地理信息系統(tǒng)課程傳統(tǒng)教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂的融合構(gòu)建

王馨顏

（1.集寧師范學(xué)院 地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院；2.菲律賓克里斯汀大學(xué)，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

1 地理信息系統(tǒng)課程性質(zhì)及教學(xué)現(xiàn)狀

地理信息系統(tǒng)（GIS）是20 世紀(jì)60 年代發(fā)展起來的一門交叉學(xué)科，由傳統(tǒng)科學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合，基于地理學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)、數(shù)學(xué)科學(xué)發(fā)展起來的。地理信息系統(tǒng)課程是我校為地理科學(xué)本科生開設(shè)的基礎(chǔ)課程。通過地理信息系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解地理信息系統(tǒng)的基本概念，熟悉地理信息科學(xué)的研究內(nèi)容，掌握地理信息系統(tǒng)的研究方法，更重要的是學(xué)會ARCGIS軟件應(yīng)用，理解空間數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系，掌握空間數(shù)據(jù)的采集、編輯及空間信息處理方法、空間數(shù)據(jù)的分析功能，熟練運(yùn)用地理信息系統(tǒng)的基本軟件進(jìn)行專業(yè)地學(xué)圖件的分析和繪制。該課程是學(xué)生今后從事環(huán)境規(guī)劃、信息管理、區(qū)域規(guī)劃等工作的重要基礎(chǔ)。

本課程在我校的設(shè)立以理論性和實(shí)踐性相結(jié)合為原則，于2021 年底建成校級精品在線課程，涉及重點(diǎn)理論知識點(diǎn)16 個，上機(jī)操作13 個，共計312 分鐘，與地理信息系統(tǒng)專項實(shí)驗(yàn)、遙感基礎(chǔ)與圖像解譯原理、遙感概論等課程在內(nèi)容設(shè)置上相輔相成，并在線下設(shè)立了八大案例分析專題研討活動（見表1），為地圖學(xué)、土地評價與管理、城市總體規(guī)劃、旅游開發(fā)與實(shí)踐等理論課程提供專業(yè)數(shù)據(jù)分析手段和綜合案例操作平臺。

表1 地理信息系統(tǒng)課程案例分析專題匯總

2 地理信息系統(tǒng)課程融合式教學(xué)模式構(gòu)建

2.1 融合式教學(xué)模式構(gòu)建礎(chǔ)

以地理信息系統(tǒng)在線課程建設(shè)為契機(jī)，以地理信息系統(tǒng)課程的教學(xué)模式深度改革為目的，基于我校地理科學(xué)專業(yè)本科生的學(xué)科基礎(chǔ)課程地理信息系統(tǒng)已有的建設(shè)基礎(chǔ)，通過 SPOC 與翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合進(jìn)行教學(xué)模式設(shè)計，利用超星在線平臺開展基于 SPOC 的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的教學(xué)實(shí)踐，探索以SPOC 為課程資源平臺、采用以傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的混合式教學(xué)模式，通過實(shí)踐來探索如何更好地將在線學(xué)習(xí)和線下課堂有效對接。教師利用前期積累的課程教學(xué)資源針對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)活動設(shè)計，學(xué)生基于理論知識和相關(guān)專業(yè)知識進(jìn)行深度自主學(xué)習(xí)和個性化學(xué)習(xí)，是融合式教學(xué)成功的關(guān)鍵。在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)細(xì)化線上虛擬空間和線下實(shí)體空間有機(jī)結(jié)合的方法，同時驗(yàn)證基于SPOC翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式運(yùn)行的可行性和有效性[2]。通過以上研究對基于SPOC 的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)提供一套可操作的系統(tǒng)化策略，并鼓勵高校教師在本課程的教學(xué)中嘗試和運(yùn)用新的教學(xué)方式，真正把專業(yè)知識傳授和素質(zhì)能力培養(yǎng)滲透在每個教學(xué)環(huán)節(jié)中，讓課程更加豐富。

2.2 融合式教學(xué)模式構(gòu)建重點(diǎn)

（1）教學(xué)設(shè)計的連貫性。本課題以SPOC 為教學(xué)形式、翻轉(zhuǎn)課堂為教學(xué)方法，將優(yōu)質(zhì)的在線課程教學(xué)資源與傳統(tǒng)高校課堂進(jìn)行有效銜接，通過精心設(shè)計教學(xué)過程，使線上線下課程內(nèi)容緊密結(jié)合，保證教學(xué)設(shè)計的連貫性，從而達(dá)到融合式教學(xué)模式構(gòu)建的目的。

（2）學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合，線上課程與線下課程融合，專業(yè)課程與課程思政無縫銜接的教學(xué)模式核心是“如何設(shè)計翻轉(zhuǎn)”，即改變知識的習(xí)得過程和知識的內(nèi)化過程，將學(xué)生的自主學(xué)習(xí)分成導(dǎo)學(xué)模塊和單元學(xué)習(xí)兩大部分，每個模塊的每個環(huán)節(jié)均設(shè)置任務(wù)，讓學(xué)生帶著任務(wù)去完成每一步學(xué)習(xí)，在一定程度上可以激發(fā)學(xué)生發(fā)揮主觀能動性去學(xué)習(xí)。

3 地理信息系統(tǒng)課程融合式教學(xué)模式實(shí)施

3.1 教學(xué)準(zhǔn)備階段

要實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)式教學(xué)的融合，課前的學(xué)習(xí)與準(zhǔn)備至關(guān)重要。對于這一無監(jiān)督、無指導(dǎo)的學(xué)習(xí)過程，如何促使學(xué)生自覺地、有效地完成學(xué)習(xí)任務(wù)對后續(xù)教學(xué)活動的開展起著決定性的作用。目前，學(xué)習(xí)任務(wù)清單的布置與完成是解決這一問題的有效途徑[3]，在任務(wù)清單中需明確本次學(xué)習(xí)的目的，并完整地展示知識點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)，還應(yīng)羅列出學(xué)生必須要完成的在線課程微視頻預(yù)覽任務(wù)量（可以在后臺進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控），列舉必要的參考資料，包括需要關(guān)注的微信公眾號、視頻號、專題網(wǎng)址、中國大學(xué)MOOC 相關(guān)課程內(nèi)容、可供參考的學(xué)術(shù)論文等，最后以作業(yè)形式提交任務(wù)單的完成情況并作出匯總。

3.2 教學(xué)實(shí)施階段

針對不同內(nèi)容的課程，實(shí)施階段形式不同，可分為兩類：理論形式為主和實(shí)踐形式為主。對于理論知識講解占主導(dǎo)的章節(jié)，需要按照課前分組進(jìn)行小組講解，教師根據(jù)學(xué)習(xí)通后臺數(shù)據(jù)記錄情況進(jìn)行課堂隨機(jī)抽簽問答、在線競答、投票、單選/多選實(shí)時答題、搶答等多種多樣的形式考查學(xué)生對重點(diǎn)知識的理解情況，并在互動環(huán)節(jié)中幫助同學(xué)們篩選正確答案，達(dá)到鞏固知識的目的。針對實(shí)踐性內(nèi)容占主導(dǎo)的章節(jié)，需要同學(xué)們反復(fù)觀看操作視頻，根據(jù)教師下發(fā)的相關(guān)數(shù)據(jù)在學(xué)生電腦端進(jìn)行模擬演練，教師可以針對學(xué)生隨時提出的不同問題給予一對一解答和演示，并在引入案例分析的同時講解解決問題的思路和方法，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)理性的思維方式和網(wǎng)絡(luò)化知識體系的構(gòu)建能力，在很大程度上增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和有效性。

例如，基于等高線數(shù)據(jù)的地形地貌分析與基于游覽航線設(shè)計的通視性分析，對應(yīng)教材的第五章“地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型”第一節(jié)“數(shù)字高程模型”，教師預(yù)先開啟了教學(xué)視頻和軟件操作視頻的預(yù)習(xí)內(nèi)容，結(jié)合甘肅舟曲泥石流和玉樹地震的地質(zhì)災(zāi)害與地形地貌前期資料，在課堂上說明地形地貌分析的重要性和地形因子提取的計算方法。通過反復(fù)的實(shí)踐練習(xí)讓學(xué)生理解數(shù)學(xué)計算模型與實(shí)際軟件操作的一一對應(yīng)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)線上資源與線下輔導(dǎo)的無縫對接，最終完成這一節(jié)內(nèi)容的教學(xué)目的。

3.3 課后反饋及評價機(jī)制建立階段

根據(jù)教學(xué)準(zhǔn)備階段的學(xué)習(xí)任務(wù)清單的完成情況進(jìn)行平時成績的評定。若某節(jié)課程內(nèi)容較多，難度較大，學(xué)習(xí)任務(wù)清單的完成可以按照分組的方式進(jìn)行，任務(wù)完成后，同一組和不同組的同學(xué)分別進(jìn)行組內(nèi)互評和組間互評，最后得到最終成績并計入平時成績。

每學(xué)期每位學(xué)生至少上交八個主題的一整套系列圖件，期末按照考查或考試的形式上交期末案例一整套綜合分析圖件，這些作業(yè)融合了基礎(chǔ)知識的運(yùn)用和軟件操作的掌握，甚至?xí)\(yùn)用遙感知識及各類相關(guān)軟件如PS、CAD、SketchUp、SPSS 等，能夠極大程度區(qū)分出不同學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)及綜合能力水平。

綜合評價機(jī)制的建立需要多方面考量：一方面，老師通過學(xué)生作業(yè)練習(xí)、回答提問、課堂討論、小組項目情況評估學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況；另一方面，學(xué)生通過個人講述、學(xué)習(xí)匯報、自我評價、小組互評等形式對學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評價[4]，在深化學(xué)生對知識理解力的同時，對課堂各階段進(jìn)行總結(jié)評價及不斷完善。

3.4 課程目標(biāo)達(dá)成度評價

根據(jù)學(xué)期末地理信息系統(tǒng)課程目標(biāo)達(dá)成度問卷調(diào)查和各類成績統(tǒng)計，將課程考核分為期末成績、實(shí)驗(yàn)成績、平時成績?nèi)齻€部分，按比例分配在三個課程目標(biāo)中[5]，課程目標(biāo)達(dá)成度按照期末成績×60%+實(shí)驗(yàn)成績×20%+平時成績×20%計算。

試卷共30 題，其中選擇題10 題，每題3 分；判斷題10 題，每題2 分；名詞解釋題5 題，每題3 分；簡答題2 題，每題5 分；論述分析題2 題（第1 題7 分，第2 題8 分）；軟件操作題1 題，共10 分，總計100 分，一一確定其對應(yīng)的課程目標(biāo)。

分別計算期末試卷、實(shí)驗(yàn)成績和平時成績的目標(biāo)達(dá)成度，最后根據(jù)“期末成績×60%+實(shí)驗(yàn)成績×20%+平時成績×20%”計算得到三個課程目標(biāo)的綜合達(dá)成度，具體結(jié)果如下表2。

表2 地理信息系統(tǒng)課程目標(biāo)達(dá)成度

課程目標(biāo)1 的達(dá)成度為0.70，達(dá)到中等水平，代表學(xué)生對地理信息系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢的學(xué)習(xí)理解達(dá)到預(yù)期目標(biāo)（M），可以支撐畢業(yè)要求1（家國情懷）；

課程目標(biāo)2 的達(dá)成度為0.82，達(dá)到較高水平，代表學(xué)生對地理信息系統(tǒng)的基本概念、基本原理和基本方法的掌握達(dá)到預(yù)期目標(biāo)（H），可以支撐畢業(yè)要求3（學(xué)科素養(yǎng)）；

課程目標(biāo)3 的達(dá)成度為0.64，達(dá)到及格水平，代表學(xué)生使用地理信息系統(tǒng)軟件進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的空間分析能力達(dá)到預(yù)期目標(biāo)（L），可以支撐畢業(yè)要求4（教學(xué)能力）。