基于雨课堂的《数字地球导论》课程教学模式改革研究

黄 亮，於雪琴



基于雨课堂的《数字地球导论》课程教学模式改革研究

黄 亮1,2，於雪琴3

（1. 昆明理工大学 国土资源工程学院，云南 昆明 650093；2. 云南省高校高原山区空间信息测绘技术应用工程研究中心，云南 昆明 650093；3. 昆明市测绘研究院，云南 昆明 650051）

摘要内容“互联网+”概念的提出及其与教育的深度融合，已对传统教育带来重大变革。文章针对《数字地球导论》课程采用传统教学模式存在的不足，并结合学校《一流本科教育行动计划》，提出结合雨课堂智慧教学工具的《数字地球导论》课程教学改革模式。首先分析传统教学方式存在的不足；然后介绍雨课堂智慧教学工具；最后采用雨课堂和“BOPPPS”教学模式相结合的方式对课程进行设计。实践表明，采用提的教学模式，能帮助学生对知识点的掌握，提升教学效果。

互联网+；高等教育；雨课堂；数字地球导论；教学模式

0 引言

正文内容。自2015年3月国务院总理李克强在十二届全国人大三次会议上的政府工作报告[1]中首次提出了“互联网+”行动计划以来，“互联网+”技术正深刻地改变着我们的经济社会。教育作为经济社会中的一个重要组成部分，必将被“互联网+”所改变[2]。当前“互联网+教育”已成为现代信息技术环境下教学方式与学习方式的新形态，张媛媛和刘旭（2016）开展了“互联网+”背景下的《C程序设计》课程教学研究[3]；汤俊和李长春（2016）研究了“互联网+”背景下测绘专业英语课程教学改革[4]；刘国城和董必荣（2017）研究了“互联网+”背景下我国高校会计教育的改革路径[5]。通过“互联网+”和不同学科的深度融合，为“互联网+教育”推广奠定了坚实的基础。移动互联网作为移动与互联网融合的产物，同时具有移动合互联网二者的优势，即随时、随地、随身、分享、开放、互动。移动互联网就是整合了二者优势的一个“升级版本”，通过运营商提供无线接入，互联网企业提供一系列成熟的应用。截止到2017年12月，我国网民总规模7.72亿，手机网名达7.53亿，网名中使用手机上网的人群占比97.5%[6]。在智能手机高度普及的大学校园，大学生对手机高度依赖，从而对教师和传统课堂带来了巨大的挑战[3]。如何充分利用“移动互联网+教育”以应对手机对教学和传统课堂的冲击是一项值得深入研究的课题。

雨课堂就是在移动互联网和大数据背景下推出的一种智慧教学工具，旨在将前沿的信息技术融入到课程教学场景中，致力于为课程教学过程提供信息支撑，如数据化、智能化等信息[7]。《数字地球导论》是昆明理工大学测绘工程专业高年级本科生专业课，采用传统教学模式课堂存在教学手段单一、教学资源匮乏、课堂气氛沉闷等问题。为了解决这些问题，提出结合“雨课堂”智慧教学工具的数字地球导论课程教学改革模式。

1 《数字地球导论》课程的教学现状

《数字地球导论》是昆明理工大学测绘工程、地理信息科学和土地资源管理三个本科专业开设的一门专业课，开设学期是大四上学期。“数字地球”是一个多学科交叉的、庞大复杂的技术体系[8]，它注重应用现代信息技术，包含遥感、遥测、数据库与信息系统、宽带网络以及虚拟仿真技术的综合[9]。通过《数字地球导论》课程的学习，学生要掌握数字地球的基本理论、技术系统以及应用实例。但是，目前该课程的教学效果、教学目标的达成度与预期还存在一定的差距。主要体现在以下几个问题：

（1）教材内容滞后

目前，可用于《数字地球导论》课程的教材主要有承继成等（2000）和（2007）编著的《数字地球导论》[9-10]、冯学智和都金康（2004）和（2008）编著的《数字地球导论》[8,11]。近10年未见新教材出版，而测绘地理信息技术和现代信息技术却在这十年间得到日新月异的新发展。已有教材内容和目前的技术发展存在较大滞后，不利于激发学生的学习兴趣。

（2）教学模式相对单一

该课程是一门偏理论为主的专业课，笔者开始采用传统的教学模式，以教为中心，课堂上主要以知识灌输为主。采用这种教学模式造成师生互动不足，课堂氛围沉闷，听课率不高，且不利于学生吸收和思考。

（3）学生知识储备不足

该课程是一门综合性课程，要求学生具有测量学、遥感原理及应用、数据库系统原理及其应用、GIS原理及应用、GPS原理及应用、计算机网络、地球系统等课程的知识储备。而这些课程大多是在大一至大三学年开设的，到本课程开课时已有较长的时间间隔，部分学生对于与本课程相关的知识点已遗忘，上课时需对以往所学知识点进行回顾，造成上课效率低。

2 雨课堂

雨课堂是清华大学于2015年9月立项，2016年4月推出的一款智慧教学工具，是一款主要面向高等教育领域的教学工具[7]。雨课堂是内置于PowerPoint（PPT）中的一个插件，只需安装了雨课堂，打开PPT即可看到雨课堂[12]。雨课堂主要由手机端、桌面端和远程服务器三个部分组成，学生仅需一部安装了微信的智能手机即可实现师生课堂互动教学。雨课堂的特色功能包括：弹幕互动、PPT同步至学生手机端、课堂习题推送（包括单选题、多选题、主观题和投票等）、学生“不懂”反馈情况、课前预习和课后作业推送等。

3 “BOPPPS”教学模式

BOPPPS 教学模式是加拿大教师技能培训（Instruction Skills Workshop, ISW）体系的理论基 础[13-14]，是强调以学生为中心的一种先进教学模式。该模式包含以下六个教学环节：导入（Bridge-in）、目标（Objective/Outcome）、前测（Pre-assessment）、参与式学习（Participatory）、后测（Post- assessment）和总结（Summary）。通过该模式将一堂课的教学过程分解为六个前后衔接的子模块，通过子模块来达成课程预设的教学目标。采用BOPPPS 教学模式可实现互动教学，提高学生学习的参与度，将被动学习转变为主动学习，调动了学生学习的积极性提高了学习效率。

4 结合雨课堂和“BOPPPS”的《数字地球导论》教学模式

为了解决《数字地球导论》课程采用传统教学方式存在的问题，采用结合雨课堂和“BOPPPS”的《数字地球导论》教学模式。具体设计如下：

（1）课程导入。通过雨课堂上传与本章内容相关的专业视频，并根据视频内容提出和主讲内容相关联的引导问题，如图1所示。

图1 课程导入

（2）教学目标。在课程导入之后，通过雨课堂推送每次课程的学习目标，包括需要掌握的理论知识和专业技能。

（3）前测。本课程需要学生有一定的专业知识储备，鉴于部分学生对与本学科相关的知识点存在遗忘问题。根据每章的知识要点，采用雨课堂提前一周推送课程内容和预习要点，并根据反馈的预习数据调整教学内容和进度，如图2所示。

（4）参与式学生。学生的课堂注意力在15分钟是一个黄金分割点，学生的注意力在15分钟后开始下降。本课程在每15分钟左右开始推送课堂习题，包括选择题和客观讨论题。通过师生间、同学间的讨论，调动学生学习的积极性。图3为课程 习题，图4为学生学习反馈结果，图5为每题反馈结果。

（5）后测。每章课程结束后，采用雨课堂推送课后作业或试卷，通过反馈的作业完成情况，及时了解学生掌握了多少知识点，有没有达成预定的教学目标。

（6）总结。总结每章节的课堂学习要点，反馈学生参与课堂活动的学习成果。

图2 课件

图3 课程习题

5 结语

针对传统教学方式存在的问题，提出结合雨课堂和“BOPPPS”的《数字地球导论》教学模式。通过该模式首先将每堂课划分成六个子模块，然后将每个子模块与雨课堂将结合，通过这种方式来达成课程预先设定的课程学习目标。通过一学年，两个行政班级的实践结果表明，采用该模式可以提高学生的课堂积极性，提升课堂氛围，能通过数据及时反馈学生的学习状态和知识点掌握情况，可有效提高学生学习效率。

图4 学生练习结果反馈

图5 练习结果反馈

[1] 李克强. 2015年政府工作报告[N]. 人民日报, 2015-03-17(3).

[2] 陈丽. “互联网+教育”的创新本质与变革趋势[J]. 远程教育杂志, 2016, 34(4): 3-8.

[3] 张媛媛, 刘旭. “互联网+”背景下《C程序设计》课堂教学研究[J]. 中国培训, 2016(20): 170-170.

[4] 汤俊, 李长春. “互联网+”背景下测绘专业英语课程教学改革研究[J]. 西部素质教育, 2016, 2(24): 52-53.

[5] 刘国城, 董必荣. “互联网+”时代我国高校本科会计教育的困境与变革[J]. 南京审计大学学报, 2017, 14(1): 102-109.

[6] 中国互联网络信息中心. 第41次中国互联网络发展发展状况统计报告[R]. 北京, 2018.

[7] 王帅国. 雨课堂:移动互联网与大数据背景下的智慧教学工具[J]. 现代教育技术, 2017(5): 26-32.

[8] 冯学智, 都金康, 等. 数字地球导论[M]. 北京: 商务印书馆, 2004.

[9] 承继成, 林晖, 周成虎, 等. 数字地球导论[M]. 北京: 科学出版社, 2000.

[10] 承继成, 郭华东, 薛勇. 数字地球导论[M]. 北京: 科学出版社, 2007.

[11] 冯学智, 都金康, 等. 数字地球导论[M]. 北京: 中国商务出版社, 2008.

[12] 臧晶晶, 郭丽文. 滴水成雨——走进雨课堂[J]. 信息与电脑(理论版), 2016(8): 235-236.

[13] 曹丹平, 印兴耀. 加拿大BOPPPS教学模式及其对高等教育改革的启示[J]. 实验室研究与探索, 2016, 35(2): 196- 200.

[14] Pattison P, Day R. Instruction Skills Workshop (ISW) Handbook for Participants[R]. Vancouver, The Instruction Skills Workshop International Advisory Committee, 2006.

[15] 王翀, 傅玲琳, 王彦波. 基于BOPPPS教学模式的《食品营养生物学》教学设计与思考[J]. 教育教学论坛, 2018(2): 227-228.

Research on Teaching Model Reform of “Introduction to Digital Earth” Course based on Rain Class

HUANG Liang1,2, YU Xue-qin3

(1. Faculty of Land Resource Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China; 2. Surveying and Mapping Geo-Informatics Technology Research Center on Plateau Mountains of Yunnan Higher Education, Kunming 650093, China; 3. Kunming Surveying and Mapping Institute, Kunming 650051, China)

The concept of "Internet +" is proposed and the depth of integration with education have brought great changes to traditional education. In view of the shortcomings of the traditional teaching model in “Introduction to Digital Earth” course, and combined with the school “first class undergraduate education action plan”. A teaching reform mode of "Introduction to Digital Earth" based on the wisdom teaching tool of rain classroom. Firstly, the shortcomings of the traditional teaching methods are analyzed, and then the wisdom teaching tool of rain class is introduced; finally, the course is designed by combining the rain class and the "BOPPPS" teaching mode. Practice shown that used proposed teaching mode can help students master knowledge points and improve teaching effect.

Internet +; Higher education; Rain class; Digital earth introduction; Teaching model

G642

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2018.08.047

云南省教育厅科学研究基金项目(2016ZZX051)；云南省高校工程中心建设计划资助；昆明理工大学引进人才科研启动基金项目(KKSY201521040)；昆明理工大学国土资源工程学院教育教学改革项目(JG201804)共同资助；基金信息：云南省应用基础研究计划面上项目(编号：2018FB078)

黄亮(1985-)，男，博士，硕士生导师，主要研究方向为遥感影像变化检测；於雪琴(1987-)，女，工程师，硕士，主要研究方向为遥感影像处理与分析。

本文著录格式：黄亮，於雪琴. 基于雨课堂的《数字地球导论》课程教学模式改革研究[J]. 软件，2018，39（8）：224-227