微课知识结构和教学模式设计
——以地理信息系统应用课程为例

宋洁华， 王 平， 李少伟， 马春梅

（1.海南师范大学地理与环境科学学院，海口571158；2.广东交通职业技术学院智能交通工程技术运用中心，广州510650；3.吉林省长春市第十七中学，长春130021）

0 引 言

“教学知识模块大而难用”是目前教学资源建设的主要问题，随着“移动化”“碎片化”概念的提出，微课应运而生。微课是为支持翻转学习、混合学习、移动学习、碎片化学习等多种新型学习方式，以短小精悍的微型流媒体教学视频为主要载体，针对某个学科典型知识点或特殊教学环节而精心设计开发的一种情景化、趣味性、可视化的数字化学习资源包［1］。目前关于微课的研究大多以中小学或公共基础课程为主［2-10］，针对高等学校专业课程的微课资源比较有限，而且缺乏统一的开发设计标准、良莠不齐；此外，目前的研究偏向于理论阶段，多为探讨微课的概念、意义以及微课技术等方面的内容［11-15］，关于实践型课程的微课知识结构构建和教学设计模式的实证研究相对较少。因此，本文拟以地理信息系统应用这门实践性较强的专业性课程为例，研究该课程的微课知识结构和微课教学模式，以期增强学生的自主学习能力与学习效果，进一步提升教学质量。

1 地理信息系统应用微课知识结构构建

微课具有短小精悍、趣味性较强的特点，并非所有的课程、所有的知识点都适合采用微课进行教学。为了避免微课内容混乱、知识点零散的局面，微课教学内容的选取应根据课程的特点考虑知识点的契合度和适用性，确保课程体系的有效性和完整性。因此，本文提出先构建知识模块再划分知识点逐层递进的树状知识结构体系。首先根据教学内容的特点选择适合进行微课教学的内容，分析相关内容的逻辑关系，将教学内容按照逻辑性划分成多个相互联系又彼此独立的知识模块，并将每个知识模块进一步划分为多个知识点，再对每个知识点设计一个微课，以便在短时间内能够讲解清楚每个知识点。

地理信息系统应用是一门实践性很强的课程，课程的培养目标是使学生在理解理论知识的基础上，能够熟练应用计算机软件进行地理数据采集、处理、存储、管理、分析和显示。根据这个培养目标，将该课程划分为5大知识模块和多个知识点，如图1所示。

图1 地理信息系统应用课程微课知识结构

2 地理信息系统应用课程微课教学模式设计

梅瑞尔［16］首要教学原理认为教授新知识时要注重激活先前知识，并能将知识与实际问题相结合，才能取得更好的学习效果。根据梅瑞尔的首要教学原理，将微课的教学模式设计为4个部分，见表1。

表1 微课教学模式设计

“空间分析”知识模块是地理信息系统应用课程的核心内容，也是操作性比较强的一部分内容。由图1可见，空间分析知识模块可划分为多个知识点，其中“矢量数据叠置分析”知识点是空间分析模块中比较典型的一个知识点。下面以“矢量数据叠置分析”知识点作为典型案例进行微课设计，学习重点是让学生理解点线面（也称多边形）矢量数据叠置分析的原理，并能熟练利用矢量数据叠置分析工具解决实际问题。根据表1的微课教学模式，将“矢量数据叠置分析”知识点的微课教学模式设计为如表2所示。

表2 “矢量数据叠置分析”知识点微课教学模式设计

图2 矢量数据叠置分析知识点设计

本节微课通过以实际问题为主线，以知识点为导向，实践操作与理论知识相辅相成、新旧知识融会贯通的方式进行教学，能够较好地激发学生进行主动思考，极大地提升了学生的学习兴趣，学生普遍反映学习的效果大大提高。通过理论与实践的结合，不再是“死记硬背”被动接受知识，对理论知识点有了更好的理解，而且上机操作也不再是“机械式”跟着老师操作，做到了知其然和知其所以然。该知识点的微课在参加“青年教师教学大赛”中得到了评委的一致好评，授课教师被评为“教学十佳”，课件获得了一等奖的好成绩。同时，该门课的线上课程被评为海南省线上精品课程。

图3 微问题与微知识点相结合

图4 矢量数据叠置分析总结

3 结语

微课设计的关键在知识模式设计，不在“微”，须在保证课程各环节的完整性的基础上突出重点知识“微”特点。地理信息系统应用课程具有较强的理论性、实践性和综合性，知识点多而抽象，需要与不同学科知识相结合。为保证课程知识的完整性和一致性，提出了“先知识模块后知识点”的树状知识结构，使课程知识脉络更加清晰和完整。在理清课程知识结构的基础上，根据微课的特点和设计原则，探讨了微课教学模式设计，提出了“唤醒先验知识、导入新知识——情境创设——理论实践手拉手解决问题——总结与拓展”的实践型课程微课教学模式。采用以理论知识为导向、以实际问题为主线，再将实际问题划分成若干微问题，使每个微问题与微知识点一一对应的方法，既保证了每个知识点的“微”特点，又保证了理论知识与实践操作的结合，构建了相互独立却前后呼应的知识整体。这种微课构建模式能够大大提高学生的学习效果，提升教学质量与教学水平。

但由于本文设计与开发的微课是以实践性较强的课程类为研究对象，微课教学设计模式图还需进一步完善。受时间和条件的限制，尚未进行多轮应用研究，具有一定的局限性。希望后续能开发出质量和水平更高的微课，提高微课的教学效果。