基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)改革探索
——以“GIS在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應(yīng)用”課程為例

□ 張利敏 謝 飛 金 彪

GIS（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）起源于20世紀(jì)60年代，憑借其強大的空間數(shù)據(jù)管理、空間分析和制作專題地圖等功能，在80年代已廣泛應(yīng)用于土地與房產(chǎn)管理、交通運輸、城市建設(shè)管理、環(huán)境評價等領(lǐng)域[1]。近年來，GIS技術(shù)已全面應(yīng)用于城鄉(xiāng)規(guī)劃現(xiàn)狀調(diào)研、現(xiàn)狀分析、規(guī)劃設(shè)計和規(guī)劃實施的各個階段，成為規(guī)劃師進(jìn)行規(guī)劃管理、規(guī)劃分析決策、開展公眾參與的得力工具，發(fā)揮著不可替代的重要作用[2]。

在“多規(guī)合一”、國土空間規(guī)劃等發(fā)展新形勢下，自2015年以來，東莞城市學(xué)院人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)人才培養(yǎng)方案中增設(shè)了“GIS在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應(yīng)用”專業(yè)選修課程。由于該課程的知識點多、內(nèi)容更新快、技術(shù)性強，為保證教學(xué)進(jìn)度與教學(xué)質(zhì)量，一直采用教師主講這種知識傳授效率高的教學(xué)模式。這種以教師為主導(dǎo)的“講解—接受型”的傳統(tǒng)教學(xué)模式讓學(xué)生在掌握基本理論和方法、相關(guān)軟件操作方法方面效果顯著，但在培養(yǎng)GIS思維能力方面稍顯不足[3]。為貫徹學(xué)校培養(yǎng)卓越工程師和地方應(yīng)用型人才的要求，通過教育信息化實現(xiàn)教育現(xiàn)代化，嘗試基于翻轉(zhuǎn)課堂，將線上線下混合式教學(xué)模式引入該課程的本科教學(xué)當(dāng)中。

1 目前“GIS在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應(yīng)用”課程教學(xué)中存在的問題

“GIS在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應(yīng)用”在人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中，是繼“地理信息系統(tǒng)原理”專業(yè)基礎(chǔ)課的后續(xù)課程，屬于地理信息技術(shù)高階應(yīng)用的課程，具有實踐性強、多學(xué)科交叉與滲透綜合性等特點，總計32學(xué)時。自開設(shè)以來，該課程已有的教學(xué)成果包括教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、課件和教案，以及教師團(tuán)隊的相關(guān)科研成果作為教學(xué)案例，基本滿足本科教學(xué)的需要。但是，在傳統(tǒng)教師主講的授課模式下，師生面對面授課、操作演示等教學(xué)環(huán)節(jié)的組織受到課程學(xué)時、場地的限制非常明顯，學(xué)生難以利用GIS知識分析與解決城鄉(xiāng)規(guī)劃中遇到的各類實際問題，教學(xué)效果不夠理想。

總結(jié)該課程教學(xué)過程中存在的主要問題，可以歸結(jié)為教學(xué)理念、教學(xué)方式和考核體系3個方面。（1）傳統(tǒng)的教學(xué)理念通常強調(diào)教師的“教”，而對學(xué)生的“學(xué)”重視不夠，沒有體現(xiàn)以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心的教育目的。教師主講的授課模式在傳授理論知識方面效率很高，但在實踐性強的課程中，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。（2）傳統(tǒng)課堂師生面對面授課的教學(xué)方式明顯受課程學(xué)時、學(xué)習(xí)地點的制約，僅限于在課室和機房上課的有限時間，難以充分利用零碎的課余時間進(jìn)行復(fù)習(xí)與鞏固，而且由于課下缺乏互動交流的信息平臺，導(dǎo)致課堂之外師生之間、學(xué)生之間的交流與互動較少，學(xué)生在課后很少關(guān)注與課程相關(guān)的新技術(shù)的應(yīng)用。（3）該課程的考核體系是：考勤占總成績比例的10%，平時作業(yè)占30%，期末考試占60%。這種考核體系屬于結(jié)果型考核，忽視了對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的考核，也難以避免學(xué)生作業(yè)存在抄襲的問題。另外，當(dāng)前的考核體系在一定程度上對應(yīng)用GIS進(jìn)行綜合分析、解決城鄉(xiāng)規(guī)劃問題能力方面不夠重視，考核結(jié)果難以真實地反映學(xué)生實際解決問題的能力。

2 “GIS在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應(yīng)用”課程教學(xué)改革探索

通過深入剖析“GIS在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應(yīng)用”課程教學(xué)過程中存在的若干問題，嘗試從轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、創(chuàng)新教學(xué)方式、優(yōu)化教學(xué)設(shè)計和改革考核方式等幾個方面著手，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提高學(xué)生利用所學(xué)知識和技能解決實際問題的能力。

2.1 轉(zhuǎn)變教學(xué)理念

轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)活動組織中以教師講授為主體的思想，樹立“以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心”的教育理念。翻轉(zhuǎn)課堂是將“課上傳授知識，課后內(nèi)化知識”的教學(xué)過程，轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢n前傳授知識，課上內(nèi)化知識”的教學(xué)過程。作為一種新型的教學(xué)理念，翻轉(zhuǎn)課堂更加強調(diào)教學(xué)活動中“以學(xué)生為中心”，將課堂的主動性和主體性交還給學(xué)生；同時教師的功能更多的是創(chuàng)設(shè)問題和情景，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行協(xié)作交流、問題解決和知識建構(gòu)。

2016年2月，美國新媒體聯(lián)盟（NMC）推出最新一期高等教育版《地平線報告》明確指出，混合式學(xué)習(xí)的設(shè)計與應(yīng)用是未來高等教育發(fā)展的重要趨勢之一[4]。目前，國內(nèi)外的學(xué)者普遍認(rèn)為，翻轉(zhuǎn)課堂是一種將傳統(tǒng)課堂教育與在線教育結(jié)合起來的混合學(xué)習(xí)方式，更有利于引發(fā)學(xué)生興趣，提高教學(xué)質(zhì)量[5]。翻轉(zhuǎn)課堂不僅改變傳統(tǒng)的教學(xué)流程，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)意義上的師生角色，還有效實現(xiàn)課堂內(nèi)外的溝通和連接，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思考和解決實際問題的能力，是實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的有效手段[6]。

2.2 創(chuàng)新教學(xué)方式

2012年以來，中國大學(xué)慕課、愛課程、智慧樹等眾多課程資源共享平臺推出了大量的優(yōu)質(zhì)在線課程，學(xué)生可以利用碎片化的時間，隨時隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)。目前，線上線下混合式教學(xué)逐步發(fā)展成為一種新型的教學(xué)方式，將線上的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和線下的課堂教學(xué)進(jìn)行混合，有效實現(xiàn)了兩種教學(xué)方式之間的優(yōu)勢互補，受到了各大高校的重視。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，該課程利用超星“一平三端”學(xué)習(xí)通平臺，為師生搭建在線學(xué)習(xí)、互動交流的平臺，線下采用見面課的形式，具體教學(xué)活動組織如圖1所示。在教學(xué)方式上充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，促進(jìn)學(xué)生和授課教師的交互式、協(xié)同式的“互動”教學(xué)[7]，有利于提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

圖1 線上線下混合式教學(xué)活動組織

2.3 優(yōu)化教學(xué)設(shè)計

2.3.1 細(xì)化教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)是組織教學(xué)活動的指揮棒，具有重要的地位和作用，是后續(xù)制定課程教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容的主要依據(jù)。根據(jù)布魯姆的教育目標(biāo)分類理論[8]，在總體目標(biāo)下分層級分階段細(xì)化教學(xué)目標(biāo)，每個教學(xué)模塊、單元都應(yīng)有明確的教學(xué)目標(biāo)。該課程的總體教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握GIS在城鄉(xiāng)規(guī)劃中規(guī)劃成果制作、規(guī)劃研究與分析的應(yīng)用，以及規(guī)劃管理的基本技能和基本方法?？紤]到該課程是人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)GIS技術(shù)高階應(yīng)用的課程，因此，在教學(xué)活動中不僅要關(guān)注記憶、理解等低層次目標(biāo)，更重要的是實現(xiàn)學(xué)生對知識的應(yīng)用、分析、評價和創(chuàng)造等高層次目標(biāo)。

2.3.2 完善教學(xué)大綱

在深化與落實該課程總體教學(xué)目標(biāo)的前提下，為適應(yīng)國內(nèi)城鄉(xiāng)規(guī)劃發(fā)展新態(tài)勢需求，結(jié)合“多規(guī)合一”、國土空間規(guī)劃“雙評價”等社會熱點問題，調(diào)整并完善課程現(xiàn)有的教學(xué)大綱。最終，確定該課程教學(xué)內(nèi)容體系主要由城鄉(xiāng)規(guī)劃信息庫、空間疊加分析、三維分析、交通網(wǎng)絡(luò)分析和空間研究分析等五大模塊組成，具體內(nèi)容見表1。

表1 該課程教學(xué)內(nèi)容體系構(gòu)成

2.3.3 規(guī)范教學(xué)活動

課程設(shè)計是實施線上線下混合式教學(xué)模式的關(guān)鍵，而教學(xué)活動的設(shè)計是課程設(shè)計最為核心的內(nèi)容。美國教學(xué)設(shè)計專家塔爾伯特將翻轉(zhuǎn)課堂分為課前自主學(xué)習(xí)、課中合作活動和課后鞏固應(yīng)用3個階段。本文依循塔爾伯特的3階段理論，結(jié)合線上線下混合式教學(xué)需要，確定該課程的教學(xué)活動設(shè)計如下。

（1）課前自主學(xué)習(xí)。主要依托該課程建設(shè)的網(wǎng)站資源，學(xué)生通過登陸超星“一平三端”學(xué)習(xí)通平臺，查看章節(jié)課程導(dǎo)學(xué)并了解具體的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)習(xí)微視頻并完成相應(yīng)的測試題目等。

（2）課中合作活動。該環(huán)節(jié)是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，師生充分利用課堂時間，以合作探究的方式，促進(jìn)學(xué)生對理論知識和實踐技能的深化理解和重構(gòu)。具體流程如下：一是在教師引導(dǎo)下，讓學(xué)生反饋學(xué)習(xí)過程中遇到的各種問題，以學(xué)生主講為主，通過小組討論、匯報等形式，增強學(xué)生的主動性和積極性，教師最后對相應(yīng)的解決方案進(jìn)行評價和總結(jié)。二是在合作探究活動中，強調(diào)師生之間、學(xué)生之間的平等關(guān)系，通過面對面的互動、交流，增進(jìn)師生之間、學(xué)生之間彼此信任、相互依賴的情感。

（3）課后鞏固應(yīng)用?；趯W(xué)生課前自主學(xué)習(xí)和課中合作活動取得的基礎(chǔ)知識、基本技能等，教師采用布置課后思考題的方式，讓學(xué)生結(jié)合知識單元具體的內(nèi)容，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料、實地調(diào)查、訪談等形式，收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與資料等，探索性展開自己感興趣的研究專題，并將研究成果上傳到課程網(wǎng)絡(luò)平臺與教師和同學(xué)分享，培養(yǎng)學(xué)生的批判性、創(chuàng)造性思維，提升城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域GIS技術(shù)高階應(yīng)用能力。

2.3.4 豐富教學(xué)資源

打破傳統(tǒng)教學(xué)活動中過度依賴教材的授課方式，充分利用互聯(lián)網(wǎng)，廣泛開發(fā)該課程的教學(xué)資源。該課程資源建設(shè)的具體內(nèi)容包括微視頻制作、習(xí)題庫、案例庫、參考文獻(xiàn)資料等。

目前，在國內(nèi)不少學(xué)校的線上課程資源建設(shè)中，尤其是視頻資源方面，借用了中國大學(xué)慕課、騰訊視頻等互聯(lián)網(wǎng)平臺現(xiàn)有的資源并進(jìn)行調(diào)整，產(chǎn)生了課程資源知識產(chǎn)權(quán)不確定的問題。因此，該課程尤其強調(diào)微視頻制作的原創(chuàng)性，教師在制作微視頻之前，一是應(yīng)對課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)化的分析，將五大學(xué)習(xí)模塊整理成若干具體的教學(xué)知識單元；二是要將微視頻制作的理論依據(jù)從泰勒的目標(biāo)模式到杜威的問題中心模式轉(zhuǎn)變[9]，激發(fā)學(xué)生解決問題的意識，促進(jìn)學(xué)生自覺地完成課前自主學(xué)習(xí)的各項任務(wù)；三是綜合運用人工智能、虛擬仿真等技術(shù)，營造出良好的虛擬學(xué)習(xí)情境。試題庫結(jié)合教學(xué)內(nèi)容中的重點、難點進(jìn)行建設(shè)，復(fù)習(xí)鞏固每個知識單元、學(xué)習(xí)模塊的基礎(chǔ)知識要點。案例庫結(jié)合“全國大學(xué)生GIS應(yīng)用技能大賽”和“Esri杯中國大學(xué)生GIS軟件開發(fā)競賽”的賽題、教師團(tuán)隊教學(xué)與科研的成果等資源進(jìn)行組建。參考文獻(xiàn)資料結(jié)合課程章節(jié)相關(guān)內(nèi)容，查詢公開發(fā)表的學(xué)術(shù)論文，并對其知識要點進(jìn)行梳理。

2.3.5 改革考核方式

落實“以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心”的教育理念，課程教學(xué)效果的考核主要依據(jù)學(xué)生學(xué)了沒有、學(xué)了多少和學(xué)得好壞來判斷。為避免單一評分產(chǎn)生偏差，該課程設(shè)置將線上學(xué)習(xí)評價與線下課堂學(xué)習(xí)評價有機融合[10]，貫穿于學(xué)生整個學(xué)習(xí)過程，建立多元化學(xué)習(xí)評價體系，具體考核成績構(gòu)成如表2所示。其中，線上部分考核依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)在線學(xué)習(xí)資源，以及線上測試完成效果等計算考核成績；線下部分依據(jù)學(xué)生課中合作活動的參與程度，小組提交的課程論文或課程設(shè)計的成果質(zhì)量等為主要依據(jù)。

表2 課程考核方式與成績構(gòu)成

課程考核是一個循序漸進(jìn)的過程，包括章節(jié)知識考核和期末考核等階段組成，考核難度應(yīng)逐步上升。期末課程考核內(nèi)容不能局限于教學(xué)內(nèi)容中零碎的知識要點，應(yīng)強調(diào)綜合性、實踐性，而且傳統(tǒng)的閉卷、上機等考核方式也達(dá)不到期末考核的要求。因此，期末考核應(yīng)以新穎的考核形式來發(fā)展學(xué)生的高層次能力，注重問題解決能力、實踐創(chuàng)新能力的提升。具體可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，采用以下兩種考核形式：一是規(guī)劃研究分析類，可基于參考資料或城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域的熱點問題，3～5人自由組合，每組自擬題目寫作課程論文，重點考核學(xué)生在數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析等方面能力；二是規(guī)劃設(shè)計類，3～5人自由組合，每組自選研究基地，制作課程設(shè)計成果，重點考核學(xué)生收集基礎(chǔ)資料、研究分析和規(guī)劃設(shè)計的能力。

3 結(jié)語

近年來各高校對基于線上線下混合式教學(xué)的課程改革越來越重視，很大程度上促進(jìn)了課程質(zhì)量向高水平發(fā)展[11]。本文在分析“GIS在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應(yīng)用”課程教學(xué)問題的基礎(chǔ)上，基于翻轉(zhuǎn)課堂，提出了線上線下混合式教學(xué)改革的初步方案。然而，課程教學(xué)改革是一項永無止境的工作任務(wù)，還需要在教學(xué)實踐中不斷地進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，探索更加有效的線上線下融合、課內(nèi)課外結(jié)合的混合式教學(xué)模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，目的是促進(jìn)師生之間、學(xué)生之間交流與協(xié)作，加強師生課堂與課下的互動，提升學(xué)生應(yīng)用GIS技術(shù)解決城鄉(xiāng)規(guī)劃實際問題的能力。