［摘 要］ 以高校教育教學(xué)改革意見為指導(dǎo)，針對測繪工程專業(yè)“GIS原理”必修課程現(xiàn)存的教學(xué)手段單一問題，依托互聯(lián)網(wǎng)教育平臺，設(shè)計(jì)提出了“GIS原理”課程線上線下混合式教學(xué)改革方案以及多元化的考評方式，并對改革方案進(jìn)行了實(shí)踐與探索。結(jié)果表明：該課程利用混合式教學(xué)方式后，有效調(diào)動了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，提高了師生之間的互動性，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由被動轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?，取得了較好的教學(xué)效果。

［關(guān)鍵詞］ GIS原理；教學(xué)改革；線上線下；混合式教學(xué)；多元考評

［基金項(xiàng)目］ 2022年度貴州大學(xué)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革項(xiàng)目“新工科背景下‘GIS原理’課帶實(shí)驗(yàn)與理論知識互促進(jìn)教學(xué)研究”（XJG2022009）；2021年度國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)“測繪工程國家級一流專業(yè)”

［作者簡介］ 張春亢（1984—），男，河南周口人，博士，貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事GIS建模與應(yīng)用研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）28-0121-04 ［收稿日期］ 2023-06-16

高校教育的核心任務(wù)是提高人才培育質(zhì)量，為社會培育建設(shè)型、創(chuàng)新型人才，教育教學(xué)改革是高校順應(yīng)新時(shí)代社會發(fā)展的必行之路。2016年6月，《教育部關(guān)于中央部門所屬高校深化教育教學(xué)改革的指導(dǎo)意見》指出，要推動大規(guī)模在線開放課程共享、不同類型高校小規(guī)模定制在線課程應(yīng)用、校內(nèi)校際線上線下混合式教學(xué)，推進(jìn)以學(xué)生為中心的教與學(xué)方式變革。在信息高速化時(shí)代，順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”變革是教育教學(xué)的發(fā)展趨勢，是打破傳統(tǒng)課堂以教師講授為主的教學(xué)模式，也是高等教育教學(xué)改革的創(chuàng)新型實(shí)踐產(chǎn)物。改革后的“線上+線下”混合教學(xué)方法，將教學(xué)模式重心轉(zhuǎn)向以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，以教師講解為輔。學(xué)生自主討論和多元化考核方式能進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率。

“地理信息系統(tǒng)（geographic information system，GIS）原理”是測繪工程本科專業(yè)的一門必修核心課程，是集地圖學(xué)、測繪學(xué)、空間信息和計(jì)算機(jī)科學(xué)于一體而興起的新興學(xué)科，是旨在將傳統(tǒng)的人工測繪轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代化、信息化、高效化測繪，以實(shí)現(xiàn)測繪行業(yè)數(shù)字信息化發(fā)展，迎合經(jīng)濟(jì)社會高速發(fā)展而開設(shè)的一門重要課程。作為一門學(xué)科交叉性較強(qiáng)的科目，講授教師要隨時(shí)掌握知識的實(shí)時(shí)化更新。為積極響應(yīng)教育部啟動的課程“雙萬計(jì)劃”，適應(yīng)新一代“00”后大學(xué)生的學(xué)習(xí)個(gè)性［1］，如何切實(shí)高效地對“GIS原理”課程運(yùn)用“線上+線下”混合式教學(xué)是本文研究的重點(diǎn)。

一、“GIS原理”傳統(tǒng)教學(xué)存在的問題與分析

（一）傳統(tǒng)教學(xué)方式的弊端

“應(yīng)試教育”作為目前主要的教學(xué)模式，一些教師、家長、學(xué)生形成了“為了考試而學(xué)習(xí)”的觀念，直接指導(dǎo)了教師教學(xué)方法與教學(xué)內(nèi)容的選擇，使一些學(xué)生的學(xué)習(xí)目的不完全正確［2］。傳統(tǒng)的課堂以教師講授為主，授課過程缺乏與學(xué)生的課堂互動，限制了學(xué)生的課堂參與度和表達(dá)自我觀點(diǎn)的機(jī)會［3］。在有限的教學(xué)時(shí)長中，要向?qū)W生傳輸大量的教學(xué)知識，難免會缺乏課堂的趣味性。課下授課教師批改作業(yè)時(shí)，很難針對作業(yè)中每名學(xué)生存在的問題進(jìn)行一一講解，易使學(xué)生在期末考試中遇到相關(guān)類似題目，仍會不可避免地出錯(cuò)。

為了方便教學(xué)，“GIS原理”教材的撰寫和線下授課都采用了分章節(jié)的形式，學(xué)生在閱讀、理解和記憶這些課程內(nèi)容時(shí)也會分章節(jié)進(jìn)行。然而，“GIS原理”的各章節(jié)知識是統(tǒng)一的整體，各章節(jié)不是割裂的。目前僅采用線下教學(xué)方式，無法實(shí)現(xiàn)對各章節(jié)知識點(diǎn)的融會貫通。例如，“空間插值”這一重要知識點(diǎn)，涉及第二章《地理空間數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》的“數(shù)學(xué)基礎(chǔ)變換”、第六章《空間數(shù)據(jù)采集與處理》的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變換”、第八章《DEM與數(shù)字地形分析》的“DEM內(nèi)插方法”、第九章《GIS空間統(tǒng)計(jì)分析》的“空間數(shù)據(jù)內(nèi)插”等內(nèi)容，由于學(xué)生的知識儲備有限，不能將這些內(nèi)容與“空間插值”這一知識點(diǎn)相聯(lián)系，難以形成知識體系。且在傳統(tǒng)教育模式下，“GIS原理”傳統(tǒng)教學(xué)往往出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論知識相分離的現(xiàn)象，使得很多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難以聯(lián)系理論知識與實(shí)際操作。

（二）線下和線上教學(xué)的特點(diǎn)分析

線下教學(xué)作為傳統(tǒng)的授課方式，將學(xué)生集中在同一空間中進(jìn)行統(tǒng)一學(xué)習(xí)，可以有效起到監(jiān)督作用，提高學(xué)習(xí)效率。教師可以通過線下教學(xué)更好地進(jìn)行教學(xué)環(huán)節(jié)的引導(dǎo)、重點(diǎn)知識的講解，引導(dǎo)學(xué)生思考并解決實(shí)踐中遇到的問題。此外，學(xué)生之間在線下更容易進(jìn)行交流、相互啟發(fā)。因此，線下教學(xué)有著不可替代的優(yōu)勢。

線上教學(xué)是一種新型教學(xué)模式，依托互聯(lián)網(wǎng)教育平臺而發(fā)展。隨著互聯(lián)網(wǎng)信息共享平臺越來越便捷，各種平臺的教育信息共享功能愈發(fā)完善，包括課程直播、錄課共享、回放、線上簽到、測試、作業(yè)提交、小組討論等，同時(shí)方便授課教師通過平臺對每名學(xué)生的作業(yè)和測試情況進(jìn)行一一點(diǎn)評和分析，更好地實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)。線上平臺具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，從課堂的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)到課后客觀的數(shù)據(jù)分析，都對教師組織教學(xué)活動具有參考價(jià)值［4］。在疫情防控期間，通過線上平臺進(jìn)行授課，極大推動了教學(xué)進(jìn)展；在正常教學(xué)環(huán)境下，通過線上平臺可進(jìn)行課前導(dǎo)學(xué)、自由討論、課后測評等環(huán)節(jié)，為傳統(tǒng)課堂教學(xué)奠定前期基礎(chǔ)和后期保障。

“GIS原理”是一門理論知識與實(shí)踐操作緊密結(jié)合的課程，將線上教學(xué)與線下教學(xué)的優(yōu)勢貫穿其中，有助于提升教學(xué)質(zhì)量。針對傳統(tǒng)“GIS原理”教學(xué)存在的問題，參照《教育部關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革 全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》，開展“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，探索智能教育新形態(tài)亟須進(jìn)行。積極有效地開展“線上+線下”混合式教學(xué)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、思考能力和創(chuàng)新能力。同時(shí)在線上，教師可以提供“GIS原理”各章節(jié)內(nèi)容的知識圖譜，幫助學(xué)生理解并融會貫通各個(gè)知識點(diǎn)。

二、線上線下混合式教學(xué)改革方案設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)的線上線下混合式教育改革方案，在以O(shè)BE（outcome-based education）理念為依托，以學(xué)生為本的核心教學(xué)育人理念的基礎(chǔ)上，倡導(dǎo)自主、合作與探究的學(xué)習(xí)方式。教學(xué)改革方案設(shè)計(jì)如圖1所示。

（一）線上教學(xué)設(shè)計(jì)

利用互聯(lián)網(wǎng)教育共享平臺，以課本教學(xué)內(nèi)容為核心，在學(xué)習(xí)通建立本門課程的教學(xué)資源共享，方便學(xué)生進(jìn)行提前預(yù)習(xí)。設(shè)立學(xué)習(xí)交流專區(qū)，便于學(xué)生之間進(jìn)行小組討論和交流，并向教師提問疑難困惑。借助平臺布置課后作業(yè)和測評，教師須通過平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，了解學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握情況，并及時(shí)講解易錯(cuò)點(diǎn)和難點(diǎn)。根據(jù)教學(xué)情況，對教學(xué)內(nèi)容和資源配置進(jìn)行合理調(diào)整，形成可持續(xù)性的改進(jìn)教學(xué)方案。

知識圖譜（knowledge graph）是一種知識域可視化的映射地圖，以構(gòu)建知識及其之間的相互聯(lián)系。對于章節(jié)化的現(xiàn)有教材與教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生可借助網(wǎng)上現(xiàn)有的各高?；蚱髽I(yè)構(gòu)建上傳的知識圖譜，如浙江大學(xué)和阿里云教育發(fā)布的阿里云高等教育場景下的智慧教學(xué)產(chǎn)品——數(shù)字知識平臺，幫助學(xué)生課后理解并融會貫通各個(gè)知識點(diǎn)。

（二）線下教學(xué)設(shè)計(jì)

在線下課堂教學(xué)中，須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)課堂單一的教學(xué)方式，實(shí)現(xiàn)案例與項(xiàng)目化理論教學(xué)，并進(jìn)行小組討論與翻轉(zhuǎn)課堂，以培養(yǎng)學(xué)生的自主思考能力。授課教師對學(xué)生的觀點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)、補(bǔ)充，最后進(jìn)行系統(tǒng)完整的講解，并將思政內(nèi)容融入以空間數(shù)據(jù)為主線的數(shù)據(jù)表達(dá)、模型、獲取、處理、建庫、空間分析、制圖和應(yīng)用等教學(xué)內(nèi)容中［5］。

作為一門實(shí)踐操作性較強(qiáng)的課程，目前的上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式主要為“演示+實(shí)驗(yàn)作業(yè)”的形式［6］。該教學(xué)方式使學(xué)生失去了學(xué)習(xí)思考的主動性、探索性和積極性，同時(shí)，由于ArcGIS等地理信息軟件功能十分復(fù)雜，該教學(xué)方法很難讓學(xué)生完全掌握ArcGIS軟件功能。因此，須改變現(xiàn)有“教師演示、學(xué)生模仿”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，形成“教師引導(dǎo)、學(xué)生思考與探索”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，將理論知識轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)操能力，提高學(xué)生的動手能力。

三、線上線下混合式教學(xué)方案的實(shí)踐效果

（一）考評方式

線上線下混合式教學(xué)同時(shí)具備線上教學(xué)和線下教學(xué)的優(yōu)勢，但其教學(xué)效果難以評估［7］。合理的考核方式應(yīng)結(jié)合課程特點(diǎn)和學(xué)生自身情況，采用不同的考核方式，以啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維、豐富學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力［8］。

線下線上混合教學(xué)最終是為了培養(yǎng)學(xué)生對知識的深度理解并提高其實(shí)踐能力。因此，在對學(xué)生進(jìn)行考評時(shí)，應(yīng)將線下考核主要作為結(jié)果性考核方式，而線上考核主要作為過程性考核方式，以綜合評判學(xué)生對專業(yè)理論知識的掌握情況，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、動手實(shí)踐能力。通過線上線下混合式教學(xué)方案改革，建立嚴(yán)格高效的成績考評方式，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)教育平臺的課前導(dǎo)學(xué)、課后測試、線下實(shí)際上機(jī)操作與期末考試成績，形成多元化的考評方式。

考評總成績按百分制計(jì)算，注重全面多樣化的考評原則，其中線上考核占40%，線下考核占60%。線上考核環(huán)節(jié)主要包括課前導(dǎo)學(xué)、討論發(fā)言、課后作業(yè)和測評，該項(xiàng)成績由互聯(lián)網(wǎng)教育平臺自動統(tǒng)計(jì)形成，各項(xiàng)數(shù)據(jù)公開顯示。線下考核主要由上機(jī)操作實(shí)驗(yàn)和期末試卷成績組成，以此達(dá)到以考促學(xué)的作用。其中，上機(jī)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在課程規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，并提交相關(guān)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。期末書面考試用于考核學(xué)生綜合利用理論知識解決實(shí)際復(fù)雜測繪地理信息工程問題的能力。

（二）改革后的實(shí)踐效果

“GIS原理”課程通過線上線下混合式教學(xué)改革后，教學(xué)成效改善明顯。從教學(xué)方式上看，結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”翻轉(zhuǎn)課堂有效改善了傳統(tǒng)教學(xué)模式的單一化，更好地融入了課程思政建設(shè)理念。從課堂反饋來看，改革后的教學(xué)方式，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為本的原則，進(jìn)一步帶動了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)了學(xué)生的探索興趣。從成績考核結(jié)果來看，參與混合式教學(xué)班級的成績及格率明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)班級，取得的成績明顯提升，最終成績構(gòu)成具有多元性，更加公平合理。從反饋意見來看，改革后的教學(xué)方式受到了學(xué)生的好評。

結(jié)語

“GIS原理”是一門綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，也是測繪工程專業(yè)的核心課程。學(xué)生通過該課程理論知識的學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作，可提高掌握解決實(shí)際地理信息工程問題的能力。在教學(xué)過程中，結(jié)合測繪類專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，貫徹以學(xué)生為本的理念，提出了線上線下混合式教學(xué)方案，優(yōu)化了課時(shí)安排，擴(kuò)展了教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)了實(shí)踐操作，提升了學(xué)習(xí)趣味性，并構(gòu)建了多元化考核方式。通過不斷完善和改革，“GIS原理”課程的教學(xué)過程得到了改進(jìn)，有效提升了學(xué)生的能力，更有利于培養(yǎng)符合社會發(fā)展需求的復(fù)合型人才。

參考文獻(xiàn)

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［4］王曉莉，陳分雄.線上線下混合式教學(xué)柔性實(shí)施策略研究：以“數(shù)字信號處理”課程為例［J］.教育教學(xué)論壇，2022（49）：128-131.

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［7］楚巖楓，張惠杰，朱天聰.線上線下混合式教學(xué)模式的教學(xué)效果評價(jià)研究［J］.教育觀察，2023，12（5）：43-47.

［8］劉淑賢，聶軼苗，王玲.雙一流背景下地方高校工科類研究生課程改革與實(shí)踐：以“礦物材料學(xué)”“現(xiàn)代礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)學(xué)”“礦產(chǎn)資源綜合利用”為例［J］.科技風(fēng)，2023（7）：101-103.

Exploration and Practice of Mixed Online and Offline Teaching Methods for GIS Principles

ZHANG Chun-kang

（College of Mining， Guizhou University， Guiyang， Guizhou 550025， China）

Abstract： Guided by the reform opinions of university education and teaching， this paper takes advantage of the internet education platform to design and propose the online and offline mixed teaching reform scheme of the course “GIS Principle” and the diversified examination and assessment methods， and conducts practice and exploration on the reform program at the same time. The results show that after adopting the mixed teaching method of the course in this paper， the students’ initiative in autonomous learning is effectively aroused and the interaction between teachers and students is remarkably improved， while the students’ learning way is changed from passive to active， which finally achieves a better pedagogical effect.

Key words： GIS Principles; pedagogical reform; online and offline; mixed teaching; multiple examination and assessment