摘要：文章詳細(xì)闡述地理信息系統(tǒng)原理課程設(shè)計(jì)的三個(gè)主要模塊：基礎(chǔ)理論模塊、實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)?zāi)K、綜合應(yīng)用模塊，從課前準(zhǔn)備、課中組織、課后總結(jié)三個(gè)方面剖析線上線下混合教學(xué)模式的構(gòu)建，旨在加深學(xué)生對(duì)GIS概念的理解，增強(qiáng)實(shí)際操作技能，并促進(jìn)批判性思維的發(fā)展，為地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程的教學(xué)改革提供可供參考的實(shí)踐范例。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)原理課程；線上線下混合教學(xué)模式；教學(xué)資源

地理信息系統(tǒng)原理是一門綜合性較強(qiáng)的課程，知識(shí)點(diǎn)多，具有學(xué)科與技術(shù)的統(tǒng)一性、發(fā)展與內(nèi)容更新的快速性、多學(xué)科集成（地理學(xué)、地圖學(xué)、測(cè)繪學(xué)、遙感科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)據(jù)庫(kù)和信息科學(xué)等）、滲透性較強(qiáng)、空間抽象性強(qiáng)、研究對(duì)象的空間尺度變化大、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)。隨著教育技術(shù)的發(fā)展，線上線下混合教學(xué)模式成為提高教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。此教學(xué)模式結(jié)合了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的互動(dòng)性和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的靈活性，能為學(xué)生提供更加個(gè)性化和多元化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，不僅能幫助學(xué)生通過(guò)線上資源自主學(xué)習(xí)理論知識(shí)，還能通過(guò)線下課程實(shí)踐操作技能。

一、地理信息系統(tǒng)原理課程線上線下混合式教學(xué)模塊設(shè)計(jì)

（一）基礎(chǔ)理論模塊

地理信息系統(tǒng)原理課程（以下簡(jiǎn)稱課程）的線上線下混合教學(xué)模式設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)理論模塊占據(jù)核心地位，旨在為學(xué)生提供GIS（地理信息系統(tǒng)）領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)和理論框架。在GIS內(nèi)容設(shè)置上，基礎(chǔ)理論模塊聚焦GIS的基本定義、歷史發(fā)展以及在現(xiàn)代社會(huì)中的應(yīng)用領(lǐng)域，如城市規(guī)劃、環(huán)境管理和災(zāi)害響應(yīng)等。教師通過(guò)深入解析GIS系統(tǒng)的組成，如空間數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、空間分析工具和用戶界面，為學(xué)生構(gòu)建了一個(gè)全面的GIS知識(shí)體系。教師需要強(qiáng)調(diào)空間數(shù)據(jù)的重要性和多樣性，包括柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)的區(qū)別、空間數(shù)據(jù)采集方法的使用，以及空間數(shù)據(jù)在GIS分析中的應(yīng)用。

在GIS數(shù)據(jù)原理應(yīng)用上，基礎(chǔ)理論模塊在教學(xué)方法上采用線上多媒體講座、虛擬實(shí)驗(yàn)室和交互式討論板等形式，結(jié)合實(shí)際案例分析，提高學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。例如，教師通過(guò)分析城市擴(kuò)張的柵格數(shù)據(jù)或研究基于矢量數(shù)據(jù)的洪水模擬，學(xué)生能直觀地理解空間數(shù)據(jù)在解決真實(shí)問(wèn)題中的應(yīng)用，同時(shí)涉及GIS軟件的基本操作和功能，如ArcGIS（開(kāi)源地理信息系統(tǒng)）或QGIS（制圖和空間分析軟件）的界面布局、基本工具和操作技巧，使學(xué)生能在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，初步掌握GIS軟件的實(shí)際應(yīng)用技能。

（二）實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)?zāi)K

實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)?zāi)K旨在加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和實(shí)際問(wèn)題解決能力，集中于GIS軟件應(yīng)用、空間數(shù)據(jù)處理和分析、地理信息系統(tǒng)的實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。軟件應(yīng)用部分著重于GIS軟件的深入操作訓(xùn)練，課程內(nèi)容包括地圖制作、空間數(shù)據(jù)編輯及分析、地理數(shù)據(jù)庫(kù)管理。

在地圖制作部分，學(xué)生將學(xué)習(xí)在GIS軟件中創(chuàng)建和管理空間數(shù)據(jù)，進(jìn)行地圖設(shè)計(jì)和輸出，以及運(yùn)用各種空間分析工具，如緩沖區(qū)分析、疊加分析、網(wǎng)絡(luò)分析，解決具體的地理空間問(wèn)題。

在空間數(shù)據(jù)處理與分析部分，課程強(qiáng)調(diào)空間數(shù)據(jù)的處理技巧和分析方法，課程內(nèi)容覆蓋空間數(shù)據(jù)的獲取、清洗、整理和轉(zhuǎn)換等。學(xué)生將學(xué)習(xí)如何處理不同格式和來(lái)源的空間數(shù)據(jù)，包括衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)，以及公共和私有數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)。同時(shí)，學(xué)生還將學(xué)習(xí)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)和空間分析方法，如空間統(tǒng)計(jì)分析、地理加權(quán)回歸、熱點(diǎn)分析等，揭示數(shù)據(jù)中的空間模式和趨勢(shì)。

在地理數(shù)據(jù)庫(kù)管理部分，課程強(qiáng)調(diào)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。學(xué)生將參與真實(shí)或模擬的GIS項(xiàng)目，如城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)、災(zāi)害管理等。在項(xiàng)目中，學(xué)生需要運(yùn)用GIS軟件和空間分析技術(shù)收集、處理、分析數(shù)據(jù)，并據(jù)此制訂解決方案。此外，學(xué)生還將學(xué)習(xí)項(xiàng)目管理的技能，如需求分析、項(xiàng)目規(guī)劃、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、成果呈現(xiàn)等，在真實(shí)或接近真實(shí)的環(huán)境中應(yīng)用GIS技能。

（三）綜合應(yīng)用模塊

綜合應(yīng)用模塊旨在幫助學(xué)生將從基礎(chǔ)理論模塊和實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)?zāi)K中獲得的知識(shí)與技能應(yīng)用到實(shí)際的、綜合性的項(xiàng)目中，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與管理能力、跨學(xué)科知識(shí)應(yīng)用與問(wèn)題解決能力、數(shù)據(jù)分析與處理能力。

項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與管理部分重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)能力。學(xué)生將學(xué)習(xí)如何從頭開(kāi)始規(guī)劃和實(shí)施一個(gè)GIS項(xiàng)目，包括需求分析、資源規(guī)劃、時(shí)間管理、團(tuán)隊(duì)協(xié)作，以及項(xiàng)目交付，從而理解項(xiàng)目生命周期的各個(gè)階段，并掌握如何在每個(gè)階段有效運(yùn)用GIS技術(shù)和方法。

跨學(xué)科應(yīng)用部分著重GIS在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，如城市規(guī)劃、環(huán)境科學(xué)、公共衛(wèi)生、災(zāi)害管理等。通過(guò)分析具體的案例，學(xué)生將學(xué)習(xí)如何將GIS技術(shù)與其他學(xué)科知識(shí)相結(jié)合，解決復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

數(shù)據(jù)分析與解讀部分關(guān)注數(shù)據(jù)分析技能的提高。學(xué)生將學(xué)習(xí)如何收集、處理、分析復(fù)雜的空間數(shù)據(jù)，并從中提取有價(jià)值的信息，包括運(yùn)用高級(jí)統(tǒng)計(jì)方法、空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，以及可視化技巧。學(xué)生需要掌握如何解讀分析結(jié)果，并能將這些結(jié)果轉(zhuǎn)化為明智的決策。

二、地理信息系統(tǒng)原理課程線上線下混合教學(xué)模式的構(gòu)建

（一）課前環(huán)節(jié)：整合混合式教學(xué)資源，做好學(xué)習(xí)環(huán)境準(zhǔn)備

在課前環(huán)節(jié)，教師要收集和編排適用于GIS學(xué)科的教學(xué)材料，包括線上講座視頻、互動(dòng)式教學(xué)軟件、數(shù)字化閱讀材料、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析工具。線上講座視頻通常包含GIS的基礎(chǔ)理論、空間數(shù)據(jù)模型、地理信息系統(tǒng)分析技術(shù)等主題，以及行業(yè)專家的特邀講座；互動(dòng)式教學(xué)軟件包括模擬GIS項(xiàng)目的應(yīng)用程序，使學(xué)生能在虛擬環(huán)境中實(shí)踐地圖制作和空間分析；數(shù)字化閱讀材料涵蓋GIS基礎(chǔ)教科書、最新研究論文，以及行業(yè)報(bào)告，為學(xué)生提供理論知識(shí)和最新行業(yè)動(dòng)態(tài)；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析工具則指GIS軟件中的數(shù)據(jù)處理和分析功能，如ArcGIS或QGIS中的空間分析工具和數(shù)據(jù)可視化插件，學(xué)生可以通過(guò)這些工具處理真實(shí)世界的空間數(shù)據(jù)。

（二）課中環(huán)節(jié)：融合混合式教學(xué)方法，進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋調(diào)整

在課中環(huán)節(jié)，教師需結(jié)合線上自主學(xué)習(xí)和線下互動(dòng)式教學(xué)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。在基礎(chǔ)理論模塊中，教師可以讓學(xué)生通過(guò)線上平臺(tái)自學(xué)GIS的核心概念，如空間數(shù)據(jù)模型（柵格和矢量）、地理坐標(biāo)系統(tǒng)、地圖投影原理，以及對(duì)GIS歷史和當(dāng)前行業(yè)應(yīng)用（如遙感和GPS技術(shù)）的介紹。在線下課堂中，教師可以讓學(xué)生通過(guò)小組討論和案例研究，如分析土地利用變更或城市規(guī)劃案例，加深對(duì)理論知識(shí)的理解。在實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)?zāi)K中，教師可以讓學(xué)生先在線上觀看GIS軟件操作視頻，涉及數(shù)據(jù)輸入、編輯、分析和可視化等方面，然后在實(shí)驗(yàn)室中使用GIS軟件（如ArcGIS或QGIS）進(jìn)行實(shí)際操作，處理實(shí)時(shí)空間數(shù)據(jù)，執(zhí)行緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析等任務(wù)。綜合應(yīng)用模塊需要結(jié)合理論和實(shí)踐，教師可以通過(guò)在線學(xué)習(xí)資料介紹復(fù)雜GIS項(xiàng)目的管理和實(shí)施過(guò)程，然后要求學(xué)生在線下實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中開(kāi)展綜合性GIS項(xiàng)目，如環(huán)境影響評(píng)估或城市規(guī)劃設(shè)計(jì)，應(yīng)用空間分析方法和數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，進(jìn)行空間數(shù)據(jù)挖掘和地理信息系統(tǒng)建模。

此外，教師需對(duì)各個(gè)模塊的融合混合式教學(xué)方法進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋調(diào)整。教師可以利用多種評(píng)估工具、技術(shù)及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和對(duì)知識(shí)的理解程度，并根據(jù)需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容或教學(xué)方法進(jìn)行調(diào)整。在基礎(chǔ)理論模塊中，反饋主要通過(guò)在線測(cè)驗(yàn)和課堂問(wèn)答實(shí)現(xiàn)，測(cè)驗(yàn)可能包括多項(xiàng)選擇題和簡(jiǎn)答題，用于評(píng)估學(xué)生對(duì)GIS基礎(chǔ)知識(shí)的理解程度；課堂問(wèn)答則是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)理論概念的掌握情況，并根據(jù)反饋調(diào)整后續(xù)的教學(xué)重點(diǎn)。在實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)?zāi)K中，實(shí)時(shí)反饋可以通過(guò)監(jiān)控學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中的操作過(guò)程得以實(shí)現(xiàn)，教師通過(guò)觀察學(xué)生操作GIS軟件的能力，提供即時(shí)指導(dǎo)和建議。在綜合應(yīng)用模塊中，反饋可以通過(guò)項(xiàng)目進(jìn)度報(bào)告和小組展示得以實(shí)現(xiàn)。學(xué)生在完成項(xiàng)目的各個(gè)階段時(shí)，需要提交進(jìn)度報(bào)告，教師基于這些報(bào)告提供反饋，指出項(xiàng)目管理、空間數(shù)據(jù)分析、結(jié)果解釋方面的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)空間，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。

（三）課后環(huán)節(jié)：設(shè)計(jì)全過(guò)程考核模式，提供持續(xù)學(xué)習(xí)支持

在課后環(huán)節(jié)，教師可以以多元化評(píng)估方法為特點(diǎn)，設(shè)計(jì)全過(guò)程考核模式，包括線上測(cè)驗(yàn)、課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、項(xiàng)目作品和自我反思報(bào)告。線上測(cè)驗(yàn)聚焦GIS基礎(chǔ)理論的掌握，如空間數(shù)據(jù)類型、地理坐標(biāo)系統(tǒng)和地圖制作原理，以及GIS軟件操作的基本知識(shí)；課堂表現(xiàn)考核側(cè)重學(xué)生在小組討論、案例分析中的參與度和貢獻(xiàn)情況；實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)估學(xué)生在實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)?zāi)K中的操作技能和數(shù)據(jù)分析能力，如在ArcGIS或QGIS中進(jìn)行的緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析和空間插值等；項(xiàng)目作品考核涉及綜合應(yīng)用模塊中的綜合性GIS項(xiàng)目，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括項(xiàng)目規(guī)劃的合理性、數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性、分析結(jié)果的深度、最終呈現(xiàn)的質(zhì)量；自我反思報(bào)告則要求學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程和成果進(jìn)行評(píng)價(jià)，反思學(xué)習(xí)方法和實(shí)踐操作中的不足。

課后環(huán)節(jié)還特別強(qiáng)調(diào)持續(xù)學(xué)習(xí)支持，這可以通過(guò)線上資源庫(kù)、論壇討論和定期在線研討會(huì)得以實(shí)現(xiàn)。線上資源庫(kù)提供包括高級(jí)GIS教程、最新行業(yè)報(bào)告和研究論文在內(nèi)的豐富資料，供學(xué)生自主探索和深入學(xué)習(xí)；論壇討論鼓勵(lì)學(xué)生就GIS相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行交流和探討，促進(jìn)同伴間的學(xué)習(xí)互助；定期在線研討會(huì)則邀請(qǐng)行業(yè)專家和學(xué)者就當(dāng)前GIS技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、應(yīng)用案例進(jìn)行分享，開(kāi)闊學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生對(duì)GIS領(lǐng)域的學(xué)習(xí)興趣。

本研究通過(guò)綜合分析和實(shí)踐探索，展示了如何將理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作結(jié)合起來(lái)，為GIS教育提供了一種創(chuàng)新的教學(xué)策略。課程采用線上線下混合教學(xué)模式，通過(guò)精心設(shè)計(jì)的三個(gè)模塊——基礎(chǔ)理論模塊、實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)?zāi)K和綜合應(yīng)用模塊，有效融合了線上自主學(xué)習(xí)與線下互動(dòng)式教學(xué)，確保了學(xué)生能在多樣化的學(xué)習(xí)環(huán)境中全面掌握GIS的關(guān)鍵概念和應(yīng)用技能。課中環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)反饋和調(diào)整機(jī)制進(jìn)一步增強(qiáng)了教學(xué)的靈活性與針對(duì)性，而課后的全過(guò)程考核模式、持續(xù)學(xué)習(xí)支持確保了學(xué)生能在課程結(jié)束后繼續(xù)進(jìn)步和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱駿，孔維華，程春梅，等.全域精準(zhǔn)教學(xué)模式探索：以《地理信息系統(tǒng)原理與應(yīng)用》課程為例[J].地理空間信息，2022（9）.

[2]陶國(guó)芳，蔣兆恒，林燕琳，等.《地理信息系統(tǒng)原理》課程教學(xué)改革初探[J].科技風(fēng)，2020（30）.

[3]解陽(yáng)陽(yáng)，劉賽艷.新工科背景下水利類專業(yè)GIS課程考核體系的改革探索：評(píng)《地理信息系統(tǒng)原理》[J].灌溉排水學(xué)報(bào)，2022（3）.

[4]李輝霞，周紅藝，宋憲強(qiáng)，等.基于任務(wù)引領(lǐng)的《地理信息系統(tǒng)原理》教學(xué)方法探討[J].科技資訊，2018（29）.

[5]李海峰，趙玲.線上線下混合式教學(xué)模式在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的探索與實(shí)踐：以“地理信息系統(tǒng)原理與應(yīng)用”課程為例[J].教育教學(xué)論壇，2023（46）.

[6]徐敬海，董有福，張?jiān)迄i，等.線上線下混合的地理信息系統(tǒng)原理課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].測(cè)繪通報(bào)，2022（S1）.

[7]史守正，張委偉，杜景龍，等.“地理信息系統(tǒng)原理”課程思政的探索與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2024（2）.

基金項(xiàng)目：重慶師范大學(xué)基金項(xiàng)目“森林垂直分層葉面積指數(shù)激光雷達(dá)遙感反演及驗(yàn)證”，項(xiàng)目編號(hào)：22XLB029。

（作者單位：重慶師范大學(xué)地理與旅游學(xué)院/地理信息系統(tǒng)應(yīng)用研究重慶市高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）