基于大數據下的景觀生態學信息化教學模式改革與實踐研究

陳亮，夏琦，歐陽帥

（中南林業科技大學，湖南 長沙 410004）

0 引言

基于大數據下的信息化教學改革已成為當前國內高等教育建設的重要內容，隨著信息技術的快速發展，海量的數據極大豐富了教學資源，我們已進入大數據時代。層出不窮的網絡在線學習教育掀起了傳統教學方式變革的熱潮。在國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）中，已提出了建立開放靈活的教育資源公共服務平臺”的新要求，要“加強優質教育資源開放與應用，引進國際優質數字化教學資源，建立數字圖書館和虛擬實驗室，從而加快網絡教學資源體系建設，開發網絡學習課程。景觀生態學（Landscape Ecology）作為一門新興學科，主要來源于地理學中景觀學及生物學中生態學的交叉，是目前國內各高等院校尤其是農林院校生態學專業的核心課程之一，也是現代生態學中內容最豐富、發展最快、影響最廣泛的學科之一。景觀生態建設及生物多樣性保護中具有廣泛的應用前景，窮強調多尺度上空間格局，與其它技術性強的專業課相比，該學科體現了當前生態文明建設，為了能夠解決實際的生態環境問題提供了一個更合理，需要保持可持續發展的主旋律，建立更有效的概念構架，熟練運用相關原理和技術手段來解決現實中的問題[1]。景觀生態在自然資源保護、土地利用規劃上優勢更為明顯，然而由于其理論性知識較多，為了生態理念和文明意識得到顯著提升，需要融入生態學過程斑塊動態的觀點，以受教學生為本因材施教，對基礎理論加大關注力度，實現信息技術與景觀生態學的有機結合，從而保證整體的教學效果。

伴隨著云時代的來臨，信息技術快速發展，大數據以其容量大、速度快、類型多等諸多特征而備受關注，各類該技術的應用可以在生動有趣的課程學習中全面理解和掌握景觀生態學的基本理論和方法[2]。近年來，得益于該技術，海量數據豐富了教學資源，網絡教育在線學習的方式掀起了傳統教學方式的變革熱潮，如何在大數據和信息化背景下，利用TED公開課（TED， Technology，Entertainment， Design）、慕課（MOOC， Massive Open Online Course）、翻轉課堂（Flipped Classroom）和微課程等可視化教學慢慢興起，并廣泛被大眾接納，使學生寓學于樂，并能夠提升教學效果，是景觀生態學教學改革的重要方向和需求[2]。對此，本文結合景觀生態學及大數據教學模式的自身特點，探討分析了基于大數據下的景觀生態學教學模式改革與實踐研究。

1 景觀生態學的教學現狀及分析

1.1 教學內容缺乏系統性

景觀生態學作為一門交叉性學科，涉及的內容廣泛豐富，在針對不同專業教學時，所選取的教材內容差異性較大[3]。從整體上來看，導致景觀生態學自身所融合的教學內容比較寬泛、且缺乏系統性，因此迫切需要根據各專業特色，對其內容進行整合及優化。

1.2 授課方式較傳統陳舊

我國景觀生態學目前主要以“教材、課堂、教師”的傳統教學模式為主，老師在教學過程中主要按照所選定的教材進行課堂理論教學，試圖在課堂上解決所有問題，手段單一，這樣傳統陳舊的授課方式落后于時代發展，難以引導學生在學習過程產生共鳴[4]，不利于學生創新意識與實踐能力的培養。

1.3 缺乏理論與實踐結合

長期以來，我國景觀生態學的高等教育存在著“重理論、輕實踐”的現象，學科成績考核通常以期末閉卷考試為主，而沒有設置實踐教學環節[5]。這樣的形式不但減少了師生在教學過程中的互動交流，制約了教學內容的豐富性，影響學生的學習積極性，且限制學生應用性能力的培養，從而導致教學效果不太理想。因此，在保證教學任務的前提下，教學形式也是急需改善的問題之一。

2 基于大數據下的教學模式改革實踐

2.1 精準把握教學對象，完善內容體系

教學是一個非常動態的過程，由于涉及到的內容廣泛豐富，景觀生態學要針對性地篩選與景觀生態學方向所需求的教學內容。由于該學個的交叉性較強，在課堂中需要精準把握教學對象，理清生態文明建設的關系，使教學方向進一步明確。首先，大數據可以客觀精準地收集每個學生的海量數據，在授課過程中，教師可以根據專業方向，綜合對學生的知識儲備以及接受能力的分析，更有針對性的對教材內容進行取舍，構建出更系統的教學體系，如針對景觀設計類專業學生可講解一些國內外景觀生態規劃設計的經典案例，分析其生態設計特點、方法、所運用的理論技術和成果。其次，每一個學生在學習過程中所呈現的狀態是不同的，借助大數據可以動態把握教學情況的實時變化，實現 “雙回路”反饋信息，利于教師調整教學方式、提升教學質量。

2.2 適應時代需求，豐富教學方式

傳統以理論知識傳授已經無法滿足時代教育需求，因此教師在教學過程中可以結合現代化技術，研究領域的相關新理論和發展，通過網絡平臺進行信息化資源共享，采用多種教學手段將前沿動態引入課堂，滿足我國當前教育的發展需求。在現今大數據的背景下，各類大數據收集、整合，為課堂教學豐富了諸多案例素材[6]。在此基礎上對學生進行提問思考，再以分組的形式討論探究并解決問題，鼓勵學生積極參與互動教學，激發學習熱情。

筆者在實際教學過程中充分利用學生帶動課程，培養學生學習興趣：①安排學生們課前主動利用計算機在網上查閱相關資料，并加以組織整理制作PPT匯報，并組織語言擬在課堂上表達出自己的想法。②課堂上開展類似頭腦風暴的探討交流分組做學習匯報，同時可以發布學生的實驗報告，其他小組同學向匯報同學提問，最后由老師主要集中重點和難點問題進行講解。③利用遠程實踐教學，在互聯網數據資料查找中會遇到的共性問題，匯報學生對其他學生的提問進行耐心解答組織學生討論，完善在線開放式教學體系通。

在此基礎上可創建一個優質的交流平臺，并融入公共微信公眾號平臺，推送景觀生態學的前沿資訊，課后通過遠程視頻對學生的軟件操作等應用問題輔導，傳送國內外高校相關專業的MOOC課程等學習資源，讓學生學習其批判性思維和創新性思維。

景觀生態學的實踐主要體現在應用性教學階段，理論與實踐相結合顯得尤為重要大數據的崛起，對傳統教學形式產生巨大沖擊，使得教學信息化向深層次發展更為迅速，在此背景下與企事業單位充分合作的方式，由學生運用相關軟件進行課程實踐報告并配簡單設計圖。培養學生熟練掌握景觀生態學相關軟件的應用，筆者在實際教學過程中專門設置了課外實踐環節，例如ENVI、ArcGIS等一系列會用到的軟件，輔助分析景觀結構與格局， 組織學生到實地進行踏勘，并應用于景觀規劃的各個步驟跨環境、建筑、園林等學院組織相關的專家交流座談會，以啟發學生創新能力，延伸所學知識[7]。開展諸如校園景觀生態改造規劃設計與建議等主題交流會和實踐活動，增強跨專業的交流合作，提供實習機會和預留就職崗位，通過科學設置課外實踐活動，并讓用人單位與學生相互了解，從而保證預期教學能夠達成目標。

2.3 改革考試方式，科學評價教學

大數據記載了人的海量數據，為全方位評價學生的課堂態度、知識儲備、技能掌握情況及學生自身素質提供了準確客觀的依據。在此背景下，改革考試方式的公平公正性及可實施性被提升，將傳統的“考試成績”改為“綜合考核成績”，其中期末成績考核占50%，平時成績占50%，包括課堂出勤、課堂互動、實踐考核等，將有效促使學生積極主動地參與每個教學環節，而不是拘泥于死記硬背的應試教育。

學生針對老師進行教學評價是課堂結課后必不可少的環節，傳統的教學評價常采用打分、填表的方式進行，一旦通過對課堂到課率、抬頭率，則學生將失去動力。因此需要從而課堂教學進行精準量化，發揮教學評價將更具說服力主觀性、模糊性，對教學的實際效果進行客觀、精準的評價，融入大數據分析找尋學生的優勢與劣勢，以此為學生日后的學習生活奠定基礎。

3 結論

本文對大數據背景下景觀生態學教學改革進行了初步探討與分析。樹立大數據驅動教學的指導思想，發現教學中存在的問題，并從多個方面提出該課程教學改革措施。首先，借助大數據，能更全面客觀掌握教學對象及其需求，克服了以往教學過程中的主觀及片面性。其次，借助大數據的獨特優勢，打造“雙回路”反饋機制，同步反饋學習情況，打造更有針對性的教學課程。此外，大數據還能夠科學地評價教學效果，保障了教學評價的正確性與客觀性。

綜上，大數據為教學模式的創新改革提供了良好的平臺。在提倡生態文明的今天，科學合理地利用生態環境大數據資源，完善景觀生態學課程教學，推動我國教育事業的蓬勃發展，具有重要的現實意義。