《遥感与地理信息系统技术》课程改革研究＊

李璇琼，梁延龙，许辉熙

（1.四川建筑职业技术学院，四川 德阳 618000；2.西南交通大学地球科学与环境工程学院，四川 成都 610031）

1 概述

随着计算机技术的突飞猛进，遥感与地信息系统技术已广泛应用于智能导航、物联网、灾害应急响应、资源调查等人们生活和国家科技发展的方方面面。《遥感与地理信息系统技术》课程融合了地理信息系统和遥感两种空间信息技术，因此对理论和实践教学过程的知识融合处理提出了较高的要求[1-5]。

文章结合四川建筑职业技术学院《遥感与地理信息系统技术》 课程的教学现状和存在的问题，从课程教学实时监控和改革方面进行探讨，以期培养能够适应生产一线遥感及地理信息系统应用岗位要求的技术技能人才，同时提高教师教学水平。

2 课程改革基础

2.1 课程定位

该课程为理实一体课程。本课程授课对象必须具备地图学的基本理论知识。本课程学习完成后，后续进行遥感与地理信息系统综合实训课程的学习，进一步提升职业核心能力。

2.2 学生学情

本专业学生已具备初步的自主学习能力、善于动手操作，适合“做中学，学中做”的教学方式。学生缺乏规范性操作，创新能力弱，对理论不感兴趣，缺乏工程经验。

3 课程改革设计

3.1 课程改革思路

按照《遥感与地理信息系统技术》课程规划、课程建设方案和课程教学与建设实施标准，进行自我诊断，采用查找问题、分析原因的办法进行改进，不断提高课程教学效果。

3.2 “8”字形质量改进螺旋

教学改革贯穿于整个课程建设过程中，以实现系统的“持续改进”作为构建课程质量保障体系的基本目标。改进不能一蹴而就，而须在实施环节中螺旋改进（如图1 所示）。

图1 课程教学诊改“8”字形质量改进螺旋

按照课程教学“8”字形质量改进螺旋，采用“前台＋后台”的工作模式，通过“后台”诊断、激励、学习、创新、改进不断为“前台”目标制定注入创新要素，为计划、组织实施提供创新方法，实现质量的螺旋递进[6-7]。

“8” 字形质量螺旋由上下大小两个循环组成，小循环包括设计－组织－实施－监测－预警－改进，在信息平台的支撑下，不断循环运作不断改进，其改进重在对课程教学设计进行改进。在此 “动循环”中，一个教学循环实施一轮课程教学诊改，一个月实施月度监测预警和每堂课监测预警。

大环包括“目标－标准－设计－组织－实施－诊断－激励－学习－创新－改进”，在信息平台的支撑下，不断循环运作不断改进，其改进就是对目标进行全面深刻的改进，此“静循环”以每学期为一个诊改周期，推动课程教学的螺旋递进。

4 课程教学改革

4.1 事前（Plan）

4.1.1 课程教学目标链

根据学院《“十三五”课程建设专项规划》，依据专业实际和课程发展基础，课程建设目标确定为实施任务驱动法教学和混合式教学，建成省级精品在线开放课程，如图2 所示。

图2 课程教学目标链

4.1.2 课程教学具体目标

为保证课程教学目标，即知识目标、素质目标和能力目标的顺利达成，务必加强推进项目化教学，推动线上开放课程的利用率，推进考核方式改革。分别从课堂信息、课堂质量、实践教学、教学组织和教学效果五个维度（见表1）来保证课程教学目标的实现。

4.2 事中（Do）

4.2.1 设计、组织、实施

课程教学依托信息化手段，从广义的课前、课中、课后三个环节进行，课前进行教学设计、资源开发、资源推送、任务布置等，课中利用信息化教学手段，组织线上线下混合式教学实施，采集监测点数据，课后进行总结、评价、测试、考评、数据分析。

利用云课堂APP，可以详细记录教学过程中开展的教学活动，包括课前讨论、测验、投票；课中签到、头脑风暴、讨论、提问、测验、投票；课后学生评价、学生表现统计等。课堂教学活动记录如图3 所示。

图3 课堂教学活动记录示意图

每次课堂活动结束后，学生可以对教师的教学效果和个人学习效果进行评价和总结，让学生对每次课堂活动做一小结，提升教学效果。以学生为主体，教师为主导，在学中做，做中学。

课程结束后，一方面平台自动生成每个教学班级的统计分析，主要体现学生学习进度、课堂表现、成绩分布统计，课程资源使用情况、学生做题及错题情况等方面。另一方面，学生可对每堂课进行课后评价和问题反馈。通过信息化教学手段，基本做到教学过程实时监控，并实现了数据的自动记录，如图4 所示。

图4 学生课堂得分统计

4.2.2 监测、预警与改进

1）质量监控点及预警值。根据课程建设方案中制定的建设任务，围绕课程教学设定5 个维度（一级指标），15 个质控点组成。依托数据平台，通过实时采集和静态采集两种模式采集课程建设数据，通过校本数据平台对课程建设质量控制点进行监控，监测课程教学运行状态，见表1。

表1 2019 课程教学目标

针对课前、课中、课后三个环节，设置课程诊断要素和质量监控点，引入课堂教学质量在线跟踪系统，实时采集学生出勤、作业完成、课堂测设、互动相应、学习效果等数据并进行分析，发现问题及时预警，不断优化和完善教学过程，提高教学质量和教学效果。

2）教学过程监测形式。教学过程中采用每月实时动态监测，每学期自查、期末满意度调查等全过程监测形式。具体如下：

（1）智能校园管理信息平台线上监测；

（2）利用云课堂数据实时监测；

（3）期中、期末教学检查，监测教学开展情况；

（4）开展课程满意度测评，监测教学效果。

3）预警与改进。根据监测预警情况，结合课程建设实际，及时调整课堂教学，加强组织管理，对存在的问题进行实时改进。通过监测发现上课班级到课率、学生任务参与度和课堂互动正确率3 个指标未达到目标。选取了两个案例阐述预警改进情况（如图5、图6 所示)。

图5 过程监测预警案例一

图6 过程监测预警案例二

针对学生任务参与度低的情况，在教学中引入信息化，从视频资料、动画等生活中问题引入，提高学生兴趣，同时提高线上学习环节成绩比例。如在讲解缓冲区分析知识点时，可以让同学们利用百度地图等工具搜索学校周边1km 范围之内的美食，也可以给同学们播放地震对周围环境影响的视频。这些使得学生在动手完成任务和形象化展示过程中能够更深刻的理解知识点，提高了学生兴趣。改进后未参与任务人数由7 人减少为3 人。针对学生上课玩手机等违反课堂纪律的情况，制定相关管理条例，增加平时成绩的比例。也可以在实践操作过程中引入小组PK 等形式，对成绩高的小组给予一定奖励。改进后违反课堂纪律人数由3 人减少为1人。

4.3 事后（Check、Action）

4.3.1 诊断

1）目标完成情况诊断。按照课程教学层面8 字形质量改进螺旋，通过“目标－标准－设计－组织－实施－诊断－激励－学习－创新－改进” 大循环的反复运行。对照课程建设规划，依据课程建设标准，一个教学循环（一学期）实施一轮课程建设诊改。

2）教学情况诊断。课程教学改革以课程监测点所产生的大数据为基础对课程教学过程中存在的问题和不足进行归纳分析。

本学期采用课程画像、云课堂、学生评价、教师自查等手段进行诊断，主要发现教学中存在以下问题：

（1）课前学习兴趣不浓、课堂参与度不够；

（2）上课注意力集中不够，违反课堂纪律，课堂教学效果未达到预期；

（3）课堂互动耗时较长；

（4）课堂互动正确率低，学生对重难点理解不深刻。

4.3.2 激励

针对发现的问题，制定有针对性的诊改措施并予以实施，适时、科学地对课程建设进行调整。

根据本次诊断，教学层面主要存在的问题为：项目式教学在教师团队的推进存在难度，在线开发课程的推广利用在学生群体缺乏吸引力。针对这两类问题采用以下激励措施。在教师方面进行教学质量年度考核，教学成果奖励及教学能力比赛奖励；在学生方面提高课堂参与度奖励，增加线上学习资源的吸引力和线上学习考核成绩的比例。

4.3.3 学习

通过开展 “项目式教学在教师团队的推进”有关的教研活动、交流研讨，组织课程团队进行混合式教学方法、单元教学设计、教学理念培训、教学方法培训、学科技术技能培训及技能大赛和教学能力比赛培训，切实有效的提高课程团队教学方法水平。

4.3.4 创新

1）三位一体教学模式。“理论教学”+“虚拟教学”+“实操教学”三位一体教学模式。

2）多维度评价体系。从培养学生的知识目标、能力目标和素质目标出发，建立线上线下多维评价体系。包括云课堂考勤、学习进度、参与课堂活动情况、表现得分及书面作业成绩和8 个实际软件操作模块得分过程性考核对学生成绩进行评价。如图7 所示。

图7 多维度评价体系

4.3.5 改进

针对教学过程中未达到要求的项目，提出以下具体改进措施.

1）通过视频、图片、动画和任务驱动激发学生兴趣，增加线上学习比例.

2）加强课堂纪律管理及课堂互动实施监测，增加过程性考核比例.

3）进一步优化课堂互动问题，转换一部分讨论问题为问卷调查或者选择题，可节省互动时间.

4）教师加强学习，针对重难点制作动画、引入实际生活、项目案例。

5 课程改革成效

5.1 课程学生学习兴趣提高，氛围增浓

1）上课班级到课率提高；

2）学生任务参与度提高；

3）学生课堂满意度提高。

5.2 提升教学效果

2017 级学生及格率较2016 级学生由70%的及格率上升为78%。

5.3 提升学生能力

2018 年两名学生获得“达北杯”第二届全国大学生无人机测绘技能竞赛二等奖。2019 年获“达北杯”第三届全国大学生无人机测绘技能竞赛一等奖。

6 结论

文章以“8”字螺旋为依托，分事前、事中、事后三个环节，分别从课堂信息、课堂质量、实践教学、教学组织和教学效果五个维度监控《遥感与地理信息系统技术》课程教学中的问题，并从教学方法、教学手段、考核方式等方面提出改革和激励措施。通过教学改革，使得学生学习兴趣大大增强，课堂氛围更加活跃，学生成绩不断提高，能力不断增强。对培养一线遥感与GIS 技术人员具有积极的推动作用，对同行的教学也有一定的参考价值。