地理信息系統原理課程研討式教學模式研究

徐 丹 張世恩

（1.洛陽師范學院國土與旅游學院，河南 洛陽 471000；2.洛陽師范學院基建處，河南 洛陽 471000）

0 引言

研討式教學法是西方發達國家高校中一種主要教學方法，起源于早期的德國大學。1997年，湖南師范大學郭漢民教授對傳統教學法進行大幅度改革，并命名為“研討式五步教學法”[1]。此后，國內諸多學者從問題導向型研討式教學模式[2]、專題分組研討式教學模式[3]、案例研討教學法[4]、互動研討式教學模式[5]、研討式教學應注意問題[6]等方面提出觀點和看法，眾多一線教育工作者也積極投入研討式教學模式改革與實踐中。相對于傳統教學法，研討式教學更強調學生的主體地位，將研究法和討論法有機結合起來，注重學生能力的全方位培養，提升學生綜合素質[7]。

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》提出，倡導啟發式、探究式、討論式、參與式教學，幫助學生學會學習。激發學生的好奇心，培養學生的興趣愛好，營造獨立思考、自由探索、勇于創新的良好環境。2018年教育部發布《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》，其研制遵循三大原則，即突出學生中心、突出產出導向、突出持續改進。我校在大一下學期開設的地理信息系統原理課程共54學時，為貫徹落實好上述要求，地理信息系統原理課程須改變傳統教學模式，探索以培養學生自主學習能力、創新思維能力、團結協作能力等為出發點的研討式教學模式。

1 地理信息系統原理課程研討式教學設計

1.1 教學目標設計

根據美國當代著名教育家布魯姆的教育目標分類理論，將教學目標分為6個層次：記憶、理解、應用、分析、評價和創造，其中記憶、理解和應用被稱為低階思維，分析、評價和創造被稱為高階思維。結合地理信息系統原理課程的教學重點和難點，設計研討式教學目標。在記憶、理解目標環節，要求學生領會地理信息系統（GIS）的基礎知識和基本理論。在應用、分析、評價目標環節，要求學生掌握GIS空間分析方法及應用技能，注重學生分析和解決問題能力的培養。在創造目標環節，針對前兩個環節教學內容進行延伸，開闊學生視野，拓展思維，旨在培養學生實踐能力和創新意識。

1.2 教學內容設計

針對教學目標，將課程知識框架分為6個部分，即：（1）GIS概論；（2）空間數據結構；（3）空間數據處理；（4）空間數據庫；（5）GIS基本空間分析；（6）GIS應用模型。表1為地理信息系統原理課程教學目標與教學內容之間關系。

1.3 教學模式設計

2020-2021學年第二學期，筆者在《地理信息系統原理》課程教學過程中初次嘗試研討式教學模式，并取得一定成效。筆者共采用兩種研討式教學模式（見圖1）：第一，理論講授為主、研討教學為輔的教學模式；第二，教師引導、師生共同研討的教學模式。

1.4 研討選題設計

根據課程的教學目標和教學內容進行研討選題設計是開展研討式教學的一個關鍵環節，設計題目時需考慮題目難易度、教學重難點及社會熱點等因素。

1.4.1 選題難度適中

不同學生對GIS相關理論和技術理解與掌握程度存在差異，對問題的認識和分析水平也各異。過于簡單的選題，無法較好激發學生探究興趣；難度較大選題，則會削減大部分學生參與研討課堂的積極性，只有教師和少數學生唱“獨角戲”，無法充分發揮學生的主觀能動性。所以，研討選題應設定在絕大多數學生能力范圍內，能夠有效調動學生積極性和參與度，又具有較大探討空間，擴展學生思維，培養學生創新精神。

1.4.2 選題體現教學重難點

研討選題需結合教學重難點設計，達到課程教學目標，不能偏離教學內容。結合實際，緊扣教學重難點，開展研討教學，鼓勵學生開展多角度、多層次探索學習。學生通過自主學習、相互討論、疑問解答、教師引導等過程，能夠加深對GIS知識點的理解和掌握，活學活用，提高運用地理信息技術和方法解決各種現實問題的能力。

1.4.3 選題聚焦社會熱點

隨著現代信息技術的飛速發展，很多社會熱點問題成為高校學生課后談資。如果研討選題選擇學生較關注的社會熱點問題，學生會積極參與到研討教學中，在課堂討論環節，師生交流，碰撞思想，共同成長進步。同時，在研討課堂中引入社會熱點問題，融入思政元素，將社會熱點與課程思政教育相結合，進一步加強學生思想政治教育。

2 地理信息系統原理課程研討式教學模式實施過程

2.1 理論講授為主、研討教學為輔的教學模式

地理信息系統原理課程一般開設在大一下學期，學生專業知識水平不足，在課程初期階段，主要采用理論講授為主、研討教學為輔的教學模式。在具體授課中，針對某一章整體內容，教師通過講解幫助學生構建全章知識體系，在此基礎上，對核心內容進行精講。GIS基本概念、原理和方法是課程的基本內容，是學習本課程的基礎，需對其進行詳細講解。以“GIS基本空間分析”這一章為例，教師可從以下幾方面對本章的核心內容進行重點講解：（1）空間分析的概念、類型；（2）空間疊合分析的概念、矢量數據的疊合分析、柵格數據的疊合分析；（3）矢量緩沖區分析、柵格緩沖區分析、泰森多邊形分析；（4）網絡圖論的基本概念、空間網絡分析。主要理論講解結束后，教師可提出若干問題，引導學生思考，學生進行深入探討，然后通過提問方式請學生發表自己的看法，學生可自愿回答，教師也可通過點名適當引導某些不積極學生加入研討教學中，最后教師針對研討內容進行總結。如教師在講解完線與多邊形疊合分析的步驟后，給出一個實例；有兩個空間數據，一是各條高速公路的線要素空間數據，屬性數據里面帶有各條高速公路的名稱及長度，另一個是各個省、直轄市多邊形空間數據，屬性數據里面帶有各個省、直轄市的名稱，然后拋出一個問題：把線數據和多邊形數據進行疊合，可得出哪些結論？學生經過思考和討論后，對教學內容的理解得到進一步鞏固。

2.2 教師引導、師生共同研討的教學模式

在課程中后期，學生已具備一定GIS基礎知識及相關分析能力，該階段主要采用教師引導、師生共同研討的教學模式，其實施過程分為以下4個步驟：

2.2.1 分配研討選題

筆者所執教的班級為2020級地理信息科學班，共39名學生，根據自愿原則，學生組成研討小組，6人或7人一組，共6組，進行課前準備。研討課前1～2周，教師公布研討選題及相關要求，每次給出兩個選題，各小組根據自己的興趣選擇其中一個。

2.2.2 課前準備

圍繞選題，學生獨立查找文獻資料，考慮到大一下學期學生課程較多，教師應準備一部分研討選題資料，如課件、視頻、文獻等，引導學生進行拓展學習。參考老師提供的及獨立查找的資料，學生在小組內進行討論、分析、總結，完成10分鐘左右的PPT，為課堂研討做準備。

2.2.3 課堂研討

課堂研討是整個教學過程的重點，課堂研討主要由小組PPT匯報、提問討論及教師點評環節組成。各小組選派1～2名代表，結合PPT課件對其研討內容進行匯報，小組其他成員可做適當補充。匯報完畢，教師和其他同學提問或提出意見、建議。根據課堂討論交流情況，教師適時引導學生對問題進行深入思考和分析。比如，在“GIS在新冠肺炎疫情防控中的應用”專題中，學生從疫情空間分布格局、疫情監測、疫情風險評估、疫情預測預警等方面進行詳細介紹，從學生講授中可了解到小組成員研討準備情況。提問討論環節，學生先自由提問，每個小組均需提出問題，根據具體情況，教師引導學生對“GIS在疫情防控中的應用會面臨哪些挑戰”進行思考，師生共同討論，如位置數據隱私保護問題、數據共享問題等。最后，教師對研討內容及小組合作學習情況進行總結、評價。

在研討式課堂上，教師的職責從傳道授業轉變為答疑解惑，角色從課堂知識講授者轉變為組織者和引導者，師生在課堂上共同討論，發現問題、提出問題并解決問題，有助于學生鞏固所學知識，提升對知識理解的深度和廣度，提高學習質量。

2.2.4 課后總結

課后總結對深化研討式教學成果、鞏固教學效果具有積極作用。根據課堂研討情況，要求學生結合自己感興趣的點（研討課的某個重點內容、問題、關鍵詞等）撰寫一篇學習心得。

3 結語

基于《地理信息系統原理》課程，筆者對研討式教學模式進行初步嘗試和探索，理論講授為主、研討教學為輔的教學模式下的研討選題基本完成；教師引導、師生共同研討的教學模式下的研討選題共完成2個。采用研討式教學模式，學生課堂參與度明顯提升，學生在自主、合作、探究中體驗學習樂趣，取得良好教學效果。但研討式教學進度較慢，而地理信息系統原理課程教學內容又較多，在教學過程中應根據實際情況適當設置研討選題數量及難易度，使學生在研討式課堂中充分發揮主體地位，培養學生自主學習、獨立思考、積極探索、勇于創新的能力。