微課知識結構和教學模式設計
——以地理信息系統應用課程為例

宋潔華， 王 平， 李少偉， 馬春梅

（1.海南師范大學地理與環境科學學院，海口571158；2.廣東交通職業技術學院智能交通工程技術運用中心，廣州510650；3.吉林省長春市第十七中學，長春130021）

0 引 言

“教學知識模塊大而難用”是目前教學資源建設的主要問題，隨著“移動化”“碎片化”概念的提出，微課應運而生。微課是為支持翻轉學習、混合學習、移動學習、碎片化學習等多種新型學習方式，以短小精悍的微型流媒體教學視頻為主要載體，針對某個學科典型知識點或特殊教學環節而精心設計開發的一種情景化、趣味性、可視化的數字化學習資源包［1］。目前關于微課的研究大多以中小學或公共基礎課程為主［2-10］，針對高等學校專業課程的微課資源比較有限，而且缺乏統一的開發設計標準、良莠不齊；此外，目前的研究偏向于理論階段，多為探討微課的概念、意義以及微課技術等方面的內容［11-15］，關于實踐型課程的微課知識結構構建和教學設計模式的實證研究相對較少。因此，本文擬以地理信息系統應用這門實踐性較強的專業性課程為例，研究該課程的微課知識結構和微課教學模式，以期增強學生的自主學習能力與學習效果，進一步提升教學質量。

1 地理信息系統應用微課知識結構構建

微課具有短小精悍、趣味性較強的特點，并非所有的課程、所有的知識點都適合采用微課進行教學。為了避免微課內容混亂、知識點零散的局面，微課教學內容的選取應根據課程的特點考慮知識點的契合度和適用性，確保課程體系的有效性和完整性。因此，本文提出先構建知識模塊再劃分知識點逐層遞進的樹狀知識結構體系。首先根據教學內容的特點選擇適合進行微課教學的內容，分析相關內容的邏輯關系，將教學內容按照邏輯性劃分成多個相互聯系又彼此獨立的知識模塊，并將每個知識模塊進一步劃分為多個知識點，再對每個知識點設計一個微課，以便在短時間內能夠講解清楚每個知識點。

地理信息系統應用是一門實踐性很強的課程，課程的培養目標是使學生在理解理論知識的基礎上，能夠熟練應用計算機軟件進行地理數據采集、處理、存儲、管理、分析和顯示。根據這個培養目標，將該課程劃分為5大知識模塊和多個知識點，如圖1所示。

圖1 地理信息系統應用課程微課知識結構

2 地理信息系統應用課程微課教學模式設計

梅瑞爾［16］首要教學原理認為教授新知識時要注重激活先前知識，并能將知識與實際問題相結合，才能取得更好的學習效果。根據梅瑞爾的首要教學原理，將微課的教學模式設計為4個部分，見表1。

表1 微課教學模式設計

“空間分析”知識模塊是地理信息系統應用課程的核心內容，也是操作性比較強的一部分內容。由圖1可見，空間分析知識模塊可劃分為多個知識點，其中“矢量數據疊置分析”知識點是空間分析模塊中比較典型的一個知識點。下面以“矢量數據疊置分析”知識點作為典型案例進行微課設計，學習重點是讓學生理解點線面（也稱多邊形）矢量數據疊置分析的原理，并能熟練利用矢量數據疊置分析工具解決實際問題。根據表1的微課教學模式，將“矢量數據疊置分析”知識點的微課教學模式設計為如表2所示。

表2 “矢量數據疊置分析”知識點微課教學模式設計

圖2 矢量數據疊置分析知識點設計

本節微課通過以實際問題為主線，以知識點為導向，實踐操作與理論知識相輔相成、新舊知識融會貫通的方式進行教學，能夠較好地激發學生進行主動思考，極大地提升了學生的學習興趣，學生普遍反映學習的效果大大提高。通過理論與實踐的結合，不再是“死記硬背”被動接受知識，對理論知識點有了更好的理解，而且上機操作也不再是“機械式”跟著老師操作，做到了知其然和知其所以然。該知識點的微課在參加“青年教師教學大賽”中得到了評委的一致好評，授課教師被評為“教學十佳”，課件獲得了一等獎的好成績。同時，該門課的線上課程被評為海南省線上精品課程。

圖3 微問題與微知識點相結合

圖4 矢量數據疊置分析總結

3 結語

微課設計的關鍵在知識模式設計，不在“微”，須在保證課程各環節的完整性的基礎上突出重點知識“微”特點。地理信息系統應用課程具有較強的理論性、實踐性和綜合性，知識點多而抽象，需要與不同學科知識相結合。為保證課程知識的完整性和一致性，提出了“先知識模塊后知識點”的樹狀知識結構，使課程知識脈絡更加清晰和完整。在理清課程知識結構的基礎上，根據微課的特點和設計原則，探討了微課教學模式設計，提出了“喚醒先驗知識、導入新知識——情境創設——理論實踐手拉手解決問題——總結與拓展”的實踐型課程微課教學模式。采用以理論知識為導向、以實際問題為主線，再將實際問題劃分成若干微問題，使每個微問題與微知識點一一對應的方法，既保證了每個知識點的“微”特點，又保證了理論知識與實踐操作的結合，構建了相互獨立卻前后呼應的知識整體。這種微課構建模式能夠大大提高學生的學習效果，提升教學質量與教學水平。

但由于本文設計與開發的微課是以實踐性較強的課程類為研究對象，微課教學設計模式圖還需進一步完善。受時間和條件的限制，尚未進行多輪應用研究，具有一定的局限性。希望后續能開發出質量和水平更高的微課，提高微課的教學效果。