizes the importance of learning process， and encourages students to greater participation and enthusiasm in class. At the same time， this mixed teaching mode also focuses on the cultivation of students comprehensive ability， and solves some problems in the present teaching mode. Therefore， this teaching mode is of great significance and will provide a good reference for improving the teaching efficiency and quality of GIS courses.

Key words： Web GIS; network course; online and offline mixed teaching; teaching quality