基于OBE理念的RS與GIS課程實踐教學改革研究

吳楠楠，于海龍，李加加

（1.平頂山學院，河南 平頂山 467000）

OBE以預期學習成果為導向[1-3]，是普通高等院校轉型應用技術型大學的一種主流教育理念。平頂山學院地學專業(yè)（地理科學、人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃）立足地方培養(yǎng)應用型人才，在人才培養(yǎng)修訂與課程建設中以OBE教育理念為驅動進行改革。《地理信息系統(tǒng)》和《遙感概論》課程，是地學專業(yè)的學科基礎課（必修），教學內(nèi)容實踐性強、應用性廣，側重于學生3S技術應用的培養(yǎng)，是踐行應用技術型人才培養(yǎng)的立足點。本研究基于OBE理念，結合多年教學實踐經(jīng)驗，提出課程改革方案，說明推廣與實施情況，為其他同類高校課程改革提供參考。

1 課程教學中存在問題

遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）課程先后在地理科學、資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理、自然地理與資源環(huán)境、人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃和環(huán)境生態(tài)工程等地學專業(yè)和工科專業(yè)中開設，從多年教學效果來看，存在以下問題：①教學內(nèi)容專業(yè)特色不突出且內(nèi)容龐雜；②兩個“S”相互獨立，教學內(nèi)容繼承性不強；③實踐學時少，實驗項目類型設計型、綜合型較少；④末考一張卷的單一考核方式，難以反映學生的技術應用水平；⑤教學手段不夠豐富，教學方法和方式傳統(tǒng)。學生表現(xiàn)為應付課程考核而重理論輕實踐，實驗課缺少主動性，處于被動盲目的狀態(tài)。理論與實踐脫節(jié)，部分同學在課程綜合實訓項目、專業(yè)集中實踐課題、畢業(yè)實習或畢業(yè)論文的實訓環(huán)節(jié)無從下手，表現(xiàn)為綜合實踐應用能力弱。因此，迫切需要在GIS和RS課程的教學內(nèi)容、方法及考核等方面進行深入改革，以提升學生專業(yè)技術水平和實踐應用能力。

2 教學改革的內(nèi)容

教學團隊成員依據(jù)OBE理念，要求在實踐教學體系設計中，著重衡量學生運用該實驗技術能做什么。根據(jù)專業(yè)建設實際情況及行業(yè)實踐要求，地學專業(yè)的學生需要具備地理數(shù)據(jù)的獲取、管理、處理、空間分析及制圖等技術。因此，為達到預期學習成果，須克服傳統(tǒng)實踐教學中存在的問題，主要從構建實踐教學體系、實踐教學內(nèi)容、教學方法與手段、實踐考核等方面進行改革。

2.1 實踐教學體系構筑

兩門課程內(nèi)容聯(lián)系緊密、銜接連貫性強，可創(chuàng)建為一個實踐教學體系。通過2~3年級設計的“課內(nèi)實驗+開放課題+第二課堂+學科競賽+科研項目”5個實踐環(huán)節(jié)，構筑“基礎能力+專業(yè)能力+拓展能力”的“三目標層次一體化”的實踐教學體系（圖1）。其中，地理信息系統(tǒng)和遙感分別安排第3、4學期開課，均以理論實踐一體化；第5學期選拔參加全國GIS大賽，并鼓勵學生申報與遙感及地理信息技術相關的大學生科創(chuàng)和挑戰(zhàn)杯項目。

圖1 實踐教學體系

2.2 實踐教學內(nèi)容模塊化

改革課內(nèi)實驗教學存在的內(nèi)容專業(yè)特色不明顯、實驗項目不銜接、實驗區(qū)域多變不一致和實驗項目類型不合理等缺點[4-6]，圍繞專業(yè)特色設定一個課題實驗項目并拆分若干實驗子項目，采用理實一體化教學形式，設置包括“基礎模塊”、“專業(yè)模塊”的教學內(nèi)容（表1）。其中“基礎模塊”主要是GIS和RS軟件的基本操作，是地學專業(yè)的公修內(nèi)容；“專業(yè)模塊”設置多選一的特色實驗項目，重在突出3S技術在不同專業(yè)領域的應用，主要體現(xiàn)在開放式小課題，可以采用項目教學法實施開展。

表1 課內(nèi)實驗教學內(nèi)容一覽

2.3 考核方式多樣化

傳統(tǒng)課程考核方式是期末試卷“一考定分數(shù)”，學生往往會出現(xiàn)“考前突擊、考后失憶”的問題。針對此問題，本研究提出了課程成績由學習過程考核（出勤8分+課堂表現(xiàn)7分）、課內(nèi)實驗（20分）、末考試卷（50分）和素質拓展（開放式課題，15分）的多模塊構成。其中，課堂表現(xiàn)是借助超星學習，通過平臺開展隨堂主題討論、搶答、小測驗等課堂活動參與情況評分；素質拓展是2~3人/組運用3S技術完成與專業(yè)相關的開放式科研小課題，包含選題、開題、課題設計、撰寫報告和成果匯報等環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)成績評定有規(guī)范的評分標準。

2.4 教學手段與教學方法

在教學方法上，放棄傳統(tǒng)的“灌輸式”教學方式，根據(jù)實驗教學內(nèi)容，針對“綜合型”實驗采用“項目教學法”[7]。由教師對項目進行概況講解，并做適當?shù)氖痉叮瑢W生通過分組討論、協(xié)同工作共同完成實驗項目。表2展示了以《地理信息系統(tǒng)》專業(yè)模塊的某一選題（平頂山市土壤侵蝕狀況評價）為例的項目教學方法。

表2 項目教學法開展過程

在教學方式上，引入張學新教授提出的對分課堂教學法，根據(jù)實驗項目難易程度不同，采用隔堂對分或當堂對分。實施明確目標、派發(fā)任務、制定規(guī)則、跟蹤過程、觀察表演、聽匯報、定評審等環(huán)節(jié)（表3），鍛煉學生自主學習、發(fā)現(xiàn)問題、團隊合作和敢于發(fā)言的能力。

表3 某一實驗項目的對分課堂安排

教學手段方面，結合《地理信息系統(tǒng)》和《遙感概論》在線網(wǎng)絡課程平臺，采用線上線下混合式教學模式，網(wǎng)絡平臺發(fā)布實踐教學任務、主題討論、搶答、小測驗等課堂活動，線下答疑輔導，避免了實驗報告抄襲的現(xiàn)象。

3 推廣與實施情況

本研究課題選取2015級人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)班39人為實驗樣本，實施教學改革方案，顯示改革成效較為顯著。課程考核不僅有效控制了不及格率且提高了優(yōu)秀率。第二課堂活動參與積極，11組立項校大學生科技創(chuàng)新基金項目，6名同學獲得國家級學科競賽獎項（其中3名獲全國大學生GIS應用技能大賽二等獎），13人選題3S技術方向畢業(yè)論文且2人獲校優(yōu)秀畢業(yè)論文。與此同時還發(fā)放了問卷調查實踐改革的成效及存在的問題，98%以上的同學認同改革。此外，改革方案后續(xù)在人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃、地理科學、城鄉(xiāng)規(guī)劃和環(huán)境生態(tài)工程等專業(yè)推廣實施，也取得了顯著效果。

4 結語

OBE教學理念依據(jù)預期成果設定課程體系、教學內(nèi)容、教學方法與教學手段等開展教學，經(jīng)過3 a的實踐，遙感與地理信息系統(tǒng)課程實踐教學改革成效顯著，提高了教學質量，推動了專業(yè)認同和專業(yè)自信，為服務社會培養(yǎng)優(yōu)秀的地學人才奠定了堅實基礎。