智慧教育背景下測繪類專業(yè)GIS 課程教學(xué)改革

張 斌，山 嵐

（1.甘肅交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通測繪系，甘肅 蘭州 730000）

智慧教育是以先進信息技術(shù)、人工智能技術(shù)、教與學(xué)技術(shù)為依托，以學(xué)習(xí)心理、心理科學(xué)等賦能教育教學(xué)改革創(chuàng)新，通過人機互動、數(shù)據(jù)共享、知識互聯(lián)、滿足學(xué)生智慧化、個性化、精準(zhǔn)化學(xué)習(xí)需求[1]。智慧教育背景下，GIS 課程需要轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，對學(xué)生素質(zhì)、知識和能力目標(biāo)達成中教學(xué)實施進行重新設(shè)計。素質(zhì)目標(biāo)達成方面，強調(diào)核心價值觀和基本科學(xué)素養(yǎng)融入人才培養(yǎng)全過程，通過人機交互模式，將理想信念、愛國教育以自媒體等形式植根于課堂教學(xué)；知識目標(biāo)達成方面，借助互聯(lián)網(wǎng)拓展理論知識邊界，因材施教，充分挖掘?qū)W生的潛能。在整合知識架構(gòu)體系的前提下，利用碎片化知識進行個性化教學(xué)；能力目標(biāo)達成方面，堅持問題導(dǎo)向，創(chuàng)新設(shè)計實踐課程體系，利用虛擬仿真技術(shù)，將真實的應(yīng)用場景嵌入課堂，促進課程與實踐相容、創(chuàng)新與技能相長。本文圍繞智慧教育背景下測繪類專業(yè)GIS 課程教學(xué)過程中面臨的挑戰(zhàn)，探索建立GIS 課程教學(xué)模式改革創(chuàng)新，以適應(yīng)新形勢下地理信息產(chǎn)業(yè)技能型人才培養(yǎng)要求。

1 測繪類專業(yè)GIS課程教學(xué)改革面臨的挑戰(zhàn)

1）教師的專業(yè)技能和信息化素養(yǎng)不能與學(xué)科發(fā)展前沿接軌。GIS 課程專業(yè)教師的知識背景大多為傳統(tǒng)的測繪、地理學(xué)等專業(yè)，對GIS 技術(shù)認知范圍較窄，不能以綜合性的視野和框架動態(tài)更新自身的知識結(jié)構(gòu)[2]。特別是地理信息技術(shù)發(fā)展迅猛，教師對前沿技術(shù)領(lǐng)域接觸較少，陷入了閉門造車的困境。此外，智慧教育背景下，傳統(tǒng)的教學(xué)方式也面臨諸多轉(zhuǎn)型。教師要不斷學(xué)習(xí)和和使用信息化教學(xué)手段，特別是主流的線上教學(xué)平臺以及各種自媒體平臺，將信息化手段與教學(xué)有機融合一起，進一步拓寬教學(xué)資料來源，提升信息化教學(xué)素養(yǎng)[3]。

2）測繪地類專業(yè)GIS課程與相關(guān)專業(yè)課程銜接不足。相較地理信息科學(xué)專業(yè)，測繪類專業(yè)在GIS 課程目標(biāo)定位不同。地理信息科學(xué)專業(yè)學(xué)生有較為扎實的數(shù)理和計算機基礎(chǔ)，需要在系統(tǒng)掌握GIS 理論基礎(chǔ)上實現(xiàn)技術(shù)引導(dǎo)和應(yīng)用引導(dǎo)，將GIS 的功能嵌入到開發(fā)的系統(tǒng)中；測繪類專業(yè)學(xué)生優(yōu)勢在于地圖學(xué)和測量學(xué)知識可以幫助他們充分建立地理空間概念，特別是在空間數(shù)據(jù)采集處理等方面有較大優(yōu)勢，GIS 可以充當(dāng)技能性工具，體現(xiàn)測繪行業(yè)應(yīng)用要求。此外，不同測繪類專業(yè)在GIS 課程定位方面也存在差異，但在專業(yè)群課程共享與融合日益緊密背景下，如何做到“求同”遠比“存異”更重要。如RS與GIS課程之間有較大的關(guān)聯(lián)性，兩者都可以實現(xiàn)地圖制圖，都旨在培養(yǎng)學(xué)生地學(xué)空間思維。但大部分院校并沒有安排一體化課程，兩門課之間存在較明顯的學(xué)科分割現(xiàn)象[4]。因此，人才培養(yǎng)方案的修訂過程中需要兼顧并打通不同專業(yè)GIS 課程在崗位領(lǐng)域的實際應(yīng)用，注重前沿專業(yè)知識學(xué)習(xí)，使學(xué)生在具備測繪、地理信息、遙感、工程等學(xué)科的基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)上，結(jié)合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)掌握地理信息描述表達、空間規(guī)律認知的基本能力，更好地服務(wù)于測繪、規(guī)劃、交通等領(lǐng)域。

3）面向職業(yè)教育層面的GIS學(xué)科競賽體系尚未建立。學(xué)科競賽作為檢驗學(xué)生動手能力的重要形式，在職業(yè)教育向縱深推進過程中發(fā)揮不可替代的作用。近十年以來，中國測繪學(xué)會、中國地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會、易智瑞公司及北京超圖公司等一大批GIS 相關(guān)的行業(yè)企事業(yè)單位連續(xù)主辦了“全國大學(xué)生GIS 技能大賽”、“Super Map 杯全國高校GIS 大賽”等學(xué)科競賽，得到了行業(yè)主管部門的支持和認可[5]。地理信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展也使這些學(xué)科競賽日益受到重視，參賽規(guī)模和影響力不斷擴大。但這些學(xué)科競賽主要面向本科層次學(xué)生，高職學(xué)生參與人數(shù)較少，主要原因在于職業(yè)院校對類似競賽重視不夠，學(xué)生對參賽積極性不高，行業(yè)內(nèi)對競賽證書認同度不夠等。此外，每年舉辦的全國和各省職業(yè)院校技能大賽也未設(shè)置GIS 相關(guān)賽項，使面向職業(yè)教育層面的GIS 學(xué)科競賽成為空白。因此，亟需建立面向高職學(xué)生，并與地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展接軌的GIS 技能競賽體系，通過賽教結(jié)合提高測繪類專業(yè)學(xué)生的實踐動手能力。

4）傳統(tǒng)GIS 課程教學(xué)模式和教學(xué)理念不利于培養(yǎng)探究性學(xué)習(xí)思維。一方面，GIS 是一門實踐性較強的課程，傳統(tǒng)的GIS 課程理論知識較為抽象，需要輔助實踐教學(xué)予以理解和深化；實踐教學(xué)也需要理論知識加以引導(dǎo)，以避免學(xué)生陷入無章可循、機械應(yīng)用的困境。另一方面，在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，實踐性課程僅限于矢量化、地圖制圖等獨立的實訓(xùn)內(nèi)容，多是由教師演示，學(xué)生模仿，形成被動式、機械式的學(xué)習(xí)，常常使學(xué)生缺乏系統(tǒng)性和探索式練習(xí)。一旦實訓(xùn)任務(wù)或要求變更，學(xué)生則無法靈活應(yīng)對。在教學(xué)評價方面，學(xué)生僅關(guān)注考試成績，常常在考試前進行突擊和集中復(fù)習(xí)。這種結(jié)果性評價往往導(dǎo)致學(xué)生缺乏獨立思考的能力，不能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

2 測繪類專業(yè)GIS課程教學(xué)改革

2.1 適時優(yōu)化調(diào)整課程內(nèi)容

根據(jù)測繪地理信息專業(yè)群專業(yè)構(gòu)成特點和崗位實際需要，適時調(diào)整GIS 課程內(nèi)容。隨著智能化測繪、泛在測繪、對地觀測技術(shù)的普及，地理空間數(shù)據(jù)的內(nèi)涵及獲取來源發(fā)生了根本性的變化，測繪地理信息產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生較大變化，具體表現(xiàn)在地理空間數(shù)據(jù)獲取外業(yè)環(huán)節(jié)所占比重相應(yīng)減少，對數(shù)據(jù)的處理、管理和應(yīng)用分析等工作大幅增加。此外，云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的融合發(fā)展，使地理信息技術(shù)向智能化方向轉(zhuǎn)變。實際應(yīng)用領(lǐng)域及產(chǎn)業(yè)發(fā)展也出現(xiàn)了新的特點，如第三次全國國土調(diào)查、地理國情普查、國土空間規(guī)劃編制及智慧城市建設(shè)等，都是對GIS 技術(shù)的全新應(yīng)用與實踐。這都要求GIS 課程與時俱進，適時調(diào)整課程內(nèi)容，增強GIS 技術(shù)課程服務(wù)社會的適應(yīng)性。由于測繪類專業(yè)課程之間都有千絲萬縷的聯(lián)系，可以探索增設(shè)崗位技能綜合培育課程，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)邏輯思維和實證精神。值得注意的是，課程內(nèi)容的優(yōu)化更新不是隨意打破GIS 課程的體系架構(gòu)，而需要教師進行嚴密的邏輯設(shè)計，按照建構(gòu)主義鄰近原則，對教學(xué)內(nèi)容進行支架式組織，以實現(xiàn)知識層層傳遞的有機銜接，達到符合學(xué)生認知規(guī)律、擴展豐富課程內(nèi)容的目的。

2.2 重構(gòu)實踐教學(xué)體系

為滿足不同專業(yè)、不同層次學(xué)生多元化的學(xué)習(xí)需求，需要在人才培養(yǎng)方案搭建多元化、多層次和立體化的實訓(xùn)課程體系，完善課堂實驗-課外實訓(xùn)-校外實踐的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。首先，在理論教學(xué)期間，通過線上微課堂演示GIS 課堂實驗，輔助學(xué)生深入理解基本概念和基本原理。通過實行“先習(xí)后學(xué)”、“邊習(xí)邊學(xué)”教學(xué)模式，加強教學(xué)和實踐的有機聯(lián)系，做到學(xué)以促用；其次，在理論學(xué)習(xí)后，依托線上實訓(xùn)平臺進行系統(tǒng)性的實訓(xùn)操作學(xué)習(xí)，將碎片化的操作串聯(lián)成整體性的案例學(xué)習(xí)；然后進一步融合測量學(xué)、GNSS、攝影測量、遙感等課程，貫通整個專業(yè)甚至學(xué)科群，實現(xiàn)GIS 技能綜合應(yīng)用水平的整體提升；最后，GIS 技術(shù)課程需要有效拓展和利用校外資源，加強校企合作，讓學(xué)生到校外實踐基地進行鍛煉。整個實踐階段可以圍繞具體崗位，實施完整的項目流程。以實用化為導(dǎo)向，在真實的工作情境中鍛煉提升技能。同時，結(jié)合企業(yè)需求，調(diào)整課程知識技能結(jié)構(gòu)，在最終課程評價的時，由企業(yè)參與考核評價，形成產(chǎn)學(xué)一體的校企合作模式。

2.3 進一步融入思政教育內(nèi)容

課程思政應(yīng)充分體現(xiàn)在GIS教學(xué)的全過程中[6]。由于GIS 專業(yè)教師普遍思政素材積累有限，思政教學(xué)意識薄弱，課程思政在教學(xué)設(shè)計中無法有效體現(xiàn)。GIS是融合測繪、地理科學(xué)及信息科學(xué)等學(xué)科的交叉課程，其開展課程思政的素材來源廣泛。地理科學(xué)可以幫助學(xué)生加強對地理國情、空間格局及治國方略的進一步認知，并通過對自然人文景觀空間信息的提取，使學(xué)生掌握地理空間信息的采集和處理過程的同時，感受祖國大好河山，提高愛國意識；信息科學(xué)融合科技發(fā)展前沿，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹務(wù)實的科學(xué)素養(yǎng)。這些課程內(nèi)容以講授專業(yè)技能為契機，潛移默化的融入思政教育，讓知識傳授、技能培育的價值引領(lǐng)有機融合，引導(dǎo)學(xué)生樹立學(xué)科自信、文化自信，逐步建立良性的人格和思想教育。具體實施過程中，需要從人才培養(yǎng)方案制定、課程標(biāo)準(zhǔn)編寫環(huán)節(jié)，就把思政目標(biāo)充分的融入進來。此外，還應(yīng)建設(shè)GIS 課程思政教學(xué)案例庫，積累豐富的課程案例素材，為全面開展課程思政奠定基礎(chǔ)。總之，通過課程思政教育，可以為枯燥的專業(yè)學(xué)習(xí)增添人文色彩，同時思政教育也有了更多樣的教學(xué)形式，真正做到思政寓課程，課程融思政的教學(xué)目標(biāo)。

2.4 依托線上教學(xué)平臺實施混合式教學(xué)

智慧教育背景下，職教云、學(xué)習(xí)通、雨課堂等學(xué)習(xí)平臺為職業(yè)院校教師開展混合式教學(xué)模式提供了基礎(chǔ)條件。依托這些網(wǎng)絡(luò)平臺，教師通過個性化搭建教學(xué)環(huán)境，精心設(shè)計GIS 課程課前、課中、課后各環(huán)節(jié)的教學(xué)實施[7]。課前，教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)線上發(fā)放教學(xué)素材，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)內(nèi)容和要求；課中，對學(xué)生預(yù)習(xí)情況進行檢查總結(jié)，對重點難點問題進行講解，并通過搶答、小組討論、課堂測驗等環(huán)節(jié)調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，充分利用各種慕課平臺優(yōu)秀的課程資源，借助直播功能通過提問、答疑等進行補充和深化，將課程資源和作業(yè)等上傳至平臺；課后，學(xué)生完成線上作業(yè)，進行拓展學(xué)習(xí)和鞏固。教師則對學(xué)生作業(yè)進行批閱，并進行教學(xué)反思和改進。通過線上線下混合式學(xué)習(xí)，構(gòu)建知識講授-分組-采集數(shù)據(jù)-案例分析-內(nèi)業(yè)指導(dǎo)-課后答疑-小組總結(jié)教學(xué)模式，真正做到以學(xué)生為中心，充分調(diào)動學(xué)習(xí)的主動性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，進而全面提升綜合專業(yè)素養(yǎng)。整個教學(xué)過程，教師可以借助平臺對學(xué)生過程性操作進行監(jiān)控，及時了解操作進度及知識掌握情況。后臺記錄數(shù)據(jù)為學(xué)習(xí)行為分析及教學(xué)評價提供了原始素材，教師可以從準(zhǔn)確度、完成時間、團隊合作等方面進行線上評分，結(jié)合線下組內(nèi)和組間評價，保證評價的客觀性、完整性和準(zhǔn)確性。

3 結(jié) 語

新形勢下，GIS 課程的目標(biāo)需要緊密聯(lián)系學(xué)科發(fā)展動態(tài)和前沿技術(shù)以及地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域等，優(yōu)化課程知識體系，拓寬豐富課程教學(xué)資源，提升學(xué)生實踐應(yīng)用能力和素養(yǎng)，培養(yǎng)地理空間思維以創(chuàng)新解決綜合性問題。同時，要轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，以學(xué)生為主體，構(gòu)建混合式教學(xué)模式，進一步融合課程思政元素，加強全過程、多元化教學(xué)評價體系，從教與學(xué)兩個層面塑造學(xué)生良好的學(xué)習(xí)行為習(xí)慣及專業(yè)素養(yǎng)，全方位提高測繪類專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。