首页 > 论文范文 > 教育综合论文 > 高等教育论文 > 应用型本科“地理信息系统”课程教学改革实践探讨

应用型本科“地理信息系统”课程教学改革实践探讨

2024-09-19 28 上传者：管理员

摘要：专业课程是高校培养人才的基石，课程的建设与改革对高校的人才培养质量至关重要。“地理信息系统”课程作为应用型本科高校测绘类专业的核心课程，遵循“以学生为中心，突出能力素质培养”的教学理念。为探索并实践教学改革创新，基于目前课程教学中存在的问题，通过强化高阶学习目标、凝练模块化问题梯度式学习内容、采用“BOPPLS+问题式学习（problemˉbased learning, PBL）”教学模式、增设项目考核过程性评价指标等一系列改革措施，深入促进理实融合，力图充分探究培养专业应用型人才的有效教学途径，以期为相关人员提供参考。

关键词：
PBL
“地理信息系统”课程
应用型本科高校
教学改革实践
教学模式
加入收藏

应用型本科高校的办学定位突出应用技能，注重培养服务区域经济发展、符合行业需要、具有社会责任感、具有创新精神和实践能力、德智体美劳全面发展的新时代应用型人才。为实现培养目标，作为基础支撑的各专业应用型课程建设和改革十分必要。应用型课程建设应围绕以学生为中心的成果导向教育理念开展，重点关注学生的学习成效[1]，从社会需求和学生学情出发，以学生获得相应的专业知识、专业技能及符合专业发展需求为目标，构建课程的各个环节，如制定科学的学习目标、组织合理的学习内容、设计和实施有效的教学模式以及设置客观、综合的考核评价体系等。

1、“地理信息系统”课程教学中存在的问题

“地理信息系统”课程作为应用型本科高校测绘类专业的核心课程，其教学需满足当前社会对学生地理信息系统（geographic information system,GIS）专业技能水平的高要求，即培养学生以地理数据库为基础，采用恰当的地理模型分析方法，管理和决策GIS工程问题的能力和专业素养。经教学总结，发现“地理信息系统”课程在以往教学中存在以下问题：①学习目标注重GIS理论知识及基本空间分析方法的运用技能培养，缺乏国家信息安全、测绘地信行业规范、协作探索和创新等专业素养的沉淀和积累[2]。②学习内容涉及多学科，理论性强，教师授课时容易把教学重点放在解释GIS原理上，导致学生对GIS实际问题的思考和实践不够，缺乏解决GIS真实问题的综合能力，从而使理论与实践脱节。③教学方式虽融入了师生互动、生生互动环节，但教师仍为主导角色，学生的主动探索意识和能力不够，对GIS原理的理解和分析仅停留在教师的描述上，不利于对其主观能动性和创新能力的培养。④课程考核中期末理论考试仍占比较大，对GIS过程性考核不够充分和清晰，不能有效、客观评价学生的专业能力、动手能力和创新能力，不足以凸显专业应用型人才的培养特色。

近年来，针对上述教学中存在的问题，持续改革与创新“地理信息系统”课程，通过探索高阶性的学习目标、模块化问题梯度式的教学内容，“BOPPLS+问题式学习（problemˉbased learning,PBL）”教学模式，构建“学生动、教师促”的翻转课堂，力求实现“理实融合”的课程目标。

2、“地理信息系统”课程教学改革实践措施

2.1 深入学情分析，制定学习目标

“地理信息系统”课程的授课对象是应用型本科高校测绘类专业二年级学生，通过前期调查有以下3点发现：①该阶段的学生在先修课程的基础上，已掌握基本的数据采集方法及地图绘制知识。②学生对专业软件有一定感性认识，但局限于基础操作。③学生对空间数据的组织和加工、综合工程问题的分析以及相关模型的应用能力有待提升，其GIS行业标准规范以及合作意识和探索精神有一定提升空间。基于学情分析，结合社会需求调查，紧密围绕以学生为中心的学习达成度，制定了由低阶知识上升到高阶能力、素质的“地理信息系统”课程学习目标（表1），在学生具备了GIS空间分析方法和前沿知识的基础上，锻炼其分析、设计、解决工程问题的能力，进一步增强其行业规范、协作探索及社会服务意识等专业综合素质。

2.2 凝练知识模块，体现梯度阶层

为实现学习目标，教学团队构建并凝练了系统、阶梯性的学习内容，分为3个阶层8个问题模块。

(1)GIS基础阶层。通过什么是GIS、怎样表达GIS、如何处理GIS数据、怎样存储GIS数据4个模块，将GIS基本知识和原理传输给学生，并以知识点类PBL项目活动[3]辅助学生精准掌握GIS基本原理。

表1“地理信息系统”课程学习目标

(2)GIS分析阶层。通过如何实现GIS分析、怎样构建GIS应用模型两个模块，并结合实际案例进行PBL小组活动，在学习空间分析方法的基础上融入实践项目，促进学生专业技能的锻炼。

(3)GIS应用阶层。通过学习如何设计和评价GIS应用系统和怎样实现GIS产品的可视化表达两个模块，并应用于PBL项目小组合作实践，进一步提升学生解决GIS问题的综合能力。

基于此，学习内容不仅在知识层面上梯度重塑，还融入了不同梯度的GIS实际项目问题，让学生在掌握GIS基础理论后，进一步以小组完成项目的形式讨论、分析、解决实际问题等。整个学习过程潜移默化地培养并提高了学生专业综合素养，实现了课程的素质培养目标，从而完整体现了以学生为中心、突出能力素质培养的课程学习目标。

2.3 立足专业知识，思政前沿并行

课程思政是应用型本科高校将立德树人教学理念传达给学生的一种重要途径，“地理信息系统”课程从顶层设计出发，坚持以人为本，充分挖掘思政元素，并将其通过学科知识联系、案例分析等途径巧妙融入知识模块中，使学生在学习GIS知识技能的同时，受到严谨求实的工匠精神、勇于创新的探索精神及爱国情怀等精神熏陶[4]。此外，GIS技术发展极为迅速，将新理论、新技术引入“地理信息系统”课程十分必要。通过将8个问题模块关联的前沿知识上传至教学平台，便于学生随时查阅和专业拓展，也便于在课堂上及小组项目活动中启发学生主动探索和发现新的GIS技术理念。“地理信息系统”课程思政及学科前沿要点如表2所示。

表2“地理信息系统”课程思政及学科前沿要点

2.4 创新教学模式，构建翻转课堂

PBL教学模式是一种以学生为中心，以小组为单位，以问题为基础，以项目为驱动的教学模式。该模式强调学生主动学习并投入问题项目中，通过小组成员（4～6人）协作，设计、制定解决方案并进行成果展示，且有教师辅助，以促进项目顺利运行。BOPPPS是一种以学生为中心的成果导向、参与式学习、持续改进的闭环教学模式，包括导入、学习目标、前测、参与式学习、后测、总结6个教学环节。在以学生为中心、以问题为导向的理念下，“地理信息系统”课程将BOPPPS与PBL教学模式有机结合，以实现理论与实践相融合的学习目标。

“BOPPPS+PBL”模式下，课堂教学遵循BOPPPS6个环节，具体如下：①以案例问题导入，在明确课程学习目标后，通过提问的形式对学生进行前测，以将前后知识进行关联。②进入参与式学习的核心环节，师生通过启发、讨论和原理知识渗入，解决导入的案例问题。③在后测阶段，为加强学生对知识的接受度及应用能力，有效融入PBL教学项目，先由教师提出真实问题情境，学生小组协作探索设计方案并汇报交流，再由教师评价并总结课堂知识[5]。④在课下，各小组将方案进一步付诸实践并形成成果，作为课程考核评价的一项重要依据。图1为“BOPPPS+PBL”教学模式设计。

图1“BOPPPS+PBL”教学模式设计

此外，BOPPPS不仅可用于课堂上组织教学环节，还能在整个课程体系中发挥优势，因此，“地理信息系统”课程采用的“BOPPPS+PBL”模式可分为以下3个层次：①GIS基础知识点在BOPPPS后测阶段与PBL随堂项目融合，重在锻炼学生运用新学知识思考并解决问题的能力。②GIS前后联系形成的知识块在BOPPPS后测阶段与课后PBL作业项目的融合，重在提升并检验学生应用GIS知识块分析问题的能力。③整门课程的知识体系在BOPPPS后测阶段与PBL综合大项目的融合，旨在训练并考查学生对课程整体的掌握程度以及应用课程理论解决实际GIS问题的能力。这种教学模式真正体现了以学生为中心的教学理念，能够满足测绘类专业高素质应用型人才的培养需求。

2.5 创新课程评价，多元化考核并行

应用型本科高校强调培养和考核学生的理论实践融合技能，鉴于以往课程考核存在理论知识考核较多、能力素养考核较少的问题，现实行多元化考核方式。在降低理论考试比重的基础上增设了过程性考核，具体包含40%以开放型试题为主的期末考核、15%知识块PBL小项目个性化作业考核、5%个人课堂和小组项目活动表现考核以及40%PBL综合项目汇报及成果考核。多元化考核方式不仅可以评估学生对GIS理论知识掌握的扎实程度，还可以客观评估学生的GIS实践技能、创新意识和团队合作等综合能力，符合应用型本科高校的专业人才考核要求。

2.6 课程改革实践成效

经过教学改革创新实践，学生对“地理信息系统”课程的满意度和课堂参与度逐步提高，学生平均成绩由2018年的73分提高到2023年的84分，学生评教平均分达95分以上。此外，经过PBL项目的小组实践活动，学生参加测绘地信类技能大赛的积极性逐渐提高，近3年在国赛中获得优异成绩。同时，“地理信息系统”课程在2022年被评为校级一流课程。

3、结语

“地理信息系统”课程基于应用型本科高校的培养目标，注重理论与实践相互渗透，培养学生的综合能力，提高其学习主动性和交流能力、动手能力以及创新能力。通过融入课程思政和GIS实际案例，学生在学习过程中逐步具备国家信息安全意识、团队探索精神以及遵守测绘地信行业规范。通过列举实际问题案例及融入学科前沿要点，开阔了学生的眼界，拓宽了学生的专业研究思维领域。通过教学内容的梯度重塑和PBL梯度项目的小组实践，强调了知识应用，促进了“理实融合”。通过采用“BOPPPS+PBL”教学模式，学习方式变为学生主动、教师引导，学习活动从课堂延伸至课下，提升了学生思考、讨论、分析、应用等专业实践技能，且课上重讨论、练思路，课下重探索、练实践，使学生成为真正的学习主导者。通过增设过程性考核评价，注重学生专业综合素质和应变能力的考核，进一步促进课程的教学创新。这些课程改革实践的举措促进了教学质量提高，有利于为应用型本科测绘类专业培养高素质应用型人才贡献学科基础力量。

参考文献:

[1]李志义,王泽武.成果导向的课程教学设计[J].高教发展与评估,2021,37(3):91-98,113.

[2]张斌,山岚.智慧教育背景下测绘类专业GIS课程教学改革[J].地理空间信息,2023,21(12):138-140.

[3]吴楠楠,于海龙,李加加.基于OBE理念的RS与GIS课程实践教学改革研究[J].地理空间信息,2022,20(4):151-153.

[4]刘宪锋,李晶.课程思政背景下地理信息科学专业教学改革探索与实践[J].首都师范大学学报(自然科学版),2023,44(4):91-96.

[5]丁华,王素君,李如仁.基于OBE-PBL模式的GIS工程技术课程改革探索[J].沈阳建筑大学学报(社会科学版),2022,24(3):312-318.

基金资助:山西省教育科学“十四五”规划2022年度课题“应用型本科高校地理信息系统PBL教学模式研究与实践”(GH-220273); 山西省教育厅2023年高等学校教学改革创新项目一般课题“BOPPPS+PBL模式下的应用型本科院校《地理信息系统》教学改革与实践”(J20231480);

文章来源:张雪芹,陈鹏珍.应用型本科“地理信息系统”课程教学改革实践探讨[J].低碳世界,2024,14(09):196-198.