基于“一元双核”的项目式实践教学课程思政探索——以地理信息系统工程实训为例

徐源泉,焦 伟,贾艳红

(广西师范大学环境与资源学院,广西桂林,541001)

一、引言

2016年,习近平在全国高校思想政治工作会议上强调“要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人,努力开创我国高等教育事业发展新局面”,为高等教育教学改革指明了方向。[1]与传统思想政治教育课相比,地理信息科学课程思政是指在地理信息科学(geographic information science,GIS)专业课中适当地融入思政素材,在传授GIS基础理论、方法和技能的同时,以润物细无声的方式培养学生形成正确的世界观、人生观、价值观。高校教师如何在教学过程中将课程思政与专业知识有机融合起来,将立德树人作为根本标准,培养复合创新型应用人才,成为当前地理信息科学专业教学改革的研究热点之一。[2]

课程思政是“三全育人”的核心要素。[3]实践教学作为GIS专业教学的重要组成部分,对培育学生实践能力和创新精神、提升学生的GIS基本技能有着不可替代的重要作用。在实践教学过程中融入优秀的思政案例,不但可以激发学生的学习兴趣,培养学生的创新思维,提升学生的理论水平和实践技能,还能让学生在实践中领略中华优秀传统文化,提升学生的专业自信心和民族自豪感,培养学生的爱国情怀,践行社会主义核心价值观。

然而,当前的GIS实践教学还存在一些问题。首先,教师寻找不到合适的思政案例,或担忧思政案例与专业知识之间较低的关联度,会对教学效果产生适得其反的影响,导致实践教学过程注重专业知识和技能的传授,缺乏课程思政的融入。其次,在实践教学中,课程思政的引入方式或内容不足以吸引学生的注意力,无法使学生产生学习兴趣。现有的经典教材缺乏新应用、新现象的引入,特别是缺少思政案例的新应用。最后,实践教学评价仍以实践报告和论文考查为主,无法体现课程思政的全过程和全方位育人的教学效果。[4]

针对以上问题,本研究以地理信息系统工程实训专业实践课为例,从实践教学思政内容建设、实践教学过程和实践教学评价三个方面对实践教学进行改革,将能充分体现中华优秀传统文化、地区特色及中国发展成就的思政素材融入实践教学,在传授专业知识的同时激发学生的学习主动性,培养学生的家国情怀,提升学生实践能力,从而提高GIS专业的实践教学质量,培养复合创新型应用人才。

二、项目式实践教学模式

实践课程是理论课程的延伸,其目的是促使学生在理论与实践相结合的过程中加深对理论知识的理解与运用。[5]项目式教学是实践教学的主要教学方式之一,是基于问题、任务或项目的学习方法,其强调通过实践应用知识和技能促进学生的学习。[6]在项目式教学中,学生分组合作,在教师的指导下设计和完成项目,以提高参与度和动手能力,并更深入地理解所学的知识。项目以现实生活中案例为依据,通常是开放式且不断迭代的,需要学生主动发现问题、思考问题并尝试不同的解决方案。因此,项目式教学可以培养学生的创造力和解决问题的能力,帮助学生将理论知识与现实场景结合起来,让学生从被动式学习转变成主动式学习,形成批判性思维。[7]

对地理信息科学而言,项目式教学不仅可以帮助学生更好地理解与掌握地理信息科学的理论、方法和技术,而且有利于课程思政在教学过程中的深度渗透与融合。本研究的项目式实践教学课程思政设计思路如图1所示。围绕“一元双核”的教学目标,通过设计复杂的项目任务作为教学内容,要求学生以团队合作的形式在规定的时间内完成项目,并进行教学评价。GIS实践项目通常涉及众多领域,包括环境保护、人文历史和资源管理等,要求学生学习、掌握专业基础课程知识,通过团队合作的形式,从实践中深入体验各种问题的复杂性和相互关联性,不断探索新的解决方案、新的方法和新的工具,从而更好地解决问题。此外,项目内容融合思政要素可以培养学生敢为人先和坚韧不拔的精神,帮助学生树立正确的人生观和价值观,厚植爱国主义信念,从而落实“三全育人”。

图1 “一元双核”项目式实践课程思政教学设计思路

作为融合地球科学、空间科学和信息科学的应用基础学科,GIS专业包含诸多实践课程,其中地理信息系统工程实训是大三下学期的专业核心实践课。地理信息系统工程实训是学生在学习完地理信息系统、遥感概论、地理空间数据库、相关编程语言和地理信息系统设计与开发等GIS核心基础理论知识后开设的引导学生利用所学的基础理论知识解决实际问题的实践课程,是地理信息科学理论课程的一个必要补充。该课程以对空间规划、灾害预防、资源管理、地理学习、社会经济、气象预报、环境保护、海洋研究、农业管理、地质研究、交通运输管理等的分析和地理信息服务为应用背景,旨在解决地理空间数据的采集、存储、管理、分析、挖掘、建模和可视化等问题,并进一步为相关单位和管理部门提供辅助决策支持。因此,选用该课程进行课程思政改革能够体现地理信息科学专业人才培养的特殊性和必要性。

三、实施

(一)思政元素设计

“一元双核”项目式地理信息系统工程实训课程思政教学设计以《高等学校课程思政建设指导纲要》为课程思政改革的指导原则[8],结合地理信息科学专业培养方案和课程思政的要求,围绕“一元双核”的教学目标和教学内容,从身边小事、国家时事和民族大事中选取了三个思政案例进行项目式实践教学。具体设计如表1所示。

表1 项目式实践教学思政设计案例

1.树立学生的尊师重德、敬业乐群人生观和价值观,铸造良好的行为习惯

2022年是广西师范大学建校90周年,在校庆之际,本课程设计了名为“广西师范大学的历史变革路线图”的实践项目,旨在通过地理信息系统技术,展示学校90年来与国家、民族共同发展的历程和辉煌成就。主要实践内容如下:学生参观校史馆,并听取教师讲解学校的创办历史和校训精神;学生以团队的形式收集校史资料和地图资料,并整理成电子文档;学生利用ArcGIS软件制作专题地图,并标注出学校曾经迁徙过的地点、时间、原因等信息;学生以专题地图为基础,讲述广西师范大学的历史变革史,并突出学校师生尊师重德、敬业乐群的精神风貌。

该项目旨在让学生在实践中回顾学校90年风雨历程,领略广西师范大学师生尊师重德、敬业乐群、勇于奉献、自强不息的精神风貌。同时,期望学生了解GIS技术在可视化表达历史变革方面的应用价值和优势,锻炼学生运用专业技能解决实际问题的能力,并在此过程中培养学生对国家、民族的归属感和荣誉感,为学生树立尊师重德、敬业乐群的人生观和价值观,铸造良好的行为习惯。

2.坚定学生对中国特色社会主义的道路和制度自信,增强开拓创新的职业品格

为确保贫困地区和贫困人口与全国一道进入全面小康社会,以习近平同志为核心的党中央采取了一系列有力有效的措施,动员全党全国全社会力量,开展精准扶贫,实现了第一个百年奋斗目标。在此之际,本课程设计了名为“精准扶贫时空演示系统”的实践项目,旨在通过GIS技术,展示我国精准扶贫以来各贫困地区的经济增长和脱贫过程。主要实践内容如下:课外查找精准扶贫期间各贫困地区的夜光遥感数据和经济数据等各类数据,并整理成报告;设计并开发“精准扶贫时空演示系统”,包括地图数据加载、空间数据统计分析和时序变化展示等功能;测试并评估“精准扶贫时空演示系统”的性能和效果,提出改进意见;撰写项目总结报告,展示成果。

该项目旨在让学生在实践的过程中深刻地认识到GIS技术在国家大事中的创造力和重要性,提高学生对GIS专业知识点和技能点的掌握程度与应用水平。同时,期望学生通过对比分析精准扶贫前后各地区的夜光影像数据,领略到中国特色社会主义制度优越性及在增进人民群众福祉方面所取得的显著成就,以此坚定学生的中国特色社会主义道路自信、理论自信、制度自信、文化自信,让学生在新时代为祖国建设贡献力量。

3.厚植学生的爱国主义信念,弘扬不怕牺牲的奉献精神

湘江战役是中国共产党领导的中央红军在长征途中,与国民党反动派进行的一场生死决战,是中央红军突围以来最壮烈也是最关键的一仗。湘江战役作为发生在广西的重大事件,是广西人民参与革命斗争、支持红军长征的重要历史见证。因此,本课程设计了名为“湘江战役红军路线地形特征分析”的实践项目,旨在通过地理信息系统技术,探究湘江战役的地理背景和影响因素。主要实践内容如下:学生课外查找湘江战役的背景和过程资料,并整理成报告;学生收集相关区域的遥感影像图和地形图,并标注出红军和国民党反动派的行军路线;学生利用ArcGIS软件绘制湘江战役专题地图,并添加适当的符号、比例尺、指北针等要素;学生利用空间分析方法对湘江战役中红军所遇到的艰难险阻进行分析,并结合历史资料说明其原因和影响;撰写项目总结报告,展示成果。

该项目旨在让学生在实践的过程中深刻地认识到,我党领导下的红军为突破封锁线、粉碎敌军歼灭红军于湘江以东的企图做出的卓越的战略部署和英勇牺牲。同时,期望学生掌握GIS技术在历史研究中的应用方法和价值,提高学生对地理信息系统理论与方法、地图学等知识点的理解和运用能力,并在过程中激发学生爱国主义情怀,弘扬不怕牺牲、甘于奉献、坚持信念、勇于创新、敢于胜利等革命精神。

(二)项目式教学的实施过程

传统的实践教学模式大多是学生按照教师编写的实习指导书进行机械式学习,这种教学模式虽然在一定程度上可以提升学生的专业技能、夯实理论基础,但无法调动学生的学习主动性和创新性。为突破这一局限,项目式地理信息科学实践教学模式以贯彻立德树人的思政理念、突出创新精神和实践能力的“一元双核”教学为目标,对实践教学的实施过程进行了改革。

1.项目主题和内容的制定

改革后的项目式教学专注于实现立德树人与地理信息系统工程的应用紧密结合。以“广西师范大学历史变革路线图”项目为例,项目不仅强调GIS技术技能的培养,还着力于通过回溯学校与国家的共同成长历程,培育学生的爱国情怀和尊师重德的品质。在“精准扶贫时空演示系统”项目中,学生深入研究我国的扶贫政策及其成效,从而加深对中国特色社会主义道路的理解和认同。“湘江战役红军路线地形特征分析”项目使学生通过对历史事件的研究,深刻领悟革命先烈的奉献精神。这些项目的设计不仅促进了学生的专业知识和技能提升,还在实践操作中让学生体会到了社会主义核心价值观的深厚内涵,从而进一步增强了学生的社会责任感和爱国情感。

2.项目设计与开发

项目设计与开发阶段是实践教学的关键。在此阶段,教师指导学生分组进行项目开发,引导并鼓励学生应用新的技术和新的数据。例如,在“广西师范大学历史变革路线图”项目中,学生团队负责搜集历史资料、地图信息,并运用GIS技术制作专题地图。在此过程中,学生不仅掌握了如何运用专业技术解决实际问题,还在团队合作中锻炼了沟通与协调能力。在“精准扶贫时空演示系统”项目中,学生通过分析夜光遥感数据和经济数据,深入理解精准扶贫政策的实施效果。这不仅提升了他们的数据分析能力,还增强了他们对社会主义制度优越性的认识。在“湘江战役红军路线地形特征分析”项目中,学生通过GIS技术分析红军的行军路线,深刻理解了历史事件的地理背景,进而激发爱国情怀。这些项目的设计与开发过程不仅加强了学生的实践能力,而且在实际操作中以润物细无声的方式实现了课程思政的教学目标。

3.项目总结与展示

项目总结与展示阶段是实践教学的收官环节。在此阶段,各小组需要对自己的项目成果进行总结,并制作项目海报在班级、学校层面进行展示,评选优秀的项目成果参加相关学科竞赛。例如,在“广西师范大学历史变革路线图”项目的展示中,学生不仅展现了他们的GIS作品,还围绕尊师重德、敬业乐群的主题进行了深入的讨论,有效加深了其他同学对这些价值观的理解和认同。在“精准扶贫时空演示系统”的展示中,学生通过对比分析数据,直观展现了精准扶贫政策的成效,增强了其他同学对中国特色社会主义制度的信心。在“湘江战役红军路线地形特征分析”的展示中,学生结合GIS分析和历史资料,让其他同学更加深刻地理解了历史事件的重要性。通过这些展示,学生不仅提升了自己的表达和沟通能力,还加深了对所学专业知识的理解,展现了他们的创新精神和实践能力,同时强化了他们的社会责任感和创新意识。

(三)项目式教学的评价方案

传统的实践课程教学评价方案主要以项目论文的方式考核,忽视了学生个人素养的培养,且评价方式单一,不能全面反映学生在实践课程中的表现。为解决这些问题,本研究设计了如表2所示的实践课程评价方案,以确保项目式实践课程的教学效果得到充分发挥。

表2 项目式实践课程的评价方案

如表2所示,学生的团队合作占10分。项目式教学是以团队合作为基础的教学方法,学生通过分工合作完成相关实践内容。该项主要考核学生的组织能力、沟通能力和项目管理能力。项目的资料收集与整理占20分。学生在收集相关资料和数据的过程中,会主动了解相关背景知识。该项主要考核资料收集的完整性和可靠性。项目的成果报告占40分。学生在完成项目后,从项目的需求分析、总体设计、详细设计和界面设计等方面撰写总结报告。该项主要考核学生在解决问题时所用到的理论和方法的严谨性,项目实施过程中的创新性和完成度。最终的成果汇报占30分。学生在汇报过程中的语言表达能力、汇报内容的完整性和价值导向、项目完成后所获得的经验与教训等均纳入考核。

四、结语

本研究以GIS专业实践课程地理信息系统工程实训为例,探索“一元双核”的项目式实践教学课程思政改革。通过从身边小事、国家时事和民族大事选取项目案例,深入挖掘实践课程知识点的思政元素,实现实践教学内容和教学评价方法的全过程思政要素融合,提升学生的创新能力和实践能力。经过一年的教学改革实验,学生对课程内容的学习兴趣和开发能力有了显著的提升,能够主动发现问题和思考问题,并利用地理信息技术去解决实际生活中的问题。部分学生的项目成果在多个校级、区级和国家级学科竞赛中获奖。实践表明,“一元双核”的项目式实践教学课程思政改革取得了较好的教学效果,为地理信息科学其他实践课程的思政教育提供了有益的经验和启示。