GIS軟件應用課程教學內容體系與教學方法研究

馬智宇 陳士銀

摘 要：隨著國土空間規劃的頒布與實施，國土信息化在行業中越來越受到了重視。為了更好地適應行業發展的需要，國土相關地理信息類的軟件應用型課程應運而生。該文以廣東海洋大學土地資源管理專業為例，采用翻轉課堂等新興教學手段，探索了以行業需求為導向的《GIS軟件應用》教學模式與教學方法，為培養應用型綜合人才提供參考。

關鍵詞：GIS軟件應用;翻轉課堂;教學模式

中圖分類號 G642.0文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2020）01-0126-03

Abstract：With the promulgation and implementation of land space planning，land informatization is becoming more and more important in the industry. In order to better adapt to the development of the industry， software application-oriented courses of land related geographic information emerged. Taking the major of land resource management inGuangdong Ocean University as an example， this paper adopts flipped classroom and other emerging teaching methods to explore the industry-oriented teaching mode and teaching method of GIS software application，and to explore the application-oriented comprehensive talents training.

Key words：GIS software application; Flipped classroom; Teaching mode

地理信息系統（Geographic information system），簡稱GIS，是20世紀60年代發展起來的一門新興交叉邊緣學科，它是在計算機的軟件硬件支持下，對與地理空間相關的信息進行采集、管理、處理、分析、建模和顯示，輔助人們進行決策的信息系統。土地資源的管理與利用對于我國社會經濟的發展、糧食安全和生態保育工作起著十分重要的作用與意義，是我國社會發展規劃和國民經濟規劃中的重要內容[1]。近年來，隨著國土空間規劃工作的全面開展，GIS在土地管理中的重要性日益顯著。作為土地資源管理專業的學生，地理信息科學的實踐教學顯得越來越重要[2]。GIS軟件應用課程的開設，是實現非GIS專業培養GIS應用人才的重要載體。本文在對GIS軟件應用課程教學特點分析的基礎上，探討了翻轉課堂教學方法在土地資源管理專業GIS軟件應用實驗教學中的適用性，并進行了初步的實踐，取得了良好的效果。

1 當前的課程教學中存在的問題

1.1 空間信息類課程體系不完善，課程設計銜接不當 與地理信息科學專業不同，土地管理專業屬于公共管理大類下的分支，結合行業應用的特點，土地資源管理專業的學科重點在土地管理、空間規劃等方面，對于GIS的應用著重與制圖、空間統計和空間分析等功能[3]。從培養方案上來說，土地資源管理專業設計到的GIS應用型課程較多，第3學期開設的GIS軟件應用旨在讓學生了解行業實際應用中所需要的軟件基本操作，但由于前期僅開設了土地資源學、測量學等專業基礎課程，空間信息類基礎課程較少，如地圖制圖學、數據庫原理與應用等基礎知識，因此，在教學過程中，學生缺少空間和數據庫的概念，對于軟件的操作過于機械，難以理解空間分析的目的和意義。后期課程中的土地信息系統、遙感導論、土地利用規劃等課程都涉及到GIS軟件的實驗與操作，適當的補充了空間信息的基本概念和原理，結合實際內容，加深對軟件的理解和應用。因此，GIS在文科類專業的教學過程中，學生的“學”和教師的“教”都有著不同于傳統GIS專業相關課程的特點，需要從基礎學習，到具體問題分析，逐步加深空間概念的理解。

1.2 學生普遍缺乏學習主動性 通過對土地資源管理專業在校學生的調研發現，大一、大二學生的學習方法和學習習慣不適應大學的課程要求，未能從原來的被動填鴨式學習轉化為探索型自主學習。實驗類課程大多采用任務驅動的實驗教學模式，將實驗要求掌握的基本操作以專題講解的形式組織在一起進行綜合實踐聯系，以期提高學生分析問題，解決問題及主動學習的能力。但在實際的教學過程中，由于學生專業知識的缺乏，空間信息類的課程相對較少，部分學生在理論上較為缺乏，實際操作中對老師的依賴性較強，不能獨立完成實驗內容。

1.3 實驗課時少，教學內容一刀切，各環節銜接不到位，授課內容混亂 GIS相關的軟件應用實驗課時少，一般都是按照教學大綱的要求完成教學任務，教學質量很難得到保障。除GIS軟件應用課程外，開設GIS實驗的課程還包括土地信息系統、土地利用規劃、地籍管理等課程。由于課程由不同老師授課，現階段廣東海洋大學土地資源管理專業并未形成完善的課題組，導致每門課程實驗教學內容中的重復內容較多，未形成分層、分內容的教學體系。在實驗中，課程內容往往是教師精心準備的為每個主題適用的實驗數據，某些內容與學生本專業相關度不大，因此學生學習起來動力不足，而且由于沒有前期課程的知識儲備，在學習GIS軟件應用課程的知識點多且涉及學科多的邊緣學科時，會遇到很多困難，學生往往會表現出一定的畏難情緒。在上實驗課時，往往出現按部就班地照教師演示或實驗指導書操作，一旦與預期不符，也很少積極主動思考，而是依賴教師來解決問題。

2 土地資源管理專業GIS軟件應用教學改革

為了改變這樣的教學局面，提高GIS相關實驗課程的教學質量，有必要進行實驗課教學理論與方法的研究，以達到調動學生學習的積極性，有效保障土地資源管理專業GIS軟件應用課程的教學質量，結合學生的專業發展方向和興趣愛好進行進一步的課程拓展，以激發學生的學習熱情，增強專業的適用性，為今后的專業課程學習和國土空間規劃工作奠定堅實的基礎，迫切需要運用新的教學理論和方法進行實驗教學改革。

2.1 分析課程特點 GIS軟件的應用，是國土空間規劃編制與實施背景下的土地資源管理專業實踐教學的重要一環。GIS軟件應用課程的基本要求，就是要讓學生掌握GIS軟件的基本操作方法，為后續專業課程教學打下了實踐基礎。該課程教學主要面向實際應用，緊密集合GIS技術的發展和行業內的實際應用，以GIS技術為依托，結合GIS的基本原理，傳授GIS軟件的核心應用技能與方法。本課程的主要特點可以歸納如下幾點[4]：（1）GIS應用領域廣，實踐性強;（2）國內外的工具型GIS軟件眾多，技術更新快，版本更新快;（3）綜合實驗設置難度較大。根據對上述課程特點的分析，筆者認為，有必要從廣東海洋大學的實際情況出發進行教學改革，改革教學內容體系和教學方法。我們主要設計了具有針對性、可操作性、適用性的教學內容體系，進行了翻轉課堂的新的教學理念和方法的教學實踐。

2.2 設計教學內容體系 根據學校教學實際，課前進行認真準備，在課程教學內容設計上，既要考慮學生的信息類知識的現狀，又要考慮學生今后專業課程實踐中必備的GIS軟件應用能力，構建實踐教學內容體系。本課程內容選取的思路是以市場需求為導向，從信息流的角度分析企業用人需求及崗位要求，以行業企業發展需要和完成職業崗位實際工作任務所需要的知識、能力、素質要求選取教學內容，以“實際工作任務”為載體，按照企業真實工作流程、實踐技能遞增的方式來選取。企業GIS應用的實際工作的信息流如圖1所示。

廣東海洋大學土地資源管理專業開設的GIS軟件應用實驗課程共計40學時，實驗內容包括驗證實驗、設計實驗共計9個實驗項目，具體內容涉及GIS數據采集、處理、分析、制圖等GIS數據處理與分析的全部流程。實驗平臺為ESRI公司的ArcGIS軟件。我們構建了以下幾個板塊：模塊1：GIS軟件基礎模塊;模塊2：數據采集模塊;模塊3：數據庫建庫模塊;模塊4：空間分析與顯示模塊;模塊5：應用模塊。具體實驗課程內容及學時安排見表1。

2.3 改革教學方法

2.3.1 采用翻轉課堂教學方法 翻轉課堂的理念最早出現在19世紀早期，在課前，學生通過教師發放的資料對教學內容進行提前學習，課上時間則用來進行批判性思考和開展小組間協作解決問題。這種教學形式已經具備了翻轉課堂的基本理念，是翻轉課堂思想的起源[5]。翻轉課堂重塑了傳統教學方法的時空，改變了以往傳統課堂教學的固有模式，使知識傳遞在課前完成，課堂時間成為教師為學生答疑解惑、學生與學生討論實現知識內化的時間。翻轉課堂實驗提供了學生可反復觀看參考的視頻資料，極大地增強了學生完成學習任務的信心，有效地增強了學生的學習興趣，切實提高了GIS軟件應用實驗課的教學效果。

2.3.2 模擬真實的工作環境 GIS軟件應用課程主要將教學機房作為工作室，在課程教學實踐中，引入了大量的土地資源管理的真實的項目、案例，例如，土地利用規劃數據庫建庫、拆遷補償應用、土地評價等，學生通過這些真實項目，將理論知識和實踐操作緊密結合起來。現代企業管理需要有良好的團隊合作精神，在實踐教學工作中，將學生分為4～5人一個團隊，每個團隊都有1個負責人，課程中導入的實際項目案例由不同的團隊完成每次的任務，同時，在GIS軟件應用課程教學中，把企業的文化、精神融入教學管理中，培養學生的團隊合作精神，營造更真實的企業環境。

2.3.3 采用任務驅動教學方式 以任務為驅動，引入實際項目及案例，每個任務由信息、計劃、決策、實施、檢查與評價6個教學環節組成，學生根據任務要求及行業標準，通過教師指導及查閱資料，設計出項目的實施方案，完成相關的任務，并按照實際項目規范要求整理、歸檔和驗收。在整個過程中，學生通過實際動手操作，加深了對理論知識的理解，提升其學習和分析實際問題的能力。

3 教學改革的體會

3.1 密切聯系實際的教學內容體系和方法是課程改革的關鍵 在教學改革中，根據信息流設計教學內容體系、引入真實的案例場景和工作環境，是提高教學質量的基本保障。團隊合作完成相關的實踐任務，是培養學生團隊合作精神的重要途徑，有助于提高學生的職業素養。

3.2 “翻轉”課堂有利于學生主動學習 實施翻轉課堂后，教師提前錄制或者下載的相關教學視頻，提供給學生，學生根據自身實際情況來安排和控制學習時間和學習內容。學生在課外看各種視頻講解，完全可以在學生習慣的那種輕松的氛圍中進行;而不必像在課堂上教師集體教學那樣緊繃神經，看不懂老師的操作演示，或因為分心而跟不上老師的教學節奏。學生在輕松的環境下自主選擇操作相關類別，反復觀看和實踐，也可停下來仔細思考或做筆記，甚至還可以通過現代信息交流平臺（例如各種聊天軟件）向老師和同伴尋求幫助，有助于學生加深相關知識的理解和認識。

3.3 “翻轉”課堂增加了實踐教學中的互動性 在實踐教學中，由于教師的角色已經從內容的呈現者轉變為學生學習的教練，這讓我們有充分的時間與學生交談，回答學生提出的各種問題，對每個學生的學習進行有針對性的個別指導。小型講座的好處是當學生遇到難題準備請教時，在有限的實習時間內能及時的給予專業指導。當教師的角色從內容的傳遞者轉變為指導者時，也有更多機會觀察學生，真正實現了與學生之間的互動。

參考文獻

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[2]孔凡文，李海英，任家強，等.轉型發展試點專業核心能力培養與教學體系改革創新——以土地資源管理專業為例[J].沈陽建筑大學學報（社會科學版），2017，19（03）：304-309.

[3]侯淑濤，王志華，杭艷紅，等.土地資源管理專業空間信息技術實踐教學體系建設研究[J].國土與自然資源研究，2016（02）：51-52.

[4]屠艮，張杰.《GIS軟件應用》課程教學模式構建[J].科技資訊，2010（08）：245.

[5]王嬌.產出導向法在大學英語翻轉課堂中的應用實踐[J].考試與評價（大學英語教研版），2019（03）：73-77. （責編：張宏民）