互聯網思維下的網絡GIS課程創新與改革研究

尹章才 黃解軍 俞艷 黎華 袁艷斌

摘? 要 為了把具有互聯網基因的網絡GIS課程打造成培養互聯網思維的示范課，從“互聯網+教育”的視角探索網絡GIS課程在理論教學和實踐教學方面的創新和改革，并對該課程在新冠肺炎疫情下的網絡教學進行討論。實踐表明，對于互聯網思維能力培養和互聯網行為模式訓練具有很強的現實意義。

關鍵詞 互聯網思維;互聯網+教育;地理信息科學;網絡GIS課程;地理信息系統;實踐教學

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）14-0071-04

Research on Innovation and Reform of Web GIS Curriculum

under Internet Thinking Training//YIN Zhangcai， HUANG Jiejun，

YU Yan， LI Hua， YUAN Yanbin

Abstract The Web GIS course has Internet genes， so it is suitable to

be used as a demonstration course to cultivate Internet thinking. This

article explores the innovation and reform of the Web GIS curriculum

in theoretical teaching and practical teaching from the perspective of

“Internet + Education”， and discusses the network teaching of the course under the new coronary pneumonia epidemic. Teaching prac-tice shows that it has strong practical significance for the cultivation of Internet thinking ability and Internet behavior model training.

Key words internet thinking; internet + education; geographic infor-

mation science; network GIS courses; geographic information sys-tem; practical teaching

1 前言

互聯網思維（Internet thinking）即充分利用互聯網的方法、規則和精神進行工作、學習、思考、生活的新思維方式。隨著互聯網的廣泛應用，互聯網成為新媒體環境下影響和塑造人們思想意識的一種思維特質。當前的在校大學生基本都是在信息化時代成長起來的，是利用互聯網最為活躍的一個群體，他們普遍接受而且在一定程度上形成了互聯網思維。因此，尊重互聯網思維的特點，借鑒互聯網思維的優勢，充分合理利用新媒體平臺，對于推進高校育人機制的創新具有重要的現實意義[1]。

地理信息科學專業是基于計算機科學的，在當今互聯網技術的推動下快速發展，如單機版GIS（Geo-Information system，地理信息系統）發展到網絡GIS。因此，與互聯網密切聯系的地理信息科學大類更應注重互聯網思維能力訓練，提升專業學生的素養。網絡GIS課程，作為地理信息科學專業最具互聯網基因的核心專業課程，更應凸顯互聯網思維能力的培養。

近年來，互聯網思維已被引入教學各個環節，形成了“互聯網+教育”的人才培養模式，這給互聯網背景下的網絡GIS教學模式改革提供了有益的借鑒和參考。“互聯網+教育”[2]模式的宗旨是讓互聯網與教育深度融合，使教育煥發出新的活力，從而有利于進一步改善教育生態環境。本文正是從這一宗旨出發，開展網絡GIS課程教學改革，包括課程知識結構體系的優化、教學方法的創新、教學手段的豐富和實踐教學內容的完善，以重構網絡GIS模塊化知識結構體系，優化網絡GIS實踐教學內容，創新網絡GIS互聯網思維能力培養方法和手段，鍛煉學生以互聯網為平臺的方式描述、分析、表達和理解地理現象/事物的能力，培養學生主動實踐互聯網思維，形成學生認知世界的互聯網思維習慣，服務于高層次地理信息科學及相關科學人才培養。

2 互聯網思維與網絡GIS課程

互聯網思維就是在（移動）“互聯網+”、大數據、云計算等科技不斷發展的背景下，對市場、用戶、產品、企業價值鏈乃至對整個商業生態進行重新審視的思考方式[3]。它包括三大核心：用戶思維、數據思維和生態思維，或者用戶至上的思維、利用互聯網的思維和大數據思維。互聯網思維并非互聯網所獨有，也并不是只適用于互聯網，但只有互聯網匯集了這一類思維[3]，它涉及八大核心思維：用戶思維、簡約思維、極致思維、迭代思維、流量思維、社會化思維、平臺思維、跨界思維。也有的包含共享思維、體驗思維、大數據思維（如眾包、眾籌）、連接思維等。當前，互聯網思維已經滲透到課程教學中，如將課程當作產品，把學生當作用戶[4]。

課程是學校教育的核心，是將宏觀教育理論與微觀教育實踐聯系起來的一座橋梁[4]，因而也是互聯網思維培養所必須借助的橋梁。當前的課程建設被學生認可程度不高的一個普遍原因是缺乏互聯網思維[4]，網絡GIS課程亦不例外。

1）教學手段脫離互聯網時代的發展，不利于跨界創新人才的培養。互聯網思維的核心是用戶思維，強調體驗為王，所有產品的設計、生產和銷售都圍繞提升用戶的體驗感來進行。課程建設的消費者是大學生。在互聯網時代，消費者與生產者的邊界逐漸模糊，用戶既是消費者，也是生產者。用戶的參與能提高產品的黏性和用戶體驗感。

然而，課程從設計到建設到最后上線，基本上被當作一個項目由教師團隊獨立完成，忽略了消費者（學生）的需求和學習習慣。課程教學采用多媒體，雖然較黑板式教學具有明顯的信息化優勢，但仍局限于離不開教室的以教師為中心的“一言堂”。伴隨互聯網成長起來的當代大學生，無論是所處的信息化環境，還是自身的行為，都發生了重大改變，他們適應了這樣的學習習慣，如隨時隨地、利用碎片時間、感興趣于知識點的評論和課堂外知識、偏好線上的師生或同學之間的交流。這些在互聯網下長期形成的習慣在客觀上要求教學手段利用互聯網，以突破教學的時空約束和“一言堂”的局限。

建設完成的課程最后強推給學生使用，缺乏學生對課程建設的參與。這種忽略互聯網思維的課程建設自然難以吸引帶有明顯互聯網時代烙印的大學生的關注和共鳴，難以發揚學生主體的主人翁意識和激發學習主動性，這些正是造成教師付出大量心血建設的教學資源不被學生接受的重要原因[4]。此外，這一原因也勢必引起課程資源一方面使用頻率低，另一方面難以引起學生的持續關注和反饋，容易造成課程建設缺乏生命力和導致課程建設持續更新與迭代困難。

2）教學方法忽略網絡GIS的本質特征，不利于互聯網思維培養。教學方法體現了特定的教育和教學的價值觀念，受制于特定的教學內容和具體的教學組織形式。網絡GIS本身具有互聯網元素，這為互聯網融入課程的教學內容和組織形式提供了基礎，亦為互聯網思維融入教學方法和互聯網行為模式訓練創造了條件。然而，網絡GIS課程內容廣泛、知識面廣，泛化的教學方法難以聚焦網絡GIS的本質，因而不利于互聯網思維的培養。傳統強調知識傳授的教學方法，一方面對提煉網絡GIS背后的互聯網思維的重視不夠，不利于培養互聯網思維能力;另一方面對互聯網和GIS之間的共同工具即地圖的重視不夠，不利于互聯網行為模式的訓練。

地圖是地理信息一種簡約、極致的統一，是地理信息可視化中最簡單、最有效的工具[5]，如著名的倫敦疫情地圖，開創了地圖在傳染病學科的應用。地圖也是互聯網巨頭極力拓展的應用，包括谷歌、百度、騰訊、淘寶、華為等。因此，利用地圖作為互聯網與地理科學的聯系紐帶，將互聯網及其思維延伸至網絡GIS課程，是網絡GIS教學方法的本質特征，亦是互聯網思維能力培養和互聯網行為模式訓練的重要途徑。

3）課程資源建設忽略簡約思維和極致思維。互聯網思維強調簡約思維和極致思維。其中，簡約思維是一種大道至簡的思維，需要將繁雜的內容模塊化、簡潔化，以在短時間內引起學生興趣，加速信息傳播;極致思維是簡單中的超性價比。

在互聯網信息爆炸時代，課程資源建設大多在盲目追求豐富多樣、超值的同時，也帶來資源的不斷累加和迅速膨脹，從而造成聚焦和收斂困難，缺乏簡約性。與此同時，學生體驗這些資源所付出的時間和精力成本也呈幾何級數增長，容易造成搜索疲勞和選擇困難，從而降低資源建設帶給消費者的性價比，導致極致思維的喪失。作為一般大學課程，網絡GIS課程亦如此。

此外，網絡GIS具有典型的多學科交叉、思想多源、方法多樣、技術更新快的特點，其應用領域也由經典的地理學應用快速向流行病學、交通、應急管理等領域拓展，因而使得上述問題更加凸顯。

上述討論意味著繁雜的網絡GIS內容體系有必要進行模塊化、簡潔化重構。尹章才和李霖出版了《Web 2.0 GIS原理與方法教程》，將網絡GIS劃分為三個部分，即語言篇、技術篇和應用篇，分別介紹了網絡GIS的基礎性語言（如SVG）、技術方法（如Mashup、地圖API）和應用案例，在一定程度上進行了知識模塊化[5]。然而，其視角是技術開發而不是數據流，這不同于GIS專業基于數據流的體系劃分，容易削弱課程與專業之間的內在聯系，不利于“互聯網+”與專業融合的跨界思維的培養。

4）實踐教學忽略社會化思維與免費思維。互聯網思維是一種利用互聯網的思維，涉及社會化思維（如眾包協作、Openstreetmap）、免費思維。然而，已有的網絡GIS課程實踐教學在基礎數據采集、地圖制圖等環節仍使用GIS軟件，忽略了免費地圖API、OSM制圖等案例在實踐教學中的應用，因而忽略了社會化思維和利用互聯網的平臺思維的培養，難以激發學生跨界創新的潛力。

上述分析表明，網絡GIS課程從互聯網思維的視角所需進行的完善不僅同一般課程一樣涉及教學手段、教學方法，還因自身的互聯網基因的特征而涉及課程知識體系、實踐內容。

3 互聯網思維培養模式下的課程建設與優化

“互聯網+”的“+”不應僅是技術上的“+”，更是思維方式和商業模式上的“+”[6]。本文結合“互聯網+”背景下國家、社會、行業、家長和學生對地理信息科學專業學生的需求和期望，圍繞培養一流本科人才和服務國家地理信息及區域規劃相關行業發展的任務，探索地理信息科學專業網絡GIS課程理論與實踐教學等教學模塊的互聯網思維培養模式，在相關課程的教學內容、課程體系、創新性實驗、實踐環節等方面進行人才培養綜合改革，以強化對學生互聯網思維能力培養，激發學生的專業興趣和學習熱情，為下一步的專業人才培養奠定基礎。

1）課程教學手段的改革。與時俱進是互聯網時代大學課程教與學的必然要求。網絡GIS課程具有思想多源、方法多樣、技術復雜等學科特性，因而有必要結合當代互聯網、大數據和移動計算等最新科技發展形勢，從互聯網思維的視角改革網絡GIS教學手段，以重塑教與學新關系。具體措施包括在傳統的PPT講解的基礎上，引入微信、微課、WIKI等“去中心化”的網絡育人社群體系與社會化媒體平臺（圖1），打造無邊界零距離的網絡育人生態，拓展多樣化教學手段，以滿足當代網絡GIS高層次創新人才對互聯網思維培養的需求。

上述“去中心化”，融入了基于媒體平臺的社會化思維、不同媒體相互連接的生態思維。這些互聯網思維的融入，打破了教學手段基于PPT的單一性、基于教師教—學生學的單向性和學生的被動性，實現了學生與教師、學生與學生、學生與課程之間雙向主動的交流與互動，從而為學生提供隨時隨地、自主探索、合作交流、獨立獲取知識和表達自己的理解與意見的機會，也為教師獲得學習大數據提供了一手資料。通過學習大數據的分析，一方面可以了解各資源的訪問頻次，為留存訪問率高的資源和刪減訪問率低的資源提供依據，也為了解學生的學習習慣和學習行為特征提供基礎;另一方面，實時獲取知識點的學習時長和難易程度，為精準把握課程資源建設的痛點和微創新與快速迭代提供了依據，也有助于用戶（學生）需求的進一步滿足和增強學習體驗。

2）課程教學方法的改革。以互聯網思維能力培養為核心的網絡GIS教學方法體系，包括互聯網思維能力培養方法和互聯網行為模式訓練方法兩方面。

互聯網思維是相對于工業化思維而言的，是對傳統工業思維的一種顛覆。一種技術從工具屬性、從應用層面到社會生活，往往需要經歷很長的過程。互聯網同樣如此。在互聯網深刻影響和改變社會生產及人們生活方式的當下，互聯網思維隨之滲透到各行各業。思維決定行為，思維的變革是人最大的改變。因此，互聯網思維能力對于作為未來各行各業生力軍的工科學生來說是一種特殊能力，具有獨特的內涵。

網絡GIS教學的重要任務之一，是讓“互聯網+”主動去融合傳統GIS，強化傳統基于專家的GIS可通過用戶創造內容（user create content，UCC）來實現的理念，使學生能深刻體會用戶思維模式及其非平面、立體化、無中心、無邊緣的特征。互聯網思維是一種開放創新的復合思維，開放、創新是互聯網思維的兩個顯著標志。具有互聯網基因的網絡GIS是互聯網思維的工具，通過網絡GIS這一技術手段，分析和理解泛在信息的空間特性，以在明確社會現象空間位置的同時描述現象間的潛在空間關聯關系，并開展空間推理和跨界創新。

在網絡GIS教學實踐中，要充分借助作為地理學第二語言的地圖，開展互聯網思維能力訓練。具體體現在教學方法改革中，除了要強化傳統GIS中以地圖為載體的空間現象的描述、表達、分析和可視化的教學手段改革外，更多地結合大數據時代混搭制圖、（用戶）眾包制圖OSM、免費地圖API等多種地圖制圖形式[7]，從網絡GIS基礎數據和地圖成果展示，到制圖過程的迭代與跨界轉變，以順應大數據時代互聯網思維訓練的新要求。

3）課程教學內容體系的模塊化重構。GIS可視為一種處理地理信息的系統，涉及地理信息的生產與獲取、存儲與計算、處理與分析、服務和應用等環節，具有流程長、知識量大等特點。本文從互聯網思維角度出發，結合GIS的數據流框架，按照“泛在空間數據獲取—云端數據存儲與計算—在線數據疊加與處理—眾包制圖與服務”的內容結構體系，拓展網絡GIS教學內容，建立網絡GIS模塊化知識結構體系。這種體系既為平衡內容的極致性和結構的簡約化提供了框架，又貼近了GIS專業的知識架構，縮短了學生專業知識與待學知識的連接路徑，有助于增強課程與專業之間的內在聯系和互聯網跨界思維的培養。

由于網絡GIS的互聯網特性，使得其知識容量遠遠超出教材或課堂的邊界，也使得課程建設不能求大求全，而是強調整體性和系統性，局部的或部分的知識需要借助互聯網本身來延伸和補充。學生在課堂上了解課程的知識體系和內部模塊之間的邏輯聯系，把握網絡GIS基于“互聯網+GIS”的融合本質，明確網絡GIS不只是GIS網絡化的單向延伸，更是互聯網發展對GIS的需求，以促進互聯網的跨界發展。

4）課程實踐教學內容優化。加大科研成果教學資源化的力度，基于教學與科研相長的原則，設計面向網絡GIS實際問題導向的網絡GIS實踐教學內容和構建實踐教學案例庫，如引入“互聯網+交通”等共享經濟和學生行為等大數據案例，以培養學生互聯網思維能力和大數據云計算與服務能力，實現教學與科研相長。具體包括多層次網絡GIS實踐教學內容體系（包括網絡GIS認知實驗—用戶創建空間數據實驗—云端空間數據存儲與處理實驗—空間數據在線疊加與分析建模—面向共享經濟的應用型實驗），實踐教學案例庫編制，包括實驗用數據（如大眾點評網數據、微博數據、簽到數據、興趣點POI數據等）、實例模型方法（如芒果電動車的網絡GIS模型）、實例成果形式（如OSM），以建立從網絡GIS知識到大數據操作、從基礎到專業的實踐技能培養模式。

4 疫情下的網絡GIS教學討論

新冠肺炎疫情與網絡GIS課程教學有一定的關系。一方面，新冠肺炎疫情下的課程教學將互聯網作為教學平臺，有助于互聯網思維的培養;另一方面，新冠肺炎疫情具有明顯的時空性和信息共享的互聯網特性，適合于網絡GIS的案例教學，涉及疫情時空數據的采集、在線地圖疊加、疫情趨勢分析等。

在理論教學中，引導學生以“互聯網+”模式進行跨界思維，讓抽象的概念、原理和方法轉化為具體的“互聯網+餐飲”（如美團）、“互聯網+交通”（如共享單車）等活生生的經濟形態或社會熱點“互聯網+抗疫”（如新冠肺炎空間分布地圖），以在學生體會互聯網思維的同時增強對網絡GIS知識學習的體驗感，激發學習熱情、創意與靈感，為創新創造型的高級人才培養提供條件。在疫情防控期間，尤其是交通暫停且私家車限行狀態下，外賣能為關閉食堂的抗戰在一線的醫護人員提供服務，減少了人們外出就餐、購買食材的頻次。疫情讓平常的工作變得復雜起來，共享單車是防疫封路時期避免人員聚集的最好的中短途出行工具（https：//36kr.com/p/5300728），也是一線醫護人員出行的重要選擇，如醫院成為共享單車調度量最大的地方。疫情數據的空間分布幾乎采用互聯網地圖的形式，如疫情專題點數據+百度地圖API底圖。

在實踐教學中，可將學生所在地疫情大數據引入課堂教學中。例如，利用OSM提供的用戶地圖自動標繪功能，選取當地衛健委發布的新冠肺炎患者確診前的時空軌跡數據，通過地名提取、消歧處理上傳至OSM并進行在線編輯和制圖，以體會免費思維、平臺思維（如開放、共享）。在此基礎上，結合網絡GIS教學中的大數據分析環節，統計患者軌跡的聚集區域和理解為什么要封閉商超、菜場等防疫政策，讓學生參與網絡GIS教學活動，通過實踐進行互聯網思維訓練，培養學生熟練使用和不自覺使用網絡GIS工具。并以網絡GIS實踐為紐帶，將不同學科知識加以綜合，促進跨學科及多學科知識綜合學習，讓網絡GIS成為地理學及相關學科教學的基礎性平臺和工具。

5 小結

隨著網絡GIS理論和技術的發展，其應用范圍和深度也不斷滲透和延伸，相應的網絡GIS課程知識結構、實驗內容也都在隨著應用的發展而發展。本文從互聯網思維的視角對網絡GIS課程進行改革探索，在兼顧課程體系結構、基礎理論和技術方法相對穩定的基礎上，重構網絡GIS模塊化知識結構，創新互聯網思維能力培養方法，豐富網絡GIS實踐教學體系，為地理信息科學專業拔尖創新人才培養奠定了基礎。最后，結合新冠肺炎疫情背景下的在線教學，從網絡GIS的理論和實踐教學方面討論如何將疫情的熱點事件融入課程建設中，希望可以取得理想的教學效果。■

參考文獻

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