基于“一元雙核”的項目式實踐教學課程思政探索
——以地理信息系統工程實訓為例

徐源泉,焦 偉,賈艷紅

(廣西師范大學環境與資源學院,廣西桂林,541001)

一、引言

2016年,習近平在全國高校思想政治工作會議上強調“要堅持把立德樹人作為中心環節,把思想政治工作貫穿教育教學全過程,實現全程育人、全方位育人,努力開創我國高等教育事業發展新局面”,為高等教育教學改革指明了方向。[1]與傳統思想政治教育課相比,地理信息科學課程思政是指在地理信息科學(geographic information science,GIS)專業課中適當地融入思政素材,在傳授GIS基礎理論、方法和技能的同時,以潤物細無聲的方式培養學生形成正確的世界觀、人生觀、價值觀。高校教師如何在教學過程中將課程思政與專業知識有機融合起來,將立德樹人作為根本標準,培養復合創新型應用人才,成為當前地理信息科學專業教學改革的研究熱點之一。[2]

課程思政是“三全育人”的核心要素。[3]實踐教學作為GIS專業教學的重要組成部分,對培育學生實踐能力和創新精神、提升學生的GIS基本技能有著不可替代的重要作用。在實踐教學過程中融入優秀的思政案例,不但可以激發學生的學習興趣,培養學生的創新思維,提升學生的理論水平和實踐技能,還能讓學生在實踐中領略中華優秀傳統文化,提升學生的專業自信心和民族自豪感,培養學生的愛國情懷,踐行社會主義核心價值觀。

然而,當前的GIS實踐教學還存在一些問題。首先,教師尋找不到合適的思政案例,或擔憂思政案例與專業知識之間較低的關聯度,會對教學效果產生適得其反的影響,導致實踐教學過程注重專業知識和技能的傳授,缺乏課程思政的融入。其次,在實踐教學中,課程思政的引入方式或內容不足以吸引學生的注意力,無法使學生產生學習興趣。現有的經典教材缺乏新應用、新現象的引入,特別是缺少思政案例的新應用。最后,實踐教學評價仍以實踐報告和論文考查為主,無法體現課程思政的全過程和全方位育人的教學效果。[4]

針對以上問題,本研究以地理信息系統工程實訓專業實踐課為例,從實踐教學思政內容建設、實踐教學過程和實踐教學評價三個方面對實踐教學進行改革,將能充分體現中華優秀傳統文化、地區特色及中國發展成就的思政素材融入實踐教學,在傳授專業知識的同時激發學生的學習主動性,培養學生的家國情懷,提升學生實踐能力,從而提高GIS專業的實踐教學質量,培養復合創新型應用人才。

二、項目式實踐教學模式

實踐課程是理論課程的延伸,其目的是促使學生在理論與實踐相結合的過程中加深對理論知識的理解與運用。[5]項目式教學是實踐教學的主要教學方式之一,是基于問題、任務或項目的學習方法,其強調通過實踐應用知識和技能促進學生的學習。[6]在項目式教學中,學生分組合作,在教師的指導下設計和完成項目,以提高參與度和動手能力,并更深入地理解所學的知識。項目以現實生活中案例為依據,通常是開放式且不斷迭代的,需要學生主動發現問題、思考問題并嘗試不同的解決方案。因此,項目式教學可以培養學生的創造力和解決問題的能力,幫助學生將理論知識與現實場景結合起來,讓學生從被動式學習轉變成主動式學習,形成批判性思維。[7]

對地理信息科學而言,項目式教學不僅可以幫助學生更好地理解與掌握地理信息科學的理論、方法和技術,而且有利于課程思政在教學過程中的深度滲透與融合。本研究的項目式實踐教學課程思政設計思路如圖1所示。圍繞“一元雙核”的教學目標,通過設計復雜的項目任務作為教學內容,要求學生以團隊合作的形式在規定的時間內完成項目,并進行教學評價。GIS實踐項目通常涉及眾多領域,包括環境保護、人文歷史和資源管理等,要求學生學習、掌握專業基礎課程知識,通過團隊合作的形式,從實踐中深入體驗各種問題的復雜性和相互關聯性,不斷探索新的解決方案、新的方法和新的工具,從而更好地解決問題。此外,項目內容融合思政要素可以培養學生敢為人先和堅韌不拔的精神,幫助學生樹立正確的人生觀和價值觀,厚植愛國主義信念,從而落實“三全育人”。

圖1 “一元雙核”項目式實踐課程思政教學設計思路

作為融合地球科學、空間科學和信息科學的應用基礎學科,GIS專業包含諸多實踐課程,其中地理信息系統工程實訓是大三下學期的專業核心實踐課。地理信息系統工程實訓是學生在學習完地理信息系統、遙感概論、地理空間數據庫、相關編程語言和地理信息系統設計與開發等GIS核心基礎理論知識后開設的引導學生利用所學的基礎理論知識解決實際問題的實踐課程,是地理信息科學理論課程的一個必要補充。該課程以對空間規劃、災害預防、資源管理、地理學習、社會經濟、氣象預報、環境保護、海洋研究、農業管理、地質研究、交通運輸管理等的分析和地理信息服務為應用背景,旨在解決地理空間數據的采集、存儲、管理、分析、挖掘、建模和可視化等問題,并進一步為相關單位和管理部門提供輔助決策支持。因此,選用該課程進行課程思政改革能夠體現地理信息科學專業人才培養的特殊性和必要性。

三、實施

(一)思政元素設計

“一元雙核”項目式地理信息系統工程實訓課程思政教學設計以《高等學校課程思政建設指導綱要》為課程思政改革的指導原則[8],結合地理信息科學專業培養方案和課程思政的要求,圍繞“一元雙核”的教學目標和教學內容,從身邊小事、國家時事和民族大事中選取了三個思政案例進行項目式實踐教學。具體設計如表1所示。

表1 項目式實踐教學思政設計案例

1.樹立學生的尊師重德、敬業樂群人生觀和價值觀,鑄造良好的行為習慣

2022年是廣西師范大學建校90周年,在校慶之際,本課程設計了名為“廣西師范大學的歷史變革路線圖”的實踐項目,旨在通過地理信息系統技術,展示學校90年來與國家、民族共同發展的歷程和輝煌成就。主要實踐內容如下:學生參觀校史館,并聽取教師講解學校的創辦歷史和校訓精神;學生以團隊的形式收集校史資料和地圖資料,并整理成電子文檔;學生利用ArcGIS軟件制作專題地圖,并標注出學校曾經遷徙過的地點、時間、原因等信息;學生以專題地圖為基礎,講述廣西師范大學的歷史變革史,并突出學校師生尊師重德、敬業樂群的精神風貌。

該項目旨在讓學生在實踐中回顧學校90年風雨歷程,領略廣西師范大學師生尊師重德、敬業樂群、勇于奉獻、自強不息的精神風貌。同時,期望學生了解GIS技術在可視化表達歷史變革方面的應用價值和優勢,鍛煉學生運用專業技能解決實際問題的能力,并在此過程中培養學生對國家、民族的歸屬感和榮譽感,為學生樹立尊師重德、敬業樂群的人生觀和價值觀,鑄造良好的行為習慣。

2.堅定學生對中國特色社會主義的道路和制度自信,增強開拓創新的職業品格

為確保貧困地區和貧困人口與全國一道進入全面小康社會,以習近平同志為核心的黨中央采取了一系列有力有效的措施,動員全黨全國全社會力量,開展精準扶貧,實現了第一個百年奮斗目標。在此之際,本課程設計了名為“精準扶貧時空演示系統”的實踐項目,旨在通過GIS技術,展示我國精準扶貧以來各貧困地區的經濟增長和脫貧過程。主要實踐內容如下:課外查找精準扶貧期間各貧困地區的夜光遙感數據和經濟數據等各類數據,并整理成報告;設計并開發“精準扶貧時空演示系統”,包括地圖數據加載、空間數據統計分析和時序變化展示等功能;測試并評估“精準扶貧時空演示系統”的性能和效果,提出改進意見;撰寫項目總結報告,展示成果。

該項目旨在讓學生在實踐的過程中深刻地認識到GIS技術在國家大事中的創造力和重要性,提高學生對GIS專業知識點和技能點的掌握程度與應用水平。同時,期望學生通過對比分析精準扶貧前后各地區的夜光影像數據,領略到中國特色社會主義制度優越性及在增進人民群眾福祉方面所取得的顯著成就,以此堅定學生的中國特色社會主義道路自信、理論自信、制度自信、文化自信,讓學生在新時代為祖國建設貢獻力量。

3.厚植學生的愛國主義信念,弘揚不怕犧牲的奉獻精神

湘江戰役是中國共產黨領導的中央紅軍在長征途中,與國民黨反動派進行的一場生死決戰,是中央紅軍突圍以來最壯烈也是最關鍵的一仗。湘江戰役作為發生在廣西的重大事件,是廣西人民參與革命斗爭、支持紅軍長征的重要歷史見證。因此,本課程設計了名為“湘江戰役紅軍路線地形特征分析”的實踐項目,旨在通過地理信息系統技術,探究湘江戰役的地理背景和影響因素。主要實踐內容如下:學生課外查找湘江戰役的背景和過程資料,并整理成報告;學生收集相關區域的遙感影像圖和地形圖,并標注出紅軍和國民黨反動派的行軍路線;學生利用ArcGIS軟件繪制湘江戰役專題地圖,并添加適當的符號、比例尺、指北針等要素;學生利用空間分析方法對湘江戰役中紅軍所遇到的艱難險阻進行分析,并結合歷史資料說明其原因和影響;撰寫項目總結報告,展示成果。

該項目旨在讓學生在實踐的過程中深刻地認識到,我黨領導下的紅軍為突破封鎖線、粉碎敵軍殲滅紅軍于湘江以東的企圖做出的卓越的戰略部署和英勇犧牲。同時,期望學生掌握GIS技術在歷史研究中的應用方法和價值,提高學生對地理信息系統理論與方法、地圖學等知識點的理解和運用能力,并在過程中激發學生愛國主義情懷,弘揚不怕犧牲、甘于奉獻、堅持信念、勇于創新、敢于勝利等革命精神。

(二)項目式教學的實施過程

傳統的實踐教學模式大多是學生按照教師編寫的實習指導書進行機械式學習,這種教學模式雖然在一定程度上可以提升學生的專業技能、夯實理論基礎,但無法調動學生的學習主動性和創新性。為突破這一局限,項目式地理信息科學實踐教學模式以貫徹立德樹人的思政理念、突出創新精神和實踐能力的“一元雙核”教學為目標,對實踐教學的實施過程進行了改革。

1.項目主題和內容的制定

改革后的項目式教學專注于實現立德樹人與地理信息系統工程的應用緊密結合。以“廣西師范大學歷史變革路線圖”項目為例,項目不僅強調GIS技術技能的培養,還著力于通過回溯學校與國家的共同成長歷程,培育學生的愛國情懷和尊師重德的品質。在“精準扶貧時空演示系統”項目中,學生深入研究我國的扶貧政策及其成效,從而加深對中國特色社會主義道路的理解和認同。“湘江戰役紅軍路線地形特征分析”項目使學生通過對歷史事件的研究,深刻領悟革命先烈的奉獻精神。這些項目的設計不僅促進了學生的專業知識和技能提升,還在實踐操作中讓學生體會到了社會主義核心價值觀的深厚內涵,從而進一步增強了學生的社會責任感和愛國情感。

2.項目設計與開發

項目設計與開發階段是實踐教學的關鍵。在此階段,教師指導學生分組進行項目開發,引導并鼓勵學生應用新的技術和新的數據。例如,在“廣西師范大學歷史變革路線圖”項目中,學生團隊負責搜集歷史資料、地圖信息,并運用GIS技術制作專題地圖。在此過程中,學生不僅掌握了如何運用專業技術解決實際問題,還在團隊合作中鍛煉了溝通與協調能力。在“精準扶貧時空演示系統”項目中,學生通過分析夜光遙感數據和經濟數據,深入理解精準扶貧政策的實施效果。這不僅提升了他們的數據分析能力,還增強了他們對社會主義制度優越性的認識。在“湘江戰役紅軍路線地形特征分析”項目中,學生通過GIS技術分析紅軍的行軍路線,深刻理解了歷史事件的地理背景,進而激發愛國情懷。這些項目的設計與開發過程不僅加強了學生的實踐能力,而且在實際操作中以潤物細無聲的方式實現了課程思政的教學目標。

3.項目總結與展示

項目總結與展示階段是實踐教學的收官環節。在此階段,各小組需要對自己的項目成果進行總結,并制作項目海報在班級、學校層面進行展示,評選優秀的項目成果參加相關學科競賽。例如,在“廣西師范大學歷史變革路線圖”項目的展示中,學生不僅展現了他們的GIS作品,還圍繞尊師重德、敬業樂群的主題進行了深入的討論,有效加深了其他同學對這些價值觀的理解和認同。在“精準扶貧時空演示系統”的展示中,學生通過對比分析數據,直觀展現了精準扶貧政策的成效,增強了其他同學對中國特色社會主義制度的信心。在“湘江戰役紅軍路線地形特征分析”的展示中,學生結合GIS分析和歷史資料,讓其他同學更加深刻地理解了歷史事件的重要性。通過這些展示,學生不僅提升了自己的表達和溝通能力,還加深了對所學專業知識的理解,展現了他們的創新精神和實踐能力,同時強化了他們的社會責任感和創新意識。

(三)項目式教學的評價方案

傳統的實踐課程教學評價方案主要以項目論文的方式考核,忽視了學生個人素養的培養,且評價方式單一,不能全面反映學生在實踐課程中的表現。為解決這些問題,本研究設計了如表2所示的實踐課程評價方案,以確保項目式實踐課程的教學效果得到充分發揮。

表2 項目式實踐課程的評價方案

如表2所示,學生的團隊合作占10分。項目式教學是以團隊合作為基礎的教學方法,學生通過分工合作完成相關實踐內容。該項主要考核學生的組織能力、溝通能力和項目管理能力。項目的資料收集與整理占20分。學生在收集相關資料和數據的過程中,會主動了解相關背景知識。該項主要考核資料收集的完整性和可靠性。項目的成果報告占40分。學生在完成項目后,從項目的需求分析、總體設計、詳細設計和界面設計等方面撰寫總結報告。該項主要考核學生在解決問題時所用到的理論和方法的嚴謹性,項目實施過程中的創新性和完成度。最終的成果匯報占30分。學生在匯報過程中的語言表達能力、匯報內容的完整性和價值導向、項目完成后所獲得的經驗與教訓等均納入考核。

四、結語

本研究以GIS專業實踐課程地理信息系統工程實訓為例,探索“一元雙核”的項目式實踐教學課程思政改革。通過從身邊小事、國家時事和民族大事選取項目案例,深入挖掘實踐課程知識點的思政元素,實現實踐教學內容和教學評價方法的全過程思政要素融合,提升學生的創新能力和實踐能力。經過一年的教學改革實驗,學生對課程內容的學習興趣和開發能力有了顯著的提升,能夠主動發現問題和思考問題,并利用地理信息技術去解決實際生活中的問題。部分學生的項目成果在多個校級、區級和國家級學科競賽中獲獎。實踐表明,“一元雙核”的項目式實踐教學課程思政改革取得了較好的教學效果,為地理信息科學其他實踐課程的思政教育提供了有益的經驗和啟示。