基于OBE理念的RS與GIS課程實踐教學(xué)改革研究

吳楠楠，于海龍，李加加

（1.平頂山學(xué)院，河南 平頂山 467000）

OBE以預(yù)期學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向[1-3]，是普通高等院校轉(zhuǎn)型應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)的一種主流教育理念。平頂山學(xué)院地學(xué)專業(yè)（地理科學(xué)、人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃）立足地方培養(yǎng)應(yīng)用型人才，在人才培養(yǎng)修訂與課程建設(shè)中以O(shè)BE教育理念為驅(qū)動進行改革。《地理信息系統(tǒng)》和《遙感概論》課程，是地學(xué)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課（必修），教學(xué)內(nèi)容實踐性強、應(yīng)用性廣，側(cè)重于學(xué)生3S技術(shù)應(yīng)用的培養(yǎng)，是踐行應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)的立足點。本研究基于OBE理念，結(jié)合多年教學(xué)實踐經(jīng)驗，提出課程改革方案，說明推廣與實施情況，為其他同類高校課程改革提供參考。

1 課程教學(xué)中存在問題

遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）課程先后在地理科學(xué)、資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理、自然地理與資源環(huán)境、人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃和環(huán)境生態(tài)工程等地學(xué)專業(yè)和工科專業(yè)中開設(shè)，從多年教學(xué)效果來看，存在以下問題：①教學(xué)內(nèi)容專業(yè)特色不突出且內(nèi)容龐雜；②兩個“S”相互獨立，教學(xué)內(nèi)容繼承性不強；③實踐學(xué)時少，實驗項目類型設(shè)計型、綜合型較少；④末考一張卷的單一考核方式，難以反映學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用水平；⑤教學(xué)手段不夠豐富，教學(xué)方法和方式傳統(tǒng)。學(xué)生表現(xiàn)為應(yīng)付課程考核而重理論輕實踐，實驗課缺少主動性，處于被動盲目的狀態(tài)。理論與實踐脫節(jié)，部分同學(xué)在課程綜合實訓(xùn)項目、專業(yè)集中實踐課題、畢業(yè)實習(xí)或畢業(yè)論文的實訓(xùn)環(huán)節(jié)無從下手，表現(xiàn)為綜合實踐應(yīng)用能力弱。因此，迫切需要在GIS和RS課程的教學(xué)內(nèi)容、方法及考核等方面進行深入改革，以提升學(xué)生專業(yè)技術(shù)水平和實踐應(yīng)用能力。

2 教學(xué)改革的內(nèi)容

教學(xué)團隊成員依據(jù)OBE理念，要求在實踐教學(xué)體系設(shè)計中，著重衡量學(xué)生運用該實驗技術(shù)能做什么。根據(jù)專業(yè)建設(shè)實際情況及行業(yè)實踐要求，地學(xué)專業(yè)的學(xué)生需要具備地理數(shù)據(jù)的獲取、管理、處理、空間分析及制圖等技術(shù)。因此，為達到預(yù)期學(xué)習(xí)成果，須克服傳統(tǒng)實踐教學(xué)中存在的問題，主要從構(gòu)建實踐教學(xué)體系、實踐教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、實踐考核等方面進行改革。

2.1 實踐教學(xué)體系構(gòu)筑

兩門課程內(nèi)容聯(lián)系緊密、銜接連貫性強，可創(chuàng)建為一個實踐教學(xué)體系。通過2~3年級設(shè)計的“課內(nèi)實驗+開放課題+第二課堂+學(xué)科競賽+科研項目”5個實踐環(huán)節(jié)，構(gòu)筑“基礎(chǔ)能力+專業(yè)能力+拓展能力”的“三目標(biāo)層次一體化”的實踐教學(xué)體系（圖1）。其中，地理信息系統(tǒng)和遙感分別安排第3、4學(xué)期開課，均以理論實踐一體化；第5學(xué)期選拔參加全國GIS大賽，并鼓勵學(xué)生申報與遙感及地理信息技術(shù)相關(guān)的大學(xué)生科創(chuàng)和挑戰(zhàn)杯項目。

圖1 實踐教學(xué)體系

2.2 實踐教學(xué)內(nèi)容模塊化

改革課內(nèi)實驗教學(xué)存在的內(nèi)容專業(yè)特色不明顯、實驗項目不銜接、實驗區(qū)域多變不一致和實驗項目類型不合理等缺點[4-6]，圍繞專業(yè)特色設(shè)定一個課題實驗項目并拆分若干實驗子項目，采用理實一體化教學(xué)形式，設(shè)置包括“基礎(chǔ)模塊”、“專業(yè)模塊”的教學(xué)內(nèi)容（表1）。其中“基礎(chǔ)模塊”主要是GIS和RS軟件的基本操作，是地學(xué)專業(yè)的公修內(nèi)容；“專業(yè)模塊”設(shè)置多選一的特色實驗項目，重在突出3S技術(shù)在不同專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在開放式小課題，可以采用項目教學(xué)法實施開展。

表1 課內(nèi)實驗教學(xué)內(nèi)容一覽

2.3 考核方式多樣化

傳統(tǒng)課程考核方式是期末試卷“一考定分數(shù)”，學(xué)生往往會出現(xiàn)“考前突擊、考后失憶”的問題。針對此問題，本研究提出了課程成績由學(xué)習(xí)過程考核（出勤8分+課堂表現(xiàn)7分）、課內(nèi)實驗（20分）、末考試卷（50分）和素質(zhì)拓展（開放式課題，15分）的多模塊構(gòu)成。其中，課堂表現(xiàn)是借助超星學(xué)習(xí)，通過平臺開展隨堂主題討論、搶答、小測驗等課堂活動參與情況評分；素質(zhì)拓展是2~3人/組運用3S技術(shù)完成與專業(yè)相關(guān)的開放式科研小課題，包含選題、開題、課題設(shè)計、撰寫報告和成果匯報等環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)成績評定有規(guī)范的評分標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 教學(xué)手段與教學(xué)方法

在教學(xué)方法上，放棄傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)方式，根據(jù)實驗教學(xué)內(nèi)容，針對“綜合型”實驗采用“項目教學(xué)法”[7]。由教師對項目進行概況講解，并做適當(dāng)?shù)氖痉叮瑢W(xué)生通過分組討論、協(xié)同工作共同完成實驗項目。表2展示了以《地理信息系統(tǒng)》專業(yè)模塊的某一選題（平頂山市土壤侵蝕狀況評價）為例的項目教學(xué)方法。

表2 項目教學(xué)法開展過程

在教學(xué)方式上，引入張學(xué)新教授提出的對分課堂教學(xué)法，根據(jù)實驗項目難易程度不同，采用隔堂對分或當(dāng)堂對分。實施明確目標(biāo)、派發(fā)任務(wù)、制定規(guī)則、跟蹤過程、觀察表演、聽匯報、定評審等環(huán)節(jié)（表3），鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)問題、團隊合作和敢于發(fā)言的能力。

表3 某一實驗項目的對分課堂安排

教學(xué)手段方面，結(jié)合《地理信息系統(tǒng)》和《遙感概論》在線網(wǎng)絡(luò)課程平臺，采用線上線下混合式教學(xué)模式，網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)布實踐教學(xué)任務(wù)、主題討論、搶答、小測驗等課堂活動，線下答疑輔導(dǎo)，避免了實驗報告抄襲的現(xiàn)象。

3 推廣與實施情況

本研究課題選取2015級人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)班39人為實驗樣本，實施教學(xué)改革方案，顯示改革成效較為顯著。課程考核不僅有效控制了不及格率且提高了優(yōu)秀率。第二課堂活動參與積極，11組立項校大學(xué)生科技創(chuàng)新基金項目，6名同學(xué)獲得國家級學(xué)科競賽獎項（其中3名獲全國大學(xué)生GIS應(yīng)用技能大賽二等獎），13人選題3S技術(shù)方向畢業(yè)論文且2人獲校優(yōu)秀畢業(yè)論文。與此同時還發(fā)放了問卷調(diào)查實踐改革的成效及存在的問題，98%以上的同學(xué)認同改革。此外，改革方案后續(xù)在人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃、地理科學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃和環(huán)境生態(tài)工程等專業(yè)推廣實施，也取得了顯著效果。

4 結(jié)語

OBE教學(xué)理念依據(jù)預(yù)期成果設(shè)定課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與教學(xué)手段等開展教學(xué)，經(jīng)過3 a的實踐，遙感與地理信息系統(tǒng)課程實踐教學(xué)改革成效顯著，提高了教學(xué)質(zhì)量，推動了專業(yè)認同和專業(yè)自信，為服務(wù)社會培養(yǎng)優(yōu)秀的地學(xué)人才奠定了堅實基礎(chǔ)。