基于WebGIS 的線上線下混合式課程模式探索

趙子輝 劉剋 段龍方 劉原萍

摘要：隨著國家科技和教育的發展，傳統師講生聽模式已經遠不能滿足全面提高學生綜合素質的需求，僅靠線下教育效果有限，很難為學生制定高效精準的學習方案，因而打造混合式線上線下融合的課程模式成為國家和高校的發展趨勢。文章面向網絡地理信息系統（WebGIS） 的課程需求，融合線上線下教學資源與手段，從改革教學目標、教學設計、教學方法和考核方式等角度入手，開展線上線下混合式教學模式的實踐探索，致力于打造學生樂學、教師導學，以自主學習和傳統教學模式相結合的創新型教學體系，全面提高學生的學習能力及效率，實現教學質量和學生素質的實質性提升。

關鍵詞：線上線下；混合式；WebGIS；教學模式；教學方法

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A文章編號：1009-3044（2023）29-0175-03

0 引言

近年來，隨著國家發展和建設的需要，社會各個行業領域對網絡地理信息系統（WebGIS） 技術的需求正在日益增加，WebGIS的應用越來越廣泛。WebGIS 技術不僅包含地理信息系統相關的理論知識，還與當下日益革新的Web技術緊密接軌，隨著國家對Web?GIS 工程師人才的需求日益增加，學校一直致力于WebGIS課程的發展和建設。但隨著時代發展，國家對人才培養的各方面素質和能力的要求不斷提升，采用傳統模式開展的WebGIS課程因為學生學習方式被動單一，難以達到社會對學生綜合素質和能力培養的高要求[1]。因此，如何滿足人才培養的要求，提升學生自主學習能力，如何把知識接受和自主學習，課堂作業和查漏補缺結合在一起，成為傳統教學模式的教學過程勢必會面臨的一大問題。

1 傳統教學模式存在的問題

在傳統教學中，教師占據著絕對的主導地位，學生機械接受老師所傳授的知識，課堂較為枯燥，效果較為單一。除了進行作業布置從而反饋得出學生近期學習狀況以外，沒有較多的檢驗方法，老師僅對部分作業知識點進行講解，學生實際的薄弱部分難以得到針對性講解和學習。由于教師的教學占據了較多時間，導致學生的自主探索和動手實踐時間被極大壓縮，實驗質量和實驗時間將被理論知識擠占。或是學生尚未完全吸收，實驗環節進行困難，導致練習效果不佳，降低了學生學習的積極性和學習獲得感[2]。教學方式單一化，在遇到一些抽象的知識時，僅靠老師一人的講解和演示很難令學生理解和完整掌握，從而減慢教學進度，降低了教學質量[3]。

2 基于線上線下混合式教學目標

WebGIS是空間信息技術專業的一門主要專業核心課程。課程內容從WebGIS原理出發闡述WebGIS 系統涉及的基本原理和技術方法、從WebGIS開發設計與實現出發分為網頁頁面開發、環境配置、地圖服務規范、地圖組件基礎開發、地圖組件高級開發等若干個功能模塊，要求學生掌握WebGIS系統方案設計、軟件編碼與集成測試等方法，非常注重學生的實踐動手能力，著眼于培養學生綜合運用專業知識去解決實際問題的能力。WebGIS 開發技術涉及多個學科領域，要求從事WebGIS研發的研究人員和工程技術人員，在熟悉軟件生產工藝流程和GIS理論的同時，必須具有計算機硬件、軟件、地圖開發技術、網絡技術和數據庫等諸多方面的知識與技術，這樣才能開發與應用，進而設計與實施滿足實際軟件生產過程需要的WebGIS系統。通過課程模式改革實踐表明，利用在線教學資源，能夠更好地體現課程工程應用的特色，基于線上線下融合的課程目標教學目標如下：

1） 采用混合式教學改革傳統課堂教學采用線上線下混合式教學，調動學生積極性，增加師生互動次數，設計開放式思考問題，在課堂鼓勵學生思考和回答問題，教師對典型案例進行案例分析，設立相似練習和創新實踐，鞏固新舊知識，提高學生知識的利用能力和創新素質的培養。線上發布預習和實踐任務，鼓勵學生互助交流，完成小組任務，增強團隊協作能力與知識的綜合運用能力。

2） 優化課程考核體系，提高綜合實踐能力建立全面的課程考核體系，將學生的課堂表現、作業質量、預習復習次數、參與互動討論頻率、團隊協作能力和個人素質列入考核范圍，采用線上、線下多種考核評定標準，調動線上學習積極性，對學生素質進行綜合評定，鼓勵學生積極配合線上線下教學模式，激發學生自主性和創新能力。

3） 明晰教學內容層次，堂堂有重點為避免線下課堂平鋪直敘式講授，根據掌握程度將課程內容劃分為關鍵核心、一般掌握及拓展自學幾個層次。線下課堂主要梳理課程知識體系，透析關鍵核心知識，把握難重點；線上平臺主要針對核心內容拓展和延伸，或輔助一般掌握內容的獨立自學，可以增強學生自主構建知識體系的能力，有利于學生快速把握課堂內容，提高課堂效率。

4） 加強課程思政，培養正確價值觀在線上線下課程內容設計中，將課程思政潛移默化滲透于學生，為學生未來發展和就業學習等樹立正確價值觀。在注重課程體系和教學質量的同時，提高學生思想道德素質，將求真務實，精益求精貫穿于學生的方方面面，為學生未來的良好發展打下堅實的思想基礎。

3 構建學生為主體的線上線下混合式教學體系

3.1 多元教學環節融合的支撐

對WebGIS課程開展混合教學模式設計之前，需要結合線上線下教學模式，設計多元教學思路。通常情況下，對于空間信息開發實踐類的教學課程，設立單一固定的目標無法獲得較好的教學效果，會極大束縛學生的邏輯思維和創新能力，造成消極影響[4-5]。因此，針對日常的教學情況、教學進度，設計多元教學思路[6]。將WebGIS理論和實踐的教學劃分開來，結合混合式教學模式，設計多元化的教學路徑，具體的原理如圖1所示。

3.2 課程建設設計

針對傳統教學模式面臨的教學現狀和共性問題，線上線下混合教學模式結合在線學習平臺與課堂教學，優化重組課程資源和內容，改革學習方式方法，豐富教學手段的運用，實現課程建設的創新性設計[6]。混合式線上線下教學中，學生學習由線上自主、線下講解和拓展鞏固三個主要環節構成，基于線上線下混合式的WebGIS課程安排如表1所示。

3.3 課程教學設計

課程按照線上線下融合的設計理念，按照Web?GIS初體驗、WebGIS基礎知識、搭建開發環境、發布地圖服務、一步步開發WebGIS系統幾個章節構建課程線上學習平臺，在線上平臺有序組織相關的教學視頻和資料，設置課程的任務點，以及課后思考、討論與作業，打造良好互動的線上學習平臺。

課前教師可以通過線上平臺發布預習任務和問題反饋，在課前熟悉掌握存疑點，學生則通過線上平臺預習，提前了解課程目標和重點內容，對課程內容做到有的放矢。課中設計投票或討論題目環節，學生選擇答案或進行討論，檢驗學生上課學習吸收效果。

課后發布練習，統計學生出錯題目，每章節結束后，教師提取信息數據，對學生出現的問題統一講解。設立視頻學習資料，幫助解決學生可能遇到的問題，培養學生養成自主學習，探究學習的良好習慣，為提高課程完整性，學生思維開拓性奠定良好基礎。開設線上實驗課，學生自主配置所需環境，結合理論知識，小組討論實驗要點，搜索相關知識，完成實驗內容，提高實際動手操作能力。得到線上學習數據后，教師針對調查問卷的重難點問題進行針對性解答，夯實理論基礎。課堂展示實驗操作流程，引導學生正確實驗。把握學生實時學習狀態，及時調整上課內容，通過線下課堂，加強教師與學生的溝通互動。例如開展翻轉課堂或小組課堂展示，互相評價學習，調動學生自主學習積極性，結合所學知識，對新知識進行探索和交流。

針對某些關鍵核心內容，采取在線提問方式引入，如開展非遺系統設計時在線上發布相關的討論話題：你對非物質文化傳統的了解有哪些？你的家鄉有沒有一些遠近聞名的非遺項目？假如你來設計一款非遺可視化與分析系統，你打算設計哪幾個功能？教師歸納學生討論的結論，引入課程案例的要點，講解案例的關鍵技術，實例化系統設計。與此同時，將非遺系統作為課程案例是將我國優秀的傳統文化和WebGIS技術融合的典型應用，可以弘揚我國優秀傳統文化，培養學生對我國先進文化的思想認同，激發學生的學習興趣和熱情[7]。另外，教師進行畢業設計和競賽成果等優秀作品展示，分析總結優秀案例，提取可借鑒的經驗，鼓勵學生模仿創新，加強練習，引導學生積極參與學科競賽。同時布置小組任務，促進學生課下互相交流，提高創新和動手實踐操作能力，將小組成果評價打分，通過學生互評、教師評價等方式針對小組作品做出指導，并計入學生綜合成績，從而調動學生動手的積極性。

3.4 課程考核方式

考核基于學生主體地位出發，從課程知識、動手實踐、團隊協作和探索創新四個維度，采用學生在線上線下的表現作為共同評價的依據。線上表現由學習通平臺統計數據和教師統計數據兩部分組成，線上表現由學生自主預習、課后練習等過程性學習足跡組成，教師統計主要依據對課堂測驗、互動討論實時的保存與記錄實現，線下表現由教師在課堂面授過程中通過問答、測驗、實驗實訓、考試等形式進行實時開展。表2中列出了課程線上線下學習評價指標體系，在具體教學中并不限于以下方式，一般會根據學習內容進行各種形式的組合與優化。

基于線上線下融合的課程評價指標一改傳統的以單張試卷、有限次作業定分數的考核模式，更加注重細化學生的平時表現，著眼于對學生綜合素養和平時能力的全面細致評估，以實現將學生主要學習過程、學習結果均納入成績判定的依據，幫助學生及時開展課前預習、按時進行課下復習，可以更加科學地判定學生課程學習的綜合水平。

4 結束語

線上線下混合式教育融合了互聯網技術和傳統教育，打破了原有的常規教育體系和方法，有效解決了課堂教學中學生能動性不足的問題。課程將教師為主體轉移到學生上，通過構建線上教學平臺，有效提高了學生的查漏補缺能力和與老師的互動效率，使課程日常教學更加完整、系統，具有更強的針對性，可以有效實現課內外結合，統籌安排教學內容，優化教學環節，逐步完善教學體系。在“互聯網+”技術的輔助支持下，混合式教學模式的優勢可以更好地呈現出來，促使教學實現優化調整后，通過多種考核方式融合，來對教學效果作出動態化的評估，為空間信息專業人才的培養奠定更為堅實的基礎。

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【通聯編輯：謝媛媛】