高校地理實踐課程線上設計與教學有效性分析

李玉鳳　徐敏　劉紅玉

摘 ?要：實踐能力的培養是高校教育的一大目標，線上教學成為特殊時期開展教學的主要手段。線上教學的可回顧性和資源的開放性為實踐教學提供了新的思路和方法，為未來高校實踐教學打開新思路。文章在分析高校地理實踐課程特征的基礎上，針對現有地理實踐活動存在的問題，充分挖掘線上教學的優勢和潛力，從線上課程設計的思路和實施的方法出發，構建地理學線上實踐平臺，并將教學過程監督機制和效果有效性評估集成到實踐平臺中，為線上實踐教學發展提供思路和方法。

關鍵詞：課程實踐;線上教學;教學有效性;地理學

中圖分類號：G642 ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）10-0107-04

Abstract： Practical ability is a major goal of college education. Online teaching has become the main teaching type in special periods. The repeatability of online teaching and the openness of resources provide new ideas and methods for practical teaching. It will be the open new ideas for practical teaching in the future. Based on the analysis of the characteristics of geography practice courses in universities， this paper aims at the problems of existing geography practice activities. The advantages and potential of online teaching are fully developed. According to the study of the course characteristics and online methods， the geography online practice platform is established. The teaching process supervision and effectiveness evaluation is also introduced into the practice platform， which can provide ideas and methods for the development of online practice teaching.

Keywords： curriculum practice; online lessons; teaching effectiveness; Geography

為進一步加快教育現代化和信息化水平，2018年4月13日教育部印發了《教育信息化2.0行動計劃》，加快“互聯網+教育”的建設步伐，全面推進人工智能、大數據和虛擬現實等技術的應用[1]。教育部辦公廳于2017年發布了《教育部辦公廳關于2017-2020年開展示范性虛擬仿真實驗教學項目建設的通知》，全面推進信息技術與高等教育實踐教學的深度融合，不斷加強高等教育實踐教學優質資源建設與應用[2]。實踐課程是高校教學工作的重要內容，是深化課程改革的主要內容，對于培養學生實踐能力、提高綜合素質有著重要的作用。隨著實踐課程的不斷創新，實踐教學有效性分析是保障實踐課程教學質量的關鍵。地理專業作為野外實踐非常強的專業，而隨著虛擬現實技術的進一步發展，線上實踐課程成為了一種可能，并能夠按照教學思路和重點進行量身定制，是今后地理實踐課發展的一個重要方向[3]。目前，對于地理學野外實踐教學的方法和實踐效果的評價研究較多，主要集中在野外綜合實習及其效果評測方面，而線上教學方法和效果評價涉及較少。如何從社會對地理學專業人才的旺盛需求出發，立足于本科生實踐能力的培養，充分利用網絡平臺發布的遙感數據和社會經濟統計數據，進行線上虛擬現實的實踐課程教學，不斷改革和更新課程教學內容和實踐方法，促進學生實踐創新能力培養和學習效果的提高，是置于地學背景教研人員的一項重要任務。

一、地理學實踐課程的特點

地理學是研究地理環境綜合特征的學科，也是協調人際關系的基本理論和方法。其學科內容豐富，涉及面廣。現代地理學的發展已經與眾多新型技術相結合，產生了新的分支學科。如：景觀生態學、土地資源學、遙感學與地理信息系統等。學科知識系統性和理論性都較強，學生在具備扎實的地理背景知識的基礎上，還需要具有解決地理學中的實際問題的能力。這就要求學生具有豐富的實踐能力[4]。在地理學的學習中，“綜合自然地理學”的實習是一門綜合性的實踐課程。其中包括地質地貌實習、土壤實習、植物地理實習和氣候實習等內容。這些內容的學習都需要大量的野外實踐，但是目前，大部分高校對于這部分野外實習投入不足，學生在實習過程中也常出現走馬觀花的現象。線上資源的龐大性和虛擬現實技術的發展，能夠有效解決這一問題，而且還能夠將抽象、重點的內容進行突出，讓學生在出野外之前就能夠將理論知識運用到實際，為野外實踐做好鋪墊。

二、目前地理學實踐課程面臨的困境

目前，地理學下的兩大學科分別是自然地理學和人文地理學。自然地理學的實踐課程主要是在學習完地質地貌學、水文學、土壤地理學和植物地理學等專業主干課之后，會有兩周左右的野外實踐課程。人文地理學的實踐課程主要是在完成人文地理、經濟地理、城鄉規劃、旅游地理等基礎課程之后，同樣也有一周左右的野外實踐課程。實踐課程的學習能夠讓學生了解野外工作的主要內容和形式，從整理上了解地理學中整體與部分之間、各地理要素之間的差異[5]。但目前地理學實踐過程中存在較多問題，主要包括以下幾方面：1. 野外實踐中新設備儀器不足，經費欠缺。跟3S相關的先進的儀器設備欠缺導致野外實踐還停留在較為傳統的層面;2. 野外實踐教學模式陳舊。野外實踐過程中，還是以老師講解為主，學生的參與度不高，導致學生自主學習動力的匱乏，最終學生在專業中的收獲甚微;3. 師資力量相對薄弱。由于各方支持力度有限，野外實踐帶隊老師較少，師生數量比例相差較大，另外，綜合野外實習設計到的專業內容龐雜，教師無法做到面面俱到，實踐效果欠佳。針對以上，線上實踐教學能夠彌補以上地理學實踐面臨的困境[6]。

三、線上地理實踐課程設計思路與實施方法

高校學生實踐能力培養包括課程理論知識的積累、實踐技能的培養和實踐機會的創造等方面。這些能力培養既依賴于因地制宜的教學方法，更體現為以實踐能力培養為導向的課程訓練[7]。在線實踐課程的設計能夠在節約教學資源的情況下，能夠最大限度地讓學生擁有實踐機會。同時，也能夠隨時隨地對理論知識進行理解和鞏固，同步開展理論教學和實踐教學。線上地理實踐課程的設計、思路和實施方法主要包括以下幾方面：

（一）線上實踐課程設計思路

地理學主要包括自然地理學和人文地理學兩大學科，其中，自然地理學的實踐部分主要包括土壤地理學、植物地理學、水文地貌學等部分;人文地理學的實踐課程主要包括經濟地理學、旅游地理學等部分。前者強調生態環境的自然屬性在地理空間上的差異，后者強調社會經濟、人文環境在地理空間上的分布和運移規律。對于地理學這一綜合性學科，實踐課程的綜合構架至關重要，其不僅要考慮各子學科和課程之間的關聯，還要考慮其獨立性和完整性。

線上地理實踐課程是銜接地理學理論課程和野外實習課程的紐帶，是提升理論教學和野外實習教學質量的重要環節。地理學線上實踐課程主要分為自然地理學和人文地理學兩個學科方向。通過調查問卷和師生研討的方式對學生的理論知識儲備、實踐內容和學生學習困難點進行梳理，從而對實踐教學需求進行分析，為地理學線上實踐平臺構建提供基礎。在平臺構建的過程中，主要應用的關鍵技術包括虛擬地理場景構建技術、空間地理虛擬定位技術和場景資料組織管理技術[8]。這些技術中涉及到眾多地理空間數據（遙感數據、數字高程模型、傾斜攝影數據、三維激光掃描儀數據等）和非地理空間數據，通過這些數據的集成，構建三維立體野外實習模擬平臺。在從基礎數據的采集與處理入手，到數據庫設計，Web系統設計、移動端、后臺管理端功能設計，最后選取虛擬實踐和多種實踐模式兩大功能進行分析。最終，學生在實踐的過程中，可以選取一個典型實踐場景（如，植被垂直地帶性調查），從教案設計的角度來展現虛擬地理野外實習輔助平臺進行應用。

（二）線上地理實踐課程的實施方法

1. 加強師資隊伍的建設

地理學作為一門大綜合學科，為了達到應用性授課的最佳效果，需要成立實踐經驗豐富、能夠統籌各學科之間關系的教研組。教研組成員應具備跨學科的綜合知識能力，包括自然地理、人文地理、生態學、遙感原理及應用以及地理信息系統科學等理論和實踐知識，以便更好地適應地理實踐課程的目標和要求。

2. 積極開發在線地理實踐場景

針對不同的專業主干課，應設計相應的實踐場景，建立與實踐相關的基礎地理信息數據庫，其中包括地質地貌專題數據、土壤專題數據、土地利用專題數據、社會經濟數據、植被地理數據等。將以上數據進行數據建模，并與實習成果數據等進行集成和管理，以滿足實踐資源的有效利用和傳遞，同時更好地促進虛擬實踐場景的開發和線上實踐工作的開展。虛擬地理實踐場景設計可以從以下兩條主線展開：（1）以地理氣候區為劃分依據，選擇不同氣候條件下典型區域作為背景;（2）不同社會經濟條件下，土地利用類型和自然條件的異質性。在此背景下，將專業主干課程的具體時間內容加入其中，形成較為完整和綜合的場景庫。

3. 線上實踐課程模擬技術實施

依據線上實踐平臺要求，整個平臺架構分成軟硬件設施、基礎數據、虛擬地理實踐場景、應用端。它們通過數據處理、入庫、服務發布、應用等流程將整個地理學實踐課程整合成一個有機體。（1）軟硬件設施。包括平臺構建所需要的網絡、服務器、電腦、移動終端等硬件設施，三維虛擬應用軟件等，平臺功能所需要的各種服務集中發布在服務器上，終端通過網絡以接口的形式進行調用;（2）基礎數據。基礎數據是平臺運行的基礎，通過傳統的數據組織方式結合空間數據引擎進行數據管理，數據經過標準化處理后進行入庫整合，數據類型包括基礎地理數據、虛擬場景數據、多媒體數據、用戶數據等，結合數據特點及差異，選擇傳統SQL數據庫、關系型數據庫、文件型數據庫等多種數據組織方式;（3）虛擬地理實踐場景。虛擬實習場景的構建包括以下幾個環節：第一環節是以DEM和DOM數據為基礎的三維場景構建;第二環節是將不同高度的建筑物和植被疊加到基礎三維場景中去，形成三維立體場景;第三個環節是在虛擬場景的體驗形式和手段上，分別開發桌面和移動場景體驗;（4）應用端。應用端包括面向管理人員的管理后臺，面向教師和學生的web平臺以及移動平臺，通過上述的用戶實現平臺功能，滿足地理在線實踐課程知識學習、安全監控、過程輔助、交流分享等具體功能，提升后期野外實踐質量。

四、在線地理實踐課程有效性評估

地理在線實踐課程的質量監督和評估是平臺開發中的重要一環。線上平臺中包括教師對實踐過程中的監督權限設置，這便于了解學生掌握教學內容的質量，獲取學生在理論學習和實踐技能的反饋信息，作為進一步改善實踐方案和提高教學質量的依據[9]。教師應發揮實踐教學過程的監督和指導作用，消除實踐報告一稿評分制，將實踐環節及其得分進行合理細化，提高教學過程評分體系，進一步完善多元化的監督評價體系，使學生個性化能力及學習效果得到最大體現[10]。教師在實踐團隊組建、實踐場景選擇、實踐數據處理過程、制圖呈現和報告書編寫等方面進行跟蹤監督（表1），及時和學生交流互動，解答學生疑難問題，確保實踐課程中更好地理解理論知識，保證課程有效有質地完成。

教學有效性評估的實質就是對教學實踐效果的檢驗，從而達到發現問題的目的[11]。在線實踐課程不僅能夠及時反饋學生實踐過程，還能夠便于老師線上指導和調整實踐方案，更重要的是通過評估來發現和解決教學過程中存在的問題的時效性得到大大提高，推動教學質量的提升。其中，教學實踐評價的客觀公平性和評價標準的主觀性是教師教學價值歸屬和后續動力的體現。另外，在構建平臺實踐教學質量模塊的過程中，要符合以下四個標準，即易得性、可量化性、指標數量適中性、主客觀相結合性。

五、結束語

本文從地理學特點、其實踐課程存在的不足出發，闡明其線上課程的重要性，并從理論上設計了基于信息化發展的線上虛擬仿真實踐課程平臺的框架和思路。平臺充分利用現代計算機技術、三維地理信息系統技術、虛擬現實技術、虛擬空間位置服務等主流技術優勢，聚焦理論學習后、野外實習前的過渡銜接時段，為師生提供高質量的在線實踐體驗，為野外實習做鋪墊。在實踐場景構建上，整合地形、三維建筑模型，疊加土地利用和社會經濟數據，無限制次地開展線上實踐演練，從而提高學生對理論知識的理解和應用能力。

參考文獻：

[1]胡欽太，張曉梅.教育信息化2.0的內涵解讀、思維模式和系統性變革[J].現代遠程教育研究，2018（6）：14-22.

[2]教育部辦公廳關于2017-2020年開展示范性虛擬仿真實驗教學項目建設的通知[J].實驗室科學，2017（4）：3，30，59，80.

[3]江輝仙，王曉玲.虛擬地理實習基地系統建設的思考與初步設計[J].高師理科學刊，2015（9）：104-107.

[4]張紅日，明艷芳，米曉紅，等.自然地理學實踐教學模式探索[J].實驗室研究與探索，2008，27（9）：119-120.

[5]吳海中，陳保平.地方院校地理學綜合野外實踐教學模式改革探究[J].高師理科學刊，2018（8）：106-110.

[6]梅曉丹，曲建光，王文福，等.面向新工科的“自然地理與地貌”課程教學模式探索[J].測繪工程，2019，28（5）：77-80.

[7]楊林，李圣文，左澤均，等.面向工程教育認證的“GIS軟件工程”實踐教學研究[J].地理空間信息，2019，17（12）：123-126.

[8]彭余蕙.廬山地理野外實習輔助平臺設計[D].江西師范大學，2019.

[9]周萍.構建研究生培養過程監督管理體系的具體舉措[J].教育現代化，2015，45：30-33.

[10]吳秋鳳，宋曉昱.工科院校教師教學評價體系的構建研究——基于學生學習成效的視角[J].教育探索，2019（5）：100-104.

[11]廉宏昱.高校教學質量評價有效性提升路徑淺探[J].現代職業教育，2018（27）：30-32.

基金項目：國家自然科學基金“蘇北平原灌區溝渠網絡水系連通性對水環境過程影響機制與調控研究”（編號：41871188）的資助;南京師范大學教改研究課題“景觀生態學課程探索式教學模式及其有效性研究”（編號：2019NSDJG054）的資助;南京師范大學2018年海洋科學教學團隊資助

作者簡介：李玉鳳（1985-），女，漢族，江蘇儀征人，博士，副教授，研究方向：濕地生態評價與GIS應用。