地理信息系統(tǒng)原理課程研討式教學(xué)模式研究

徐 丹 張世恩

（1.洛陽(yáng)師范學(xué)院國(guó)土與旅游學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471000；2.洛陽(yáng)師范學(xué)院基建處，河南 洛陽(yáng) 471000）

0 引言

研討式教學(xué)法是西方發(fā)達(dá)國(guó)家高校中一種主要教學(xué)方法，起源于早期的德國(guó)大學(xué)。1997年，湖南師范大學(xué)郭漢民教授對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)法進(jìn)行大幅度改革，并命名為“研討式五步教學(xué)法”[1]。此后，國(guó)內(nèi)諸多學(xué)者從問(wèn)題導(dǎo)向型研討式教學(xué)模式[2]、專題分組研討式教學(xué)模式[3]、案例研討教學(xué)法[4]、互動(dòng)研討式教學(xué)模式[5]、研討式教學(xué)應(yīng)注意問(wèn)題[6]等方面提出觀點(diǎn)和看法，眾多一線教育工作者也積極投入研討式教學(xué)模式改革與實(shí)踐中。相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)法，研討式教學(xué)更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位，將研究法和討論法有機(jī)結(jié)合起來(lái)，注重學(xué)生能力的全方位培養(yǎng)，提升學(xué)生綜合素質(zhì)[7]。

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》提出，倡導(dǎo)啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。激發(fā)學(xué)生的好奇心，培養(yǎng)學(xué)生的興趣愛(ài)好，營(yíng)造獨(dú)立思考、自由探索、勇于創(chuàng)新的良好環(huán)境。2018年教育部發(fā)布《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類(lèi)教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》，其研制遵循三大原則，即突出學(xué)生中心、突出產(chǎn)出導(dǎo)向、突出持續(xù)改進(jìn)。我校在大一下學(xué)期開(kāi)設(shè)的地理信息系統(tǒng)原理課程共54學(xué)時(shí)，為貫徹落實(shí)好上述要求，地理信息系統(tǒng)原理課程須改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，探索以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思維能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力等為出發(fā)點(diǎn)的研討式教學(xué)模式。

1 地理信息系統(tǒng)原理課程研討式教學(xué)設(shè)計(jì)

1.1 教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

根據(jù)美國(guó)當(dāng)代著名教育家布魯姆的教育目標(biāo)分類(lèi)理論，將教學(xué)目標(biāo)分為6個(gè)層次：記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造，其中記憶、理解和應(yīng)用被稱為低階思維，分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造被稱為高階思維。結(jié)合地理信息系統(tǒng)原理課程的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，設(shè)計(jì)研討式教學(xué)目標(biāo)。在記憶、理解目標(biāo)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生領(lǐng)會(huì)地理信息系統(tǒng)（GIS）的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論。在應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)目標(biāo)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生掌握GIS空間分析方法及應(yīng)用技能，注重學(xué)生分析和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)。在創(chuàng)造目標(biāo)環(huán)節(jié)，針對(duì)前兩個(gè)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行延伸，開(kāi)闊學(xué)生視野，拓展思維，旨在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。

1.2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

針對(duì)教學(xué)目標(biāo)，將課程知識(shí)框架分為6個(gè)部分，即：（1）GIS概論；（2）空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；（3）空間數(shù)據(jù)處理；（4）空間數(shù)據(jù)庫(kù)；（5）GIS基本空間分析；（6）GIS應(yīng)用模型。表1為地理信息系統(tǒng)原理課程教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容之間關(guān)系。

1.3 教學(xué)模式設(shè)計(jì)

2020-2021學(xué)年第二學(xué)期，筆者在《地理信息系統(tǒng)原理》課程教學(xué)過(guò)程中初次嘗試研討式教學(xué)模式，并取得一定成效。筆者共采用兩種研討式教學(xué)模式（見(jiàn)圖1）：第一，理論講授為主、研討教學(xué)為輔的教學(xué)模式；第二，教師引導(dǎo)、師生共同研討的教學(xué)模式。

1.4 研討選題設(shè)計(jì)

根據(jù)課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行研討選題設(shè)計(jì)是開(kāi)展研討式教學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)題目時(shí)需考慮題目難易度、教學(xué)重難點(diǎn)及社會(huì)熱點(diǎn)等因素。

1.4.1 選題難度適中

不同學(xué)生對(duì)GIS相關(guān)理論和技術(shù)理解與掌握程度存在差異，對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)和分析水平也各異。過(guò)于簡(jiǎn)單的選題，無(wú)法較好激發(fā)學(xué)生探究興趣；難度較大選題，則會(huì)削減大部分學(xué)生參與研討課堂的積極性，只有教師和少數(shù)學(xué)生唱“獨(dú)角戲”，無(wú)法充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。所以，研討選題應(yīng)設(shè)定在絕大多數(shù)學(xué)生能力范圍內(nèi)，能夠有效調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和參與度，又具有較大探討空間，擴(kuò)展學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。

1.4.2 選題體現(xiàn)教學(xué)重難點(diǎn)

研討選題需結(jié)合教學(xué)重難點(diǎn)設(shè)計(jì)，達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo)，不能偏離教學(xué)內(nèi)容。結(jié)合實(shí)際，緊扣教學(xué)重難點(diǎn)，開(kāi)展研討教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)展多角度、多層次探索學(xué)習(xí)。學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)、相互討論、疑問(wèn)解答、教師引導(dǎo)等過(guò)程，能夠加深對(duì)GIS知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握，活學(xué)活用，提高運(yùn)用地理信息技術(shù)和方法解決各種現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的能力。

1.4.3 選題聚焦社會(huì)熱點(diǎn)

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，很多社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題成為高校學(xué)生課后談資。如果研討選題選擇學(xué)生較關(guān)注的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，學(xué)生會(huì)積極參與到研討教學(xué)中，在課堂討論環(huán)節(jié)，師生交流，碰撞思想，共同成長(zhǎng)進(jìn)步。同時(shí)，在研討課堂中引入社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，融入思政元素，將社會(huì)熱點(diǎn)與課程思政教育相結(jié)合，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生思想政治教育。

2 地理信息系統(tǒng)原理課程研討式教學(xué)模式實(shí)施過(guò)程

2.1 理論講授為主、研討教學(xué)為輔的教學(xué)模式

地理信息系統(tǒng)原理課程一般開(kāi)設(shè)在大一下學(xué)期，學(xué)生專業(yè)知識(shí)水平不足，在課程初期階段，主要采用理論講授為主、研討教學(xué)為輔的教學(xué)模式。在具體授課中，針對(duì)某一章整體內(nèi)容，教師通過(guò)講解幫助學(xué)生構(gòu)建全章知識(shí)體系，在此基礎(chǔ)上，對(duì)核心內(nèi)容進(jìn)行精講。GIS基本概念、原理和方法是課程的基本內(nèi)容，是學(xué)習(xí)本課程的基礎(chǔ)，需對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)講解。以“GIS基本空間分析”這一章為例，教師可從以下幾方面對(duì)本章的核心內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講解：（1）空間分析的概念、類(lèi)型；（2）空間疊合分析的概念、矢量數(shù)據(jù)的疊合分析、柵格數(shù)據(jù)的疊合分析；（3）矢量緩沖區(qū)分析、柵格緩沖區(qū)分析、泰森多邊形分析；（4）網(wǎng)絡(luò)圖論的基本概念、空間網(wǎng)絡(luò)分析。主要理論講解結(jié)束后，教師可提出若干問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考，學(xué)生進(jìn)行深入探討，然后通過(guò)提問(wèn)方式請(qǐng)學(xué)生發(fā)表自己的看法，學(xué)生可自愿回答，教師也可通過(guò)點(diǎn)名適當(dāng)引導(dǎo)某些不積極學(xué)生加入研討教學(xué)中，最后教師針對(duì)研討內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。如教師在講解完線與多邊形疊合分析的步驟后，給出一個(gè)實(shí)例；有兩個(gè)空間數(shù)據(jù)，一是各條高速公路的線要素空間數(shù)據(jù)，屬性數(shù)據(jù)里面帶有各條高速公路的名稱及長(zhǎng)度，另一個(gè)是各個(gè)省、直轄市多邊形空間數(shù)據(jù)，屬性數(shù)據(jù)里面帶有各個(gè)省、直轄市的名稱，然后拋出一個(gè)問(wèn)題：把線數(shù)據(jù)和多邊形數(shù)據(jù)進(jìn)行疊合，可得出哪些結(jié)論？學(xué)生經(jīng)過(guò)思考和討論后，對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解得到進(jìn)一步鞏固。

2.2 教師引導(dǎo)、師生共同研討的教學(xué)模式

在課程中后期，學(xué)生已具備一定GIS基礎(chǔ)知識(shí)及相關(guān)分析能力，該階段主要采用教師引導(dǎo)、師生共同研討的教學(xué)模式，其實(shí)施過(guò)程分為以下4個(gè)步驟：

2.2.1 分配研討選題

筆者所執(zhí)教的班級(jí)為2020級(jí)地理信息科學(xué)班，共39名學(xué)生，根據(jù)自愿原則，學(xué)生組成研討小組，6人或7人一組，共6組，進(jìn)行課前準(zhǔn)備。研討課前1～2周，教師公布研討選題及相關(guān)要求，每次給出兩個(gè)選題，各小組根據(jù)自己的興趣選擇其中一個(gè)。

2.2.2 課前準(zhǔn)備

圍繞選題，學(xué)生獨(dú)立查找文獻(xiàn)資料，考慮到大一下學(xué)期學(xué)生課程較多，教師應(yīng)準(zhǔn)備一部分研討選題資料，如課件、視頻、文獻(xiàn)等，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)。參考老師提供的及獨(dú)立查找的資料，學(xué)生在小組內(nèi)進(jìn)行討論、分析、總結(jié)，完成10分鐘左右的PPT，為課堂研討做準(zhǔn)備。

2.2.3 課堂研討

課堂研討是整個(gè)教學(xué)過(guò)程的重點(diǎn)，課堂研討主要由小組PPT匯報(bào)、提問(wèn)討論及教師點(diǎn)評(píng)環(huán)節(jié)組成。各小組選派1～2名代表，結(jié)合PPT課件對(duì)其研討內(nèi)容進(jìn)行匯報(bào)，小組其他成員可做適當(dāng)補(bǔ)充。匯報(bào)完畢，教師和其他同學(xué)提問(wèn)或提出意見(jiàn)、建議。根據(jù)課堂討論交流情況，教師適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深入思考和分析。比如，在“GIS在新冠肺炎疫情防控中的應(yīng)用”專題中，學(xué)生從疫情空間分布格局、疫情監(jiān)測(cè)、疫情風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、疫情預(yù)測(cè)預(yù)警等方面進(jìn)行詳細(xì)介紹，從學(xué)生講授中可了解到小組成員研討準(zhǔn)備情況。提問(wèn)討論環(huán)節(jié)，學(xué)生先自由提問(wèn)，每個(gè)小組均需提出問(wèn)題，根據(jù)具體情況，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“GIS在疫情防控中的應(yīng)用會(huì)面臨哪些挑戰(zhàn)”進(jìn)行思考，師生共同討論，如位置數(shù)據(jù)隱私保護(hù)問(wèn)題、數(shù)據(jù)共享問(wèn)題等。最后，教師對(duì)研討內(nèi)容及小組合作學(xué)習(xí)情況進(jìn)行總結(jié)、評(píng)價(jià)。

在研討式課堂上，教師的職責(zé)從傳道授業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榇鹨山饣?，角色從課堂知識(shí)講授者轉(zhuǎn)變?yōu)榻M織者和引導(dǎo)者，師生在課堂上共同討論，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題并解決問(wèn)題，有助于學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，提升對(duì)知識(shí)理解的深度和廣度，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

2.2.4 課后總結(jié)

課后總結(jié)對(duì)深化研討式教學(xué)成果、鞏固教學(xué)效果具有積極作用。根據(jù)課堂研討情況，要求學(xué)生結(jié)合自己感興趣的點(diǎn)（研討課的某個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容、問(wèn)題、關(guān)鍵詞等）撰寫(xiě)一篇學(xué)習(xí)心得。

3 結(jié)語(yǔ)

基于《地理信息系統(tǒng)原理》課程，筆者對(duì)研討式教學(xué)模式進(jìn)行初步嘗試和探索，理論講授為主、研討教學(xué)為輔的教學(xué)模式下的研討選題基本完成；教師引導(dǎo)、師生共同研討的教學(xué)模式下的研討選題共完成2個(gè)。采用研討式教學(xué)模式，學(xué)生課堂參與度明顯提升，學(xué)生在自主、合作、探究中體驗(yàn)學(xué)習(xí)樂(lè)趣，取得良好教學(xué)效果。但研討式教學(xué)進(jìn)度較慢，而地理信息系統(tǒng)原理課程教學(xué)內(nèi)容又較多，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)設(shè)置研討選題數(shù)量及難易度，使學(xué)生在研討式課堂中充分發(fā)揮主體地位，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、積極探索、勇于創(chuàng)新的能力。