基于慕课背景下的GIS课程教学改革研究

程 辉,唐南奇

（福建农林大学资源与环境学院，福建 福州 350002）

MOOCs（Massive Open Online Courses）是“大规模在线开放课程”的简称，这种新型的教学模式最早起源于美国，秉承“将世界上最优秀的教育资源送达地球最偏远的角落”的理念，一经出现便在互联网上迅速蔓延开来得到了广大兴趣爱好者的积极响应和支持。2011年美国斯坦福大学开设的《人工智能导论》免费课程更是吸引了全球190多个国家16万人同时参与注册学习，随后美国三大MOOCs平台（Udacity、Coursera和edX）相继问世，MOOCs教育在全球风靡成为关注的热点，2012年被美国《纽约时报》命名为“MOOC元年”。MOOCs的出现在中国备受关注，以北京大学、复旦大学、上海交通大学等为代表的国内知名学府也纷纷以各种形式加入MOOCs教育的行列，清华大学则是进一步直接打造本土首个中文慕课平台——“学堂在线”，国内多个MOOCs平台也随后应运而生。慕课依托现代互联网技术为教育手段，并强调以学生为主体的教育价值观，这种信息化时代下全新教育模式的兴起必将对我国高等教育带来巨大的冲击。特别是在地理信息领域的高等教育中，教育者还是习惯秉承传统的教育模式。因此，本文在分析MOOCs教育模式特点的基础上，探讨MOOCs对GIS课程教学改革的启示和推动作用。

一、MOOCs教育模式的特点

1.大规模（Massive）：MOOCs所提供的课程区别于传统高校授课对象的局限性，而是以网络为载体，通过在线学习方式为更多人传授专业知识，在网络接入条件允许的情况下，学习人数是不受限制的。同时由于参与MOOCs的世界名校众多，使得各学科的国际一流在线教育资源也是大规模涌现，能够满足学习者多元化教育的需求。

2.开放性（Open）：MOOCs所提供的课程都是通过现代互联网技术免费面向全世界所有地区的人群，它是一个完全开放的教育资源学习平台，任何人都可以通过互联网免费注册学习自己感兴趣的课程，不区分国籍和种族，不需要任何额外费用，不受时间和空间上的限制。

3.互动性（Interactive）：MOOCs教育模式通过网络在线视频、练习、测试、讨论等多种方式，学生可自主选择学习时间、内容和进度。MOOCs视频一般设置为十几分钟到几十分钟不等的时间长度，能够让学习者就某一专业问题进行反复学习，并且通过视频中内置的习题进行互动，学习者回答正确后方能进入下一阶段的学习，兼顾了学习投入程度和学习效率。同时与视频公开课不同，MOOCs还可以进行师生之间、生生之间的相互交流探讨，互动性强，学习目的性明确，真正做到以学生为主体，教师则更有针对性地辅助学习者解决疑难问题。

二、现阶段GIS课程教学存在的不足

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是空间信息与数字技术专业的一门核心课程，是集计算机科学、信息科学、测绘科学、地理科学等为一体的新兴边缘学科。该课程旨在培养学生利用空间信息化思维方式和技术来解决现实世界当中的地理空间决策问题。正由于课程涉及的知识面广，信息化程度高，学科交叉性强，因此传统的GIS课程教学方式并不能很好地满足该门课程信息化发展的进程，也无法满足当今信息化时代学生多维的学习诉求。现阶段GIS课程教学存在的不足主要表现在以下几个方面：

1.多媒体教学方式单一

现阶段的GIS课程教学虽然已经很少采用黑板演示的方式，而普遍采用教室多媒体演示等手段来加强教学展示的效果，但是该种多媒体教学方式仍然单一，还是注重教师的“教”，而欠缺对学生学习主动性的调动，整堂课仍然是教师灌输式的教学，本质上还是简单地将课本知识转化为PPT上的内容然后全部传授给学生。在该种教学模式下，师生互动性少，学生学习的积极性也欠缺，学生的个性和创造性很难被发掘出来。

2.教学内容与前沿GIS技术发展脱节

随着互联网和计算机软硬件的发展，GIS的发展更新势头迅猛。现阶段的GIS教学在教学内容的更新上与前沿GIS技术的联系存在脱节的现象，特别是在以一些主流GIS软件企业为引领者的GIS变革中，高校教师参与度不够，没有紧密跟随GIS技术潮流，教学内容略显陈旧，无法满足专业学生将来就业与社会实际需求。

3.成绩考核方式单一

GIS课程的成绩考核一般包括平时成绩和期末考试两部分构成。平时成绩一般占到总评成绩的30%左右，主要由几次课后作业构成；期末考试则一般采取闭卷考试的方式，占到总评成绩的70%左右。这种单一的考核方式，对学生在平时学习过程中的激励不够，学生普遍在平时学习中的投入不够，进行课后知识扩展和创新性学习的时间投入更少，而只在期末考试之前进行突击复习。这种单一的成绩考核方式很难达到预期的教学效果，也不利于学生的创新扩展能力的培养。

4.空间思维解决问题的能力薄弱

GIS教学的最终培养目标是使学生具备空间思维能力，以解决复杂的现实地理决策问题。据统计，带有空间属性的信息占到人类日常信息量的80%以上，学生修完GIS课程后，应该能够主动和创造性地利用GIS技术对现实世界进行建模，从空间角度来进行模拟现实的各种问题从而进行分析和决策。然而现阶段的教学模式导致学生的自主动手能力不够，虽然能够熟练操作GIS软件的各项工具，但是如何运用这些基本的GIS工具来解决现实问题的学习迁移能力欠缺，还不具备专业人员的空间思维模式。

三、基于慕课的GIS课程教学改革

MOOCs的兴起为GIS课程改革提供了很好的借鉴和发展方向，GIS教学应该以此为契机，利用好MOOCs这种教学模式。在现阶段传统教学的基础上与MOOCs教学方式相结合，提高学生的学习兴趣，启发学生的创造性。基于MOOCs的GIS课程教学改革主要可以从以下几方面进行：

1.优化学时，进行片段化教学

传统的GIS专业课普遍采取的是90～135分钟的课堂教学，教师必须在课堂上完成教学大纲规定的全部教学内容，一般对应的是课本的一个章节，涉及的知识点较多，大部分学生很难在课堂上能够完全理解和掌握。因此，可以结合MOOCs的教学特点，对学时进行优化，将重要知识点的学时进行精细化切割，MOOCs通常根据知识点的难易程度将学时设置为15～45分钟不等，利用这种方式进行片段化教学，能够提高学生学习的注意力，同时在一个知识点讲解完成后，设置针对该知识点的提问或者小练习和测试，以深化学生对知识点的理解和记忆。

2.增进互动，提高学习主动性

MOOCs强调教学中学生的主体地位，要尽量克服传统教学中灌输式教学的弊端，教师的关注点不应该停留在将所掌握的知识点全部传授出去，而更应该关注如何增加互动启发引导学生进行高效学习。通过MOOCs平台，学生可以将不理解的问题及时提问出来，教师给予有针对性的辅导和解答。同时MOOCs可以建立专门的学习讨论区，可以让师生、生生之间方便互动协作，教师可以从互动中汲取经验改进教学，学生也可以从互动中进一步提高学习的主动性。

3.全程教学，考核多元化

传统GIS教学更注重期末的考试考核，而通过MOOCs平台的建设，可以将教学过程进行全程化跟踪，每章节的课前预习情况、课中的学生讨论参与情况、课后学生对知识点的掌握测试情况、课外的创新实践情况等都可以通过MOOCs平台进行掌握和评价。因此，借助MOOCs对课程考核进行改革，增加全过程各阶段的考核比重，学生只有全程积极参与才能拿到高分，避免了现在很多学生平时不努力而在考前进行突击复习，这样对学生的评价也更为合理客观。

4.组建课外创新小组，注重实践能力养成

GIS课程是一门与实践紧密相结合的课程，学习的最终目的是学生能够学以致用。学生如果只是掌握一些枯燥的原理和理论，而不能与现实世界相联系，慢慢地就会失去学习GIS课程的兴趣和动力。兴趣是最好的老师，可以基于MOOCs平台，将最新发生的一些社会热点问题发布出来，比如城市运动会的路径规划问题，污染物的空间扩散分布问题等，让学生自由组建课外创新小组，对这些现实问题进行研究、空间抽象、建模、分析和决策，并且通过MOOCs平台将完整的解决方案发布共享，供大家讨论并不断进行优化。在这个过程中，逐渐提高了学生学习兴趣和分析解决问题的能力，同时也锻炼了学生空间思维方式的养成。这样培养出来的专业人才才兼具深厚的专业功底和较强的创新实践能力。

MOOCs以其大规模、开放性、互动性等特点，对传统教学方式产生了巨大的挑战，在国外很多知名高校中经过实践并取得了很好的效果。GIS课程教学改革应该牢牢抓住MOOCs带来的机遇顺势而为，充分借鉴MOOCs的优势改进传统教学中的诸多不足，做到以学生为中心，激发学生学习的主动性，进行多元化考核，注重实践创新环节，使学生养成良好的空间思维方式解决现实世界问题的能力。相信随着GIS课程改革的深入开展，培养的GIS专业人才一定能够快速适应当今信息化时代的需求。

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