基于WebGIS 的線上線下混合式課程模式探索

趙子輝 劉剋 段龍方 劉原萍

摘要：隨著國家科技和教育的發(fā)展，傳統(tǒng)師講生聽模式已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)的需求，僅靠線下教育效果有限，很難為學(xué)生制定高效精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)方案，因而打造混合式線上線下融合的課程模式成為國家和高校的發(fā)展趨勢(shì)。文章面向網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（WebGIS） 的課程需求，融合線上線下教學(xué)資源與手段，從改革教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法和考核方式等角度入手，開展線上線下混合式教學(xué)模式的實(shí)踐探索，致力于打造學(xué)生樂學(xué)、教師導(dǎo)學(xué)，以自主學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)教學(xué)模式相結(jié)合的創(chuàng)新型教學(xué)體系，全面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力及效率，實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生素質(zhì)的實(shí)質(zhì)性提升。

關(guān)鍵詞：線上線下；混合式；WebGIS；教學(xué)模式；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044（2023）29-0175-03

0 引言

近年來，隨著國家發(fā)展和建設(shè)的需要，社會(huì)各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域?qū)W(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（WebGIS） 技術(shù)的需求正在日益增加，WebGIS的應(yīng)用越來越廣泛。WebGIS 技術(shù)不僅包含地理信息系統(tǒng)相關(guān)的理論知識(shí)，還與當(dāng)下日益革新的Web技術(shù)緊密接軌，隨著國家對(duì)Web?GIS 工程師人才的需求日益增加，學(xué)校一直致力于WebGIS課程的發(fā)展和建設(shè)。但隨著時(shí)代發(fā)展，國家對(duì)人才培養(yǎng)的各方面素質(zhì)和能力的要求不斷提升，采用傳統(tǒng)模式開展的WebGIS課程因?yàn)閷W(xué)生學(xué)習(xí)方式被動(dòng)單一，難以達(dá)到社會(huì)對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)和能力培養(yǎng)的高要求[1]。因此，如何滿足人才培養(yǎng)的要求，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，如何把知識(shí)接受和自主學(xué)習(xí)，課堂作業(yè)和查漏補(bǔ)缺結(jié)合在一起，成為傳統(tǒng)教學(xué)模式的教學(xué)過程勢(shì)必會(huì)面臨的一大問題。

1 傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題

在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師占據(jù)著絕對(duì)的主導(dǎo)地位，學(xué)生機(jī)械接受老師所傳授的知識(shí)，課堂較為枯燥，效果較為單一。除了進(jìn)行作業(yè)布置從而反饋得出學(xué)生近期學(xué)習(xí)狀況以外，沒有較多的檢驗(yàn)方法，老師僅對(duì)部分作業(yè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解，學(xué)生實(shí)際的薄弱部分難以得到針對(duì)性講解和學(xué)習(xí)。由于教師的教學(xué)占據(jù)了較多時(shí)間，導(dǎo)致學(xué)生的自主探索和動(dòng)手實(shí)踐時(shí)間被極大壓縮，實(shí)驗(yàn)質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)時(shí)間將被理論知識(shí)擠占。或是學(xué)生尚未完全吸收，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行困難，導(dǎo)致練習(xí)效果不佳，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)獲得感[2]。教學(xué)方式單一化，在遇到一些抽象的知識(shí)時(shí)，僅靠老師一人的講解和演示很難令學(xué)生理解和完整掌握，從而減慢教學(xué)進(jìn)度，降低了教學(xué)質(zhì)量[3]。

2 基于線上線下混合式教學(xué)目標(biāo)

WebGIS是空間信息技術(shù)專業(yè)的一門主要專業(yè)核心課程。課程內(nèi)容從WebGIS原理出發(fā)闡述WebGIS 系統(tǒng)涉及的基本原理和技術(shù)方法、從WebGIS開發(fā)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)出發(fā)分為網(wǎng)頁頁面開發(fā)、環(huán)境配置、地圖服務(wù)規(guī)范、地圖組件基礎(chǔ)開發(fā)、地圖組件高級(jí)開發(fā)等若干個(gè)功能模塊，要求學(xué)生掌握WebGIS系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、軟件編碼與集成測(cè)試等方法，非常注重學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，著眼于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)去解決實(shí)際問題的能力。WebGIS 開發(fā)技術(shù)涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，要求從事WebGIS研發(fā)的研究人員和工程技術(shù)人員，在熟悉軟件生產(chǎn)工藝流程和GIS理論的同時(shí)，必須具有計(jì)算機(jī)硬件、軟件、地圖開發(fā)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫等諸多方面的知識(shí)與技術(shù)，這樣才能開發(fā)與應(yīng)用，進(jìn)而設(shè)計(jì)與實(shí)施滿足實(shí)際軟件生產(chǎn)過程需要的WebGIS系統(tǒng)。通過課程模式改革實(shí)踐表明，利用在線教學(xué)資源，能夠更好地體現(xiàn)課程工程應(yīng)用的特色，基于線上線下融合的課程目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)如下：

1） 采用混合式教學(xué)改革傳統(tǒng)課堂教學(xué)采用線上線下混合式教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，增加師生互動(dòng)次數(shù)，設(shè)計(jì)開放式思考問題，在課堂鼓勵(lì)學(xué)生思考和回答問題，教師對(duì)典型案例進(jìn)行案例分析，設(shè)立相似練習(xí)和創(chuàng)新實(shí)踐，鞏固新舊知識(shí)，提高學(xué)生知識(shí)的利用能力和創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)。線上發(fā)布預(yù)習(xí)和實(shí)踐任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生互助交流，完成小組任務(wù)，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力與知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。

2） 優(yōu)化課程考核體系，提高綜合實(shí)踐能力建立全面的課程考核體系，將學(xué)生的課堂表現(xiàn)、作業(yè)質(zhì)量、預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)次數(shù)、參與互動(dòng)討論頻率、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和個(gè)人素質(zhì)列入考核范圍，采用線上、線下多種考核評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)動(dòng)線上學(xué)習(xí)積極性，對(duì)學(xué)生素質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)定，鼓勵(lì)學(xué)生積極配合線上線下教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生自主性和創(chuàng)新能力。

3） 明晰教學(xué)內(nèi)容層次，堂堂有重點(diǎn)為避免線下課堂平鋪直敘式講授，根據(jù)掌握程度將課程內(nèi)容劃分為關(guān)鍵核心、一般掌握及拓展自學(xué)幾個(gè)層次。線下課堂主要梳理課程知識(shí)體系，透析關(guān)鍵核心知識(shí)，把握難重點(diǎn)；線上平臺(tái)主要針對(duì)核心內(nèi)容拓展和延伸，或輔助一般掌握內(nèi)容的獨(dú)立自學(xué)，可以增強(qiáng)學(xué)生自主構(gòu)建知識(shí)體系的能力，有利于學(xué)生快速把握課堂內(nèi)容，提高課堂效率。

4） 加強(qiáng)課程思政，培養(yǎng)正確價(jià)值觀在線上線下課程內(nèi)容設(shè)計(jì)中，將課程思政潛移默化滲透于學(xué)生，為學(xué)生未來發(fā)展和就業(yè)學(xué)習(xí)等樹立正確價(jià)值觀。在注重課程體系和教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，提高學(xué)生思想道德素質(zhì)，將求真務(wù)實(shí)，精益求精貫穿于學(xué)生的方方面面，為學(xué)生未來的良好發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的思想基礎(chǔ)。

3 構(gòu)建學(xué)生為主體的線上線下混合式教學(xué)體系

3.1 多元教學(xué)環(huán)節(jié)融合的支撐

對(duì)WebGIS課程開展混合教學(xué)模式設(shè)計(jì)之前，需要結(jié)合線上線下教學(xué)模式，設(shè)計(jì)多元教學(xué)思路。通常情況下，對(duì)于空間信息開發(fā)實(shí)踐類的教學(xué)課程，設(shè)立單一固定的目標(biāo)無法獲得較好的教學(xué)效果，會(huì)極大束縛學(xué)生的邏輯思維和創(chuàng)新能力，造成消極影響[4-5]。因此，針對(duì)日常的教學(xué)情況、教學(xué)進(jìn)度，設(shè)計(jì)多元教學(xué)思路[6]。將WebGIS理論和實(shí)踐的教學(xué)劃分開來，結(jié)合混合式教學(xué)模式，設(shè)計(jì)多元化的教學(xué)路徑，具體的原理如圖1所示。

3.2 課程建設(shè)設(shè)計(jì)

針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式面臨的教學(xué)現(xiàn)狀和共性問題，線上線下混合教學(xué)模式結(jié)合在線學(xué)習(xí)平臺(tái)與課堂教學(xué)，優(yōu)化重組課程資源和內(nèi)容，改革學(xué)習(xí)方式方法，豐富教學(xué)手段的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)課程建設(shè)的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)[6]?；旌鲜骄€上線下教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)由線上自主、線下講解和拓展鞏固三個(gè)主要環(huán)節(jié)構(gòu)成，基于線上線下混合式的WebGIS課程安排如表1所示。

3.3 課程教學(xué)設(shè)計(jì)

課程按照線上線下融合的設(shè)計(jì)理念，按照Web?GIS初體驗(yàn)、WebGIS基礎(chǔ)知識(shí)、搭建開發(fā)環(huán)境、發(fā)布地圖服務(wù)、一步步開發(fā)WebGIS系統(tǒng)幾個(gè)章節(jié)構(gòu)建課程線上學(xué)習(xí)平臺(tái)，在線上平臺(tái)有序組織相關(guān)的教學(xué)視頻和資料，設(shè)置課程的任務(wù)點(diǎn)，以及課后思考、討論與作業(yè)，打造良好互動(dòng)的線上學(xué)習(xí)平臺(tái)。

課前教師可以通過線上平臺(tái)發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)和問題反饋，在課前熟悉掌握存疑點(diǎn)，學(xué)生則通過線上平臺(tái)預(yù)習(xí)，提前了解課程目標(biāo)和重點(diǎn)內(nèi)容，對(duì)課程內(nèi)容做到有的放矢。課中設(shè)計(jì)投票或討論題目環(huán)節(jié)，學(xué)生選擇答案或進(jìn)行討論，檢驗(yàn)學(xué)生上課學(xué)習(xí)吸收效果。

課后發(fā)布練習(xí)，統(tǒng)計(jì)學(xué)生出錯(cuò)題目，每章節(jié)結(jié)束后，教師提取信息數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的問題統(tǒng)一講解。設(shè)立視頻學(xué)習(xí)資料，幫助解決學(xué)生可能遇到的問題，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)，探究學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，為提高課程完整性，學(xué)生思維開拓性奠定良好基礎(chǔ)。開設(shè)線上實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生自主配置所需環(huán)境，結(jié)合理論知識(shí)，小組討論實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)，搜索相關(guān)知識(shí)，完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高實(shí)際動(dòng)手操作能力。得到線上學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)后，教師針對(duì)調(diào)查問卷的重難點(diǎn)問題進(jìn)行針對(duì)性解答，夯實(shí)理論基礎(chǔ)。課堂展示實(shí)驗(yàn)操作流程，引導(dǎo)學(xué)生正確實(shí)驗(yàn)。把握學(xué)生實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，及時(shí)調(diào)整上課內(nèi)容，通過線下課堂，加強(qiáng)教師與學(xué)生的溝通互動(dòng)。例如開展翻轉(zhuǎn)課堂或小組課堂展示，互相評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，對(duì)新知識(shí)進(jìn)行探索和交流。

針對(duì)某些關(guān)鍵核心內(nèi)容，采取在線提問方式引入，如開展非遺系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)在線上發(fā)布相關(guān)的討論話題：你對(duì)非物質(zhì)文化傳統(tǒng)的了解有哪些？你的家鄉(xiāng)有沒有一些遠(yuǎn)近聞名的非遺項(xiàng)目？假如你來設(shè)計(jì)一款非遺可視化與分析系統(tǒng)，你打算設(shè)計(jì)哪幾個(gè)功能？教師歸納學(xué)生討論的結(jié)論，引入課程案例的要點(diǎn)，講解案例的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)例化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，將非遺系統(tǒng)作為課程案例是將我國優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化和WebGIS技術(shù)融合的典型應(yīng)用，可以弘揚(yáng)我國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)我國先進(jìn)文化的思想認(rèn)同，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情[7]。另外，教師進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和競(jìng)賽成果等優(yōu)秀作品展示，分析總結(jié)優(yōu)秀案例，提取可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生模仿創(chuàng)新，加強(qiáng)練習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生積極參與學(xué)科競(jìng)賽。同時(shí)布置小組任務(wù)，促進(jìn)學(xué)生課下互相交流，提高創(chuàng)新和動(dòng)手實(shí)踐操作能力，將小組成果評(píng)價(jià)打分，通過學(xué)生互評(píng)、教師評(píng)價(jià)等方式針對(duì)小組作品做出指導(dǎo)，并計(jì)入學(xué)生綜合成績(jī)，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生動(dòng)手的積極性。

3.4 課程考核方式

考核基于學(xué)生主體地位出發(fā)，從課程知識(shí)、動(dòng)手實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和探索創(chuàng)新四個(gè)維度，采用學(xué)生在線上線下的表現(xiàn)作為共同評(píng)價(jià)的依據(jù)。線上表現(xiàn)由學(xué)習(xí)通平臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和教師統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)兩部分組成，線上表現(xiàn)由學(xué)生自主預(yù)習(xí)、課后練習(xí)等過程性學(xué)習(xí)足跡組成，教師統(tǒng)計(jì)主要依據(jù)對(duì)課堂測(cè)驗(yàn)、互動(dòng)討論實(shí)時(shí)的保存與記錄實(shí)現(xiàn)，線下表現(xiàn)由教師在課堂面授過程中通過問答、測(cè)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、考試等形式進(jìn)行實(shí)時(shí)開展。表2中列出了課程線上線下學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，在具體教學(xué)中并不限于以下方式，一般會(huì)根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行各種形式的組合與優(yōu)化。

基于線上線下融合的課程評(píng)價(jià)指標(biāo)一改傳統(tǒng)的以單張?jiān)嚲?、有限次作業(yè)定分?jǐn)?shù)的考核模式，更加注重細(xì)化學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)，著眼于對(duì)學(xué)生綜合素養(yǎng)和平時(shí)能力的全面細(xì)致評(píng)估，以實(shí)現(xiàn)將學(xué)生主要學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)結(jié)果均納入成績(jī)判定的依據(jù)，幫助學(xué)生及時(shí)開展課前預(yù)習(xí)、按時(shí)進(jìn)行課下復(fù)習(xí)，可以更加科學(xué)地判定學(xué)生課程學(xué)習(xí)的綜合水平。

4 結(jié)束語

線上線下混合式教育融合了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳統(tǒng)教育，打破了原有的常規(guī)教育體系和方法，有效解決了課堂教學(xué)中學(xué)生能動(dòng)性不足的問題。課程將教師為主體轉(zhuǎn)移到學(xué)生上，通過構(gòu)建線上教學(xué)平臺(tái)，有效提高了學(xué)生的查漏補(bǔ)缺能力和與老師的互動(dòng)效率，使課程日常教學(xué)更加完整、系統(tǒng)，具有更強(qiáng)的針對(duì)性，可以有效實(shí)現(xiàn)課內(nèi)外結(jié)合，統(tǒng)籌安排教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)，逐步完善教學(xué)體系。在“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的輔助支持下，混合式教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)可以更好地呈現(xiàn)出來，促使教學(xué)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)整后，通過多種考核方式融合，來對(duì)教學(xué)效果作出動(dòng)態(tài)化的評(píng)估，為空間信息專業(yè)人才的培養(yǎng)奠定更為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉遠(yuǎn)剛，何貞銘，蔡永香，等《. WebGIS原理與方法》教學(xué)改革

與探索[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，8（6）：133-134，

144.

[2] 潘邦龍. 金課視角下線上線下混合式一流課程建設(shè)探索

——以國家一流本科課程《遙感基礎(chǔ)與圖像處理》為例[J].

赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2022，38（7）：87-92.

[3] 欽小平，魏曉慧，賀婷.線上線下混合式教學(xué)模式的探索與實(shí)

踐——以電力電子技術(shù)課程為例[J].惠州學(xué)院學(xué)報(bào)，2021，41

（6）：120-124.

[4] 車冬娟，周建偉，王顯闖.新工科視域下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程

中思維創(chuàng)新能力提升方法研究[J].北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，

2022，32（5）：36-38.

[5] 薛艷芬，劉念，張琪立，等“. 互聯(lián)網(wǎng)+” 視域下計(jì)算機(jī)專業(yè)的混

合式教學(xué)模式研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2023，19（17）：172-174.

[6] 盧莉，陳瑛.計(jì)算機(jī)實(shí)操類課程基于BOPPPS模型的混合式

教學(xué)研究[J].辦公自動(dòng)化，2023，28（12）：28-30.

[7] 王貴成，徐兵，張敏，等.混合式教學(xué)模式下課程思政教學(xué)改

革探討——以計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)混合式一流課程為例[J].高

教學(xué)刊，2023，9（19）：15-18.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】