基于慕課背景下的GIS課程教學改革研究

程 輝,唐南奇

（福建農林大學資源與環境學院，福建 福州 350002）

MOOCs（Massive Open Online Courses）是“大規模在線開放課程”的簡稱，這種新型的教學模式最早起源于美國，秉承“將世界上最優秀的教育資源送達地球最偏遠的角落”的理念，一經出現便在互聯網上迅速蔓延開來得到了廣大興趣愛好者的積極響應和支持。2011年美國斯坦福大學開設的《人工智能導論》免費課程更是吸引了全球190多個國家16萬人同時參與注冊學習，隨后美國三大MOOCs平臺（Udacity、Coursera和edX）相繼問世，MOOCs教育在全球風靡成為關注的熱點，2012年被美國《紐約時報》命名為“MOOC元年”。MOOCs的出現在中國備受關注，以北京大學、復旦大學、上海交通大學等為代表的國內知名學府也紛紛以各種形式加入MOOCs教育的行列，清華大學則是進一步直接打造本土首個中文慕課平臺——“學堂在線”，國內多個MOOCs平臺也隨后應運而生。慕課依托現代互聯網技術為教育手段，并強調以學生為主體的教育價值觀，這種信息化時代下全新教育模式的興起必將對我國高等教育帶來巨大的沖擊。特別是在地理信息領域的高等教育中，教育者還是習慣秉承傳統的教育模式。因此，本文在分析MOOCs教育模式特點的基礎上，探討MOOCs對GIS課程教學改革的啟示和推動作用。

一、MOOCs教育模式的特點

1.大規模（Massive）：MOOCs所提供的課程區別于傳統高校授課對象的局限性，而是以網絡為載體，通過在線學習方式為更多人傳授專業知識，在網絡接入條件允許的情況下，學習人數是不受限制的。同時由于參與MOOCs的世界名校眾多，使得各學科的國際一流在線教育資源也是大規模涌現，能夠滿足學習者多元化教育的需求。

2.開放性（Open）：MOOCs所提供的課程都是通過現代互聯網技術免費面向全世界所有地區的人群，它是一個完全開放的教育資源學習平臺，任何人都可以通過互聯網免費注冊學習自己感興趣的課程，不區分國籍和種族，不需要任何額外費用，不受時間和空間上的限制。

3.互動性（Interactive）：MOOCs教育模式通過網絡在線視頻、練習、測試、討論等多種方式，學生可自主選擇學習時間、內容和進度。MOOCs視頻一般設置為十幾分鐘到幾十分鐘不等的時間長度，能夠讓學習者就某一專業問題進行反復學習，并且通過視頻中內置的習題進行互動，學習者回答正確后方能進入下一階段的學習，兼顧了學習投入程度和學習效率。同時與視頻公開課不同，MOOCs還可以進行師生之間、生生之間的相互交流探討，互動性強，學習目的性明確，真正做到以學生為主體，教師則更有針對性地輔助學習者解決疑難問題。

二、現階段GIS課程教學存在的不足

地理信息系統（Geographic Information System，GIS）是空間信息與數字技術專業的一門核心課程，是集計算機科學、信息科學、測繪科學、地理科學等為一體的新興邊緣學科。該課程旨在培養學生利用空間信息化思維方式和技術來解決現實世界當中的地理空間決策問題。正由于課程涉及的知識面廣，信息化程度高，學科交叉性強，因此傳統的GIS課程教學方式并不能很好地滿足該門課程信息化發展的進程，也無法滿足當今信息化時代學生多維的學習訴求。現階段GIS課程教學存在的不足主要表現在以下幾個方面：

1.多媒體教學方式單一

現階段的GIS課程教學雖然已經很少采用黑板演示的方式，而普遍采用教室多媒體演示等手段來加強教學展示的效果，但是該種多媒體教學方式仍然單一，還是注重教師的“教”，而欠缺對學生學習主動性的調動，整堂課仍然是教師灌輸式的教學，本質上還是簡單地將課本知識轉化為PPT上的內容然后全部傳授給學生。在該種教學模式下，師生互動性少，學生學習的積極性也欠缺，學生的個性和創造性很難被發掘出來。

2.教學內容與前沿GIS技術發展脫節

隨著互聯網和計算機軟硬件的發展，GIS的發展更新勢頭迅猛。現階段的GIS教學在教學內容的更新上與前沿GIS技術的聯系存在脫節的現象，特別是在以一些主流GIS軟件企業為引領者的GIS變革中，高校教師參與度不夠，沒有緊密跟隨GIS技術潮流，教學內容略顯陳舊，無法滿足專業學生將來就業與社會實際需求。

3.成績考核方式單一

GIS課程的成績考核一般包括平時成績和期末考試兩部分構成。平時成績一般占到總評成績的30%左右，主要由幾次課后作業構成；期末考試則一般采取閉卷考試的方式，占到總評成績的70%左右。這種單一的考核方式，對學生在平時學習過程中的激勵不夠，學生普遍在平時學習中的投入不夠，進行課后知識擴展和創新性學習的時間投入更少，而只在期末考試之前進行突擊復習。這種單一的成績考核方式很難達到預期的教學效果，也不利于學生的創新擴展能力的培養。

4.空間思維解決問題的能力薄弱

GIS教學的最終培養目標是使學生具備空間思維能力，以解決復雜的現實地理決策問題。據統計，帶有空間屬性的信息占到人類日常信息量的80%以上，學生修完GIS課程后，應該能夠主動和創造性地利用GIS技術對現實世界進行建模，從空間角度來進行模擬現實的各種問題從而進行分析和決策。然而現階段的教學模式導致學生的自主動手能力不夠，雖然能夠熟練操作GIS軟件的各項工具，但是如何運用這些基本的GIS工具來解決現實問題的學習遷移能力欠缺，還不具備專業人員的空間思維模式。

三、基于慕課的GIS課程教學改革

MOOCs的興起為GIS課程改革提供了很好的借鑒和發展方向，GIS教學應該以此為契機，利用好MOOCs這種教學模式。在現階段傳統教學的基礎上與MOOCs教學方式相結合，提高學生的學習興趣，啟發學生的創造性。基于MOOCs的GIS課程教學改革主要可以從以下幾方面進行：

1.優化學時，進行片段化教學

傳統的GIS專業課普遍采取的是90～135分鐘的課堂教學，教師必須在課堂上完成教學大綱規定的全部教學內容，一般對應的是課本的一個章節，涉及的知識點較多，大部分學生很難在課堂上能夠完全理解和掌握。因此，可以結合MOOCs的教學特點，對學時進行優化，將重要知識點的學時進行精細化切割，MOOCs通常根據知識點的難易程度將學時設置為15～45分鐘不等，利用這種方式進行片段化教學，能夠提高學生學習的注意力，同時在一個知識點講解完成后，設置針對該知識點的提問或者小練習和測試，以深化學生對知識點的理解和記憶。

2.增進互動，提高學習主動性

MOOCs強調教學中學生的主體地位，要盡量克服傳統教學中灌輸式教學的弊端，教師的關注點不應該停留在將所掌握的知識點全部傳授出去，而更應該關注如何增加互動啟發引導學生進行高效學習。通過MOOCs平臺，學生可以將不理解的問題及時提問出來，教師給予有針對性的輔導和解答。同時MOOCs可以建立專門的學習討論區，可以讓師生、生生之間方便互動協作，教師可以從互動中汲取經驗改進教學，學生也可以從互動中進一步提高學習的主動性。

3.全程教學，考核多元化

傳統GIS教學更注重期末的考試考核，而通過MOOCs平臺的建設，可以將教學過程進行全程化跟蹤，每章節的課前預習情況、課中的學生討論參與情況、課后學生對知識點的掌握測試情況、課外的創新實踐情況等都可以通過MOOCs平臺進行掌握和評價。因此，借助MOOCs對課程考核進行改革，增加全過程各階段的考核比重，學生只有全程積極參與才能拿到高分，避免了現在很多學生平時不努力而在考前進行突擊復習，這樣對學生的評價也更為合理客觀。

4.組建課外創新小組，注重實踐能力養成

GIS課程是一門與實踐緊密相結合的課程，學習的最終目的是學生能夠學以致用。學生如果只是掌握一些枯燥的原理和理論，而不能與現實世界相聯系，慢慢地就會失去學習GIS課程的興趣和動力。興趣是最好的老師，可以基于MOOCs平臺，將最新發生的一些社會熱點問題發布出來，比如城市運動會的路徑規劃問題，污染物的空間擴散分布問題等，讓學生自由組建課外創新小組，對這些現實問題進行研究、空間抽象、建模、分析和決策，并且通過MOOCs平臺將完整的解決方案發布共享，供大家討論并不斷進行優化。在這個過程中，逐漸提高了學生學習興趣和分析解決問題的能力，同時也鍛煉了學生空間思維方式的養成。這樣培養出來的專業人才才兼具深厚的專業功底和較強的創新實踐能力。

MOOCs以其大規模、開放性、互動性等特點，對傳統教學方式產生了巨大的挑戰，在國外很多知名高校中經過實踐并取得了很好的效果。GIS課程教學改革應該牢牢抓住MOOCs帶來的機遇順勢而為，充分借鑒MOOCs的優勢改進傳統教學中的諸多不足，做到以學生為中心，激發學生學習的主動性，進行多元化考核，注重實踐創新環節，使學生養成良好的空間思維方式解決現實世界問題的能力。相信隨著GIS課程改革的深入開展，培養的GIS專業人才一定能夠快速適應當今信息化時代的需求。

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