喬雪 鄧琳 劉姝 盧海軍 文福江

摘要：以城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)GIS課程為例，分析了GIS課程的教學(xué)改革實(shí)踐與效果。結(jié)果表明：此教學(xué)方法對地理信息系統(tǒng)的教學(xué)效果提高具有有效性，課堂應(yīng)以“翻轉(zhuǎn)”的有效教學(xué)設(shè)計為前提，以學(xué)生自主意愿的課堂教活動組織為基礎(chǔ)，以精細(xì)化制作的教學(xué)視頻為保障，以教師教學(xué)創(chuàng)新素養(yǎng)為關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng);翻轉(zhuǎn)課堂;實(shí)踐

中圉分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）17-0078-03

1引言

隨著規(guī)劃行業(yè)的發(fā)展要求，GIS課程在城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)教學(xué)中越來越具有重要作用，是培養(yǎng)GIS應(yīng)用人才的重要載體。目前，該專業(yè)在人才培養(yǎng)方案中所占課時為32學(xué)時左右，而理論課時與實(shí)驗(yàn)課時比一般為1：1。由于人才培養(yǎng)方案中沒有關(guān)于地圖學(xué)、遙感、自然地理學(xué)等課程的知識儲備，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)此門課程中對許多專業(yè)術(shù)語很難理解，對許多工作的方法也很難有完整的工作流程，障礙較多，學(xué)生往往會表現(xiàn)出焦慮、急躁等畏難情緒，也很少積極主動思考，而是依賴教師來解決問題。那么為了使課程達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，解決上述的矛盾局、提高教學(xué)質(zhì)量、真正讓學(xué)生理解很多GIS工程的原理、做到理論與實(shí)中的有機(jī)結(jié)合，有必要進(jìn)行教學(xué)理論與方法的研究，來達(dá)到調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、提升課程教學(xué)質(zhì)量的目的。

2課程簡介

地理信息系統(tǒng)課程一直以來都是城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)人才培養(yǎng)計劃的主干課程，近年來，經(jīng)過教學(xué)競賽、學(xué)生競賽、大創(chuàng)項(xiàng)目、科研等課程建設(shè)的實(shí)施，GIS課程已建設(shè)成為校級優(yōu)秀課程。主動實(shí)踐理念下的大學(xué)生“3s”技術(shù)創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究和《地理信息系統(tǒng)》網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)與評價等項(xiàng)目的研究成果為課程的教學(xué)研究打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。2016年，地理信息系統(tǒng)課程納入校課程教學(xué)方法和考核方式改革課程，將翻轉(zhuǎn)課堂理念融入課程教學(xué)。地理信息系統(tǒng)課題組經(jīng)過兩年的建設(shè)與實(shí)踐，初步構(gòu)建了以任務(wù)驅(qū)動為核心的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，并且基于網(wǎng)絡(luò)課平臺、通過優(yōu)慕課教學(xué)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的分發(fā)與共享。

3地理信息系統(tǒng)課程翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實(shí)踐

眾所周知，翻轉(zhuǎn)課堂的核心是“翻轉(zhuǎn)”，即顛倒知識的習(xí)得過程和知識的內(nèi)化過程。因此，應(yīng)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)。

3.1導(dǎo)學(xué)模塊

導(dǎo)學(xué)模塊是在線下進(jìn)行，學(xué)生根據(jù)教師編制的導(dǎo)學(xué)案自主完成學(xué)習(xí)任務(wù)，導(dǎo)學(xué)案設(shè)計思路如圖1。第一步，教師設(shè)計問題，采用教學(xué)任務(wù)驅(qū)動教學(xué);第二，學(xué)生嘗試解決問題（如不能解決，需找出困惑所在）;第三，微課程視頻學(xué)習(xí)（如問題未解決，帶著困惑，在面授環(huán)節(jié)，討論、找出解決問題的辦法）;第四，理論與實(shí)踐結(jié)合;第五，總結(jié)匯報（解決問題的方法、結(jié)論或仍存在的問題）。這其中的微課程主是一段教師重點(diǎn)講解的教學(xué)視頻，導(dǎo)學(xué)案設(shè)計如表。

3.2課程主要教學(xué)模塊的設(shè)計

與傳統(tǒng)課堂相比，翻轉(zhuǎn)課堂可以按照學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)動機(jī)等層次設(shè)計課程平臺，開展差異化教學(xué)與考核。

3.2.1基本信息

基本信息主要設(shè)置課程導(dǎo)學(xué)、教師團(tuán)隊(duì)、教學(xué)計劃、教材等內(nèi)容，如圖2所示。為了更好的激勵學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，將課程整體導(dǎo)學(xué)要求及成績評實(shí)規(guī)則放置，讓學(xué)生知道自己在哪些學(xué)習(xí)方面可以獲得成績。

3.2.2單元學(xué)習(xí)

單元學(xué)習(xí)這一模塊是充分按照專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃來設(shè)定的，按照學(xué)生職業(yè)能力需要設(shè)定兩個部分，一是理論，一是實(shí)驗(yàn)，每一單元主要設(shè)定和此單元學(xué)習(xí)有關(guān)的理論和實(shí)踐內(nèi)容，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)，如圖3。在此部分，每一單元下的各類學(xué)習(xí)平臺實(shí)現(xiàn)了共享，呈現(xiàn)重點(diǎn)知識以點(diǎn)帶面的特點(diǎn)，而區(qū)別以往章節(jié)性的內(nèi)容架構(gòu)，突破了傳統(tǒng)課堂以語言與教材為主要載體的局限，教學(xué)載體呈現(xiàn)創(chuàng)新性特征，使學(xué)生通過簡單操作就能獲取自己所需要的各類優(yōu)質(zhì)的課程資源。而且，單元學(xué)習(xí)體現(xiàn)以學(xué)習(xí)者為中心，利用學(xué)生已學(xué)的知識模塊和現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源、微視頻來向上階梯式傳遞知識，從而激發(fā)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)效率。

3.2.3教學(xué)過程

在翻轉(zhuǎn)課堂上，教師和學(xué)生在交流、咨詢和反饋過程中完成教學(xué)任務(wù)和學(xué)習(xí)過程。在整個教學(xué)過程中，教師會更重視學(xué)生的需求，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)程度開展線上線下結(jié)合的教學(xué)模式。學(xué)生主要教學(xué)活動時長與近90d訪問次數(shù)結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知，此課堂人數(shù)僅27人，學(xué)生在90d的學(xué)生過程中的自主學(xué)習(xí)時間和空間很大，這也說明學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有更大的靈活性與自主選擇權(quán)，他可以根據(jù)自已的學(xué)習(xí)節(jié)奏調(diào)整學(xué)習(xí)計劃，自我監(jiān)督和自我考核、評估;另外，學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動的時間與次數(shù)和單元學(xué)習(xí)的任務(wù)驅(qū)動會有直接相關(guān)關(guān)系。未來，隨著規(guī)劃行業(yè)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)教學(xué)可以集中在學(xué)校和社會的參與上，以使教學(xué)主體的來源多樣化。

4翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)效果

作為GIS普及教育課程，所在學(xué)院的城鄉(xiāng)規(guī)劃業(yè)專業(yè)開設(shè)的《地理信息系統(tǒng)》共計32學(xué)時，實(shí)驗(yàn)軟件平臺為ArcGIS10.2。要設(shè)置驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、設(shè)計實(shí)驗(yàn)等共計8個實(shí)驗(yàn)，涉及GIS數(shù)據(jù)采集、處理、分析、制圖等GIS數(shù)據(jù)處理與分析等內(nèi)容。經(jīng)過認(rèn)真比較研究，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)層次，考慮學(xué)生的職業(yè)能力需求，在2016年及2017年教學(xué)中初步選擇商場選址、城市用地適宜性分析、三維分析作為實(shí)踐試點(diǎn)內(nèi)容，并在理論環(huán)節(jié)配置相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，如空間參考、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、疊加與緩沖分析、三維分析等4個章節(jié)，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐與理論知識的有機(jī)整合。學(xué)生測試成績分布圖如圖5所示，學(xué)生參與問卷調(diào)查，積極主要動學(xué)習(xí)情況統(tǒng)計如圖6。

由圖5可知，學(xué)生在課前測試問題較多，遇到的困難也很多，但課后測試的平均成績較好，可以看出，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法的主動測試效果優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)方法，另外，實(shí)驗(yàn)報告按時完成率與成績也有了很大的提高，有效的解決了學(xué)生興趣不高、動力不足等問題。另外，翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)驗(yàn)提供了學(xué)生可反復(fù)觀看參考的視頻資料，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)的能力，增強(qiáng)了學(xué)生的自信心，切實(shí)提高了教學(xué)效果。實(shí)踐過程中能夠清楚地感受到學(xué)生從被動聽講到主動學(xué)習(xí)、積極思考解決問題的轉(zhuǎn)變。圖6也同時印證了上述結(jié)果。課堂的教學(xué)效果要好。但也必需承認(rèn)的是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法也有自己的適用性，如何翻與轉(zhuǎn)，這些都和學(xué)生的層次、能力以及課程本身的特點(diǎn)有關(guān)。GIS課程的課堂改革應(yīng)有前提、有基礎(chǔ)、有保障、有實(shí)施關(guān)鍵因素，即以“翻轉(zhuǎn)”的有效教學(xué)設(shè)計為前提，以學(xué)生能力的分層課堂教學(xué)活動組織為基礎(chǔ)，以高品質(zhì)的教學(xué)視頻為保障，以教師的個人創(chuàng)新素養(yǎng)為關(guān)鍵。

5結(jié)誤

實(shí)踐證明，在GIS課堂實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂，會比傳統(tǒng)隨著GIS技術(shù)進(jìn)步，無論從宏觀，還是微觀角度來看，GIS已走進(jìn)社會生活的很多方面，面對學(xué)生的職業(yè)需求與職業(yè)能力求，在今后的教學(xué)實(shí)踐過程中何培養(yǎng)GIS應(yīng)用型人才，如何把握翻轉(zhuǎn)教學(xué)的度是廣大一線教學(xué)工作者努力的方向。