高校地理实践课程线上设计与教学有效性分析

2021-06-15李玉凤徐敏刘红玉

高教学刊 2021年10期

李玉凤　徐敏　刘红玉

摘要：实践能力的培养是高校教育的一大目标，线上教学成为特殊时期开展教学的主要手段。线上教学的可回顾性和资源的开放性为实践教学提供了新的思路和方法，为未来高校实践教学打开新思路。文章在分析高校地理实践课程特征的基础上，针对现有地理实践活动存在的问题，充分挖掘线上教学的优势和潜力，从线上课程设计的思路和实施的方法出发，构建地理学线上实践平台，并将教学过程监督机制和效果有效性评估集成到实践平台中，为线上实践教学发展提供思路和方法。

关键词：课程实践;线上教学;教学有效性;地理学

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2021）10-0107-04

Abstract： Practical ability is a major goal of college education. Online teaching has become the main teaching type in special periods. The repeatability of online teaching and the openness of resources provide new ideas and methods for practical teaching. It will be the open new ideas for practical teaching in the future. Based on the analysis of the characteristics of geography practice courses in universities， this paper aims at the problems of existing geography practice activities. The advantages and potential of online teaching are fully developed. According to the study of the course characteristics and online methods， the geography online practice platform is established. The teaching process supervision and effectiveness evaluation is also introduced into the practice platform， which can provide ideas and methods for the development of online practice teaching.

Keywords： curriculum practice; online lessons; teaching effectiveness; Geography

为进一步加快教育现代化和信息化水平，2018年4月13日教育部印发了《教育信息化2.0行动计划》，加快“互联网+教育”的建设步伐，全面推进人工智能、大数据和虚拟现实等技术的应用[1]。教育部办公厅于2017年发布了《教育部办公厅关于2017-2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》，全面推进信息技术与高等教育实践教学的深度融合，不断加強高等教育实践教学优质资源建设与应用[2]。实践课程是高校教学工作的重要内容，是深化课程改革的主要内容，对于培养学生实践能力、提高综合素质有着重要的作用。随着实践课程的不断创新，实践教学有效性分析是保障实践课程教学质量的关键。地理专业作为野外实践非常强的专业，而随着虚拟现实技术的进一步发展，线上实践课程成为了一种可能，并能够按照教学思路和重点进行量身定制，是今后地理实践课发展的一个重要方向[3]。目前，对于地理学野外实践教学的方法和实践效果的评价研究较多，主要集中在野外综合实习及其效果评测方面，而线上教学方法和效果评价涉及较少。如何从社会对地理学专业人才的旺盛需求出发，立足于本科生实践能力的培养，充分利用网络平台发布的遥感数据和社会经济统计数据，进行线上虚拟现实的实践课程教学，不断改革和更新课程教学内容和实践方法，促进学生实践创新能力培养和学习效果的提高，是置于地学背景教研人员的一项重要任务。

一、地理学实践课程的特点

地理学是研究地理环境综合特征的学科，也是协调人际关系的基本理论和方法。其学科内容丰富，涉及面广。现代地理学的发展已经与众多新型技术相结合，产生了新的分支学科。如：景观生态学、土地资源学、遥感学与地理信息系统等。学科知识系统性和理论性都较强，学生在具备扎实的地理背景知识的基础上，还需要具有解决地理学中的实际问题的能力。这就要求学生具有丰富的实践能力[4]。在地理学的学习中，“综合自然地理学”的实习是一门综合性的实践课程。其中包括地质地貌实习、土壤实习、植物地理实习和气候实习等内容。这些内容的学习都需要大量的野外实践，但是目前，大部分高校对于这部分野外实习投入不足，学生在实习过程中也常出现走马观花的现象。线上资源的庞大性和虚拟现实技术的发展，能够有效解决这一问题，而且还能够将抽象、重点的内容进行突出，让学生在出野外之前就能够将理论知识运用到实际，为野外实践做好铺垫。

二、目前地理学实践课程面临的困境

目前，地理学下的两大学科分别是自然地理学和人文地理学。自然地理学的实践课程主要是在学习完地质地貌学、水文学、土壤地理学和植物地理学等专业主干课之后，会有两周左右的野外实践课程。人文地理学的实践课程主要是在完成人文地理、经济地理、城乡规划、旅游地理等基础课程之后，同样也有一周左右的野外实践课程。实践课程的学习能够让学生了解野外工作的主要内容和形式，从整理上了解地理学中整体与部分之间、各地理要素之间的差异[5]。但目前地理学实践过程中存在较多问题，主要包括以下几方面：1. 野外实践中新设备仪器不足，经费欠缺。跟3S相关的先进的仪器设备欠缺导致野外实践还停留在较为传统的层面;2. 野外实践教学模式陈旧。野外实践过程中，还是以老师讲解为主，学生的参与度不高，导致学生自主学习动力的匮乏，最终学生在专业中的收获甚微;3. 师资力量相对薄弱。由于各方支持力度有限，野外实践带队老师较少，师生数量比例相差较大，另外，综合野外实习设计到的专业内容庞杂，教师无法做到面面俱到，实践效果欠佳。针对以上，线上实践教学能够弥补以上地理学实践面临的困境[6]。

三、线上地理实践课程设计思路与实施方法

高校学生实践能力培养包括课程理论知识的积累、实践技能的培养和实践机会的创造等方面。这些能力培养既依赖于因地制宜的教学方法，更体现为以实践能力培养为导向的课程训练[7]。在线实践课程的设计能够在节约教学资源的情况下，能够最大限度地让学生拥有实践机会。同时，也能够随时随地对理论知识进行理解和巩固，同步开展理论教学和实践教学。线上地理实践课程的设计、思路和实施方法主要包括以下几方面：

（一）线上实践课程设计思路

地理学主要包括自然地理学和人文地理学两大学科，其中，自然地理学的实践部分主要包括土壤地理学、植物地理学、水文地貌学等部分;人文地理学的实践课程主要包括经济地理学、旅游地理学等部分。前者强调生态环境的自然属性在地理空间上的差异，后者强调社会经济、人文环境在地理空间上的分布和运移规律。对于地理学这一综合性学科，实践课程的综合构架至关重要，其不仅要考虑各子学科和课程之间的关联，还要考虑其独立性和完整性。

线上地理实践课程是衔接地理学理论课程和野外实习课程的纽带，是提升理论教学和野外实习教学质量的重要环节。地理学线上实践课程主要分为自然地理学和人文地理学两个学科方向。通过调查问卷和师生研讨的方式对学生的理论知识储备、实践内容和学生学习困难点进行梳理，从而对实践教学需求进行分析，为地理学线上实践平台构建提供基础。在平台构建的过程中，主要应用的关键技术包括虚拟地理场景构建技术、空间地理虚拟定位技术和场景资料组织管理技术[8]。这些技术中涉及到众多地理空间数据（遥感数据、数字高程模型、倾斜摄影数据、三维激光扫描仪数据等）和非地理空间数据，通过这些数据的集成，构建三维立体野外实习模拟平台。在从基础数据的采集与处理入手，到数据库设计，Web系统设计、移动端、后台管理端功能设计，最后选取虚拟实践和多种实践模式两大功能进行分析。最终，学生在实践的过程中，可以选取一个典型实践场景（如，植被垂直地带性调查），从教案设计的角度来展现虚拟地理野外实习辅助平台进行应用。

（二）线上地理实践课程的实施方法

1. 加强师资队伍的建设

地理学作为一门大综合学科，为了达到应用性授课的最佳效果，需要成立实践经验丰富、能够统筹各学科之间关系的教研组。教研组成员应具备跨学科的综合知识能力，包括自然地理、人文地理、生态学、遥感原理及应用以及地理信息系统科学等理论和实践知识，以便更好地适应地理实践课程的目标和要求。

2. 积极开发在线地理实践场景

针对不同的专业主干课，应设计相应的实践场景，建立与实践相关的基础地理信息数据库，其中包括地质地貌专题数据、土壤专题数据、土地利用专题数据、社会经济数据、植被地理数据等。将以上数据进行数据建模，并与实习成果数据等进行集成和管理，以满足实践资源的有效利用和传递，同时更好地促进虚拟实践场景的开发和线上实践工作的开展。虚拟地理实践场景设计可以从以下两条主线展开：（1）以地理气候区为划分依据，选择不同气候条件下典型区域作为背景;（2）不同社会经济条件下，土地利用类型和自然条件的异质性。在此背景下，将专业主干课程的具体时间内容加入其中，形成较为完整和综合的场景库。

3. 线上实践课程模拟技术实施

依据线上实践平台要求，整个平台架构分成软硬件设施、基础数据、虚拟地理实践场景、应用端。它们通过数据处理、入库、服务发布、应用等流程将整个地理学实践课程整合成一个有机体。（1）软硬件设施。包括平台构建所需要的网络、服务器、电脑、移动终端等硬件设施，三维虚拟应用软件等，平台功能所需要的各种服务集中发布在服务器上，终端通过网络以接口的形式进行调用;（2）基础数据。基础数据是平台运行的基础，通过传统的数据组织方式结合空间数据引擎进行数据管理，数据经过标准化处理后进行入库整合，数据类型包括基础地理数据、虚拟场景数据、多媒体数据、用户数据等，结合数据特点及差异，选择传统SQL数据库、关系型数据库、文件型数据库等多种数据组织方式;（3）虚拟地理实践场景。虚拟实习场景的构建包括以下几个环节：第一环节是以DEM和DOM数据为基础的三维场景构建;第二环节是将不同高度的建筑物和植被叠加到基础三维场景中去，形成三维立体场景;第三个环节是在虚拟场景的体验形式和手段上，分别开发桌面和移动场景体验;（4）应用端。应用端包括面向管理人员的管理后台，面向教师和学生的web平台以及移动平台，通过上述的用户实现平台功能，满足地理在线实践课程知识学习、安全监控、过程辅助、交流分享等具体功能，提升后期野外实践质量。

四、在线地理实践课程有效性评估

地理在线实践课程的质量监督和评估是平台开发中的重要一环。线上平台中包括教师对实践过程中的监督权限设置，这便于了解学生掌握教学内容的质量，获取学生在理论学习和实践技能的反馈信息，作为进一步改善实践方案和提高教学质量的依据[9]。教师应发挥实践教学过程的监督和指导作用，消除实践报告一稿评分制，将实践环节及其得分进行合理细化，提高教学过程评分体系，进一步完善多元化的监督评价体系，使学生个性化能力及学习效果得到最大体现[10]。教师在实践团队组建、实践场景选择、实践数据处理过程、制图呈现和报告书编写等方面进行跟踪监督（表1），及时和学生交流互动，解答学生疑難问题，确保实践课程中更好地理解理论知识，保证课程有效有质地完成。

教学有效性评估的实质就是对教学实践效果的检验，从而达到发现问题的目的[11]。在线实践课程不仅能够及时反馈学生实践过程，还能够便于老师线上指导和调整实践方案，更重要的是通过评估来发现和解决教学过程中存在的问题的时效性得到大大提高，推动教学质量的提升。其中，教学实践评价的客观公平性和评价标准的主观性是教师教学价值归属和后续动力的体现。另外，在构建平台实践教学质量模块的过程中，要符合以下四个标准，即易得性、可量化性、指标数量适中性、主客观相结合性。

五、结束语

本文从地理学特点、其实践课程存在的不足出发，阐明其线上课程的重要性，并从理论上设计了基于信息化发展的线上虚拟仿真实践课程平台的框架和思路。平台充分利用现代计算机技术、三维地理信息系统技术、虚拟现实技术、虚拟空间位置服务等主流技术优势，聚焦理论学习后、野外实习前的过渡衔接时段，为师生提供高质量的在线实践体验，为野外实习做铺垫。在实践场景构建上，整合地形、三维建筑模型，叠加土地利用和社会经济数据，无限制次地开展线上实践演练，从而提高学生对理论知识的理解和应用能力。

参考文献：

[1]胡钦太，张晓梅.教育信息化2.0的内涵解读、思维模式和系统性变革[J].现代远程教育研究，2018（6）：14-22.

[2]教育部办公厅关于2017-2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知[J].实验室科学，2017（4）：3，30，59，80.

[3]江辉仙，王晓玲.虚拟地理实习基地系统建设的思考与初步设计[J].高师理科学刊，2015（9）：104-107.

[4]张红日，明艳芳，米晓红，等.自然地理学实践教学模式探索[J].实验室研究与探索，2008，27（9）：119-120.

[5]吴海中，陈保平.地方院校地理学综合野外实践教学模式改革探究[J].高师理科学刊，2018（8）：106-110.

[6]梅晓丹，曲建光，王文福，等.面向新工科的“自然地理与地貌”课程教学模式探索[J].测绘工程，2019，28（5）：77-80.

[7]杨林，李圣文，左泽均，等.面向工程教育认证的“GIS软件工程”实践教学研究[J].地理空间信息，2019，17（12）：123-126.

[8]彭余蕙.庐山地理野外实习辅助平台设计[D].江西师范大学，2019.

[9]周萍.构建研究生培养过程监督管理体系的具体举措[J].教育现代化，2015，45：30-33.

[10]吴秋凤，宋晓昱.工科院校教师教学评价体系的构建研究——基于学生学习成效的视角[J].教育探索，2019（5）：100-104.

[11]廉宏昱.高校教学质量评价有效性提升路径浅探[J].现代职业教育，2018（27）：30-32.