慕課理念下的“四維項目驅動”GIS專業教學模式探討

楊寧　陳婷　趙學欽　丁明濤

摘要：針對地理信息科學專業程序設計課程教學中存在的問題，文章提出引入基于MOOC理念的“四維項目驅動”教學法，即引入“四維”項目型教學內容、以學生為主體的教學形式及注重過程管理，結合自發答辯與評價的考核方式，最后介紹教學效果并提出進一步改進的方法。

關鍵詞：MOOC；四維項目驅動；GIS專業教學；教學評價

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）37-0174-02

隨著Web2.0時代的到來，新型MOOC教學模式是實現教育的公平性，同時達到個體的終身教育與個性化教育的重要方式。傳統教學中“項目驅動”模式[1]為通過項目的設計、協作與開發，使學生獲得成功的體驗，培養理論與實踐的綜合應用與分析能力真正全面提高學生綜合職業素質。將MOOC教學[2]模式結合成熟的“四維項目驅動”教學方式是本文探討的重點。GIS專業程序設計的教學方式改革也得到學校支持，依托清華“學堂在線”平臺，啟動了MOOC（慕課）/混合式教學改革試點班項目。

一、目前GIS程序設計課程教學中的問題

《C#程序設計》涉及GIS專業開發基礎，知識點多、更新快，在常規教學內容的安排上沒有相對固定的模式。目前，GIS專業的開發課程《C#程序設計》主要采用2種教學內容[3-4]：（1）傳統的教學模式，老師課堂上講解知識點，學生實驗課做實驗。教學進度按部就班，循序漸進。這種模式不適合于目前GIS專業程序設計課時較少，后續專題地理信息系統開發難度大等特點；（2）過于注重項目設計與實踐，缺乏對程序設計本質的理解，很容易使學生陷入對操作命令的記憶，知其然而不知其所以然的誤區。

目前的教學形式仍以教師為主，課程內容與結果相對固定，雖然有利于把握課程講解進度，及時了解學生反饋，適時進行指導，但因為課時有限其項目實現過程與成果簡單，不能激發學生的探索積極性。并且現在網絡技術的發展，學生很容易在網絡上找到相近的實驗過程與結論，其課題設計報告復制后稍作修改便算完成。甚至也有部分學生以模仿與抄襲的方式完成課題設計。這與教學初衷大相徑庭，達不到課程設計的預期要求，學生很容易產生依賴性和惰性。對應的考核方式也較為簡單，學生考勤記錄較全、設計結果基本正確、完成相應的課程設計報告就算合格。這些考核方式容易導致學生為了考核而學習，嚴重影響了學生的主觀能動性，其課程教學效果會受到很大的影響。

二、面向MOOC的“四維項目驅動”教學模式

1.MOOC理念引入。目前各位專業程序設計的課程教學內容具有較高相似度，再加上現有成熟的網絡技術與豐富的慕課內容，保證了理論知識以及技術更新的時效性。教師在慕課（MOOC）平臺下對開發課設計，把開放優質教育資源和MOOC納入教學改革發展戰略中，進行有計劃分步驟地嘗試和探索。基于MOOC平臺的數字課程作為一種深受學習者歡迎的教學資源形式，在國內外已備受教師、學生歡迎，究其原因，微課是在建構主義方法指導下、以在線學習或移動學習手段的教學形式，是把課堂教學精華制成視頻片段，再以學生喜聞樂見的方式呈現出來，因此具有強大的生命力。

結合到現在新興的數字微課理念，以視頻為主要載體，圍繞某個知識點或技能點開展的直接切入核心教學點，短小精悍、引人入勝、效果凸顯的視頻課程。微課含有明確的教學目標，充分體現具有教育特色的一體的教學模式。在推動高等院校數字教學資源水平和教學質量，提升教師教學能力，熟練掌握、運用、整合、創新現有優質資源，探索創新教學模式與方法，創建個人優秀教學資源空間，提高實踐教學能力方面，微課將成為重要教學資源，同時為實施翻轉課堂教學改革，提供不可或缺的前置學習資源。

2.項目驅動型教育模式。“四維項目驅動”教學模式核心是“四維”及在項目驅動的基礎上加強過程化管理。“一維”為MOOC課堂學習，學習程序設計基礎理論；“二維”為同學間的相互“結對”學習與編程。教師根據學生的意愿，或借助軟件隨機分組，或由學生自由組合分組，在接下來的課堂教學中，針對授課內容和學生情況適時創設場景，通過分組協作學習給學生創造更多自主探究和思維碰撞的機會，讓學生在互動和交流中，共同經歷知識的構建過程；“三維”為項目的驅動，設計好小組的項目計劃，整個學期的學習過程圍繞著項目開展；“四維”為學生小組相互評價體系。項目實施過程是教師和學生共同參與的教育實踐活動，師生為完成共同的教學任務產生的師生關系極大地影響著教學的效果。民主、平等的師生關系本身就是最好的教學方法，不僅有利于教學活動的順利開展和提高教學效率，而且有利于學生主體性作用的發揮。

3.教學環節。程序設計課程是我院地信專業專業方向必修課，通過本課程的學習，使學生了解GIS二次開發的原理、方法、過程和實現技術；掌握應用型GIS從數據生產、數據分析、數據庫設計、系統設計、程序實現的全過程。但是學生普遍缺乏相應的程序開發知識背景和算法思想，因而對這門課程缺乏興趣，有畏難情緒。如何讓學生更好地利用計算機去解決專業領域中的問題以及日常事務等問題，培養學生的獨立思考能力和實踐能力，“四維項目驅動”教學模式在此教學平臺上有其踐行的可能性。教師首先對命題案例的要求進行大致描述，完成過程以小組討論會的形式完成，各小組間互相展示自己的項目，互相啟發。特別是項目展示會中，負責該項目的學生將自己置身于專業開發團隊中，其他組的學生作為用戶提出自己的想法和要求。通過課堂上積極的表達與溝通，使學生不再局限于以自身現有知識去理解所學內容，而是通過借鑒他人的經驗吸引新知識，可以讓學生在不斷的質疑和辯論中去共享知識和智慧，發現真理，掌握規律，既增長知識，又發展能力。同時，教師利用項目匯報等機會給學生提供了展示自己學習和思考成果的舞臺，并且教師、學生雙方即時評價、交流和溝通，教師對學生信任的鼓勵，無疑會有利于學生理性認識的深入，使學生在學習、實踐的過程中，挖掘自己在GIS專題軟件設計方面的潛能，從而大大增強學習的自信心，成為更加孜孜不倦的課程學習者。

從圖1中可以看出“四維項目驅動”教學模式，從不同的角度在充分發揮MOOC課自適應教學優勢的基礎上，做到最優化的過程控制，從四個方面促進學生對知識的掌握，提高自我學習能力。

4.評價模式。相互間的評價體系不僅能促進學生學習的主動性，還能提高學生的競爭意識。特別是在實踐教學環節上，以項目為載體培養學生編程能力和團隊的組織協調能力。將創新能力培養滲透在課程實踐環節的教學中。具體措施是對于各個小組要求完成的項目，由學生小組或根據不同的思想、設計獨立完成，課程成績為理論考試+項目評分+平時成績得到最終成績。成績的分布和分析如下：全班共47人，其中一人缺考，實考人數46人，統計規律如下：

從圖表2分析可知，整個區間分布為正態分布符合課程設計要求，同時也說明了理論考試的難度適中。但是從實踐分數與理論分數比可以看出，其比值基本上都大于1，說明同學們的實踐能力得到了很大的提高，更多的同學注重實踐經驗。特別是比值大于1.0小于1.2的同學項目實踐分數較高，與之對應的成績分布，說明班級上絕大部分同學通過課程改革取得了較好的效果。但是比值在1.2以上的情況與之對應的成績，說明這兩名同學實踐成績還算可以，但是理論知識掌握不牢，還需要進一步加強理論知識的學習。

通過具體成績的分析，我們可以看出“四維項目驅動”的教學模式取得了階段性的成功，值得進一步的研究和推廣。

三、結語

C#程序設計作為GIS開發類課程的前期綜合實踐課程，其教學效果影響著學生對于計算機程序設計的理解深度及應用能力。把新興的MOOC數字微課結合“四維項目驅動”教學法對原有教學模式進行教學內容、教學形式、考核方式的改進，提高了學習效率，改善了教學效果。可進一步加強設定項目的數量與質量，通過“四維”完善項目內容設計，細化階段任務，嚴格的控制項目實施流程，利于理論與實踐的緊密結合，并及時更新學習的進度，促進學習的主動性。不斷地研究、改革、實施、總結，會使程序設計課程教學更加符合培養理論基礎扎實、實踐能力強的GIS專業人才的要求。

參考文獻：

[1]楊海.體驗式教育模式的哲學基礎芻議[J].科教縱橫，2010，（9）：44-245.

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[4]朱潔，王江平，仝茂海.計算機網絡課程設計的項目驅動式教學改革[J].計算機教育，2013，（17）：91-94.