譚立元，張所地，荊樹偉

（山西財經(jīng)大學管理科學與工程學院，山西太原030006）

一、引言

現(xiàn)代空間信息技術的發(fā)展提高了一國經(jīng)濟建設的效率，也改變了人們生產(chǎn)和生活的組織方式。據(jù)統(tǒng)計，在人們對信息的需求中，有85%的信息是與空間信息相關聯(lián)的。地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，GIS）是基于計算機硬件和軟件系統(tǒng)的支持，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的地理分布數(shù)據(jù)進行采集、存貯、管理、分析、顯示和描述的技術系統(tǒng)（湯國安等，2013）[1]。該系統(tǒng)自20世紀60年代誕生至今，已由最初供專業(yè)人員使用的專業(yè)系統(tǒng)，拓展到政府公共管理、資源開發(fā)利用、區(qū)域發(fā)展規(guī)劃、工程項目管理、公共交通管理等領域，成為具有綜合性、多方向性的基礎應用學科。

20世紀90年代中后期，國內(nèi)高等院校、科研機構(gòu)開始將GIS作為信息社會人才培養(yǎng)的重要方向，特別是綜合性大學、師范類高校、財經(jīng)類高校依托各自的學科背景，設置了應用型GIS課程，以期為GIS應用行業(yè)提供具有專業(yè)知識和應用開發(fā)技能的復合型人才，適應我國經(jīng)濟和科學發(fā)展的需要。

二、工程管理專業(yè)應用型GIS課程教學現(xiàn)狀分析

隨著GIS技術在社會各領域的廣泛應用，GIS課程所依托的學科背景也由地理學、測繪學、計算機科學，擴展到地質(zhì)勘探、環(huán)境保護、資源管理、城市規(guī)劃、房地產(chǎn)開發(fā)、工程管理等不同的專業(yè)領域，成為一個跨學科、多方向的基礎研究平臺（黃木易，2011；方書敏，2013）[2，3]。該研究平臺可以將工程管理專業(yè)知識融入教學實踐，形成系統(tǒng)的、有層次的工程管理專業(yè)應用型GIS課程體系，為GIS課程改革提供了契機。教師在教學實踐中如果能將專業(yè)基礎理論與地理空間知識有機結(jié)合，則可以引領工程管理專業(yè)的學生從宏觀空間地理學的角度思考問題。

由于應用型GIS具有多學科集成、滲透性強、發(fā)展和更新速度快等特點，目前工程管理專業(yè)的應用型GIS課程體系和教學方案設計尚存在一些缺陷。首先，教學實踐環(huán)節(jié)偏弱。應用型GIS課程強調(diào)針對性和實用性，重視實踐教學，其實踐教學模式獨具特色，但工程管理專業(yè)開設的應用型GIS課程偏重理論化，應用性不強。其次，教學方法有待改進。大部分高校的應用型GIS課程是工程管理專業(yè)的專業(yè)方向課，課時數(shù)量有限，教學內(nèi)容枯燥，學生不易學習和理解。在教學過程中，教師采用傳統(tǒng)的課堂講授方法，只強調(diào)GIS理論的學習，忽略了GIS知識應用和分析能力的培養(yǎng)。再次，缺乏適用的應用型GIS教材。GIS的專業(yè)書籍雖然很多，但作為GIS專業(yè)教學的教材質(zhì)量參差不齊，適合工程管理專業(yè)的應用型GIS教材更少。

基于此，本文將在總結(jié)應用型GIS課程教學實踐的基礎上，結(jié)合工程管理專業(yè)人才的培養(yǎng)目標，將任務驅(qū)動教學模式引入應用型GIS課程教學活動中，提出應用型GIS課程任務驅(qū)動教學模式的具體實施策略。

三、應用型GIS課程的任務驅(qū)動教學模式實施過程

應用型GIS課程的任務驅(qū)動教學模式是以建構(gòu)主義教學理論為基礎的教學模式，適用于實踐性、實驗性和操作性強的課程。在教學活動中，學生是應用型GIS課程的主體，教師則從GIS知識講授者轉(zhuǎn)變?yōu)镚IS任務的引導者。在科學分析學情的基礎上，教師創(chuàng)設富有趣味性并能激發(fā)學生學習興趣的教學情景，將應用型GIS課程的教學內(nèi)容提煉成一個或多個遞進性的任務。學生圍繞應用型GIS任務，結(jié)合工程管理專業(yè)知識，利用各種學習資源進行協(xié)作自主學習。每個應用型GIS任務經(jīng)過分析、實施和評判之后，學生會形成新的認識，教師應結(jié)合教學內(nèi)容，針對問題和知識點進行精準講解（吳洋，2017）[4]。學生在教師的指導下對應用型GIS任務進行完善，最終達成學習目標。

圖1 應用型GIS課程的任務驅(qū)動教學模式實施過程

（一）學情分析

1.學情分析是應用型GIS課程建設的重要環(huán)節(jié)。在應用型GIS課程建設過程中，教師必須考慮社會需求、學科需求和學生需求，以確保應用型GIS課程的適切性。對工程管理專業(yè)學生進行科學的學情分析，是教師全面了解學生的差異性、分析GIS與工程管理學科的結(jié)合點、構(gòu)建應用型GIS課程體系必不可少的環(huán)節(jié)。學情分析對應用型GIS課程的教學方法、教學內(nèi)容、教學效果具有決定性作用，同時也與學科差異融合、學生就業(yè)需求、創(chuàng)新能力培養(yǎng)有著密不可分的聯(lián)系。

2.科學的學情分析為應用型GIS課程教學活動設置提供了基本依據(jù)，指明了教學方向和基本方法（馬文杰和鮑建生，2013）[5]。應用型GIS課程的教學預設與教學生成都是基于工程管理專業(yè)學生的需要，最終為促進工程管理專業(yè)學生的綜合發(fā)展提供服務。在課堂教學過程中，即時生成的各種信息是重要的教學資源，其為應用型GIS課程教學目標、內(nèi)容、方法的調(diào)整提供了可靠的依據(jù)。因此，學情分析不僅是教學設計過程中需要考慮的問題，它更應貫穿于應用型GIS課程教學的整個過程。

3.學情分析是應用型GIS課程任務教學模式實施的基礎。在驅(qū)動型任務設計中，學情分析可以提供基本素材與重要指導（李代勤，2009）[6]。通過學情分析，教師還可以全面了解工程管理專業(yè)學生的知識結(jié)構(gòu)體系、學習狀態(tài)、學習態(tài)度、學習動機等方面的基本信息，為選定課程教材、確定教學內(nèi)容、選擇教學方法、設計教學流程提供基本的依據(jù)。工程管理是專業(yè)性很強的綜合學科，具有知識面廣、實踐性強等特點，工程管理專業(yè)的學生通過本專業(yè)的基礎課程學習，應該能夠較好地掌握工程管理基礎知識，同時具有較強的實踐能力。從學生的實際情況來看，工程管理專業(yè)的學生通過計算機等課程的學習，對數(shù)據(jù)庫原理、操作系統(tǒng)、工程制圖等相關知識有了一定的了解，部分學生具有一定的程序設計能力。對于GIS的應用，學生在學習和生活中對其已有基本的了解，部分學生在學年論文的寫作和課題的研究中，能夠初步地將GIS空間數(shù)據(jù)分析功能應用于工程項目管理中。

（二）創(chuàng)設教學情境

創(chuàng)設情境的直觀性和生動性是實施應用型GIS課程教學的前提，教師可以利用精準講述、操作示范、多媒體介入等教學手段，將抽象的應用型GIS教學內(nèi)容轉(zhuǎn)化為具體的情境，使學生置身于可感知的教學環(huán)境中進行觀察和體驗，直接感受情境中的思想與知識，調(diào)動學生的非智力因素，營造良好的教學情境。

1.聯(lián)系生活實際。地理空間數(shù)據(jù)與學生的日常生活密不可分，如果能從學生的視角出發(fā)，以日常生活中的事件和工程管理專業(yè)的知識為切入點進行教學，可以激發(fā)學生的學習興趣和學習動機，調(diào)動學生參與課程活動的積極性。應用型GIS課程有許多抽象的、難以用語言表達的空間概念、事物、現(xiàn)象和規(guī)律，學生對此不易理解，教師可以通過搜索學生家鄉(xiāng)、學?；蛞?guī)劃旅游線路等方式，創(chuàng)設具有趣味性的情境。

2.關注科研熱點。應用型GIS課程教學與科研熱點是緊密聯(lián)系的，教師可以利用科研熱點和時事新聞創(chuàng)設相應的教學情境，引導學生將學科前沿問題與GIS課程知識相結(jié)合，利用GIS可視化的功能分析和解釋當前的經(jīng)濟現(xiàn)象，從而培養(yǎng)學生學習應用型GIS課程的興趣，提高學生自主科研的能力。例如，教師可以以“一帶一路”為背景創(chuàng)設教學情境，通過繪制有關“一帶一路”經(jīng)濟、交通、環(huán)境等方面的GIS專題圖，分析國家的經(jīng)濟政策。

3.利用多媒體教學。由于應用型GIS課程涉及地理學、地圖學、計算機等學科，外延至工程管理、行政管理、項目管理等學科，涵蓋空間數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等基礎知識，因此，傳統(tǒng)的以教師講授為主的教學方式難以適應動態(tài)的地理空間知識學習及多樣化的學生需求。在多媒體教學過程中，教師應利用動態(tài)圖、聲音、視頻等方式創(chuàng)設情境，激發(fā)學生對GIS課程的學習興趣和主動參與意識，提高教師的教學效率和學生的學習效果。例如，地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是較為抽象的，難以用語言表達，教師可以利用Google Earth軟件，通過瀏覽、下載、拼接、合成、展示衛(wèi)星圖片，使學生了解Google Earth的柵格式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，亦可通過為學生規(guī)劃回家、返?；蚵糜温肪€，輸入出發(fā)地和目的地，展示矢量式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特征。通過以上教學，教師可以營造具有高沉浸感、可視的、三維交互的教學情境，使學生能夠更深刻地了解地理信息系統(tǒng)中基本的數(shù)據(jù)組織方式。

（三）設計驅(qū)動型任務

1.任務驅(qū)動式學習是培養(yǎng)應用型人才的全新教育方法，也是應用型GIS課程教學模式的核心內(nèi)容。采用任務驅(qū)動教學模式的目的在于提高工程管理專業(yè)學生空間分析的綜合能力，使學生在掌握GIS基本理論和方法的基礎上，能夠應用GIS軟件處理和分析空間數(shù)據(jù)，從而改變以教師為中心、以知識為本的教學方法，形成以學生為中心、以能力為本的新的教學模式。

2.任務的質(zhì)量會直接影響應用型GIS課程教學的效果。驅(qū)動型任務應具有目標性、完整性、實踐性、整體性、開放性、可操作性和適應性（李代勤，2009）[6]，教師在設計驅(qū)動型任務時，應將教學目標和教學內(nèi)容按照“由低到高，由淺入深，由易到難”的原則融入每個GIS任務中，確定具有可操作性和可選擇性的創(chuàng)新實踐任務，形成“知識相互聯(lián)系，任務相對獨立”的驅(qū)動型GIS任務系統(tǒng)。

3.應用型GIS的教學內(nèi)容應與工程管理專業(yè)知識緊密結(jié)合，形成完整的驅(qū)動型GIS任務系統(tǒng)。在驅(qū)動型GIS任務系統(tǒng)中，各項任務既可以是GIS軟件的具體操作、專題地圖的繪制，也可以是空間數(shù)據(jù)庫的建立、工程三維模型的構(gòu)建等。任務內(nèi)容應涵蓋GIS應用中的具體概念、原理和方法，使學生在完成GIS任務時，不僅能夠鞏固工程管理專業(yè)的重要理論，而且能夠提高空間分析能力。應用型GIS課程每學期共有32個課時，根據(jù)工程管理專業(yè)的人才培養(yǎng)目標，本文在分析學生基本情況和知識背景的基礎上，將驅(qū)動型GIS任務系統(tǒng)分為六個子任務，包括學時、任務內(nèi)容、主要知識點和教學目標等方面。

表1 應用型GIS課程的驅(qū)動型任務系統(tǒng)

（四）協(xié)作自主學習

協(xié)作自主學習是與傳統(tǒng)被動接受學習不同的學習方式，由于GIS學科具有很強的綜合性、空間性、區(qū)域性和實用性特征（尚穎娟，2007；柳錦寶等，2017），傳統(tǒng)的學習方式難以體現(xiàn)GIS的空間數(shù)據(jù)分析、解釋等功能，教學效果不甚理想。協(xié)作自主學習可以促使學生利用GIS空間分析功能解決工程管理中的實際問題，提高學生的空間分析能力，并通過學生之間的相互溝通，分享GIS和工程管理的知識，增強學生的包容力和合作意識。因此，將協(xié)作自主學習方式引入應用型GIS課程教學，可以使工程管理知識與GIS有機結(jié)合，為學生提供合理的學習方法和GIS工具，提高學生的理論學習和實際應用能力。

在協(xié)作自主學習過程中，三至四名學生可以組成一個學習小組或團隊，小組成員通過協(xié)作交流和分析討論獲得知識、解決問題，共同完成應用型GIS任務。在應用型GIS任務的實施中，學生應是任務的中心，是掌握GIS知識的主體。經(jīng)過前期的專業(yè)知識學習和積累，學生可以從空間數(shù)據(jù)分析的視角理解任務、抽象問題、分析問題，并根據(jù)小組成員的研究成果和收集到的資料，通過共享交流，擴大GIS知識儲備，制定可行的解決方案。由此，學生在實踐教學中按任務計劃實施，可以提升自身解決問題的能力。在整個協(xié)作自主學習過程中，教師要正確引導，把握應用型GIS任務實施的內(nèi)容、進度和方向，注重培養(yǎng)學生的互助思維、協(xié)作分析和實踐能力。

（五）評價和總結(jié)任務

任務評價是學生學習效果反饋的一種有效途徑，也是最能體現(xiàn)學生掌握應用型GIS理論知識、運用空間數(shù)據(jù)解決工程管理問題的一種方法。在任務驅(qū)動型教學模式中，教師對學生完成任務的評價不只看最后完成的結(jié)果，而是對學生整個學習過程的評價。在完成任務的過程中，學生不同程度地展示了自己的學習和實踐能力，如工程管理專業(yè)知識應用、GIS任務分解與實施、空間數(shù)據(jù)分析、GIS軟件操作等，同時，學生的科研意識、創(chuàng)新意識也在完成任務的過程中表現(xiàn)出來。因此，教師對學生完成GIS任務的整個過程進行評價是非常重要的，學生應用型GIS任務完成情況的評析可以采用自我評價、學生互評和教師點評三種方式。

1.自我評價。應用型GIS課程任務驅(qū)動教學模式中的任務是開放性的，評價任務的標準也非唯一的、絕對的。例如，對于地圖配色、系統(tǒng)界面設計、三維圖形展示等任務，每個學生都有各自的評價標準，這與學生的知識背景、認知特點、審美能力有著密切的關系。因此，教師應引導學生客觀、準確、科學地進行自我評價，梳理任務完成過程中的知識點和思路，這實際上也是“溫故而知新”的過程。

2.小組互評?；ピu是對學生知識、創(chuàng)意的評判及共享的過程，教師可以組織學生進行組間互評，展示各組的GIS任務成果，講解各組的設計思路和知識應用要點，使學生學會取人之長、補己之短。

3.教師點評。點評是建立在教師與學生充分交流與互動的基礎上，在這一過程中，學生對GIS任務的完成情況有了更深的理解。在點評之前，教師要充分肯定學生的設計成果，使學生獲得一定的成就感。在點評中，教師應指出學生完成GIS任務過程中存在的問題和缺陷，并以問題引導的方式，通過精準講解，分析問題產(chǎn)生的原因和解決方法，從而完善各組的GIS任務。在教師點評的基礎上，學生對任務的完成情況進行反思和總結(jié)。

四、應用型GIS課程任務驅(qū)動教學模式的效果評價

教學效果評價是依據(jù)一定的標準，采用可操作的科學手段，通過系統(tǒng)收集相關教學信息，對教學活動的過程和結(jié)果進行相應的價值判斷。教學評價的內(nèi)容是多方面的，除了學生的學習結(jié)果之外，每一個教學環(huán)節(jié)和步驟都可以是評價對象（孫俊俊，2013），應用型GIS課程對培養(yǎng)工程管理專業(yè)學生的空間思維能力，提高其空間數(shù)據(jù)分析能力及全生命周期工程項目管理能力具有重要意義。山西財經(jīng)大學工程管理專業(yè)應用型GIS課程自2010年開設至今，堅持教學探索與改革，以培養(yǎng)學生成為基礎扎實、知識廣博、學有所長、適應學科發(fā)展和市場需求的應用型人才為目標。由于工程管理專業(yè)具有特殊性，應用型GIS課程被設置為專業(yè)選修課，課程于大學本科四年級開設，課時為32個學時。在這有限的課堂時間內(nèi)，要想教會學生掌握GIS課程的全部內(nèi)容有很大的難度。因此，筆者將任務教學模式引入課堂，將GIS與工程管理的相關課程相互銜接，將GIS課程的部分內(nèi)容穿插到工程管理應用中，以解決GIS課程課時量不足的問題，使GIS教學內(nèi)容能夠得以延伸，提高學生運用GIS解決實際問題的能力。

筆者對工程管理專業(yè)學生GIS課程教學效果的問卷調(diào)查（共322人）結(jié)果顯示：有83.3%的學生認為應用型GIS任務驅(qū)動教學模式有利于GIS基本知識和理論的理解與掌握，易于引發(fā)學習興趣，學習效果有了明顯提升；有15.1%的學生認為教學效果一般，這些學生一般掌握了扎實的工程管理專業(yè)理論和GIS知識，劣勢是缺乏GIS軟件操作能力和自主解決實際問題的能力；有1.6%的學生認為傳統(tǒng)教學模式與任務教學模式的教學效果并無明顯差別?？傮w來看，應用型GIS課程采用任務驅(qū)動模式進行教學，可以激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的空間分析能力，提高學生的動手能力。

在科研論文寫作方面，許多學生在學年論文和畢業(yè)論文的選題、開題、寫作過程中，將GIS應用于工程管理的各領域，如GIS在市政工程管理中的應用、基于GIS的商品房價格分布規(guī)律、基于GIS的資源型城市宜居性評價等。GIS矢量（柵格）地圖、空間分析、數(shù)字高程模型等方法的采用，拓寬了學生論文選題的方向，提供了實用性的研究方法，增強了空間數(shù)據(jù)的解釋和展示能力，提升了學生科研論文的質(zhì)量。

五、結(jié)語

應用型GIS任務驅(qū)動教學模式對培養(yǎng)適應學科發(fā)展和市場需求的應用型GIS人才具有重要作用，有利于學生知識、能力、素質(zhì)三者的協(xié)調(diào)發(fā)展。教師根據(jù)工程管理專業(yè)人才培養(yǎng)方案和目標，將應用型GIS引入工程管理專業(yè)課程，有助于提高未來工程管理人員的綜合能力，使其能夠有效應用GIS及其他高新技術進行工程項目規(guī)劃、設計和實踐，使工程項目管理行為更為規(guī)范、更有效率、更為科學量化。同時，教師將任務驅(qū)動教學方法引入應用型GIS課程，分析應用型GIS課程任務驅(qū)動教學模式的實施過程與策略，對于提高應用型GIS課程教學質(zhì)量和效果，發(fā)揮工程管理專業(yè)學生的主觀能動性，培養(yǎng)學生的團隊合作精神等，都具有一定的促進作用，以此可以推動工程管理專業(yè)應用型GIS課程的教學改革與發(fā)展。

［1］湯國安，趙牡丹，楊 昕，等.地理信息系統(tǒng)［M］.北京：科學出版社，2013：2.

［2］黃木易.非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程教學改革及優(yōu)化實踐［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011（10）：11-12.

［3］方書敏.GIS專業(yè)“空間分析”課程教學與實踐［J］.長沙鐵道學院學報（社會科學版），2013，14（4）：124-125.

［4］吳 洋.任務驅(qū)動法下工程造價課程教學改革設計分析［J］.價值工程，2017，36（8）：196-197.

［5］馬文杰，鮑建生.“學情分析”：功能、內(nèi)容和方法［J］.教育科學研究，2013（9）：52-57.

［6］李代勤.任務驅(qū)動教學模式的探討［D］.長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學，2009.