农林院校地理信息科学专业本科教学模式改革设计

　　王琤常庆瑞田霄鸿张青峰

　　(西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌 712100)

　　关键词：地理信息科学;教学模式改革;多媒体教学;翻转课堂;教学模式设计

　　基金项目：西北农林科技大学教学改革研究培育项目(项目编号：JY1504036)

　　地理信息科学是近年发展起来的集计算机、应用数学、地图制图、空间分析等于一身的边缘学科和新兴专业。截至2015年，全国几乎所有的农林类院校均开设有该专业，并已建立起能够涵盖学士、硕士、博士的专业人才培养体系[1-3]。然而，经过十多年教育实践的摸索与发展，目前绝大多数农林院校地理信息科学本科专业建设普遍面临着“如何进一步培养出一批基础扎实、动手能力强、综合素质高且具有创新精神和实践能力的应用型人才”这一艰巨任务[4-6]。

　　西北农林科技大学地理信息科学本科专业在农业资源与利用学科基础上于2001年设立并开始招生。通过参照、比较国内外知名农林院校相关学科和专业课程结构，从培养目标、课程体系、教学内容、实践教学等方面进行探索和实践，逐步形成了具有农林院校特色的教学模式[5]。为进一步提高人才培养质量，学校于2014年对包括地理信息科学在内的各专业本科教育培养方案进行了全面修订与实施，在此背景下及时开展人才培养机制改革与专业建设创新将是直接关系该专业建设未来发展的一个关键因素[6]。

　　本文以《地理信息系统原理》课程为例，在介绍目前农林院校地理信息科学专业本科教学模式现状的基础上，分析传统教学模式存在的主要问题，最后对今后该课程的教学模式改革创新进行思考并提出相应的改革设计方案。

　　一、《地理信息系统原理》课程教学的基本情况

　　《地理信息系统原理》主要讲授地理信息系统的基本理论与主要技能，涉及地理信息原理、技术在农林领域的应用范围和发展方向 [7-9]。该课程于1997年率先在西北农业大学资源环境学院土壤农化专业土地资源方向设置，此后，林学、水土保持与沙漠化防止、农业资源与环境等专业也相继开设相关课程，截至目前该课程已成为上述专业非常重要的一门公共学科基础课程，在2014版修订的西北农林科技大学资源环境学院地理信息科学本科专业课程大纲中，本课程共计3.5学分，总学时共计64学时(含16学时实验)，必修/选修本课程人数几乎涉及学院本科所有专业。

　　二、传统教学模式存在的突出问题

　　经过近几年教学实践与总结，我们也发现该课程现有的多媒体教学方法和手段仍存在不少问题和缺陷。

　　首先，在现有课堂上，教师“一对多”上课，由于学生水平参差，群体教学和个体差异的矛盾使教师很难顾及各种水平的学生 [10]。因顾及到学生的平均水平，教师的教学只对约1/3的学生有效，其他2/3的学生要么“吃不饱”，要么“吃不消”，极易形成“上课满堂灌，下课就再见”的局面[11-13]。

　　其次，多媒体教学方式授课类似“放电影”，教师对知识点的讲解往往一闪即过，如果学生学习、记忆、记录的速度跟不上教师知识点传递的速度 [14]。其结果往往表现为：本应用于师生互动、同伴协作和交流的教学课堂，最终被教师一个人占用进行知识传授和灌输，教学效果难以达到预期目标也成为课堂教学普遍存在的主要弊病之一。

　　三、教学模式改革的思考与设计

　　基于上述背景和问题，我们在该课程教学实践中总结认为：针对《地理信息系统原理》课程特点，在现有课程教学应尝试实现以学生为中心，以任务为驱动的教学模式，积极促进传统“以教为主”向新型“以学为主、师生互动”教学模式的转变与革新。

　　依据以上教学目标，我们对该课程教学模式改革的核心思路是：采用“翻转课堂”(Flipped Class Model)这一全新教育教学模式，改变传统课堂教学中以教师为中心的经典教育理念和以班级为对象进行集体教学的教学流程，以便为《地理信息系统原理》课程本科教学课堂授课手段、方法的改革与创新思路提供建议。

　　其中，翻转课堂教学模式的设计尝试分为三个阶段依次进行，即：

　　第一阶段：翻转课堂授课形式的实施方案设计。主要涉及两项内容：(1)教师依据教学大纲要求对授课内容、过程、成果评价的设计;(2)同时，还需要为学生自主学习、课堂研讨提供具体的指导与安排。

　　第二阶段：利用研究前期制作完成的调查、访谈量表，在翻转课堂授课期间、课后、结业考核前、结业考核后分别对任课教师、学生进行教学模式与成效的访问调查，并对收集信息进行整理与可靠性评估。如发现不合格、不完整信息或数据，应及时加以补录和重录。

　　第三阶段：对调查、访谈获得的结果进行整理与分析，从而获得师、生两类主体对翻转课堂教学模式与成效的定性、定量评价结果。

　　我们认为，上述教学模式的改革与尝试主要拟解决两个关键性问题，即：

　　第一，在翻转课堂教学中教师角色应该如何定位。在翻转课堂中，学生成为了学习过程的中心。他们需要通过实际参与活动完成专业知识建构。这就需要教师运用新的教学策略达成这一目的。新的教学策略需要促进学生的学习，但不能干预学生的选择。

　　第二，在翻转课堂教学中教师能力应该如何拓展。在此教学模式下教师教学能力要求不仅表现在如何将所掌握的学科专业知识传授给学生，而更应当强调在此过程中如何通过科学的方式向学生有效传递适合他们的学习技能、创新思想，这正是该教学模式引人瞩目之处。

　　四、结语

　　自2014年美国新媒体联盟(New Media Consortium，NMC)将“翻转课堂”列为当前最令世人瞩目的6项高等教育教学技术之一[15]，近年来已得到国内外越来越多的专家、学者以及教师的关注和认可。我国引入该教学模式后，开展改革试验的学校主要集中在中小学等基础教育领域，但在国内本科、研究生专业课程教学中，有关这一教学方法的研究、实践还有待逐步深入[16]。因此，尝试为《地理信息系统原理》本科课程课堂教学引入“翻转课堂”教学模式具有重要的理论和实践意义。通过引入该教学模式我们希望能够突破传统课堂教学的时空限制，强化学生学习过程中的“吸收内化”，通过师生互动、同伴协作、课堂交流的教学手段增强学生自我掌控专业知识学习进程的基本能力，以便最终为践行西北农林科技大学教育教学综合改革理念提供一条重要途径。

　　参考文献

　　[1]陈涛,常庆瑞,齐雁冰等. 具有农林特色的GIS专业建设实践研究——以西北农林科技大学为例[J]. 中国农业教育,2011, 3(2): 11-13.

　　[2]张青峰, 付金霞, 刘京等. .农林院校GIS类专业课程形成性考核体系的构建与实践——以西北农林科技大学为例[J]. 高等农业教育,2012, 60(4): 60-62.

　　[3]刘京,常庆瑞, 张青峰等.农林院校应用型地理信息系统(GIS)本科人才培养模式研究[J]. 高等农业教育, 2012, 6(4): 50-52.

　　[4]陈永刚,汤孟平, 张茂震等.农林院校GIS专业应用型人才培养的思考与实践——以浙江农林大学为例[J]. 测绘与空间地理信息,2012, 35(4): 10-14.

　　[5]张超,苏伟, 杨建宇等.农林院校地理信息系统专业实践教学体系总体设计初探[J]. 科技创新导报,2009, 3 (5): 11-13.

　　[6]原立峰,马明栋, 张海涛等. GIS专业人才培养模式与课程体系建设研究[J]. 高等理科教育,2010, 89 (1): 15-17.

　　[7]徐萱春.对高校“以学生为主体” 的办学理念的思考[J] .教育探索,2008, (4):18-19.

　　[8]宋丽慧.美国大学生参与高校管理给予的启示[J] .中国大学教学,2007,(4):81 -84.

　　[9]傅国光,张婷婷.构建学生民主参与教学管理平台的实践与探索[J].科技信息,2007,(20): 430-431.

　　[10]张金磊,王颖,张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志,2012,(4):47-50.

　　[11]黄晓霞,盛芝露,和克俭.高校GIS课程教学模式改革初探[J].课程教育研究,2016,(4):222-223.