劉敬杰

（1.滁州學院 地理信息與旅游學院，安徽 滁州 239099）

OBE（outcome based education）是成果導向教育的簡稱，又稱為能力導向教育、目標導向教育或需求導向教育[1]，OBE 教育理念是一種以成果為目標導向、以學生為本，采用逆向思維的方式進行的課程體系的建設理念，是一種先進的教育理念[2]。OBE 培養(yǎng)模式包括預期成果、學習內(nèi)容、教學策略和學生評價4 方面，強調(diào)以學生為主、合作學習，以實現(xiàn)預期學習結果為目的，突出培養(yǎng)學生受教育后獲得的技能與能力。國內(nèi)眾多學者通過國內(nèi)評估要求和現(xiàn)狀，將OBE 進行了“本國化”，多應用于醫(yī)藥學[3-4]、微生物[5-6]、工程專業(yè)等課程評估領域[7-9]，重點針對土地信息系統(tǒng)實踐性課程教學改革的研究相對較少。

因此，本文嘗試將OBE教育理念應用土地信息系統(tǒng)實驗課程教學中，采用調(diào)查與訪談法對該實驗課程教學現(xiàn)狀以及課程內(nèi)外部的需求進行分析，構建適用于地理科學專業(yè)土地信息系統(tǒng)實驗課程改革模式，對提高教學質量、增強學生應用知識能力、實踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要意義。

1 研究對象

滁州學院地理科學專業(yè)隸屬地理信息與旅游學院，是安徽省省級專業(yè)綜合改革試點專業(yè)和地理學國內(nèi)一流學科，采取“專業(yè)—行業(yè)—職業(yè)”三位一體的人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)具備地理科學基本理論知識，掌握土地整治工程技術手段和土地整治工程項目基礎測繪、規(guī)劃設計、項目實施、信息化管理等能力的交叉復合型專門人才。《土地信息系統(tǒng)》是地理科學專業(yè)大四上學期所學專業(yè)課程，旨在引導地理科學專業(yè)學生學習土地信息系統(tǒng)的相關理論與方法，分8 章、共計48 課時（理論課程32 課時、實驗課程16 課時）。《土地信息系統(tǒng)》實驗課程重點強調(diào)學生實際動手能力的培養(yǎng)，結合GIS、ENVI等專業(yè)軟件，重點進行土地評價、土地規(guī)劃、地籍管理等土地科學問題的分析，掌握土地信息化管理技術。

2 基于OBE理念的土地信息系統(tǒng)實驗課程教學現(xiàn)狀分析

《土地信息系統(tǒng)實驗》是以地理信息系統(tǒng)為技術支撐，在地理科學學科下設計的專業(yè)選修課程，根據(jù)滁州學院地理科學專業(yè)培養(yǎng)方案，該門課程于第7 學期完成（大學四年級上學期）。由于地理科學專業(yè)學生所學課程繁雜，土地方面的基礎知識相對欠缺，且課程設置的8 個實驗操作專題很難涵蓋土地方面的所有內(nèi)容。因此，根據(jù)對以往任課教師和地科18級學生的調(diào)查走訪，土地信息系統(tǒng)實驗課程教學過程中還存在諸多問題，并從OBE理念視角分析這些問題、提出解決路徑。

2.1 課程前導知識欠缺

滁州學院地理科學專業(yè)以國家土地整治戰(zhàn)略和土地整治行業(yè)需求為導向，以產(chǎn)學研合作為主要路徑，掌握地理科學和土地整治基本理論知識和技能，具備基礎地理數(shù)據(jù)采集處理和綜合分析、土地整治工程規(guī)劃與項目管理能力的高素質應用型專門人才。地理科學專業(yè)培養(yǎng)方案設定了土地整治學、土地生態(tài)學、土地復墾學、土地利用規(guī)劃學等土地方面課程以及遙感概論和地理信息系統(tǒng)原理2 門計算機技術課程，但學生地理信息系統(tǒng)課程多為理論知識，與土地規(guī)劃、土地整治、土地管理方面內(nèi)容銜接不暢。課堂實驗教學部分內(nèi)容學生難以理解。OBE教育理念注重目標導向，若想將學生培養(yǎng)成應用型人才，本課程的前導課程尤其是土地整治方面的前導課程應該補充。

2.2 實驗教學內(nèi)容仍需調(diào)整

土地信息系統(tǒng)理論課程教學對學科知識體系的完整性方面考慮較多，為輔助其理論課程教學，土地信息系統(tǒng)實驗課程涵蓋內(nèi)容也較多，但都重點關注于計算機應用、軟件操作和數(shù)據(jù)處理等技術層面，對學生將來就業(yè)的需要考慮較少，學生也僅僅是根據(jù)實驗指導書機械地完成實驗報告。但目前學生的學習應該接受就業(yè)市場的指導，迫切提高自身土地整治工程規(guī)劃與土地項目管理能力。OBE 教育理念強調(diào)以學生為本，現(xiàn)有實驗教學內(nèi)容無法滿足，因此，應對實驗教學內(nèi)容進行調(diào)整，滿足提升學生能力的需要，加大土地信息處理與管理能力的力度。

2.3 實驗教學設施有待建設

土地信息系統(tǒng)實驗課程具有很強的專業(yè)應用特色，只有通過實踐教學，才能使學生掌握和鍛煉操作技能。但現(xiàn)有的教學數(shù)據(jù)多來源于任課教師已有的用于科學研究的數(shù)據(jù)，土地整治項目數(shù)據(jù)、土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)、土地利用管理數(shù)據(jù)等更貼合實踐教學和就業(yè)需求的數(shù)據(jù)平臺比較欠缺。OBE 理念注重依托實際，但是實驗課教學過程中因缺少完整項目的依托，使學生學習新技能缺乏整體感，很難體驗所學知識在實際工作中的重要作用。因此，急需加大本實驗教學所需數(shù)據(jù)方面的投入建設，構建完善系統(tǒng)的數(shù)據(jù)平臺，讓學生在實踐中學習理論和技術。

3 基于OBE理念的土地信息系統(tǒng)實驗課程需求分析

通過對地理科學專業(yè)教師和學生的調(diào)查可知，無論是從教師教授內(nèi)容安排還是學生接納程度，都存在較大的問題。因此，迫切需要貫徹OBE理念，從現(xiàn)有培養(yǎng)體系和學生個人發(fā)展兩方面分析土地信息系統(tǒng)實驗課程的內(nèi)部需求；從社會實踐應用方面分析該課程的外部需求。

3.1 現(xiàn)有培養(yǎng)體系需求

在地理科學專業(yè)現(xiàn)有培養(yǎng)方案中有兩類重要的課程值得重視：①《地理信息系統(tǒng)（GIS）原理課程》。一年級開設，該課程可以使學生系統(tǒng)了解地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生背景、功能、應用領域及發(fā)展方向，掌握GIS 的基本概念、數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)輸入存儲編輯方法、空間分析方法等理論知識點，懂得如何利用GIS去解決實際問題的思路。此課程重在方法的數(shù)學推導及與實際問題的聯(lián)系能力培養(yǎng)。②土地方面課程包括《土地整治學》《土地復墾學》《土地利用規(guī)劃學》，二年級和三年級開設，系統(tǒng)學習未利用、未合理利用和損毀土地特征、成因及治理潛力，以及土地利用總體規(guī)劃、土地利用詳細規(guī)劃和土地利用專項規(guī)劃的基本理論和方法。

這兩方面的課程，都是從單一視角向學生講授GIS 軟件和土地方面的理論知識，迫切需要一門結合“土地課程”與“地理信息系統(tǒng)”的綜合性課程，可以利用地理信息系統(tǒng)軟件對土地方面的具體整治或規(guī)劃數(shù)據(jù)進行管理。因此，土地信息系統(tǒng)實驗課程的開設是現(xiàn)有培養(yǎng)方案的需求。

3.2 學生個人發(fā)展需求

對于地理科學專業(yè)畢業(yè)生來說，個人發(fā)展有2 條路可選：①在國土、城建、農(nóng)業(yè)等領域和相關部門從事土地整治工程項目工作。就學生個人發(fā)展而言，要想在土地整治、土地規(guī)劃以及十四五期間各地火熱編制的國土空間規(guī)劃行業(yè)站穩(wěn)腳跟，既需要掌握該行業(yè)的專業(yè)知識，也需要學會利用GIS 等軟件進行數(shù)據(jù)處理、規(guī)劃編制和動態(tài)監(jiān)測管控。②考取研究生。可選擇土地管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃、人文地理、自然地理等相關專業(yè)，無論選擇在哪個方向繼續(xù)深造，基本理論知識和熟練的技術應用技巧都是必不可少的。因此，綜合理論和技術的土地信息系統(tǒng)實驗課程安排可以滿足學生個人發(fā)展的需求。

3.3 社會實踐應用需求

土地是一種稀缺資源，隨著國土空間規(guī)劃的編制以及國家“一張圖”工程的實施，土地數(shù)據(jù)的信息數(shù)字化管理日益受到重視。國土信息數(shù)字化平臺初步建立，新技術及新理論的廣泛使用，要求土地信息系統(tǒng)實驗設計與國土行業(yè)信息化建設實際應用緊密結合，設計實驗內(nèi)容要緊跟行業(yè)發(fā)展需求。摒棄傳統(tǒng)觀點中認為的實驗課附屬于理論課，通過“背”和“機械操作”的方式完成實驗報告，要注重培養(yǎng)學生創(chuàng)新性思維能力和解決問題的能力。因此，需要創(chuàng)新土地信息系統(tǒng)實驗課程改革模式，以適應行業(yè)發(fā)展和社會實踐應用的需求。

4 基于OBE理念的土地信息系統(tǒng)實驗課程改革模式設計

為滿足培養(yǎng)方案、學生個人發(fā)展以及社會實踐的需求，遵循OBE理念，按照“學習目標設定—學習內(nèi)容重構—學習途徑創(chuàng)新”的思路，以學生的預期學習成果為起點，構建地理科學專業(yè)土地信息系統(tǒng)實驗課程改革模式。

4.1 學習目標設定

通過對地理科學專業(yè)教師進行調(diào)研，根據(jù)實驗課程需求，分析地理科學專業(yè)土地信息系統(tǒng)實驗課程對應的需求、能力和知識構成（見表1）。其中，根據(jù)現(xiàn)有地理科學專業(yè)培養(yǎng)體系需求，學生需掌握GIS 軟件理論知識能力，但目前《土地信息系統(tǒng)》實驗課程以操作為主，《地理信息系統(tǒng)基本技能》《土地信息系統(tǒng)》理論課程應系統(tǒng)講解；根據(jù)個人發(fā)展需求，學生需掌握專業(yè)GIS 軟件應用能力，包括數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)庫構建、制圖等知識，這些知識不需要學生的計算機水平達到程序開發(fā)標準，可以通過本實驗課程掌握；根據(jù)社會實踐需求，國土信息數(shù)字化平臺的建立需要學生具備數(shù)據(jù)信息化管理能力，掌握大數(shù)據(jù)平臺創(chuàng)建、數(shù)據(jù)庫構建與維護等方面知識。因此，根據(jù)需求分析，形成地理科學專業(yè)土地信息系統(tǒng)實驗課程的學習目標：熟練掌握土地數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)管理等技術，注重提高實踐動手能力、分析與解決問題的能力。

表1 實驗課程需求、能力和知識構成

4.2 學習內(nèi)容重構

現(xiàn)有《土地信息系統(tǒng)》實驗教學內(nèi)容體系共包括初識國土系統(tǒng)（2 學時）、農(nóng)村土地利用數(shù)據(jù)入庫（2 學時）、農(nóng)村土地利用數(shù)據(jù)屬性編輯（4學時）、登記發(fā)證（4學時）和農(nóng)村土地利用管理（4學時）5個實驗項目，實驗數(shù)據(jù)為教師根據(jù)自己的科研項目所提供的“河北省2020 年中國土地利用數(shù)據(jù)”“雄安新區(qū)縣界”“宜興市官林鎮(zhèn)前城村農(nóng)村居民點現(xiàn)狀數(shù)據(jù)”等，5 個實驗項目內(nèi)容不成體系、數(shù)據(jù)互不相關。基于課程需求和學習目標分析，在前期的理論課程設立基礎上，重構為數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)管理三大實驗教學內(nèi)容模塊。

4.2.1 數(shù)據(jù)處理模塊

數(shù)據(jù)處理是學生在收集數(shù)據(jù)的基礎上需要掌握的最基本的技能，數(shù)據(jù)處理模塊可分為數(shù)據(jù)收集與分類、數(shù)據(jù)匯交與融合、數(shù)據(jù)處理與存儲3 個部分。其中，數(shù)據(jù)收集與分類是一項很重要的基礎工作，通過訪問調(diào)查法、實驗法等收集數(shù)據(jù)并按照矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等進行分層分類；數(shù)據(jù)匯交以三維時空大數(shù)據(jù)為基礎，對研究區(qū)域的各類數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)匯聚，通過遙感影像與數(shù)字線畫圖（DLG）、數(shù)字地形模型（DEM）、數(shù)字柵格圖（DRG）等GIS多源數(shù)據(jù)的融合；經(jīng)坐標系轉換、數(shù)據(jù)格式轉換、圖像配準、屬性數(shù)據(jù)上圖、要素匹配與編碼等手段，進行數(shù)據(jù)輸入與編輯、構建數(shù)據(jù)庫。

4.2.2 數(shù)據(jù)分析模塊

數(shù)據(jù)分析是GIS的重要組成部分，基于空間數(shù)據(jù)的分析技術，以地球科學原理為依托，通過分析算法，從空間數(shù)據(jù)中獲取有關地理對象的空間位置、空間分布、空間形態(tài)、空間構成、空間演變等信息，其目的在于通過對空間數(shù)據(jù)的深加工，獲取新的地理信息。常用的空間分析算法有數(shù)字地形模型分析算法、空間疊合分析算法、空間鄰近度分析算法等。

4.2.3 數(shù)據(jù)管理模塊

為推進數(shù)據(jù)的統(tǒng)籌統(tǒng)監(jiān)、共建共享，在數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)分析的基礎上，對其進行全生命周期管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。我國土地信息系統(tǒng)的發(fā)展已由檔案管理導向、日常辦公導向發(fā)展為以辦公—決策—服務為導向的綜合、多層次信息系統(tǒng)。結合地理科學專業(yè)發(fā)展特色，根據(jù)管理服務范圍，重要的數(shù)據(jù)管理模塊主要有綜合性土地管理信息系統(tǒng)、農(nóng)村宅基地管理信息系統(tǒng)、土地調(diào)查信息系統(tǒng)等。

4.3 學習路徑創(chuàng)新

為提高數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)管理各模塊的學習效率，依托滁州學院地理信息與旅游學院專業(yè)建設和平臺建設優(yōu)勢，《土地信息系統(tǒng)》實驗課程學習創(chuàng)新路徑主要有以下幾種：信息中心機房實操、重點實驗室平臺共享、教學科研互動、各類大賽參與、畢業(yè)論文設計等。

4.3.1 信息中心機房實操

滁州學院地理信息與旅游學院在地信樓、土木樓擁有11 000 m2的實驗場地，建有多個空間數(shù)據(jù)采集、應用技能訓練等專業(yè)教學實驗室13個，學生實驗機房4 個，軟硬件設備齊全，且擁有大量基礎實驗數(shù)據(jù)，可廣泛開展信息采集、制圖、研究等工作。學生可利用實驗室軟硬件設備和數(shù)據(jù)，開展《土地信息系統(tǒng)》實驗課程學習。

4.3.2 重點實驗室平臺共享

滁州學院地理信息與旅游學院擁有實景三維重點實驗室，下設60 個校內(nèi)實驗分室，建設近10 個研究中心，擁有大容量磁盤陣列、計算刀片、機架式服務器、工程繪圖儀、無人機平臺、全站儀、GNSS、多核計算機、ArcGIS、Cass 等教學軟硬件設備，教學科研條件在全省處于領先水平。承接增減掛鉤、宅基地調(diào)查、宅基地房地一體管理、管線管理等數(shù)據(jù)平臺構建項目。學生可依托此平臺完成課程內(nèi)容的學習。

4.3.3 教學科研互動

將教學與科研相結合，有計劃地組織學生參與科研項目中，任課教師在堅持搞好《土地信息系統(tǒng)》實驗課程教學的同時，還承擔和參與了大量的土地信息技術科研實踐，包括基于多智能體的農(nóng)村土地利用布局優(yōu)化研究、村鎮(zhèn)土地承載力評價等多項國家重點研發(fā)專項、國家自然科學基金等縱向科研項目，此外還承擔了耕地占補平衡指標交易國家統(tǒng)籌、全域土地綜合整治等多項橫向項目，為實驗課程教學提供了大量的案例和實驗數(shù)據(jù)。學生可以參與到感興趣的課題中，鍛煉自己數(shù)據(jù)收集處理、數(shù)據(jù)分析等能力。

4.3.4 各類大賽參與

地理科學專業(yè)學生依托專業(yè)優(yōu)勢，可參加全國高校GIS技能大賽、中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”安徽省大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽、安徽省大學生GIS 技能大賽、滁州學院大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃書設計大賽等相關賽事。這些賽事是促進大學生參與科研、學以致用的重要手段，參賽作品需自選題目、自行設計實施方案。學生可組隊參賽，讓其認識到“工欲善其事，必先利其器”，樹立科研先導意識；通過實施方案設計可鍛煉學生學以致用、理論聯(lián)系實際的能力。

4.3.5 畢業(yè)論文設計

畢業(yè)設計是大學本科四年中最大規(guī)模的一次綜合考查，也是走上工作崗位前的最后一次技術練兵。學生全面、靈活運用所學專業(yè)知識，面向實際應用，探索技術方法，達到分析問題和解決問題的目的。畢業(yè)論文的選題一般都是超越書本的知識，最大限度反映學科的發(fā)展前沿，或重點鉆研學科領域內(nèi)某一方向，學生可在老師指導下自主選題。根據(jù)滁州學院地理科學專業(yè)學生培養(yǎng)方案（2020版），《土地信息系統(tǒng)》實驗課程為大四上學期開設，正值畢業(yè)論文選題階段。學生可參考實驗課程學習目標和學習內(nèi)容，選取研究內(nèi)容和研究方法，設定技術方案，初步掌握獨立解決專業(yè)內(nèi)的科學和技術問題。

5 結果與結論

本文嘗試將OBE教育理念應用到土地信息系統(tǒng)實驗課程教學中，采用調(diào)查與訪談法對該實驗課程教學現(xiàn)狀以及課程內(nèi)外部的需求進行分析，構建適用于地理科學專業(yè)土地信息系統(tǒng)實驗課程改革模式。研究結果如下：

1）通過設計問卷，對以往任課教師和地科18 級學生的調(diào)查走訪發(fā)現(xiàn)，土地信息系統(tǒng)實驗課程教學過程中存在課程前導知識欠缺、實驗教學內(nèi)容仍需調(diào)整、實驗教學設施有待建設等問題。

2）通過對地理科學專業(yè)教師和學生的調(diào)查，綜合理論和技術的土地信息系統(tǒng)實驗課程，是現(xiàn)有培養(yǎng)體系的需求，且可以滿足學生個人發(fā)展；創(chuàng)新的土地信息系統(tǒng)實驗課程改革模式，也是行業(yè)發(fā)展和社會實踐應用的需求。

3）為滿足培養(yǎng)方案、學生個人發(fā)展以及社會實踐的需求，遵循OBE理念，按照“學習目標設定—學習內(nèi)容重構—學習途徑創(chuàng)新”的思路，以學生的預期學習成果為起點，通過設定學習目標、重構學習內(nèi)容、創(chuàng)新學習路徑，構建了地理科學專業(yè)土地信息系統(tǒng)實驗課程改革模式。

研究結果對提高教學質量、增強學生應用知識能力、實踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要意義。