基于慕課背景下的GIS課程教學(xué)改革研究

程 輝,唐南奇

（福建農(nóng)林大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，福建 福州 350002）

MOOCs（Massive Open Online Courses）是“大規(guī)模在線開放課程”的簡稱，這種新型的教學(xué)模式最早起源于美國，秉承“將世界上最優(yōu)秀的教育資源送達(dá)地球最偏遠(yuǎn)的角落”的理念，一經(jīng)出現(xiàn)便在互聯(lián)網(wǎng)上迅速蔓延開來得到了廣大興趣愛好者的積極響應(yīng)和支持。2011年美國斯坦福大學(xué)開設(shè)的《人工智能導(dǎo)論》免費(fèi)課程更是吸引了全球190多個(gè)國家16萬人同時(shí)參與注冊學(xué)習(xí)，隨后美國三大MOOCs平臺(tái)（Udacity、Coursera和edX）相繼問世，MOOCs教育在全球風(fēng)靡成為關(guān)注的熱點(diǎn)，2012年被美國《紐約時(shí)報(bào)》命名為“MOOC元年”。MOOCs的出現(xiàn)在中國備受關(guān)注，以北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)等為代表的國內(nèi)知名學(xué)府也紛紛以各種形式加入MOOCs教育的行列，清華大學(xué)則是進(jìn)一步直接打造本土首個(gè)中文慕課平臺(tái)——“學(xué)堂在線”，國內(nèi)多個(gè)MOOCs平臺(tái)也隨后應(yīng)運(yùn)而生。慕課依托現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為教育手段，并強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體的教育價(jià)值觀，這種信息化時(shí)代下全新教育模式的興起必將對我國高等教育帶來巨大的沖擊。特別是在地理信息領(lǐng)域的高等教育中，教育者還是習(xí)慣秉承傳統(tǒng)的教育模式。因此，本文在分析MOOCs教育模式特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，探討MOOCs對GIS課程教學(xué)改革的啟示和推動(dòng)作用。

一、MOOCs教育模式的特點(diǎn)

1.大規(guī)模（Massive）：MOOCs所提供的課程區(qū)別于傳統(tǒng)高校授課對象的局限性，而是以網(wǎng)絡(luò)為載體，通過在線學(xué)習(xí)方式為更多人傳授專業(yè)知識，在網(wǎng)絡(luò)接入條件允許的情況下，學(xué)習(xí)人數(shù)是不受限制的。同時(shí)由于參與MOOCs的世界名校眾多，使得各學(xué)科的國際一流在線教育資源也是大規(guī)模涌現(xiàn)，能夠滿足學(xué)習(xí)者多元化教育的需求。

2.開放性（Open）：MOOCs所提供的課程都是通過現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)免費(fèi)面向全世界所有地區(qū)的人群，它是一個(gè)完全開放的教育資源學(xué)習(xí)平臺(tái)，任何人都可以通過互聯(lián)網(wǎng)免費(fèi)注冊學(xué)習(xí)自己感興趣的課程，不區(qū)分國籍和種族，不需要任何額外費(fèi)用，不受時(shí)間和空間上的限制。

3.互動(dòng)性（Interactive）：MOOCs教育模式通過網(wǎng)絡(luò)在線視頻、練習(xí)、測試、討論等多種方式，學(xué)生可自主選擇學(xué)習(xí)時(shí)間、內(nèi)容和進(jìn)度。MOOCs視頻一般設(shè)置為十幾分鐘到幾十分鐘不等的時(shí)間長度，能夠讓學(xué)習(xí)者就某一專業(yè)問題進(jìn)行反復(fù)學(xué)習(xí)，并且通過視頻中內(nèi)置的習(xí)題進(jìn)行互動(dòng)，學(xué)習(xí)者回答正確后方能進(jìn)入下一階段的學(xué)習(xí)，兼顧了學(xué)習(xí)投入程度和學(xué)習(xí)效率。同時(shí)與視頻公開課不同，MOOCs還可以進(jìn)行師生之間、生生之間的相互交流探討，互動(dòng)性強(qiáng)，學(xué)習(xí)目的性明確，真正做到以學(xué)生為主體，教師則更有針對性地輔助學(xué)習(xí)者解決疑難問題。

二、現(xiàn)階段GIS課程教學(xué)存在的不足

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）是空間信息與數(shù)字技術(shù)專業(yè)的一門核心課程，是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、測繪科學(xué)、地理科學(xué)等為一體的新興邊緣學(xué)科。該課程旨在培養(yǎng)學(xué)生利用空間信息化思維方式和技術(shù)來解決現(xiàn)實(shí)世界當(dāng)中的地理空間決策問題。正由于課程涉及的知識面廣，信息化程度高，學(xué)科交叉性強(qiáng)，因此傳統(tǒng)的GIS課程教學(xué)方式并不能很好地滿足該門課程信息化發(fā)展的進(jìn)程，也無法滿足當(dāng)今信息化時(shí)代學(xué)生多維的學(xué)習(xí)訴求。現(xiàn)階段GIS課程教學(xué)存在的不足主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.多媒體教學(xué)方式單一

現(xiàn)階段的GIS課程教學(xué)雖然已經(jīng)很少采用黑板演示的方式，而普遍采用教室多媒體演示等手段來加強(qiáng)教學(xué)展示的效果，但是該種多媒體教學(xué)方式仍然單一，還是注重教師的“教”，而欠缺對學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的調(diào)動(dòng)，整堂課仍然是教師灌輸式的教學(xué)，本質(zhì)上還是簡單地將課本知識轉(zhuǎn)化為PPT上的內(nèi)容然后全部傳授給學(xué)生。在該種教學(xué)模式下，師生互動(dòng)性少，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性也欠缺，學(xué)生的個(gè)性和創(chuàng)造性很難被發(fā)掘出來。

2.教學(xué)內(nèi)容與前沿GIS技術(shù)發(fā)展脫節(jié)

隨著互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展，GIS的發(fā)展更新勢頭迅猛。現(xiàn)階段的GIS教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容的更新上與前沿GIS技術(shù)的聯(lián)系存在脫節(jié)的現(xiàn)象，特別是在以一些主流GIS軟件企業(yè)為引領(lǐng)者的GIS變革中，高校教師參與度不夠，沒有緊密跟隨GIS技術(shù)潮流，教學(xué)內(nèi)容略顯陳舊，無法滿足專業(yè)學(xué)生將來就業(yè)與社會(huì)實(shí)際需求。

3.成績考核方式單一

GIS課程的成績考核一般包括平時(shí)成績和期末考試兩部分構(gòu)成。平時(shí)成績一般占到總評成績的30%左右，主要由幾次課后作業(yè)構(gòu)成；期末考試則一般采取閉卷考試的方式，占到總評成績的70%左右。這種單一的考核方式，對學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)過程中的激勵(lì)不夠，學(xué)生普遍在平時(shí)學(xué)習(xí)中的投入不夠，進(jìn)行課后知識擴(kuò)展和創(chuàng)新性學(xué)習(xí)的時(shí)間投入更少，而只在期末考試之前進(jìn)行突擊復(fù)習(xí)。這種單一的成績考核方式很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，也不利于學(xué)生的創(chuàng)新擴(kuò)展能力的培養(yǎng)。

4.空間思維解決問題的能力薄弱

GIS教學(xué)的最終培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生具備空間思維能力，以解決復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)地理決策問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，帶有空間屬性的信息占到人類日常信息量的80%以上，學(xué)生修完GIS課程后，應(yīng)該能夠主動(dòng)和創(chuàng)造性地利用GIS技術(shù)對現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行建模，從空間角度來進(jìn)行模擬現(xiàn)實(shí)的各種問題從而進(jìn)行分析和決策。然而現(xiàn)階段的教學(xué)模式導(dǎo)致學(xué)生的自主動(dòng)手能力不夠，雖然能夠熟練操作GIS軟件的各項(xiàng)工具，但是如何運(yùn)用這些基本的GIS工具來解決現(xiàn)實(shí)問題的學(xué)習(xí)遷移能力欠缺，還不具備專業(yè)人員的空間思維模式。

三、基于慕課的GIS課程教學(xué)改革

MOOCs的興起為GIS課程改革提供了很好的借鑒和發(fā)展方向，GIS教學(xué)應(yīng)該以此為契機(jī)，利用好MOOCs這種教學(xué)模式。在現(xiàn)階段傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上與MOOCs教學(xué)方式相結(jié)合，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。基于MOOCs的GIS課程教學(xué)改革主要可以從以下幾方面進(jìn)行：

1.優(yōu)化學(xué)時(shí)，進(jìn)行片段化教學(xué)

傳統(tǒng)的GIS專業(yè)課普遍采取的是90～135分鐘的課堂教學(xué)，教師必須在課堂上完成教學(xué)大綱規(guī)定的全部教學(xué)內(nèi)容，一般對應(yīng)的是課本的一個(gè)章節(jié)，涉及的知識點(diǎn)較多，大部分學(xué)生很難在課堂上能夠完全理解和掌握。因此，可以結(jié)合MOOCs的教學(xué)特點(diǎn)，對學(xué)時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，將重要知識點(diǎn)的學(xué)時(shí)進(jìn)行精細(xì)化切割，MOOCs通常根據(jù)知識點(diǎn)的難易程度將學(xué)時(shí)設(shè)置為15～45分鐘不等，利用這種方式進(jìn)行片段化教學(xué)，能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力，同時(shí)在一個(gè)知識點(diǎn)講解完成后，設(shè)置針對該知識點(diǎn)的提問或者小練習(xí)和測試，以深化學(xué)生對知識點(diǎn)的理解和記憶。

2.增進(jìn)互動(dòng)，提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性

MOOCs強(qiáng)調(diào)教學(xué)中學(xué)生的主體地位，要盡量克服傳統(tǒng)教學(xué)中灌輸式教學(xué)的弊端，教師的關(guān)注點(diǎn)不應(yīng)該停留在將所掌握的知識點(diǎn)全部傳授出去，而更應(yīng)該關(guān)注如何增加互動(dòng)啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行高效學(xué)習(xí)。通過MOOCs平臺(tái)，學(xué)生可以將不理解的問題及時(shí)提問出來，教師給予有針對性的輔導(dǎo)和解答。同時(shí)MOOCs可以建立專門的學(xué)習(xí)討論區(qū)，可以讓師生、生生之間方便互動(dòng)協(xié)作，教師可以從互動(dòng)中汲取經(jīng)驗(yàn)改進(jìn)教學(xué)，學(xué)生也可以從互動(dòng)中進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

3.全程教學(xué)，考核多元化

傳統(tǒng)GIS教學(xué)更注重期末的考試考核，而通過MOOCs平臺(tái)的建設(shè)，可以將教學(xué)過程進(jìn)行全程化跟蹤，每章節(jié)的課前預(yù)習(xí)情況、課中的學(xué)生討論參與情況、課后學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握測試情況、課外的創(chuàng)新實(shí)踐情況等都可以通過MOOCs平臺(tái)進(jìn)行掌握和評價(jià)。因此，借助MOOCs對課程考核進(jìn)行改革，增加全過程各階段的考核比重，學(xué)生只有全程積極參與才能拿到高分，避免了現(xiàn)在很多學(xué)生平時(shí)不努力而在考前進(jìn)行突擊復(fù)習(xí)，這樣對學(xué)生的評價(jià)也更為合理客觀。

4.組建課外創(chuàng)新小組，注重實(shí)踐能力養(yǎng)成

GIS課程是一門與實(shí)踐緊密相結(jié)合的課程，學(xué)習(xí)的最終目的是學(xué)生能夠?qū)W以致用。學(xué)生如果只是掌握一些枯燥的原理和理論，而不能與現(xiàn)實(shí)世界相聯(lián)系，慢慢地就會(huì)失去學(xué)習(xí)GIS課程的興趣和動(dòng)力。興趣是最好的老師，可以基于MOOCs平臺(tái)，將最新發(fā)生的一些社會(huì)熱點(diǎn)問題發(fā)布出來，比如城市運(yùn)動(dòng)會(huì)的路徑規(guī)劃問題，污染物的空間擴(kuò)散分布問題等，讓學(xué)生自由組建課外創(chuàng)新小組，對這些現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行研究、空間抽象、建模、分析和決策，并且通過MOOCs平臺(tái)將完整的解決方案發(fā)布共享，供大家討論并不斷進(jìn)行優(yōu)化。在這個(gè)過程中，逐漸提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和分析解決問題的能力，同時(shí)也鍛煉了學(xué)生空間思維方式的養(yǎng)成。這樣培養(yǎng)出來的專業(yè)人才才兼具深厚的專業(yè)功底和較強(qiáng)的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

MOOCs以其大規(guī)模、開放性、互動(dòng)性等特點(diǎn)，對傳統(tǒng)教學(xué)方式產(chǎn)生了巨大的挑戰(zhàn)，在國外很多知名高校中經(jīng)過實(shí)踐并取得了很好的效果。GIS課程教學(xué)改革應(yīng)該牢牢抓住MOOCs帶來的機(jī)遇順勢而為，充分借鑒MOOCs的優(yōu)勢改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)中的諸多不足，做到以學(xué)生為中心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，進(jìn)行多元化考核，注重實(shí)踐創(chuàng)新環(huán)節(jié)，使學(xué)生養(yǎng)成良好的空間思維方式解決現(xiàn)實(shí)世界問題的能力。相信隨著GIS課程改革的深入開展，培養(yǎng)的GIS專業(yè)人才一定能夠快速適應(yīng)當(dāng)今信息化時(shí)代的需求。

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