基于“慕課+項目”雙螺旋范式的信息可視化課程體系重構

摘要：信息可視化是一種將復雜數據轉化為易于理解的視覺表達形式的有效工具，在當前形勢下，其重要性日益凸顯。文章聚焦“慕課+項目”雙螺旋模式，探討信息可視化課程體系的構建路徑，力求借助慕課平臺實現靈活、深度的知識傳授，并通過項目驅動方式強化學生實踐應用與創新能力的培養。

關鍵詞：慕課；項目化；信息可視化；課程體系

信息可視化課程因涉及多學科交叉，且知識體系龐雜，對學生理論與實踐能力的要求較高，傳統教學模式難以滿足培養具備數據思維和創新實踐能力的設計人才需求。因此，教師依托“慕課+項目”雙螺旋范式進行重構，有望破解傳統教學難題。此模式融合線上慕課的靈活性與資源的豐富性，便于學生自主掌握基礎知識與前沿技術，同時通過項目實踐深度嵌入理論知識，使學生在解決實際問題中深化理解，提高信息可視化設計與應用能力、團隊協作與創新能力。

一、明確課程目標與項目導向

（一）慕課理論知識與項目需求對接

在構建“慕課+項目”課程體系時，教師要先確保慕課的理論學習目標緊密對接實際項目需求，促使學生將所學知識有效應用于實踐場景。為此，在設計慕課學習目標時，教師應深入剖析信息可視化項目的實際應用場景與行業標準，提煉出涵蓋基礎理論、設計原則、軟件技能、數據分析等多維度的核心知識點，并將其細化為明確、可衡量的學習目標，確保每項理論學習都具有針對性和實用性。教師在介紹各類可視化工具和軟件操作時，課程目標應與實際項目制作流程緊密結合，如圖表類型的選擇應基于項目所需傳達的數據特征和信息層次，進而確保學生通過慕課學習能將理論知識遷移至項目實踐中，真正實現從理論到實踐的有效銜接。

（二）結合項目設定分階段學習目標

為確保學生在信息可視化課程中連續性和漸進性學習，教師需設定與項目進度相匹配的分階段學習目標。這要求教師分析整個項目周期，識別關鍵階段，并為每個階段定制目標和技能要求。在課程的初始階段，教師可以設置目標，如讓學生掌握至少三種數據清洗技術及五種基本的圖表制作方法；在課程的中期階段，教師要將重點轉向深入理解并運用兩種高級的可視化工具或框架，同時引導學生學習如何設計用戶交互界面的原型；在課程的最后階段，教師要引導學生完成一份專業報告，并能夠在公眾面前自信地展示自己的作品。

二、整合慕課內容與項目實踐

（一）慕課章節對應項目模塊知識點

教師在構建“慕課+項目”雙螺旋范式的課程體系中，課程內容的合理規劃與項目實踐的有效對接是實現兩者深度融合的關鍵。因此，教師要將項目整體劃分為若干具有內在邏輯聯系的模塊，如數據獲取與預處理模塊、可視化設計原理模塊、編程實踐模塊、交互設計模塊、綜合應用展示模塊等。然后，每章節慕課內容應圍繞這些模塊的需求定制，確保理論教學能夠及時轉化為實踐操作的具體指導，同時實踐過程中遇到的問題又能回溯到相關的理論章節尋求解答，實現理論教學與實踐操作的互相補充、互相促進，形成穩固的教學融合點。

具體來說，當項目涉及城市空氣質量可視化的案例時，教師可以按以下方式組織慕課內容：在“數據獲取與預處理模塊”對應的章節中，講解環境監測數據來源、清洗及標準化方法；在“可視化設計原理模塊”對應的章節中，介紹顏色映射、空間布局、時間序列分析等適用于空氣質量數據表現的可視化原則；在“編程實踐模塊”對應的章節中，指導學生如何使用數據可視化智能分析工具D3.js或Tableau等，將數據與HTML（超文本標記語言）、?SVG（一種描述二維圖形的語言）、?CSS（層疊樣式表）相結合，?創造出可交互的數據圖表?；在“交互設計模塊”對應的章節中，強調如何增強可視化結果的探索性和動態性；在“綜合應用展示模塊”對應的章節中，引導學生整合上述所學，制作出一套完整的空氣質量時空分布可視化系統，并展示與交流有效成果。這樣，教師通過精準對接的慕課內容與項目實踐，促使學生在理論與實戰之間反復穿梭，達到融會貫通、學以致用的教學效果。

（二）實時更新慕課內容緊跟項目前沿

在信息可視化領域，為了應對技術創新與行業發展的快速變化，教師需保持高敏感度，及時整合最新的研究成果、軟件工具和設計案例到慕課中。

首先，教師要每學期或每學年對理論內容進行全面審查和更新，并通過期末考試和論文中引用新理論的比例，衡量學生對最新理論的掌握程度。其次，教師要每6個月審查一次教程內容，確保所有教學材料反映最新的軟件功能，建立軟件版本更新日志和使用頻率統計表，通過學生作品中使用新工具或新功能的比例，以及相關作業的成績提升情況來衡量成效。接著，教師每個學期評估后應至少更新30%的項目案例，確保案例緊跟行業趨勢，同時定期與企業合作伙伴舉行會議，收集行業需求數據，并在課程中引入相關內容。最后，教師可以通過項目成果和學生在模擬實際工作場景下的表現來評估其解決實際問題的能力，創建評分卡以記錄學生在各個實際場景中的表現，并基于項目評審的結果和學生自我評估報告作為成效指標。

這些措施可以確保信息可視化課程不僅教授基礎理論知識，還培養學生的實踐技能，使他們能夠適應不斷變化的行業需求。這樣的動態課程更新機制有助于提高學生的就業競爭力和對未來技術發展的適應性。

三、創新翻轉課堂混合式教學模式

雙螺旋教學范式結合線上慕課預習與線下項目實訓，增強教學效果。在線上慕課預習階段，教師指導學生觀看至少20小時的視頻教程并完成3套練習題。學生的進度通過預習時間和完成的練習量來追蹤，成效則以自測和自我評估來衡量。這種模式可以促使學生在自主學習過程中掌握信息可視化的基本概念、數據處理技術和可視化設計原則。在線下項目實訓階段，教師引導學生參與討論、完成小組作業和實驗。學生的參與度由討論次數和提交作業的情況來評估，問題解決能力則通過同行和教師的評價來確定。通過這些互動環節，學生能夠將在線上學到的理論知識應用到實踐中，加深理解并增強技能。

以“城市交通擁堵狀況可視化分析”項目為例，教師要求學生先通過慕課學習數據收集、數據清洗、可視化設計原則等基礎知識，并掌握地理信息軟件ArcGIS、Tableau等的操作技能，用于收集、組織、管理、分析、交流和發布地理信息。在隨后的線下研討中，教師引導學生分析特定時間段的城市交通數據，探討如何通過可視化手段揭示交通擁堵的時空規律，以及如何運用色彩、形狀、大小等視覺變量優化設計方案。比如，學生在Tableau等軟件中實際操作，運用所學的可視化設計原則，將靜態數據轉化為生動形象的地圖、圖表等可視化形式，展現城市交通擁堵的時空演變特征。接著，教師引導學生分組合作，深入探究實訓項目難點。比如，在探索如何通過交互設計增強可視化作品的功能性和用戶體驗時，學生可以添加滑動條控制時間軸以觀察不同時段的交通狀況，或者設計縮放功能以查看不同區域的細節信息。最后，學生以小組為單位提交一份包含完整數據處理流程、可視化設計邏輯、交互功能演示的城市交通擁堵狀況可視化分析報告，并在班級展示中相互學習，進一步提高信息可視化設計與分析能力。通過這種線上線下融合、理論實踐并重的雙螺旋教學模式，學生不僅可以掌握信息可視化的核心技能，還可以鍛煉團隊協作與問題解決能力，為未來在復雜現實問題中應用信息可視化技術打下堅實的基礎。

四、推動“學、練、賽”聯動學習

為了進一步強化基于“慕課+項目”雙螺旋范式的信息可視化課程體系，教師應積極構建“學、練、賽”一體化的學習模式。這種模式旨在建立一個閉環的教學鏈條，其中慕課自由學習為基礎，課堂集中練習為核心，項目競賽為驅動力，以此全面提高學生在信息可視化領域的自主學習能力、實踐操作能力和創新競技水平。

在“學”的階段，教師應鼓勵學生利用在線慕課平臺，自主規劃學習時間和進度，探索信息可視化的基本理論、設計原則，以及相關的軟件操作技巧。通過這種方式，學生可以根據個人興趣和發展需求定制個性化的學習路徑，增強主動性和積極性。

在線下課堂的集中練習環節，教師需結合慕課內容進行深入講解與擴展，并指導學生將理論知識轉化為實際操作技能。為此，教師可以設計具有針對性的項目實訓作業，讓學生在實踐中加深理解并逐步提高信息可視化的設計能力。此外，課堂是促進學生之間交流與合作的重要場所，教師可以通過組織小組討論和協作任務，幫助學生分享學習心得，共同解決技術難題。

在“賽”的環節，學校和教師應定期組織項目設計競賽，鼓勵學生將所學知識應用于具體項目中。教師通過競賽的形式，不僅能檢驗學生的綜合實踐能力，還能為學生提供一個展示才華、交流創意的平臺。這種“以賽促學、以賽促練”的機制有助于激發學生的創新思維和實踐應用能力，形成持續進步的良性循環。

五、構建綜合評價體系衡量慕課與項目成果

在“慕課+項目”雙螺旋范式下，信息可視化課程體系重構特別重視構建綜合、多元的評價體系，以全lj7AyRWxa6IYcDxuD+bM+Fl98sbFLP6/nIMsQNtKZrQ=面衡量線上慕課學習成效與項目實踐成果，并據此動態優化課程內容，確保教學過程與實際需求緊密結合。

首先，在線上慕課的基礎評價環節，教師可以采用多種方式檢測學生的學習成效。這包括但不限于客觀題測試、主觀題討論、在線作業與課程測驗等，用以評估學生對信息可視化基礎理論、設計原則、軟件技能等知識的掌握程度。慕課平臺自動記錄的學習軌跡可以幫助教師實時監控學生的學習情況，并針對普遍存在的薄弱環節進行有針對性的教學改進。

其次，對于項目實踐部分，教師應構建一套全面的過程形成性評價體系。該體系不僅要評估項目的最終成果——可視化設計作品，還要重視學生在整個項目實施過程中的參與度、問題解決能力、團隊協作精神、創新思維等方面的表現。通過項目計劃書的編寫、階段性進展報告、同行評審、師生互動研討等形式，教師可以對學生在項目執行中的各項能力進行全面、客觀、公正的評價。通過對學生在項目實踐中反映出的知識盲點、技能短板、興趣焦點進行深入分析，教師可以適時調整和完善慕課的教學內容、教學方法、教學資源，以實現慕課與項目之間的雙向互動、協同發展。為了衡量這種新型教育模式的有效性，教師需要構建一個綜合評價體系來評估學生所取得的學習成果，如表1所示。

該綜合評價體系旨在全面衡量學生的學習成效，有助于教師理解“慕課+項目”雙螺旋范式在信息可視化課程中的應用效果，并據此持續改進。

基于“慕課+項目”雙螺旋范式的信息可視化課程體系，旨在實現線上理論學習與線下實踐操作的深度融合。教師通過實施對接項目設定目標，結合項目模塊整合慕課內容，創新翻轉課堂混合式教學模式，以及構建“學、練、賽”聯動學習機制和綜合評價體系等策略，打破傳統教學壁壘。教師以此為核心制訂的課程體系，不僅順應了信息時代對人才培養的需求，還為培養高素質人才提供了有力支撐。

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基金項目：湖北商貿學院2022年校級教學研究項目“基于‘慕課+項目’雙螺旋范式教學實踐探索——以《信息可視化》課程為例”，項目編號：202226。

（作者單位：湖北商貿學院）