秦鵬 宗全利 金凱 劉春霞 陳明利 劉慶花

[摘 要] 隨著信息與通訊技術快速發(fā)展，微課在地理信息系統(tǒng)（GIS）課程教學也具有十分廣闊的應用前景。針對GIS課程特點和教學需求現(xiàn)狀，GIS微課結(jié)構(gòu)設計可大體按照問題引入、知識點講解和軟件實操三個部分進行，從選題、知識點劃分、時間分配等方面統(tǒng)籌微課程庫建設，為GIS理論和實踐教學有機結(jié)合提供參考方案，目的在于促進地理信息系統(tǒng)教學質(zhì)量的提高。

[關鍵詞] 地理信息系統(tǒng)（GIS）;微課;微課設計

[基金項目] 山東省本科高校教學改革研究項目;青島農(nóng)業(yè)大學教學研究項目;青島農(nóng)業(yè)大學實驗技術研究課題;山東省自然科學基金

（ZR2017BD030）;青島農(nóng)業(yè)大學高層次人才科研基金項目

[作者簡介] 秦 鵬（1984—），男，山東禹城人，博士，青島農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院教師，主要從事城鎮(zhèn)化與GIS技術應用研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）17-0258-03 ? ?[收稿日期] 2019-09-30

一、引言

地理信息系統(tǒng)（GIS）是一門技術應用性很強的課程，隨著空間信息技術的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)逐漸滲透到社會生活中，為各行業(yè)發(fā)展提供了非常重要的技術和手段。目前，地理信息系統(tǒng)教學也面臨“重理論傳授，輕實踐應用”的問題。開設地理信息系統(tǒng)選修課程的專業(yè)逐漸增多，教學對選課學生的專業(yè)技能支撐效果不明顯，學生在學習知識技能之后，很難把地理信息系統(tǒng)應用到今后專業(yè)學習中去，解決“學以致用”是當前地理信息系統(tǒng)課程教學面臨的主要問題。在當前信息化時代，學習過程網(wǎng)絡化和碎片化的特征愈加明顯，微課等教學模式順應時代特征，為地理信息系統(tǒng)（GIS）課程教學提供了有效的解決方案。因此，本文從GIS微課設計出發(fā)，綜述當前GIS微課設計現(xiàn)狀，對GIS微課設計模式進行探討。

二、GIS微課設計研究現(xiàn)狀

微課模式在MOOC基礎上逐漸發(fā)展，最初由美國北愛荷華大學的LeRoy A.McGrew在1993年在化學教育中將概念、講解和舉例濃縮到60s的時間內(nèi)，后來T.P.Kee和David Penrose均綜合短小課程設計的思想，明確提出微課的理念[1，2]?？珊箤W院的創(chuàng)立是微型教學視頻成功的典型案例，采用一整套新型組織管理模式，更適合于網(wǎng)絡課程學習者的特點，成功地為世界各地的網(wǎng)絡學習者提供免費的高品質(zhì)學習服務[3]。在國內(nèi)，2010年11月，廣東省教育局中小學新課程“優(yōu)秀微課”征集評審活動舉辦后，微課在全國發(fā)展起來[4]，胡鐵生、焦建利、黎加厚、余勝泉等人都對微課的概念、內(nèi)涵、現(xiàn)狀和發(fā)展等做了較為詳細的分析總結(jié)[1，2，5]，與此同時廣大高校也進入到了信息化時代，國內(nèi)一些平臺網(wǎng)站整合了各大知名院校的微課資源庫，信息利用的教學效果開始呈現(xiàn)[4，6]。隨著微課在國內(nèi)的不斷發(fā)展和慕課環(huán)境的逐漸成熟，學者和專家逐漸認識到結(jié)合了課堂教學與在線學習的混合教學模式SPOC（Small Private Online Course，小規(guī)模限制性在線課程），將成為當前高校教學改革的主要方向。在SPOC混合教學模式中，引入微課至“翻轉(zhuǎn)課堂”開展教學取得良好效果，但微課與教學視頻的區(qū)別、微課的價值和用途評價、微課使用的合理方式等仍是當前爭論的焦點[7]。

當前各行業(yè)很多問題都涉及到空間問題，理論、實驗和實習的實施具有多學科性，應更加重視地理信息系統(tǒng)技術在相關專業(yè)的實際應用，但大多GIS教學更側(cè)重通識教育。多數(shù)高校地理信息系統(tǒng)課程使用的教材側(cè)重基礎理論，理論知識與實踐應用結(jié)合不夠，知識講解多注重原理，原理在軟件中的實現(xiàn)在課堂上演示明顯不足，作為技術性較強的一門課程，急需解決知識點與實操演示的結(jié)合問題。同時地理信息系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展迅速，理論更新速度快，教材更新速度很難跟上時代潮流，結(jié)合當前行業(yè)發(fā)展前沿甚少，教學中引入新知識有待提高。

微課應用于地理信息系統(tǒng)（GIS）課程起步較晚，網(wǎng)絡課程大多基于網(wǎng)絡視頻教學資源進行整合。具有標志性的事件是張新長博士在中國大學MOOC（慕課）平臺的“地理信息系統(tǒng)概論”的開課[8，9]，在慕課背景下，有教學研究者在GIS課程的教學設計、課程改革、教學模式等方面進行了探討并運行試驗[ 10-13 ]，但GIS慕課課程的學習一般需要預備知識，如具備基本的地圖知識、地理知識、計算機基本操作技能等，大多數(shù)非專業(yè)學生很難具備這些預備知識，慕課的發(fā)展頻受失敗和質(zhì)疑[3]。隨著課堂教學與在線學習的混合教學模式SPOC的發(fā)展，微課時間短內(nèi)容少，加入實操演示的微課更容易被學習者消化吸收，結(jié)合GIS課程實踐性強的特點，微課在GIS課程開始實踐應用，在此過程中，有部分教師分析了GIS微課現(xiàn)狀、特點和不足，討論并提出建設性改革措施[ 14，15 ]。

隨著GIS理論和技術在各行業(yè)的廣泛應用，結(jié)合微課短小、精練、針對性強等特點，急切需要微課應用于GIS課程教學實踐中，同時微課形式有助于宣傳地理信息系統(tǒng)理論和應用，實現(xiàn)地理信息技術價值。

三、GIS微課設計實踐

1.GIS微課設計原則。微課程視頻資源庫的建設需要考察GIS微課的時代背景、學生需求、應用領域，熟悉創(chuàng)作方法和技術，并且觀摩、評價借鑒中國大學MOOC平臺和相關GIS精品課程網(wǎng)站的優(yōu)秀作品，從選題創(chuàng)意、設計理念、內(nèi)容呈現(xiàn)和制作技術等方面借鑒吸收，特別關注單個微課設計的重點、難點、疑點等，并且兼顧獨立又環(huán)環(huán)相扣，設計問題層層引導，觸發(fā)學習者層層思考。結(jié)合錄屏、屏幕縮放、課件制作和地理信息系統(tǒng)四種軟件切換結(jié)合的技術，制作在短時間內(nèi)可以高質(zhì)量傳遞精華內(nèi)容并引發(fā)學習者深度思考的微課。

2.GIS微課設計方案。選取部分GIS章節(jié)經(jīng)典知識點制作微課，時長一般控制在10分鐘左右，能集中說明一個知識點或小問題即可。由于GIS課程具有很強的實踐性，可把時長延至15～20分鐘，增加軟件操作演示部分，更好地結(jié)合理論知識點與實踐應用案例。大體結(jié)構(gòu)基本按照問題引入、知識點講解和軟件實操三個部分依次完成。其中問題引入大概需要2～3分鐘時間，由于GIS與實際生活息息相關，部分知識點可從實際生活中運用的案例引入;知識點講解大概需要7～8分鐘，結(jié)合實際講解1～2個知識點，符合學生當前認識水平，難度適中;軟件實操作大概需要5～6分鐘，主要演示本課知識點相關的軟件應用或完成一個項目案例，以項目導向來學習軟件，而不是傳統(tǒng)的軟件學習的功能演示模式。

3.GIS微課運行評估。微課制作好后，在GIS課程中，交叉使用傳統(tǒng)課堂和使用微課程視頻資源庫的翻轉(zhuǎn)課堂兩種模式，以調(diào)查問卷及學生訪談形式為主對運行效果進行調(diào)查研究，問卷及訪談內(nèi)容設計涉及視頻內(nèi)容、講述形式、滿意度調(diào)查（時間、內(nèi)容、制作技術等）、課堂學習感受等方面，從技術、效果和內(nèi)容等多個方面進行設計，同時輔以參與實習基地具體項目、參加地理信息系統(tǒng)設計大賽、行業(yè)實習等方式評價。因此，選題、知識點劃分、時間分配等方面是解決微課程庫建設的關鍵所在。理念與實踐的結(jié)合在微課專業(yè)知識講解中切實體現(xiàn)，充分發(fā)掘了不同專業(yè)背景學生的創(chuàng)造潛能，提高學生解決實際問題的綜合能力，符合學生的學習興趣。

四、GIS微課設計模式探討

1.主題選擇與設計原則。課程開始宜開門見山地進入主題，主要方式有：采用承上啟下的語言;設置疑問、懸念等;從學習者熟悉的生活相關現(xiàn)象等。比較后發(fā)現(xiàn)，設計時引用學生興趣點進入主題更好，例如：在講柵格數(shù)據(jù)這一部分，引用VIVO X9廣告視頻，“前置2000萬，柔光雙攝，照亮你的美”中的2000萬像素，引入柵格單元的概念，采用與教學主題密切相關而又有趣的案例和事件，更容易引起學習者的興趣和注意，就像好的電影片頭那樣一開始就抓住觀眾，吸引觀眾繼續(xù)學習。特定主題需要在教學環(huán)節(jié)中提煉重點、難點、或興趣點。因此，根據(jù)微課的類型不同，可能有不同的教學主題導入方式，但都要快速、準確，力求新穎、有趣，能夠很好地吸引學習者。

2.結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂創(chuàng)新微課教學模式。微課與翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合可以讓教師回歸小型在線課堂。在課前整合課程資源，根據(jù)學生需求規(guī)劃實體資源，在課堂上指導和促進學習進程的開展，解決學生學習過程中遇到的難題，創(chuàng)新課堂教學模式，可以激發(fā)教師的教學熱情和課堂活力。GIS微課程視頻資源庫的建設可以解放教師從事重復性活動（例如創(chuàng)建、教授那些沒有多少變化的講座視頻內(nèi)容）的時間，可以集中精力解決學生可能遇到的問題，從事同學生一起深入研究、攻克相關學習材料等具有較高價值的活動，因此，GIS微課程視頻資源庫可以成為SPOC模式中重要組成部分，是GIS知識的最佳保存和傳播方式。

建設GIS微課程視頻庫，便于學生反復觀看學習，探索出適合實際情況的地理信息系統(tǒng)微課程實踐教學運行機制，有助于學生實踐能力明顯提高，適應社會更快，進入工作崗位，職業(yè)技能培訓成本降低。因此，GIS微課教學模式運行可為其它課程推廣微課應用提供重要參考，特別結(jié)合學校各課程的特色，對地理信息系統(tǒng)微課理論和應用普及有示范作用。

五、結(jié)束語

微課設計應重視教學素材的選擇，教學模式和方法的改革效果評價應通過科學的調(diào)查問卷等方式考核。微課的建設，應遵循問題引入、知識點講解和軟件實操三個部分依次完成，從選題、知識點劃分、時間分配、學生感受等方面解決微課程庫建設問題。應用微課在GIS課程中，交叉使用傳統(tǒng)課堂和使用微課程視頻資源庫的翻轉(zhuǎn)課堂兩種模式，體現(xiàn)出以學生學習為主，應用與實驗動手能力培養(yǎng)相結(jié)合的教育理念。

地理信息系統(tǒng)（GIS）作為一門實踐性較強的學科，建設微課程等信息資源庫并實施到混合教學中，對教學運行機制進行分析探討，對各專業(yè)人才實踐能力的提升有重要的現(xiàn)實意義，同時也可為推廣高校地理信息系統(tǒng)教育提供重要參考。

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Abstract：With the rapid development of information and communication technology，micro-courses have a very broad application prospect in the teaching of geographic information system （GIS）.According to the characteristics of GIS courses，the structure design of GIS micro-courses can be generally carried out.Problem introduction，knowledge point explanation and software practice are the main three parts of micro-courses.The micro-course library construction is coordinated from the aspects of topic selection，knowledge point division and time allocation.It provides a reference program for the organic combination of GIS theory and practical teaching，with the aim of promoting the improvement of the quality of GIS teaching.

Key words：Geographic Information System （GIS）;Micro Lesson;Micro Lesson Design