基于OBE理念的RS与GIS课程实践教学改革研究

2022-04-27吴楠楠于海龙李加加

地理空间信息 2022年4期

吴楠楠，于海龙，李加加

（1.平顶山学院，河南平顶山 467000）

OBE以预期学习成果为导向[1-3]，是普通高等院校转型应用技术型大学的一种主流教育理念。平顶山学院地学专业（地理科学、人文地理与城乡规划）立足地方培养应用型人才，在人才培养修订与课程建设中以OBE教育理念为驱动进行改革。《地理信息系统》和《遥感概论》课程，是地学专业的学科基础课（必修），教学内容实践性强、应用性广，侧重于学生3S技术应用的培养，是践行应用技术型人才培养的立足点。本研究基于OBE理念，结合多年教学实践经验，提出课程改革方案，说明推广与实施情况，为其他同类高校课程改革提供参考。

1 课程教学中存在问题

遥感（RS）、地理信息系统（GIS）课程先后在地理科学、资源环境与城乡规划管理、自然地理与资源环境、人文地理与城乡规划、城乡规划和环境生态工程等地学专业和工科专业中开设，从多年教学效果来看，存在以下问题：①教学内容专业特色不突出且内容庞杂；②两个“S”相互独立，教学内容继承性不强；③实践学时少，实验项目类型设计型、综合型较少；④末考一张卷的单一考核方式，难以反映学生的技术应用水平；⑤教学手段不够丰富，教学方法和方式传统。学生表现为应付课程考核而重理论轻实践，实验课缺少主动性，处于被动盲目的状态。理论与实践脱节，部分同学在课程综合实训项目、专业集中实践课题、毕业实习或毕业论文的实训环节无从下手，表现为综合实践应用能力弱。因此，迫切需要在GIS和RS课程的教学内容、方法及考核等方面进行深入改革，以提升学生专业技术水平和实践应用能力。

2 教学改革的内容

教学团队成员依据OBE理念，要求在实践教学体系设计中，着重衡量学生运用该实验技术能做什么。根据专业建设实际情况及行业实践要求，地学专业的学生需要具备地理数据的获取、管理、处理、空间分析及制图等技术。因此，为达到预期学习成果，须克服传统实践教学中存在的问题，主要从构建实践教学体系、实践教学内容、教学方法与手段、实践考核等方面进行改革。

2.1 实践教学体系构筑

两门课程内容联系紧密、衔接连贯性强，可创建为一个实践教学体系。通过2~3年级设计的“课内实验+开放课题+第二课堂+学科竞赛+科研项目”5个实践环节，构筑“基础能力+专业能力+拓展能力”的“三目标层次一体化”的实践教学体系（图1）。其中，地理信息系统和遥感分别安排第3、4学期开课，均以理论实践一体化；第5学期选拔参加全国GIS大赛，并鼓励学生申报与遥感及地理信息技术相关的大学生科创和挑战杯项目。

图1 实践教学体系

2.2 实践教学内容模块化

改革课内实验教学存在的内容专业特色不明显、实验项目不衔接、实验区域多变不一致和实验项目类型不合理等缺点[4-6]，围绕专业特色设定一个课题实验项目并拆分若干实验子项目，采用理实一体化教学形式，设置包括“基础模块”、“专业模块”的教学内容（表1）。其中“基础模块”主要是GIS和RS软件的基本操作，是地学专业的公修内容；“专业模块”设置多选一的特色实验项目，重在突出3S技术在不同专业领域的应用，主要体现在开放式小课题，可以采用项目教学法实施开展。

表1 课内实验教学内容一览

2.3 考核方式多样化

传统课程考核方式是期末试卷“一考定分数”，学生往往会出现“考前突击、考后失忆”的问题。针对此问题，本研究提出了课程成绩由学习过程考核（出勤8分+课堂表现7分）、课内实验（20分）、末考试卷（50分）和素质拓展（开放式课题，15分）的多模块构成。其中，课堂表现是借助超星学习，通过平台开展随堂主题讨论、抢答、小测验等课堂活动参与情况评分；素质拓展是2~3人/组运用3S技术完成与专业相关的开放式科研小课题，包含选题、开题、课题设计、撰写报告和成果汇报等环节，该环节成绩评定有规范的评分标准。

2.4 教学手段与教学方法

在教学方法上，放弃传统的“灌输式”教学方式，根据实验教学内容，针对“综合型”实验采用“项目教学法”[7]。由教师对项目进行概况讲解，并做适当的示范，学生通过分组讨论、协同工作共同完成实验项目。表2展示了以《地理信息系统》专业模块的某一选题（平顶山市土壤侵蚀状况评价）为例的项目教学方法。

表2 项目教学法开展过程

在教学方式上，引入张学新教授提出的对分课堂教学法，根据实验项目难易程度不同，采用隔堂对分或当堂对分。实施明确目标、派发任务、制定规则、跟踪过程、观察表演、听汇报、定评审等环节（表3），锻炼学生自主学习、发现问题、团队合作和敢于发言的能力。

表3 某一实验项目的对分课堂安排

教学手段方面，结合《地理信息系统》和《遥感概论》在线网络课程平台，采用线上线下混合式教学模式，网络平台发布实践教学任务、主题讨论、抢答、小测验等课堂活动，线下答疑辅导，避免了实验报告抄袭的现象。

3 推广与实施情况

本研究课题选取2015级人文地理与城乡规划专业班39人为实验样本，实施教学改革方案，显示改革成效较为显著。课程考核不仅有效控制了不及格率且提高了优秀率。第二课堂活动参与积极，11组立项校大学生科技创新基金项目，6名同学获得国家级学科竞赛奖项（其中3名获全国大学生GIS应用技能大赛二等奖），13人选题3S技术方向毕业论文且2人获校优秀毕业论文。与此同时还发放了问卷调查实践改革的成效及存在的问题，98%以上的同学认同改革。此外，改革方案后续在人文地理与城乡规划、地理科学、城乡规划和环境生态工程等专业推广实施，也取得了显著效果。