農林院校地理信息科學專業本科教學模式改革設計

王琤+常慶瑞+田霄鴻+張青峰

【摘要】傳統教學模式受時間和空間限制，教學效果難以適應并配合新形勢下人才培養機制改革與專業建設創新工作。文章以西北農林科技大學《地理信息系統原理》課程為例，介紹了農林院校地理信息科學專業本科教學模式現狀，分析了傳統教學模式存在的主要問題，最后對今后該課程的教學模式改革創新進行了思考并提出了相應的改革設計方案。

【關鍵詞】地理信息科學；農林院校；本科教學模式

地理信息科學是近年發展起來的集計算機、應用數學、地圖制圖、空間分析等于一身的邊緣學科和新興專業。截至2015年，全國幾乎所有的農林類院校均開設有該專業，并已建立起涵蓋學士、碩士、博士的專業人才培養體系。然而，經過十多年教育實踐的摸索與發展，目前絕大多數農林院校地理信息科學本科專業建設普遍面臨“如何進一步培養出一批基礎扎實、動手能力強、綜合素質高且具有創新精神和實踐能力的應用型人才”這一艱巨任務。

西北農林科技大學地理信息科學本科專業在農業資源與利用學科基礎上于2001年設立并開始招生，通過參照、比較國內外知名農林院校相關學科和專業課程結構，在培養目標、課程體系、教學內容、實踐教學等方面進行探索和實踐，逐步形成了具有農林院校特色的教學模式。為進一步提高人才培養質量，學校于2014年對包括地理信息科學在內的各專業本科教育培養方案進行了全面修訂與實施，在此背景下及時開展人才培養機制改革與專業建設創新將是直接關系該專業建設未來發展的一個關鍵因素。

本文以《地理信息系統原理》課程為例，在介紹農林院校地理信息科學專業本科教學模式現狀的基礎上，分析傳統教學模式存在的主要問題，最后對今后該課程的教學模式改革創新進行思考并提出相應的改革設計方案。

一、《地理信息系統原理》課程教學的基本情況

《地理信息系統原理》主要講授地理信息系統的基本理論與主要技能，涉及地理信息原理、技術在農林領域的應用范圍和發展方向。該課程于1997年率先在西北農業大學資源環境學院土壤農化專業土地資源方向設置，此后，林學、水土保持與沙漠化防止、農業資源與環境等專業也相繼開設相關課程。截至目前，該課程已成為上述專業非常重要的一門公共學科基礎課程。在2014版修訂的西北農林科技大學資源環境學院地理信息科學本科專業課程大綱中，本課程共計3.5學分，總學時共計64學時（含16學時實驗），必修和選修本課程學生幾乎涉及學院本科所有專業。

二、傳統教學模式存在的突出問題

經過近幾年教學實踐與總結，我們發現該課程現有的多媒體教學方法和手段仍存在不少問題和缺陷。

首先，在現有課堂上，教師“一對多”上課，由于學生水平參差，群體教學和個體差異的矛盾使教師很難顧及各種水平的學生。因顧及學生的平均水平，教師的教學只對約1/3的學生有效，其他2/3的學生要么“吃不飽”，要么“吃不消”，極易形成“上課滿堂灌，下課就再見”的局面。

其次，多媒體教學方式授課類似“放電影”，教師對知識點的講解往往一閃即過，如果學生學習、記憶、記錄的速度跟不上教師知識點傳遞的速度，其結果往往表現為：本應用于師生互動、同伴協作和交流的教學課堂，最終被教師一個人占用進行知識傳授和灌輸。教學效果難以達到預期目標也成為課堂教學普遍存在的主要弊病之一。

三、教學模式改革的思考與設計

基于上述背景和問題，我們在該課程教學實踐中總結認為：針對《地理信息系統原理》課程特點，在現有課程教學中應嘗試實現以學生為中心、以任務為驅動的教學模式，積極促進傳統“以教為主”向新型“以學生為主、師生互動”教學模式的轉變與革新。

依據以上教學目標，我們對該課程教學模式改革的核心思路是：采用“翻轉課堂”（Flipped Class Model）這一全新教育教學模式，改變傳統課堂教學中以教師為中心的經典教育理念和以班級為對象進行集體教學的教學流程，以便為《地理信息系統原理》課程本科教學課堂授課手段、方法的改革與創新思路提供建議。

其中，翻轉課堂教學模式的設計嘗試分為三個階段依次進行。

第一階段：翻轉課堂授課形式的實施方案設計。主要涉及兩項內容：（1）教師依據教學大綱要求對授課內容、過程、成果評價的設計；（2）同時，還需要為學生自主學習、課堂研討提供具體的指導與安排。

第二階段：利用研究前期制作完成的調查、訪談量表，在翻轉課堂授課期間、課后、結業考核前、結業考核后分別對任課教師、學生進行教學模式與成效的訪問調查，并對收集信息進行整理與可靠性評估。如發現不合格、不完整信息或數據，應及時加以補錄和重錄。

第三階段：對調查、訪談獲得的結果進行整理與分析，從而獲得師、生兩類主體對翻轉課堂教學模式與成效的定性、定量評價結果。

我們認為，上述教學模式的改革與嘗試主要擬解決以下兩個關鍵性問題。

第一，在翻轉課堂教學中教師角色應該如何定位。在翻轉課堂中，學生成為學習過程的中心，他們需要通過實際參與活動完成專業知識建構。這就需要教師運用新的教學策略達成這一目的。新的教學策略需要促進學生的學習，但不能干預學生的選擇。

第二，在翻轉課堂教學中教師能力應該如何拓展。在此教學模式下教師教學能力要求不僅表現在如何將所掌握的學科專業知識傳授給學生，更強調在此過程中如何通過科學的方式向學生有效傳遞適合他們的學習技能、創新思想。這正是該教學模式引人矚目之處。

四、結語

自2014年美國新媒體聯盟（New Media Consortium，NMC）將翻轉課堂列為當前最令世人矚目的6項高等教育教學技術之一，近年來翻轉課堂已得到國內外越來越多的專家、學者以及教師的關注和認可。我國引入該教學模式后，開展改革試驗的學校主要集中在中小學等基礎教育領域，但在國內本科、研究生專業課程教學中，有關這一教學方法的研究、實踐還有待逐步深入。因此，嘗試為《地理信息系統原理》本科課程課堂教學引入翻轉課堂教學模式具有重要的理論和實踐意義。通過引入該教學模式，我們希望能夠突破傳統課堂教學的時空限制，強化學生學習過程中的“吸收內化”，通過師生互動、同伴協作、課堂交流的教學手段提高學生自我掌控專業知識學習進程的基本能力，以便最終為踐行西北農林科技大學教育教學綜合改革理念提供一條重要途徑。

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