网络地理信息系统开发课程的分级教学模式研究

张帆

摘要： 网络地理信息系统为大学地理信息相关专业的核心课程，课程的教学目标为培养学生基于网络平台的地理信息系统二次开发能力。传统的课堂教学和上机实验结合的教学模式，无法满足学生多样化、个性化学习的需求，整体教学效果不好。本文提出了一种同堂分级的教学模式，较为详细的研究了该教学模式的机理及实现过程，并分析了其教学效果。

关键词： 网络地理信息系统；大学本科教学；分级教学模式

20世纪90年代以来，随着计算机技术、信息技术与传统地理学科的结合日益紧密，我国众多高校先后开设了地理信息科学本科专业，以及围绕着该专业所设置的一系列专业课程。与传统的地理学科相比，地理信息学科更加注重以计算机为载体的信息化方法，在生产实践中的应用。这也要求我们在大学本科的教学环节中，不仅要教授相关的理论知识，也要注重学生应用技能的掌握与提升。计算机程序设计作为地理信息类专业的必修课程，为地理信息系统二次开发、地理信息系统在行业中的拓展奠定了基础。另一方面，近年来互联网的应用与普及，在地理信息应用领域，也延伸出了网络地理信息系统，并逐步显示出其强大的应用潜质。因此，在我国开设地理信息类学科本科教育的高等院校，网络地理信息系统逐渐成为一门重要的专业核心课程。

1.研究背景

高等院校开设的网络地理信息系统开发类课程往往采用传统的教学模式：教师课堂教学与机房上机教学相结合混合教学模式。教师在课堂传授开发课程相关的知识，讲解重难点；与此同时，配套一定的课时量在机房教学，学生根据上机课程安排，完成教师布置的程序开发任务，教师则辅导遇到困难的学生。

这种教学模式最大的问题在于：

1）通常作为专业必修课的网络地理信息系统开发类课程，地理信息、遥感、测绘、制图等各个专业方向均要开设，而每个专业方向对编程能力的要求并不一致，导致教师无法对同堂教学的不同专业方向的学生指定合适的教学计划，满足所有學生；

2）学生自身学习能力与学习兴趣存在较大差异，同堂教学及单独上机辅导的方式，教学效率较低，效果不好；

3）学生在机房上机，经常出现部分同学在较短时间内完成了上机任务，而另一部分学生则在上机时间段内，全程无法完成；整体教学方式无法根据学生的水平、能力、学习需求，灵活调整；

另一方面，在我国高等院校的英语教学中，已采用了分级、分班的教学方法，取得了较好的教学效果。本论文也将采用分级的概念，探讨同班同堂教学中，分级教学的模式及实施方案。

2.网络地理信息系统开发课程的分级教学模式

本文所研究的网络地理信息系统开发课程的分级教学模式分为三部分，以下将分别展开探讨。

2.1同课堂分级分组的一体化教学模式

地理信息类开发课程，传统的教学方式以课堂教学和机房教学结合的方式开展。为适应学生多样化的需求，尽可能的提高有限的教学时间内的教学效果，可将“课堂+机房”的教学环境，转移至集多媒体、教师机、学生机于一体的现代化多功能教学机房。在多功能教学机房中，由于每个学生都配备有相应的学习电脑，因此可以根据教师讲授的内容，实时编程实现，加深多核心知识点的理解，同时提高学生的动手实践能力。

同时，在多功能教学机房中，可将学生按照专业方向、学习兴趣或前期知识的掌握情况，将学生分为不同的学习小组。在教学开始前，教师需按照小组个数，制定多套片段化教学内容，以满足不同小组的学习需求；在教学中，教师可将教学内容及板书投影到对应的学习小组的学生机客户端，该组学生将当堂实时的接受教师的教学安排；与此同时，不属于该小组学习时段的其它小组，将根据教师提前安排的上机内容，独自完成相应的编程作业，而不需要同步教师的教学进度；当该小组的教学任务完成后，将转换其它小组学习，该小组则转变为做作业的小组。以此类推，各个小组交替接收教师的片段化教学内容，这种方式有两个显著优势：

1）教师可以根据学生的学习情况，灵活安排教学计划，最大化的提高教学效果；

2）学生可以接收较为个性化的学习内容，而不需为了全班同步，而反复接收已学会的知识点，或跟不上教学进度。

2.2以兴趣驱动的分级教学

如前所述，在多功能教学机房中，便于实现同班级分级分组的新教学模式。在这个教学模式中，不同的学生小组将交替听课和编程实验。由于有多个学生小组的存在（为保证教学效果，以3个左右小组为宜），学生课堂学习的大部分时间均为上机编程实验，这也和课程的教学目标——培养学生动手实践能力相符合。另一方面，为了进一步优化占大部分课堂时间的学生实验环节，可对学生的实验内容做相应的调整。

结合网络地理信息开发类课程的特点，可针对同一知识点，设计不同的实验题目。学生可根据教师针对每个知识点设计的实验题库，从中选择自己感兴趣的题目，编制程序，完成上机实验。题目的设计应尽量涵盖不同的专业方向类别，如围绕某知识点，可设计制图类功能、遥感图像处理功能、地理空间分析等不同类别的题目，在贴合学生的专业方向的同时，也满足学生个性化选择的需求，提高学生学习兴趣。

2.3以任务为驱动的分组教学

网络地理信息开发类课程的核心教学目标，是培养学生独自完成网络地理信息系统软件的二次开发。因此，对学生上机编程能力的考核，是课程的考核重点。在传统的教学模式中，此类课程的考核以试卷必考和课程设计考查为主。结合本文所讨论的分级教学模式，课程设计考查更为合理。同时，由于学生再平时的课程学习中，采用的是如前所述的交替、分级学习方式，教学活动的开展是以小组为单位。基于此，以小组为单位设置课程设计题目，并以此驱动学生平时的学习与实验。

这种以任务为驱动的分级教学模式的优势主要体现在：

1）不同小组根据学习内容的差异，便于针对性的设计课程设计题目；

2）以任务为驱动的考核方式，同时也将以任务为学习目标，至始至终贯穿于学生平时课堂学习中，使学生学习的目的性较强，并能随时将学习的知识点运用于实践；

3）以小组的模式构建课程设计任务，能够有效的培养学生团队协作能力，以团队实现的课程设计，和以个人实现的功能模块相结合的方式实现对学生的课程考核。

3.结语

我院学生在大三上学期开设网络地理信息系统的开发课程。本文所研究的分级教学模式，已在两届本科教学班级内尝试。通过对学生考核成绩的分析，以及课程结束后对学生的调查，结果显示：采用本文所研究的分级教学模式，能够有效的提升学生的学习兴趣，相对于类似课程的传统教学模式，具有较为明显的优势。

在后续的教学实践中，将继续研究并优化分级教学模式在网络地理信息系统开发类课程中的运用，并以此为基础，拓展到地理信息科学其它专业开发课程的教学中。

参考文献：

[1]王培. 混合式教学模式在“线性代数”课堂的实践[J]. 教育观察， 2017， 06（23）： 110-111.

[2]欧小艳， 刘也玲. 国内外分级教学研究文献综述[J]. 赤峰学院学报（自然科学版）， 2017， 33（10）： 223-224.