線上線下混合式教學(xué)模式探究

齊凌艷 熊愛玲 吳鳳文 葉良濤

摘? 要：合理利用網(wǎng)絡(luò)教育教學(xué)平臺，開展混合式教學(xué)實踐來優(yōu)化傳統(tǒng)教學(xué)模式和提高教學(xué)質(zhì)量是現(xiàn)代教學(xué)的發(fā)展趨向。通過線上線下混合式地理信息系統(tǒng)原理課程建設(shè)研究，探討混合式課程建設(shè)（混合式教學(xué)模塊設(shè)計、混合式教學(xué)資源整合、混合式教學(xué)實施、混合式教學(xué)考核體系）和混合式教學(xué)模式改革（“任務(wù)打卡式”課前預(yù)習(xí)、“問題驅(qū)動式”課中學(xué)習(xí)、“有的放矢式”課后鞏固），旨在形成以培養(yǎng)學(xué)生技能為目標、以提升學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)為核心的新型培養(yǎng)模式。

關(guān)鍵詞：線上線下混合式；GIS；教學(xué)模式；教學(xué)改革；課程建設(shè)

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）19-0122-05

Abstract： It is the development trend of modern teaching to optimize the traditional teaching mode and improve the teaching quality by reasonably using the network education teaching platform and carrying out blended teaching practice. Research on the construction of the GIS principle course through the combination of online and offline， this paper discusses the online and offline blended course construction（teaching module design， teaching resource integration， teaching implementation， teaching assessment system）. Additionally， reform of teaching mode was explored， such as pre-class preview of task jamming， in-class study of problem driving， after-class consolidation of targeted targeting. It aims to form a new training mode which aims at cultivating students' skills and focuses on improving students' professional quality.

Keywords： mixed online and offline teaching; GIS; model of instruction; teaching reform; curriculum construction

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System， GIS）是集計算機科學(xué)、地理學(xué)、測繪科學(xué)、遙感科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、空間科學(xué)及管理科學(xué)等學(xué)科為一體的綜合學(xué)科。美國聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會（Federal Interagency Coordinating Committee on Digital Cartography， FICCDC）將地理信息系統(tǒng)定義為由計算機硬件、軟件和不同方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題[1]。GIS的出現(xiàn)不僅改變了傳統(tǒng)地理學(xué)的研究方法與思維模式，還驅(qū)動物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、云平臺與數(shù)據(jù)中心、大數(shù)據(jù)與并行計算和機器學(xué)習(xí)與人工智能等領(lǐng)域的快速發(fā)展。GIS的演變大體分為三個階段，最早是技術(shù)系統(tǒng)階段的GISystem，隨著地學(xué)研究的推進，GIS的科學(xué)內(nèi)涵受到重視，演變?yōu)镚IScience，隨后信息化戰(zhàn)略推動GIS社會服務(wù)化進程，成為研究人地關(guān)系、提供時空分析的GIService。GIS的三個階段反映了GIS從實用化到科學(xué)化和人性化的質(zhì)變過程。當下的GIS既是跨越地球科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)的一門應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科，又是一項工程應(yīng)用技術(shù)，其技術(shù)優(yōu)勢在于它的空間數(shù)據(jù)分析、空間模擬能力，GIS對空間數(shù)據(jù)信息的挖掘是普通信息系統(tǒng)和普通統(tǒng)計方法難以得到的[2]。而培養(yǎng)深諳GIS學(xué)科理論方法，熟練掌握空間數(shù)據(jù)分析技能，并能付諸于實踐去解決復(fù)雜問題的人才是GIS領(lǐng)域發(fā)展的重中之重。

面對這樣由高新技術(shù)催生的新興綜合學(xué)科，傳統(tǒng)教學(xué)模式很難滿足學(xué)生日益增長的學(xué)習(xí)需求，線上線下混合式教學(xué)模式融入現(xiàn)有高校GIS課程教學(xué)體系是大勢所趨。目前混合式教學(xué)已受到國內(nèi)學(xué)者的廣泛關(guān)注，教學(xué)模式已經(jīng)被數(shù)學(xué)[3]、化學(xué)[4]、法學(xué)[5]、語言學(xué)[6]和計算機[7]等多學(xué)科教學(xué)所采用。早期學(xué)者Curtis J.Bonk認為，混合式教學(xué)是一種師生面對面教學(xué)并利用計算機開展線上輔助學(xué)習(xí)活動的教學(xué)方式[8]。裴希山[9]則給出了更加全面的定義，認為混合式教學(xué)的核心思想是充分考慮學(xué)生學(xué)習(xí)需求、選取相應(yīng)教學(xué)風格、爭取取得最好教學(xué)效果的教學(xué)方式?；旌鲜浇虒W(xué)的亮點在于師生角色雙主化、教學(xué)手段先進化、學(xué)習(xí)方式多樣化和交流反饋及時化。朱小艷等[7]在新興專業(yè)C語言教學(xué)中給出了結(jié)論，朱小艷認為混合式教學(xué)是線上線下相結(jié)合的一種新型教學(xué)模式，這種模式能夠?qū)F(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)方式巧妙融合，既充分順應(yīng)時代發(fā)展，又拓展學(xué)生學(xué)習(xí)范圍和學(xué)習(xí)方式，還有利于引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地掌握知識點并開展自主學(xué)習(xí)活動?；旌鲜浇虒W(xué)課程建設(shè)者關(guān)注“以學(xué)生為中心”和“以生為本”的理念與需求[10]。綜上所述，線上線下混合式教學(xué)是把傳統(tǒng)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)相結(jié)合，形成“以學(xué)生為中心，任務(wù)為導(dǎo)向”的新型教學(xué)模式。這種教學(xué)模式是傳統(tǒng)教學(xué)理念的提升，這種提升使得老師的教學(xué)方式、教學(xué)策略及教學(xué)實施發(fā)生改變，學(xué)生的認知方式也隨之發(fā)生改變。這種提升同樣提高了對教師組織教學(xué)的要求，即教師需要充分分析學(xué)生需求、教學(xué)角色、教學(xué)方法和學(xué)科發(fā)展等基礎(chǔ)，合理利用線上線下課堂教學(xué)的優(yōu)勢來提高學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)效率。線上線下混合式教學(xué)模式強調(diào)在恰當?shù)臅r間應(yīng)用合適的學(xué)習(xí)技術(shù)達到最好的學(xué)習(xí)效果。值得關(guān)注的是受全球性新型冠狀病毒的影響，中國各個地區(qū)為積極響應(yīng)國家防疫號召，同時充分考慮學(xué)生培養(yǎng)與發(fā)展的情況下，開展新型課程教學(xué)模式的探索。線上線下混合式教學(xué)模式最大程度兼顧了特殊時期的學(xué)生成長及發(fā)展需求，并且為學(xué)生人身安全提供了保障。

本文立足于GIS課程的教學(xué)特點，結(jié)合多年教學(xué)實踐經(jīng)驗，從在線教學(xué)平臺的建設(shè)、教學(xué)資源的制作與管理、混合式教學(xué)的實施等方面進行過程式探討，旨在充分利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和科學(xué)技術(shù)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和興趣，擴充優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源，以任務(wù)驅(qū)動最大化提高學(xué)習(xí)效率，并培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實踐能力，為新形勢新背景下的高校教學(xué)模式改革與優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。

一? 混合式GIS課程建設(shè)

（一）? 混合式教學(xué)模塊設(shè)計

本次研究基于高校開設(shè)面向地理信息科學(xué)及相關(guān)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課程——地理信息系統(tǒng)原理。該課程核心教材為黃杏元等[1]著普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材《地理信息系統(tǒng)概論（第三版）》及湯國安[2]主編“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材《地理信息系統(tǒng)教程（第二版）》。線上線下混合式教學(xué)模塊劃分和設(shè)計細節(jié)見表1。教學(xué)主線沿GIS中空間數(shù)據(jù)的“采集、管理、處理、分析、建模與顯示”邏輯線設(shè)計。沿著教學(xué)主線進行教學(xué)模塊劃分，并結(jié)合知識性質(zhì)將其劃分為基礎(chǔ)理論、實訓(xùn)實驗及綜合應(yīng)用模塊，以便選取合適的授課形式。其中，基礎(chǔ)理論模塊通過講授法、展示法來講授，以線下面授為主，線上補充教學(xué)為輔，通過線下面對面教學(xué)，詳細講解教學(xué)重難點，結(jié)合板書和課向?qū)W生展示大量案例增強學(xué)生理解記憶，同時引入線上國家精品課程公開案例，如關(guān)于GIS發(fā)展歷史與發(fā)展趨勢的視頻講解。多種方式相結(jié)合提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及專業(yè)認知。除此以外，GIS是研究人地關(guān)系的重要工具，針對實訓(xùn)實驗?zāi)K，開展線上教學(xué)為主、線下教學(xué)為輔形式，夯實基礎(chǔ)理論。基于學(xué)校多媒體及計算機設(shè)備資源，充分利用中國大學(xué)MOOC等在線資源，用大量GIS實際應(yīng)用前景案例視頻激發(fā)學(xué)生對GIS實際用途的求知欲，同步利用完善的實操視頻資源、訓(xùn)練數(shù)據(jù)指導(dǎo)學(xué)生進行在線練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，該部分擺脫傳統(tǒng)上機課“填鴨式”操作，引導(dǎo)學(xué)生自主完成作品并解決現(xiàn)實問題，增強學(xué)生對專業(yè)的熱愛和學(xué)習(xí)信心。第三部分為綜合應(yīng)用模塊，線上線下方式自由，該模塊直接面向地理信息產(chǎn)業(yè)及相關(guān)GIS產(chǎn)品，如帶領(lǐng)學(xué)生體驗GIS行業(yè)工作任務(wù)直接對接行業(yè)公司、組織行業(yè)專家進校講座交流，為學(xué)生提供深入了解行業(yè)內(nèi)核的信息渠道。

（二）? 混合式教學(xué)資源整合

教學(xué)過程中率先優(yōu)化整合多源數(shù)據(jù)，適應(yīng)在高新科技發(fā)展環(huán)境下成長起來的學(xué)生。學(xué)生熟悉并習(xí)慣于通過網(wǎng)絡(luò)環(huán)境獲取資源與幫助，因此基于課本內(nèi)容，引入中國大學(xué)MOOC、國家精品課程、教學(xué)示范包等優(yōu)質(zhì)線上資源，同時結(jié)合自主拍攝教學(xué)音視頻及自主建設(shè)非視頻資源。多種教學(xué)資源的整合需要牢牢抓住GIS中空間數(shù)據(jù)的“采集、管理、處理、分析、建模與顯示”邏輯主線，避免一股腦推送給學(xué)生龐大的數(shù)據(jù)信息，應(yīng)提前從中篩選出合適且服務(wù)于教學(xué)邏輯主線的資源，做到有的放矢。包括在線題庫、重點知識點剖析視頻、實訓(xùn)實驗的示范教學(xué)視頻等。同時引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，根據(jù)自身學(xué)習(xí)程度和興趣，從眾多信息來源中抓取核心信息，補充到本身知識體系中去。

（三）? 混合式教學(xué)的實施

混合式教學(xué)實施分為課前預(yù)習(xí)、課堂內(nèi)化、課后鞏固三階段（圖1），包括以下幾個方面。

1? 課前預(yù)習(xí)階段（任務(wù)引領(lǐng)、課前反饋）

課前預(yù)習(xí)是高效課堂的重要組成部分。教師需提前整合在線教學(xué)平臺課前任務(wù)及相關(guān)要求，通過平臺推送給學(xué)生。學(xué)生自由自主開展課前預(yù)習(xí)，將產(chǎn)生的感興趣知識點、疑惑點、任務(wù)中的難點移至討論區(qū)。線上預(yù)習(xí)模塊不僅能夠增強師生之間、同學(xué)之間的互動交流，模塊的數(shù)據(jù)統(tǒng)計還能夠便于教師查看預(yù)習(xí)情況、提煉教學(xué)內(nèi)容。基于線上平臺開展的課前自主學(xué)習(xí)活動消除了傳統(tǒng)教學(xué)模式下教師不能把控學(xué)生課前預(yù)習(xí)效果的弊端，同時還有利于有針對性地調(diào)整教學(xué)重難點，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為課堂教學(xué)的高效實施奠定重要基礎(chǔ)。

2? 課堂內(nèi)化階段（難點剖析，實驗實踐）

在學(xué)生預(yù)習(xí)基礎(chǔ)上，結(jié)合自拍音頻講解及在線視頻資源將講授重點放在難點突破和案例解析，布置課堂練習(xí)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率。注重知識內(nèi)化，即知識的應(yīng)用，通過課前自學(xué)情況整理出學(xué)生自學(xué)薄弱點，有針對性地開展課堂教學(xué)和實驗教學(xué)，從根本上解決教學(xué)過程中存在的疑問和知識應(yīng)用、內(nèi)化過程中的困難。推薦多種學(xué)習(xí)方法來幫助學(xué)生對課堂知識進行內(nèi)化，比如小組合作、專題匯報、實驗演習(xí)等。教學(xué)過程中仍然遵循教師主導(dǎo)，學(xué)生主體，通過“授人以漁”推動學(xué)生綜合能力提升。

3? 課后鞏固階段（鞏固拓展，實踐總結(jié)）

課后線上任務(wù)能夠驅(qū)動學(xué)生對課程知識的內(nèi)化，夯實教學(xué)質(zhì)量。對于學(xué)習(xí)能力較弱的學(xué)生，課后作業(yè)是消化課堂知識的重要環(huán)節(jié)，反復(fù)有針對性地練習(xí)利于學(xué)生提煉和攻克薄弱知識點，促進學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)化。對于學(xué)習(xí)能力較強的同學(xué)來說，課后練習(xí)是展現(xiàn)個性化的平臺，基于課堂實操方法舉一反三開拓思維，完成自主選題實驗報告，能充分調(diào)動學(xué)生的積極性。

4? 混合式教學(xué)的考核體系

基于上述線上線下混合式教學(xué)實施過程，學(xué)生表現(xiàn)貫穿于線上線下，同時也從課上延伸至課下，因此過程性考核變得尤為重要。將多維考核替代“一考定終生”制度，考核體系見表2?？己藘?nèi)容不僅注重期末考試成績，還要重視學(xué)生學(xué)習(xí)過程表現(xiàn)和解決問題綜合能力，這樣有利于調(diào)動和培養(yǎng)學(xué)生的主動性與創(chuàng)造性，提升教學(xué)過程中知識的輸入和產(chǎn)出。

二? 混合式教學(xué)模式改革

（一）? ?“任務(wù)打卡式”課前預(yù)習(xí)

學(xué)生課前通過任務(wù)點打卡，預(yù)習(xí)課堂知識，提升學(xué)生對課堂知識的吸收效率。教師提前整理和發(fā)布課前預(yù)習(xí)任務(wù)，通過線上教學(xué)平臺及時推送，任務(wù)驅(qū)動學(xué)生自主預(yù)習(xí)課堂知識，完成課前測試。課前測試結(jié)果有利于疑問及難點的篩查，便于課上有針對性教學(xué)。“任務(wù)打卡式”課前預(yù)習(xí)的長期開展，有利于學(xué)生養(yǎng)成課前預(yù)習(xí)習(xí)慣最終提升自主學(xué)習(xí)的能力。而自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)是高等教育最重要的本質(zhì)之一。線上教學(xué)平臺課前預(yù)習(xí)模塊解決了傳統(tǒng)教學(xué)模式下無法監(jiān)控學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)狀況、學(xué)習(xí)效率是否合格等弊端。混合式教學(xué)則將課前預(yù)習(xí)放在線上進行，設(shè)置相應(yīng)的預(yù)習(xí)視頻，留下相關(guān)問答題目，依靠“三力”[11]（平時成績及老師鼓勵帶來的動力、課前預(yù)習(xí)線上任務(wù)的壓力及多種教學(xué)資源帶來的吸引力）來促進學(xué)生綜合發(fā)展。

（二）? ?“問題驅(qū)動式”課中學(xué)習(xí)

實踐發(fā)現(xiàn)，通過“任務(wù)打卡式”課前預(yù)習(xí)，成功為課堂容量“減負”。課堂教學(xué)核心從基本概念講解，轉(zhuǎn)移到重難點攻克。利用啟發(fā)式、研討式及翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學(xué)方法，充分進行課程案例剖析、實際決策等。課堂教學(xué)任務(wù)明確，即帶領(lǐng)學(xué)生解決課前預(yù)習(xí)階段篩選出的疑難，引導(dǎo)學(xué)生串聯(lián)碎片化知識點，構(gòu)建完整的知識體系，再結(jié)合實操練習(xí)，達到GIS從入門到精通的目標。課堂教學(xué)的展開，師生之間更容易出現(xiàn)深層次的互動和交流。比如：帶領(lǐng)學(xué)生觀看室內(nèi)外導(dǎo)航模擬、城鄉(xiāng)規(guī)劃中的選址、洪水淹沒預(yù)警和山脈水體的提取等視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考如何利用GIS課程中所學(xué)習(xí)的最佳路徑、緩沖區(qū)分析、坡度坡向提取等技術(shù)構(gòu)建上述模型，啟發(fā)學(xué)生用GIS的手段分析日常生活中遇到的模型，在潛移默化中提升學(xué)生解決實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)認知和邏輯思維能力。課中學(xué)習(xí)同時強調(diào)研討式學(xué)習(xí)，以問題為牽引（如投影轉(zhuǎn)換怎么實現(xiàn)？），學(xué)生為主結(jié)成小組，集中匯報對不同投影的理解，老師為輔把控秩序，必要時老師提出知識重點，幫助解決存在疑惑。研討式教學(xué)不僅提升學(xué)生的動手能力還能提升學(xué)生的信心，讓學(xué)生更加主動。反轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)更有利于促進師生之間更深層次的教學(xué)交流。

（三）? “有的放矢式”課后鞏固

相較于傳統(tǒng)課后教學(xué)大都基于布置作業(yè)的模式，線上線下混合式課后教學(xué)模式教學(xué)方法手段多樣。線上課程留言模塊不僅能夠精準反映學(xué)生課堂學(xué)習(xí)中仍然存在的疑問，以及拓展學(xué)習(xí)中碰到的困惑，還延續(xù)了師生之間、同學(xué)之間交流互動。同時利用擴展在線資源，可以自主尋求答案，做到對問題“有的放矢式”解答，同時針對興趣點進行自我知識升華，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性和自主解決問題的綜合能力。

三? 結(jié)論與討論

研究通過地理信息系統(tǒng)原理課程的混合式教學(xué)實踐，充分考慮該門課程的教學(xué)目標，結(jié)合教學(xué)實踐，從線上教學(xué)方案的構(gòu)建、多源教學(xué)資源的收集與整合、混合式教學(xué)的實施等方面進行探討，合理利用混合式教學(xué)對學(xué)情數(shù)據(jù)挖掘的先天優(yōu)勢，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果因材施教，提升教學(xué)質(zhì)量和優(yōu)化教學(xué)方法。也充分利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識體系，增強學(xué)習(xí)主動性，培養(yǎng)自主解決問題和創(chuàng)新等綜合能力。此次混合式教學(xué)模式的探索旨在形成以培養(yǎng)學(xué)生技能為目標、以提升學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)為核心的新型培養(yǎng)模式?；旌鲜浇虒W(xué)反映了不同教學(xué)理論和教學(xué)方式在新型教育背景下互為補充，體現(xiàn)了人們對教學(xué)本質(zhì)認識的不斷深入。雖然線上線下混合式教學(xué)模式對老師及學(xué)生在計算機信息化技能方面提出了更高的要求，如新時代背景下如何快速開發(fā)教學(xué)資源，如何將動畫、微課及虛擬仿真技術(shù)等應(yīng)用到各類課堂教學(xué)過程當中。但大數(shù)據(jù)時代背景下，地理學(xué)開展線上線下混合式教學(xué)是應(yīng)對時代變革的必然選擇。

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基金項目：安徽省質(zhì)量工程線上線下混合式課程建設(shè)項目“地理信息系統(tǒng)原理”（2022xsxx070）；安徽師范大學(xué)校級教學(xué)研究項目“安徽師范大學(xué)線上線下混合式課程（地理信息系統(tǒng)原理）建設(shè)”（校教字〔2020〕66號）；安徽省省級質(zhì)量工程教學(xué)研究項目“‘互聯(lián)網(wǎng)+背景下高等師范院校環(huán)境教育通識課程建設(shè)現(xiàn)狀與改進對策”（2020jyxm0621）

第一作者簡介：齊凌艷（1988-），女，漢族，安徽蕪湖人，博士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師。研究方向為水環(huán)境模擬與評估。

*通信作者：葉良濤（1980-），男，漢族，安徽桐城人，博士，講師。研究方向為湖泊/海洋沉積與環(huán)境演化，地下水脫硝，水生植物化感抑藻等。