GIS專業(yè)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)數(shù)學(xué)模式設(shè)計(jì)與應(yīng)用

梁偉

[摘 要] 高等學(xué)校地理信息系統(tǒng)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量與社會(huì)需求之間長期存在一定的矛盾。為了提升學(xué)生的綜合素質(zhì)特別是創(chuàng)新能力，以陜西師范大學(xué)“GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”課程為例，通過在教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，通過文獻(xiàn)閱讀法、溝通交流法、觀察法和問卷調(diào)查法，構(gòu)建了GIS專業(yè)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式。該模式核心從“一個(gè)界面、兩個(gè)對(duì)象、三維目標(biāo)、四個(gè)階段”予以體現(xiàn)，并給出了從項(xiàng)目選題、開展實(shí)施到綜合評(píng)價(jià)完整的實(shí)施方案和考核評(píng)價(jià)體系。應(yīng)用實(shí)踐證明，該模式強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生的知識(shí)、能力、態(tài)度、情感、素質(zhì)、成果等學(xué)習(xí)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)，提高了GIS專業(yè)的學(xué)生綜合素質(zhì)特別是創(chuàng)新能力，對(duì)其他專業(yè)培養(yǎng)實(shí)踐型人才有一定的借鑒意義。

[關(guān)鍵詞] 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng);教學(xué)模式;GIS課程教學(xué)

[基金項(xiàng)目] 2017年度陜西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“黃土高原典型流域生態(tài)水文過程演變規(guī)律及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究”（2017JM4011）

[作者簡介] 梁 偉（1981—），男，陜西周至人，博士，陜西師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院副教授，主要從事遙感生態(tài)水文與信息地理學(xué)研究。

[中圖分類號(hào)] G642? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2021）36-0137-04? ? [收稿日期] 2021-06-26

一、研究背景

現(xiàn)如今信息化時(shí)代實(shí)現(xiàn)了多元信息的交互和網(wǎng)絡(luò)資源的共享，教師和學(xué)生獲取知識(shí)技能的途徑更加多樣化，傳統(tǒng)的以教師為教學(xué)中心的教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才成為從基礎(chǔ)教育到高等教育的目標(biāo)之一。創(chuàng)新型人才培養(yǎng)應(yīng)重視學(xué)生的綜合知識(shí)應(yīng)用能力、動(dòng)手實(shí)踐能力及自主學(xué)習(xí)能力，教師不再作為教學(xué)環(huán)節(jié)的主體去直接決定學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容和方式，而是引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索。在這種教學(xué)模式下學(xué)生成為主體，教師處于主導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生完成一個(gè)真實(shí)存在的項(xiàng)目、課題或大作業(yè)，學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中應(yīng)用知識(shí)、掌握技能，進(jìn)而提升自己。本文提出一種新的GIS項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，對(duì)陜西師范大學(xué)2016級(jí)、2017級(jí)和2018級(jí)地理信息科學(xué)專業(yè)連續(xù)三屆開展教學(xué)改革，采取文獻(xiàn)閱讀法、觀察法、問卷調(diào)查法和訪談法等，研究分析項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)施情況，討論反思項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)施效果，評(píng)價(jià)新的教學(xué)模式對(duì)GIS專業(yè)本科生教學(xué)質(zhì)量的提升，并期望能被其他專業(yè)和課程所借鑒。

二、GIS專業(yè)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

地理信息系統(tǒng)簡稱GIS（Geographic Information System），是近20年來新興的一門集地理學(xué)、計(jì)算機(jī)、遙感技術(shù)和地圖學(xué)于一體的交叉學(xué)科，主要培養(yǎng)具備地理信息系統(tǒng)與地圖學(xué)、遙感技術(shù)等方面的基本理論與技能，在資源管理、空間規(guī)劃、城市建設(shè)等部門從事與GIS有關(guān)的應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)管理等工作的高級(jí)專門人才。它是一門應(yīng)用技術(shù)專業(yè)，其出現(xiàn)和發(fā)展在很大程度上是在應(yīng)用推動(dòng)下日趨完善的，地理信息系統(tǒng)本身就是一門多技術(shù)、多學(xué)科交叉，實(shí)踐性和理論性緊密結(jié)合的學(xué)科，既和軟件技術(shù)開發(fā)緊密結(jié)合，又需要有極強(qiáng)的動(dòng)手能力。由此可見GIS學(xué)科對(duì)教師及學(xué)生的實(shí)踐能力和技術(shù)開發(fā)水平都提出了非常高的要求。

在我國多所大學(xué)的實(shí)際教學(xué)狀況中，大多數(shù)院校的GIS專業(yè)強(qiáng)調(diào)地理信息系統(tǒng)知識(shí)的完整性和系統(tǒng)性，側(cè)重講授知識(shí)的科學(xué)原理和抽象應(yīng)用，相比之下，這種教學(xué)方式更加適合研究生教學(xué)和培養(yǎng)研究型人才[1]。而綜合性研究型本科院校的本科生教育，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和應(yīng)用能力，傳統(tǒng)的教學(xué)方法教學(xué)效果并不理想。一些高校在課程實(shí)踐教學(xué)中率先開始使用面向?qū)ｎ}應(yīng)用的實(shí)踐教學(xué)模式，突出學(xué)生在專題應(yīng)用情境等實(shí)踐中學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用技能培養(yǎng)[2]，要求學(xué)生必須在GIS實(shí)驗(yàn)室中完成一定的研究實(shí)驗(yàn)課程，并提供有關(guān)于GIS軟件等課程供選修。陜西師范大學(xué)于2000年開設(shè)GIS專業(yè)，“GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”是專業(yè)的核心骨干課程，為了提高本科生的創(chuàng)新與實(shí)踐應(yīng)用能力，在“GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”課程中實(shí)施GIS專業(yè)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，并應(yīng)用到2016級(jí)、2017級(jí)和2018級(jí)三級(jí)教學(xué)工作中。

三、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式設(shè)計(jì)

（一）項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的概念

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法目前尚無明確的概念界定，它既是一種課程模式，又是一種教學(xué)方法，通常是指在教學(xué)過程中引入項(xiàng)目案例，師生通過共同實(shí)施一個(gè)完整的“項(xiàng)目”工作而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)[3]。在“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”教學(xué)過程中，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，將所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際的項(xiàng)目研發(fā)中，使學(xué)生一直處于主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、相互學(xué)習(xí)、積極溝通和不斷實(shí)踐的學(xué)習(xí)環(huán)境中[4]。目前對(duì)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式研究中，鮮有對(duì)項(xiàng)目、學(xué)生與教師三者間互動(dòng)模式開展研究，這使得該模式在選題、師生互動(dòng)、考核評(píng)價(jià)等諸多方面存在問題。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)應(yīng)是學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，選擇在自身興趣意愿范圍內(nèi)難度與自己能力相符的一個(gè)項(xiàng)目、課題或大作業(yè)，并在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立自主的實(shí)施并完成的一種模式方法。基于此，本研究結(jié)合地理信息專業(yè)的實(shí)際，提出以“興趣引導(dǎo)—合作學(xué)習(xí)—分享交流—成果展示—多元評(píng)價(jià)”為一體的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式。該方法重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，將學(xué)習(xí)從課堂延伸到生活實(shí)際，主張以團(tuán)隊(duì)為單位，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中實(shí)踐，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)。主要包括三個(gè)過程，對(duì)教師而言是：模式構(gòu)建、過程調(diào)控和評(píng)價(jià)考核;對(duì)學(xué)生而言是項(xiàng)目選題、交流協(xié)作和成果匯報(bào)。

（二）項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式構(gòu)建

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，教師和學(xué)生構(gòu)成了“兩個(gè)研究對(duì)象”。但師生并不作為獨(dú)立的對(duì)象而存在，而是通過連續(xù)的反饋和調(diào)節(jié)來完成師生間的交互。在虛擬的“師生交互界面”，學(xué)生向教師反饋問題，教師向?qū)W生提供指導(dǎo)、幫助、協(xié)調(diào)和監(jiān)控，最終實(shí)現(xiàn)“知識(shí)與技能”“過程與方法”“情感、態(tài)度、價(jià)值觀”的“三維目標(biāo)”提升。該過程模式可概括為“一個(gè)界面、兩個(gè)對(duì)象、三維目標(biāo)、四個(gè)階段”。具體實(shí)施（見圖1）分為以下四個(gè)階段。