跨年級協(xié)同的GIS第二課堂探索與實(shí)踐

楊會民，孟昭虹，文 青

(洛陽師范學(xué)院 國土與旅游學(xué)院，河南 洛陽 471934)

一、 問題提出

地理信息系統(tǒng)(簡稱GIS)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，以高效的數(shù)據(jù)管理能力、 空間分析、 多要素綜合分析和動態(tài)監(jiān)測能力廣泛應(yīng)用于國土資源管理、 城市規(guī)劃、 水利、 交通、 林業(yè)等領(lǐng)域。 地理信息行業(yè)發(fā)展日新月異，傳統(tǒng)模式培養(yǎng)的GIS人才難以滿足新形勢下地理信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。 具體而言，當(dāng)前的GIS人才培養(yǎng)問題主要表現(xiàn)在4個(gè)方面： 第一，“重理論、 輕實(shí)踐”，學(xué)生動手能力較差，難以適應(yīng)社會需要； 第二，實(shí)踐教學(xué)與GIS應(yīng)用脫節(jié)，實(shí)踐課程體系及教學(xué)內(nèi)容不能與社會需要同步更新，缺乏實(shí)際環(huán)境中的特色實(shí)踐專題訓(xùn)練； 第三，系統(tǒng)構(gòu)思能力較弱，開拓創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足； 第四，GIS應(yīng)用型人才培養(yǎng)的第二課堂模式探索及其對第一課堂的深化與拓展不夠。

第二課堂與第一課堂共同構(gòu)成完整的教育整體，是第一課堂的補(bǔ)充和延續(xù)、 衍生和升華體[1]。 第二課堂形式靈活、 內(nèi)容豐富，是深化第一課堂教學(xué)效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[2]。 第二課堂能夠培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考、 健全人格、 綜合素質(zhì)與開拓創(chuàng)新能力，讓學(xué)生在活動中充分展示才能、 突出個(gè)性，形成具有競爭優(yōu)勢的差異化素質(zhì)和能力[3]。 因此，在GIS應(yīng)用型人才培養(yǎng)中，可以探索任務(wù)驅(qū)動與跨年級協(xié)同的第二課堂模式，提升GIS實(shí)踐教學(xué)水平。 具體而言，跨年級協(xié)同的第二課堂，是在教師指導(dǎo)下，學(xué)生分工明確，成員各有所長，相互學(xué)習(xí)，取長補(bǔ)短。 面對問題，群策群力，貢獻(xiàn)自己的力量，形成良性互動，加速技能融會貫通。 在此過程中，學(xué)生的專業(yè)知識系統(tǒng)化，專業(yè)實(shí)踐能力、 溝通表達(dá)能力、 團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、 組織管理能力以及開拓創(chuàng)新能力得到提高，進(jìn)而有力支撐起GIS應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

二、 跨年級協(xié)同的第二課堂GIS應(yīng)用型人才培養(yǎng)實(shí)踐

(一)任務(wù)驅(qū)動下GIS第二課堂的組織與實(shí)施

圍繞GIS應(yīng)用型人才對專業(yè)能力、 社會能力和開拓創(chuàng)新能力的需求，以學(xué)生綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)為主線，明確學(xué)生階段目標(biāo)與任務(wù)，構(gòu)建任務(wù)驅(qū)動的跨年級學(xué)生協(xié)同的第二課堂模式。 具體組織模式如圖1所示。

圖1 GIS第二課堂組織模式

村莊規(guī)劃任務(wù)驅(qū)動下的GIS第二課堂主要有如下內(nèi)容。 第一，查閱與收集基礎(chǔ)資料，培養(yǎng)學(xué)生信息檢索與數(shù)據(jù)處理的能力，加速其專業(yè)認(rèn)知。 學(xué)生要依據(jù)列出的所需資料清單，利用網(wǎng)絡(luò)(特別是學(xué)術(shù)網(wǎng)站)、 圖書館等進(jìn)行信息檢索，獲取村莊規(guī)劃所需的區(qū)域自然資源、 生態(tài)環(huán)境、 歷史文化、 人文風(fēng)情、 上位規(guī)劃、 產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、 土地利用現(xiàn)狀與規(guī)劃、 基本農(nóng)田分布數(shù)據(jù)、 村莊給排水現(xiàn)狀等資料。 第二，現(xiàn)場勘察與訪談，培養(yǎng)學(xué)生的溝通交流、 語言表達(dá)能力。 學(xué)生要依據(jù)與指導(dǎo)教師討論后確定的訪談提綱，組織召開座談會、 入戶訪談，結(jié)合現(xiàn)場勘查，了解村莊發(fā)展歷史脈絡(luò)、 文化背景和人文風(fēng)情，獲取鄉(xiāng)賢關(guān)于村莊發(fā)展的建議與村民訴求。 第三，確定村莊規(guī)劃發(fā)展目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)綜合分析能力。 學(xué)生要在教師指導(dǎo)下，依據(jù)所獲信息，組會討論村莊主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)選擇、 用地布局優(yōu)化、 人居環(huán)境整治、 生態(tài)保護(hù)等方面的定位。 第四，落實(shí)村莊發(fā)展用地，培養(yǎng)學(xué)生的空間分析與用地分類匯總等能力。 學(xué)生要在用地承載力與適宜性雙評價(jià)的基礎(chǔ)上，考慮村莊發(fā)展需求與村民訴求，將用地在村莊土地規(guī)劃數(shù)據(jù)圖上給予落實(shí)，并進(jìn)行各類用地面積的多類別分類統(tǒng)計(jì)匯總。 第五，制作與美化專題圖，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)軟件協(xié)作能力。 學(xué)生要在熟練運(yùn)用Arcgis、 CAD等軟件制作專題地圖的基礎(chǔ)上，利用Photoshop與AI進(jìn)行軟件協(xié)作，美化專題圖。 第六，檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量并入庫，培養(yǎng)學(xué)生的建庫能力。 學(xué)生要在空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、 拓?fù)錂z查、 錯(cuò)誤修改的基礎(chǔ)上，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫。 第七，撰寫并整理規(guī)劃文本與附件，培養(yǎng)學(xué)生的跨年級協(xié)作與辦公軟件使用能力。 低年級的學(xué)生要在教師和高年級學(xué)生的指導(dǎo)下將規(guī)劃說明書、 會議紀(jì)要、 專家論證意見等相關(guān)材料進(jìn)行整合。 第八，組會演練匯報(bào)PPT，培養(yǎng)學(xué)生的組織協(xié)調(diào)與應(yīng)變能力。 學(xué)生要基于文本、 圖件、 說明書等，篩選、 加工，制作評審匯報(bào)所用PPT，演練評審匯報(bào)環(huán)節(jié)，邀請教師和高年級學(xué)生進(jìn)行點(diǎn)評指導(dǎo)。 第九，參加專業(yè)競賽，培養(yǎng)學(xué)生的開拓創(chuàng)新能力。 鼓勵(lì)高年級學(xué)生帶領(lǐng)低年級學(xué)生參加“全國大學(xué)生國土空間規(guī)劃技能大賽”“易智瑞杯中國大學(xué)生GIS軟件開發(fā)競賽”“蒼穹杯全國大學(xué)生空間信息技術(shù)大賽”等專業(yè)競賽。 第十，進(jìn)行個(gè)性化引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、 參與教師課題、 發(fā)表論文等，拓寬學(xué)生視野，提高其專業(yè)綜合素質(zhì)與能力。

(二)跨年級協(xié)同模式

跨年級協(xié)同的GIS第二課堂以村莊規(guī)劃為主線，指導(dǎo)教師為團(tuán)隊(duì)核心，學(xué)生們分工明確，跨年級任務(wù)協(xié)同，以老帶新，以新促老，共同成長。 學(xué)生融會貫通第一課堂所學(xué)理論、 技術(shù)與方法，在第二課堂中設(shè)計(jì)方案并將方案付諸實(shí)施，提高自身專業(yè)實(shí)踐能力。

具體而言，指導(dǎo)教師將不同年級的學(xué)生組成一個(gè)團(tuán)隊(duì)，根據(jù)各年級學(xué)生學(xué)情特征與任務(wù)特點(diǎn)分配組員相應(yīng)的任務(wù)，要求其協(xié)調(diào)配合、 解決技術(shù)難題、 完成任務(wù)。 高年級(大三、 大四)學(xué)生統(tǒng)籌全局、 協(xié)調(diào)團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)關(guān)鍵技術(shù)支持，如多參與軟件協(xié)作的專題圖制作與美化、 GIS二次開發(fā)、 項(xiàng)目申報(bào)、 論文撰寫等，提高團(tuán)隊(duì)的技術(shù)水平與成果產(chǎn)出水平。 中年級(大二)學(xué)生已掌握基本操作技能，但缺乏實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，可以在項(xiàng)目中負(fù)責(zé)空間數(shù)據(jù)編輯與處理、 數(shù)據(jù)庫構(gòu)建與數(shù)據(jù)入庫、 空間分析、 地類面積分類匯總、 專題圖制作等技術(shù)工作，提高其專業(yè)實(shí)踐能力。 同時(shí)，幫助其在與高年級學(xué)生的交流過程中找準(zhǔn)自身定位與目標(biāo)，鼓勵(lì)其適當(dāng)參與教師課題研究和專業(yè)競賽。 低年級(大一)學(xué)生專業(yè)知識相對欠缺，在團(tuán)隊(duì)中可以做一些基礎(chǔ)性工作，如野外調(diào)研、 收集基礎(chǔ)資料等，促進(jìn)其專業(yè)認(rèn)知與基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，幫助其快速適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)生活。

三、 效果評價(jià)

(一)學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力明顯提升

自2019年起，洛陽師范學(xué)院國土與旅游學(xué)院先后組織5位教師建設(shè)GIS制圖團(tuán)隊(duì)，以村莊規(guī)劃為任務(wù)驅(qū)動，對該團(tuán)隊(duì)的30余名學(xué)生進(jìn)行了GIS第二課堂實(shí)踐。 實(shí)踐結(jié)果表明，學(xué)生的專業(yè)理論知識、 專業(yè)實(shí)踐能力、 社會能力、 開拓創(chuàng)新能力等均有明顯提高，以專業(yè)實(shí)踐能力提升最為明顯。 學(xué)生們多次在“全國大學(xué)生國土空間規(guī)劃技能大賽”“易智瑞杯中國大學(xué)生GIS軟件開發(fā)競賽”“挑戰(zhàn)杯”等競賽中獲獎(jiǎng)，獲批10余項(xiàng)“貧困生資助項(xiàng)目”“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目”等，發(fā)表學(xué)術(shù)論文5篇。 團(tuán)隊(duì)畢業(yè)生的研究生錄取率(33%)遠(yuǎn)高于學(xué)院平均值(11%)，且多為重點(diǎn)高校，學(xué)生因?qū)I(yè)實(shí)踐能力突出而獲得導(dǎo)師認(rèn)可，具有較強(qiáng)的競爭力。 團(tuán)隊(duì)畢業(yè)生的就業(yè)率高(95%)，專業(yè)對口，層次較高，學(xué)生因綜合能力突出受用人單位好評。

(二)科教深度融合，教學(xué)相長

任務(wù)驅(qū)動能夠有效推動第二課堂的高效組織。 教師科研項(xiàng)目應(yīng)用于第二課堂，實(shí)現(xiàn)了科研與教學(xué)的深度融合，有利于科研反哺教學(xué)。 在第二課堂中，學(xué)生能夠更加深刻地理解課題設(shè)計(jì)背景以及如何利用所學(xué)專業(yè)知識和技術(shù)方法組織課題實(shí)踐； 能夠在組會交流中與教師就其所面對的難題進(jìn)行探討，獲得剖析問題、 分解難題并逐一攻破的方法與能力。 同時(shí)，學(xué)生積極進(jìn)取，生成的新問題亦能督促教師不斷思考，師生相互促進(jìn)、 教學(xué)相長。

(三)學(xué)習(xí)氛圍明顯改善

跨年級協(xié)同的GIS人才培養(yǎng)第二課堂教學(xué)方式較為靈活，可以通過組會、 技術(shù)交流、 經(jīng)驗(yàn)分享等途徑進(jìn)行，課堂氣氛相對活躍，有利于促進(jìn)不同年級學(xué)生間的深度交流及其與教師的互動。 低年級學(xué)生可以借此盡快熟悉專業(yè)，了解專業(yè)需求； 中高年級學(xué)生可以就所遇到的技術(shù)與學(xué)術(shù)問題深度交流，促進(jìn)跨年級組隊(duì)參加課題項(xiàng)目、 專業(yè)競賽。 團(tuán)隊(duì)學(xué)生取長補(bǔ)短、 快速成長，學(xué)習(xí)氛圍更濃厚。