高等教育院?！兜乩硇畔⑾到y(tǒng)》課程教學(xué)改革路徑

陳凌偉

（唐山師范學(xué)院，河北 唐山 063000）

客觀角度來(lái)看，《地理信息系統(tǒng)》作為高校中的一門(mén)重要的交叉性學(xué)科，不但和地理學(xué)、測(cè)繪科學(xué)、地圖學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)以及數(shù)學(xué)教學(xué)之間密切相關(guān)，而且也涉及到了資源學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃以及環(huán)境科學(xué)等多個(gè)專(zhuān)業(yè)與學(xué)科知識(shí)。所以，做好本課程教學(xué)工作意義重大。然而，結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，《地理信息系統(tǒng)》教學(xué)當(dāng)中存在諸多問(wèn)題，這也使得學(xué)生常常難以把握課程知識(shí)要點(diǎn)并且實(shí)踐學(xué)習(xí)效果不佳，嚴(yán)重阻礙了本課程育人效能的發(fā)揮。面對(duì)此情況，我們有必要正視《地理信息系統(tǒng)》教學(xué)的不足之處，在此基礎(chǔ)上，對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)模式等加以針對(duì)性的革新，從而在保證教學(xué)有效性的同時(shí)，為各個(gè)相關(guān)專(zhuān)業(yè)和相關(guān)課程教學(xué)的良好推進(jìn)鋪路搭橋。

一、《地理信息系統(tǒng)》課程教學(xué)的現(xiàn)狀問(wèn)題

《地理信息系統(tǒng)》（Geographic Information System）作為GIS 技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的融合體，是一門(mén)理實(shí)并重、交叉性強(qiáng)、實(shí)踐性高以及發(fā)展速度快的學(xué)科，故而對(duì)于教與學(xué)的方法有著很高的要求，這也使得課程教學(xué)存在諸多問(wèn)題。

（一）課程學(xué)習(xí)難度較大

本課程涉及面較廣，包含了地理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)以及遙感科學(xué)等多方面的內(nèi)容，這給學(xué)生的課程學(xué)習(xí)帶來(lái)一定挑戰(zhàn)。結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，隨著高等教育“寬口徑、厚基礎(chǔ)”以及“大類(lèi)招生”等方面改革的推進(jìn)，選修《地理信息系統(tǒng)》的學(xué)生越來(lái)越多。這其中不但包括了地質(zhì)類(lèi)、地理類(lèi)以及環(huán)境類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生，而且也包括了社會(huì)學(xué)、歷史學(xué)、醫(yī)學(xué)以及物理學(xué)等專(zhuān)業(yè)學(xué)生。由于不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生在學(xué)科基礎(chǔ)方面的差異性較大，造成其在專(zhuān)業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)以及認(rèn)知能力方面各有不同，給本課程教學(xué)的良好推進(jìn)帶來(lái)巨大影響。

（二）操作訓(xùn)練推進(jìn)不佳

其次，《地理信息系統(tǒng)》作為一門(mén)理實(shí)兼?zhèn)涞恼n程，理論性、實(shí)踐性以及科學(xué)性較高，所以，在教學(xué)實(shí)踐中，必須要做到理實(shí)并重，只有這樣才能保證課程育人效果的良好發(fā)揮。然而，受到課時(shí)等因素的影響，教師往往難以對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有效講解和輔導(dǎo)。尤其是在實(shí)踐練習(xí)環(huán)節(jié)，如何給學(xué)生提供良好的實(shí)踐指導(dǎo)和練習(xí)輔導(dǎo)，是擺在課程教師面前的一道難題。

（三）教學(xué)方法有待優(yōu)化

在科技飛速發(fā)展的背景下，GIS 技術(shù)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，升級(jí)和換代速度也在不斷加快。在此背景下，《地理信息系統(tǒng)》課程內(nèi)容也在不斷擴(kuò)展和翻新。隨之而來(lái)的是，學(xué)習(xí)難度的加大，內(nèi)容深度的加強(qiáng)。而結(jié)合教學(xué)實(shí)情來(lái)看，以往言語(yǔ)直輸?shù)慕虒W(xué)方式并不能有效保證教學(xué)的質(zhì)量和容量，所以如何落實(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)以及模式方面的革新，也是本課程教學(xué)改革亟須處理的問(wèn)題。

（四）課程考評(píng)需要完善

在高等教育中，考評(píng)作為重要一環(huán)，對(duì)于課程教學(xué)實(shí)效有著直接性的影響，《地理信息系統(tǒng)》也不例外。然而，在本課程中考評(píng)通常都是以筆試考評(píng)為中心，在此基礎(chǔ)上，兼顧課堂表現(xiàn)以及操作訓(xùn)練等方面的考評(píng)，這也使得很多學(xué)生產(chǎn)生“唯分論”的思想，嚴(yán)重阻礙了考評(píng)教育促進(jìn)效能的發(fā)揮。與此同時(shí)，主體單一以及模式固化等問(wèn)題的存在，也嚴(yán)重影響了學(xué)生GIS 學(xué)習(xí)的熱情，使得教學(xué)效果不盡人意。

二、《地理信息系統(tǒng)》課程教學(xué)的改革路徑

（一）甄選內(nèi)容，搭建認(rèn)知結(jié)構(gòu)

在《地理信息系統(tǒng)》教學(xué)實(shí)踐中，我們的教法模式切不可圍繞孤立知識(shí)點(diǎn)內(nèi)涵的強(qiáng)調(diào)來(lái)展開(kāi)，而是要注重學(xué)生整體認(rèn)知結(jié)構(gòu)的搭建，以此來(lái)進(jìn)一步保證教學(xué)實(shí)效，為學(xué)生課程認(rèn)知的加深、課程技能的掌握奠基。而若想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的話，我們有必要做好教學(xué)內(nèi)容方面的甄選工作，明確各個(gè)知識(shí)點(diǎn)以及具體操作在整體知識(shí)框架當(dāng)中的具體位置與地位，使學(xué)生能夠逐步了解其中的互動(dòng)聯(lián)系，在新知以及舊知之間逐步架構(gòu)起一條堅(jiān)固的橋梁。具體來(lái)說(shuō)，教師要秉承“從零教起”的理念，結(jié)合課程知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)行逐一化的詳細(xì)講解與介紹。同時(shí)，要在減少知識(shí)講授時(shí)間的同時(shí)，把重點(diǎn)放在那些GIS 關(guān)鍵概念以及關(guān)鍵原理的講解當(dāng)中。在此基礎(chǔ)上，要多增加一些趣味性的互動(dòng)探討環(huán)節(jié)，以此來(lái)激起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，點(diǎn)燃他們?cè)谒季S與意識(shí)方面的火花。例如，在講授“數(shù)據(jù)的采集與處理”時(shí)，我們可從4D 產(chǎn)品方向著手，依據(jù)信息手段之便展示一些4D 產(chǎn)品的制備技術(shù)方面的圖片或音頻，在此基礎(chǔ)上，指引學(xué)生結(jié)合視聽(tīng)資源進(jìn)行有效探討，然后引出數(shù)字視圖、遙感影像以及DEM 數(shù)據(jù)等方面的知識(shí)點(diǎn)。通過(guò)此舉來(lái)搭建一個(gè)節(jié)奏緊湊、互動(dòng)有效以及視聽(tīng)一體化的GIS 課堂，讓學(xué)生能夠在自己熟悉且喜愛(ài)的信息手段推動(dòng)下以及互相探討分析的帶領(lǐng)下，去更加便捷和深刻地把握章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)涵精髓。

（二）優(yōu)化案例，強(qiáng)化應(yīng)用分析

在以往的教學(xué)中，很多GIS 教師不但希望強(qiáng)化學(xué)生在本課程方面的基礎(chǔ)能力，而且也希望能夠?qū)崿F(xiàn)他們學(xué)科連通能力的提升目標(biāo)，從而為他們專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)以及專(zhuān)業(yè)發(fā)展鋪路搭橋。但是，他們往往都將課時(shí)花費(fèi)在了某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講解之上，并沒(méi)有結(jié)合有效的案例進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的剖析講解與應(yīng)用實(shí)踐。與此同時(shí)，在案例運(yùn)用方面，也往往存在過(guò)于復(fù)雜或者過(guò)于陳舊等問(wèn)題，學(xué)生很難從中獲得良好的學(xué)習(xí)參照。因此，如何保證案例的引入數(shù)量與應(yīng)用質(zhì)量，使我們有必要思考的問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，我們有必要結(jié)合課程教學(xué)特點(diǎn)，引入一些實(shí)踐性、實(shí)用性和生活性較強(qiáng)的GIS 案例。在此基礎(chǔ)上，我們可將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)等教學(xué)方法引入到課堂當(dāng)中，指引學(xué)生圍繞具體案例，進(jìn)行層次化的研究和分析。如我們可引入“本地教育資源均衡性規(guī)劃”的案例，指引學(xué)生結(jié)合所學(xué)內(nèi)容，從相關(guān)背景、動(dòng)態(tài)問(wèn)題、數(shù)據(jù)來(lái)源、研究方法、結(jié)果分析等多個(gè)層面展開(kāi)分析和探討，在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生做好案例研究微型報(bào)告的撰寫(xiě)工作。通過(guò)此舉，來(lái)為學(xué)生搭建一個(gè)良好的新知運(yùn)用、技能輸出平臺(tái)，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的理解，強(qiáng)化他們利用GIS 分析以及處理實(shí)際問(wèn)題的能力，從而讓教學(xué)效果得到有序化提升。

（三）信息改革，提升教育實(shí)效

如今，在高等教育改革深入推進(jìn)的形勢(shì)下，教育信息化已經(jīng)成為《地理信息系統(tǒng)》教學(xué)的重要改革趨勢(shì)。對(duì)此，我們有必要圍繞多媒體、微課以及網(wǎng)絡(luò)等手段來(lái)對(duì)本課程教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)模式加以革新，從而以開(kāi)拓創(chuàng)新的舉措來(lái)進(jìn)一步保證教學(xué)實(shí)效。

1.依托媒體手段，強(qiáng)化課程認(rèn)知

在信息化時(shí)代，多媒體作為一種最為常見(jiàn)的教輔手段，有著趣味性強(qiáng)、直觀簡(jiǎn)潔等特點(diǎn)，能夠以圖表、音頻以及影響等方式來(lái)將GIS 知識(shí)加以形象展現(xiàn)，為學(xué)生提供豐富有趣的GIS 學(xué)習(xí)參照，進(jìn)而使他們能夠更加便捷和更加深刻地體悟到相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)涵要義，實(shí)現(xiàn)深化其課程認(rèn)知和提高教學(xué)有效性的目標(biāo)。對(duì)此，在教學(xué)實(shí)踐中，我們也要落實(shí)該手段的引入工作，讓GIS 課堂變得既精彩又高效。例如，在講授GPS、RS 以及GIS 集成的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，我們可依托媒體手段之便，一方面展示諸如北斗、GPS、格洛納斯以及伽利略等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的介紹視頻，與學(xué)生一同對(duì)其定位精度、在軌數(shù)量等進(jìn)行對(duì)比，以此來(lái)激起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，引出GPS 集成等內(nèi)容；另一方面也可展示3S 移動(dòng)測(cè)量車(chē)、RTM 測(cè)量車(chē)以及車(chē)載導(dǎo)航等方面的圖片，通過(guò)此舉來(lái)搭建一個(gè)生活與GIS 集成化之間的橋梁，結(jié)合相關(guān)實(shí)物來(lái)帶領(lǐng)學(xué)生更好地認(rèn)知三種技術(shù)的集成特點(diǎn)，讓學(xué)生能夠在自己熟悉且喜愛(ài)的多媒體手段下寓學(xué)于樂(lè)并且獲得深刻認(rèn)知。

2.借助微課手段，混合翻轉(zhuǎn)教學(xué)

《地理信息系統(tǒng)》當(dāng)中有很多實(shí)踐性強(qiáng)的內(nèi)容，這也凸顯了強(qiáng)化操作訓(xùn)練的重要性。然而，由于操作部分的課時(shí)占比通常較低，很難獲得好的教學(xué)收益。對(duì)此，我們不妨將視角放在微課之上，依托其操作簡(jiǎn)便、針對(duì)性強(qiáng)以及內(nèi)容精煉等特點(diǎn)，來(lái)對(duì)GIS 操作練習(xí)環(huán)節(jié)的教育進(jìn)行混合式的革新，讓教學(xué)實(shí)效得到進(jìn)一步提升。具體來(lái)說(shuō)，在教學(xué)實(shí)踐中，我們要本著混合式的教育思路，一方面可針對(duì)理論模塊做好言語(yǔ)講授工作，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)視聽(tīng)資源，設(shè)計(jì)相應(yīng)的章節(jié)微課，然后借助其暫停、回放以及循環(huán)播放等功能來(lái)將關(guān)鍵的操作模塊加以呈現(xiàn)。接著，我們一方面可指引學(xué)生結(jié)合微課來(lái)展開(kāi)GIS 操作練習(xí)；另一方面也可指引學(xué)結(jié)合微課來(lái)進(jìn)行課后的GIS知識(shí)復(fù)習(xí)或?qū)嶒?yàn)練習(xí)，通過(guò)此舉來(lái)讓他們能夠更好地利用碎片化時(shí)間以及實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的復(fù)習(xí)與練習(xí)，從真正意義上借鑒操作環(huán)節(jié)教學(xué)中課時(shí)不夠用、練習(xí)效率不高等問(wèn)題。

除此之外，我們也可依托微課之便來(lái)打造一個(gè)翻轉(zhuǎn)式的GIS 課堂，讓學(xué)生能夠走向教學(xué)主位，依托自己活著同伴間的力量來(lái)進(jìn)行GIS 知識(shí)點(diǎn)的探究、分析和實(shí)踐，從而使他們能夠感受到知識(shí)點(diǎn)的生成過(guò)程，推動(dòng)其專(zhuān)業(yè)能力的有序化提升。例如，在講授時(shí)空數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，我們可首先結(jié)合學(xué)生在興趣愛(ài)好、課程基礎(chǔ)等方面的實(shí)情，本質(zhì)異組同質(zhì)原則，在班內(nèi)劃出多個(gè)4-6 人的GIS 小組并保證各組內(nèi)部?jī)?yōu)差生比例趨于均衡，通過(guò)此舉來(lái)構(gòu)建一個(gè)整體帶動(dòng)和提升的課堂。在此基礎(chǔ)上，我們可展示一個(gè)“案例+任務(wù)分析”形式的微課。其中，案例可以是“共享電車(chē)的GPS 路線時(shí)空數(shù)據(jù)”，任務(wù)則可以設(shè)成“分析共享電車(chē)騎行路線時(shí)空數(shù)據(jù)，分析其管理與調(diào)度方法”。然后，我們可指引各組結(jié)合所學(xué)認(rèn)知，積極搜集資料并一同分析思考和探究結(jié)論。最后，我們可指引各組依次闡述結(jié)論并在其相互補(bǔ)充看法的基礎(chǔ)上，結(jié)合其中的閃光點(diǎn)和不足點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)性點(diǎn)評(píng)。通過(guò)此舉不但能夠保證GIS 教學(xué)的趣味性和有效性，而且還能為學(xué)生協(xié)作、創(chuàng)新、實(shí)踐以及處理問(wèn)題等能力的發(fā)展奠基，可謂是一舉多得。

（四）完善考評(píng)，鞏固教育成果

在《地理信息系統(tǒng)》的考評(píng)環(huán)節(jié)，我們有必要對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)以及形式展開(kāi)針對(duì)性的改革。首先，在標(biāo)準(zhǔn)方面，要積極構(gòu)建起一個(gè)集期末考試、實(shí)驗(yàn)練習(xí)、隨堂測(cè)試以及師生互動(dòng)等標(biāo)準(zhǔn)于一體的考評(píng)框架，以此來(lái)保證考評(píng)的有效性和全面性。其次，在方式方面，要在師評(píng)的基礎(chǔ)上，積極將自評(píng)、組評(píng)以及企評(píng)等多種方式引入課堂，以此來(lái)為學(xué)生提供更為多樣的評(píng)價(jià)建議，拓展其專(zhuān)業(yè)思路并且明確其發(fā)展方向。除此之外，也要積極引入課程競(jìng)賽等考評(píng)活動(dòng)，讓學(xué)生能夠在獲得良好知識(shí)運(yùn)用和思維創(chuàng)新契機(jī)的同時(shí)，讓教育成果得到有效鞏固。

總之，高校《地理信息系統(tǒng)》的教學(xué)改革并非朝夕之事。我們還需立足時(shí)代教育發(fā)展形勢(shì)，結(jié)合課程特點(diǎn)，在有效把握其中既有問(wèn)題的基礎(chǔ)上，依托新的教育思路和方法去打造《地理信息系統(tǒng)》教學(xué)新常態(tài)，從而在提高教學(xué)有效性的同時(shí)，讓學(xué)生不但能夠?qū)W得更多，收獲更多，而且能夠走得更遠(yuǎn)，飛得更高！