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【內容摘要】地理信息系統是空間信息與數字技術專業的核心專業課程，具有實踐性強的特點，本文從教學策略與模式、課堂教學資源、啟發式授課方式、考核機制、教學效果等方面闡釋了地理信息系統線上實踐教學探索，為今后采用多種形式的授課方式提供了有益的參考。

【關鍵詞】地理信息系統;線上教學;教學模式;實踐教學

2020年春季，受疫情影響，地理信息系統(GIS)課程全面啟動了網上授課模式，對理論教學和實踐教學提出了新的挑戰和機遇［1］。結合多年的實踐探索經驗及空間信息新技術和新應用，特別是在新工科、智能化、大數據背景下，以專業人才培養需具備工程基礎、應用能力為目標，將本專業先進的知識融入前沿應用領域，探索地理信息系統線上教學策略與模式。

一、教學策略與模式

地理信息系統是一門技術和實踐性強的課程，對于學生熟練掌握GIS基本技能操作，構建GIS技術系統知識體系，解決實際工程問題至關重要

。以往的實踐教學主要是以教師為中心面對面進行課堂基本理論授課，然后在實驗室通過步驟操作進行實踐，訓練學生掌握GIS數據的生成，空間數據的處理，地理信息系統數據庫設計與管理等能力［2～4］。而在線上教學中，教師采用以學為主的教學模式，理論知識與實踐實驗相結合的教學內容，結果評價和過程評價相結合的教學評價方式。形成了GIS課程混合實踐教學新模式，如圖1所示。

二、課堂教學

(一)教學資源與學習支持。在線上教學過程中基于教務平臺進行課程建設。上傳課程大綱、章節課件、作業、電子版教材等資源，及時在平臺相關通知。通過建立學習討論區，增強師生之間、學生之間的交流互動，以便于及時了解學生的學習狀態，進而調整教學內容，完善課程信息化建設及管理。通過教務平臺和建立的班級QQ群進行疑難解答，根據學生反饋的問題，更新相關知識點的釋疑。通過課堂教學實踐和各授課平臺的逐步完善，最后選用騰訊課堂進行基本理論知識授課，采用騰訊會議進行現場指導和答辯，實現板書、視頻與PPT有機結合，確保了線上授課與線下教學相當的教學質量，獲得了良好教學效果。(二)專業課程與思政育人緊密結合。線上教學期間，以課程改革為平臺，將專業教育與思政育人緊密結合［5］，通過開展“課前和課間思政”，不僅讓學生對自己專業的應用前景有更深入了解，更關鍵的是能夠幫助學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀，提高學生的社會使命感和主人翁意識。在第一次課堂教學時，提出了兩個問題:誰是疫情期間最可愛的人?在當前的“病毒”疫情下，GIS技術能做什么?學生踴躍發言，課堂上給出了多種可行方案。更可喜的是學生在課后通過查閱資料，從GIS為疫情指揮決策提供綜合信息平臺，為疫情管理快速制出疫情時空分布圖、疫情趨勢發展圖表及重點地區疫情圖、風險圖等，為疫情信息可視化展示，疫情監測與追蹤，疫情影響因素分析等方面給出了更為詳細的方案，為后期實踐學習奠定了良好的基礎［6～7］。通過結合專業知識和疫情形勢，分析GIS技術發展的國情，引導學生認識和把握時代特征，將思政元素融入GIS專業實踐課堂，讓學生從個人出發做好GIS學習規劃，激發了學生上課的積極性和學習能動性。從而推動GIS專業知識教學與思想政治教育緊密結合、增強新時代青年的國情意識和社會責任感。(三)啟發式教學案例。GIS是一門實踐性很強的核心專業課［8～10］，因此對于GIS課程教學而言，需將實際操作和實踐能力提升貫穿于整個教學過程中。在線上教學時，基于GIS大數據特點，引入云計算、邊緣計算、區塊鏈等新技術，啟發學生積極思考和探索新技術和GIS的結合。在實踐課程中，將科研工作中的部分內容作為綜合實驗進行實踐，極大調動了學生的主觀能動性，培養了創新思維能力。如選題“霧霾探測系統”組的同學，將軟件與硬件結合，前端與后端結合，通過網關、空氣檢測模塊、通信模塊及云服務器實現了霧霾指數的探測(圖2)，在疫情期間，不方便外出，學生用吹風機檢測溫度的變化，用電位器檢測有毒氣體和空氣質量。

三、教學成效

(一)學生成績評定與反饋。成績評定通過課堂討論、課堂練習、課后作業、分組討論、基礎實驗等過程考核，全方位采集學生學習數據，對教學方法、教學內容能夠及時進行調整，進而提高教學效果。實驗內容分為基礎性實驗和綜合性實驗兩部分，基礎性實驗是按照步驟進行理論課內容的驗證，讓學生熟悉GIS軟件的基本操作，包括地理數據的瀏覽，空間屬性庫建立，影像配準與矢量化，空間分析等。綜合性實驗是學生通過自行組隊選題－查閱文獻－總體方案制定－分模塊實施－線上答辯等幾部分完成。線上答辯的情況大大出乎意料，可以看出學生從“結果展示－現場匯報－回答問題”的每個環節都進行了精心準備和考究。如選題“校園道路路燈智能控制”組的同學針對目前學校路燈控制系統采用配電箱定時器控制路燈的開關時間問題，根據校園晚上的人流量，校園不同區域的路燈與景觀燈應分時段點亮熄滅，結合學校校園路寬、人流量、車流量、日照等因子給出校園路燈智能照明解決方案，并設計了微控制探測單元(圖3)。圖3校園路燈智能微控制探測單元(二)改進考核方式。考核方式結合線上教學、課后作業、課堂討論、基礎和綜合實驗、期末考試等多種形式，在教學過程中督查學生學習情況，有效避免了“課堂講授、課后作業、期末考試”三部曲下的突擊式學習［11～12］。通過線上教學過程中的課堂互動和練習進行過程考核，將科研和新技術融入實踐教學開展開放式課堂，提高學生的知識應用能力。最終的實踐考核是根據學生的基礎和綜合實驗的設計報告、各模塊完成情況和線上答辯綜合考核。此外，在答辯中還加入開放性題目，考察學生線上研討課和實踐環節的實施效果，學生可以在條件不完備、結論不確定、思路多樣化的解題過程中進行發散性思考。進而調動了學生的主觀能動性，培養了創新思維能力，也從根本上杜絕了相互抄襲現象，能夠反映學生的真實情況。

四、結語

GIS在線課程的教學過程中，教師應注重理論聯系實際，重視案例教學、啟發式教學，通過實踐環節，使得學生進一步理解理論課知識，學會如何利用理論知識解決實際生活中的復雜工程問題，提高學生綜合應用相關知識的能力。通過實踐也可使學生對科學研究的全過程有一次切身的體會，學會查閱資料，針對實際工程問題進行總體方案設計、詳細設計、程序實現及報告撰寫等，培養學生嚴謹求實的科學態度及作風。該課程主要針對空間信息專業的學生，綜合實驗內容獲得一定成效后，可用于學校的B級實驗達標測試、課程設計中。此外，結合其他專業的特色，該教學模式可推廣至其他學科的實驗實踐環節，具有很好的推廣示范作用。

作者：韋娟 劉乃安 付衛紅 李曉輝