“网络GIS开发基础”课程教学方法改革

李丽 李开鑫 杨毅 费鲜芸 周薇薇

[摘 要] 在新冠肺炎疫情得以控制的情况下，将线上、线下课堂优势互补，以“网络GIS开发基础”课程为例，对GIS类课程进行了教学方法改革，提出了“线上+线下”混合教学模式。该教学模式综合了“线上+线下”课堂教学的优势，提高了过程考核在课程总体考核中的占比，整体上提升了学生的课堂参与度，增强了积极性。“线上+线下”混合教学模式注重学生综合能力的培养，解决了现有教学模式中存在的一些问题，为提高GIS类课程的教学效率和教学质量提供了参考。

[关键词] 网络GIS;网络课程;混合教学;教学质量

[基金項目] 2020年度江苏海洋大学教学改革研究项目“‘雨课堂与‘SoloLearn在‘网络GIS开发基础课程混合式教学中的实践与应用”（JGX2020002）

[作者简介] 李 丽（1988—），女，山东泰安人，博士，江苏海洋大学海洋技术与测绘学院讲师，主要从事遥感生态应用研究;李开鑫（1997—），男，江西赣州人，江苏海洋大学2020级测绘与遥感工程专业硕士研究生（通信作者），研究方向为遥感生态应用;杨 毅（1986—），男，江苏连云港人，博士，江苏海洋大学海洋技术与测绘学院讲师，主要从事地理信息系统构建与研发。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）33-0073-04    [收稿日期] 2021-03-24

一、引言

2020年初，新型冠状肺炎病毒在中国爆发，受疫情的影响，全国各高校的春季学期不得不延期开学。2020年1月29日，教育部提出“停课不停学”的建议，并于2月4日针对高校生在线学习，发布了《关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》。此后，全国各高校掀起了线上课程教学的热潮。目前，我国新冠肺炎疫情形势控制良好，线上教学得以保留，线下教学得以开展，在移动互联网和大数据技术得以普及，且网络已成为人们交流沟通、协同工作、获取信息、开展决策的重要工具这一大背景下[1]，如何充分利用新时代的信息技术手段，有效地利用网络资源将“以学生为中心”、混合式教学的理念和方法推向更广的范围，成为一项新的研究课题。

国内已有MOOC（慕课）、超星学习通、钉钉、腾讯课堂等线上平台，新的线上授课平台不断涌现。这些平台具有受众广、不受时空限制、开放性强等特点。基于线上授课平台，国内各高校迅速有效地开展了线上教学任务，并取得了一定的成果。然而，线上教学有优势也有不足，其不足主要体现在以下几个方面：一是课堂约束力差，不能达到预期的学习效果;二是互动效果差，教师与学生以及学生与学生之间无法面对面交流，影响学生学习积极性;三是教师无法观察学生的课堂反应，缺乏对学生知识接受度的了解，影响课程调整及授课质量。

“网络GIS开发基础”是WebGIS开发的前期课程。该课程涉及GIS前端开发、地图调用、数据库连接等技术开发语言基础。它服务于网站设计、后台数据库连接、接口调用等功能，是一门集计算机技术、互联网技术、移动通信技术和地理信息技术等多学科相互交叉、融合、渗透而形成的学科领域广、综合性较强的专业课程，是地理信息科学专业中一门实践性较强的课程。因此，除了上述普通线上课程的教学不足之外，对实践课程的实施效率较低也是“网络GIS开发基础”课程线上教学的不足之处。相比之下，传统的课程教学在“网络GIS开发基础”的实践课程上更具优势，但传统的“网络GIS开发基础”课程教学也存在教学模式及课程考核方式单一等问题。

本文拟将线上与线下教学模式相结合，开展“网络GIS开发基础”课程“线上+线下”混合教学方法改革研究，将线上、线下两种教学模式进行优势互补，解决现有教学模式中存在的一些问题，为提高GIS类课程的教学效率和教学质量提供参考。

二、“网络GIS开发基础”课程教学现状及问题分析

随着GIS技术的发展，越来越多的高校开设了WebGIS课程。该课程教学内容抽象，难度较大，教学效果并不理想，学生上课缺乏积极性。江苏海洋大学海洋技术与测绘学院在本科第三学期开设了“网络GIS开发基础”课程，为WebGIS开发类课程的后续开设提供语言基础。在防控新冠肺炎疫情的形势下，该课程的教学方法目前存在以下问题。

（一）线上教学

线上教学的主要影响因素是网络和学生自身的上课环境。网络因素首先是因为在防控新冠肺炎疫情的形势下，线上教学的狂潮导致网络拥挤;其次是线上教学平台服务器不够强大，导致线上教学卡顿;最后是有些学生没有上网条件，山区网络信号不好。学生自身上课环境因素主要是指学生不易有安静舒适且不被打扰的上课环境。因此，“网络GIS开发基础”线上教学具有以下几点不足。

1.课堂约束力差。线上课堂多以教师为中心，主要是教师讲，学生听。学生的主观选择范围较大，教师在授课过程中受网络及学生自身上课的影响，不能观察到所有学生，学生不易被教师的授课内容及表达形式吸引，同时，教师不能通过学生的眼神、语调等因素对学生进行监管。在这种教学形式下，学生容易走神，甚至会做与课堂无关的事宜，从而导致学生的学习效率不高，不能达到预期的教学效果。

2.互动效果差。线上课堂互动受学生自身上课的影响，有些学生不方便参与课堂互动，教师在课堂上发起的互动只有部分学生参与，学生与学生之间存在讨论障碍[2]。因此，线上课堂不利于学生协同合作解决问题能力的培养，降低了学习的积极性。

3.实验课程不直观，知识接收度不易掌握。教师在理论课堂上一般通过课堂提问、课堂练习及课后作业等方式了解学生对知识的接受度，在实验课程则通过直接观察学生的现场编码表现。教师依据学生的课堂接受度反馈对后续课程做出调整，但是线上课堂由于课堂约束力差、互动效果不好、实验课程不直观，继而影响了教师预测学生对知识的接受度，因此不能及时进行课堂调整，最终影响了授课质量。

（二）线下教学

1.教学模式单一。近年来，尽管多媒体教学方式已经普及，素质教育也在不断提倡，但仍旧没有离开教师教、学生学，学生围绕教师这种教学模式[3]。学生一味紧跟教师上课的步伐，没有时间进行思考与讨论，缺少学习主动性，“只知其一不知其二”，导致学生对课程失去兴趣，被动学习。而“网络GIS开发基础”课程具有较强的实践性，需要学生进行独立思考与操作，如果只是跟随教师的步伐学生就不能牢固掌握知识点。

2.课程内容太多，授课时间有限。“网络GIS开发基础”课程共32学时，其中16学时理论课，16学时实验课，但“网络GIS开发基础”课程的知识体系庞大繁杂，实现方式多样，其课程内容包含了3种开发语言（HTML、CSS和Javascript），教学大纲要求学生掌握并熟练运用这3种语言。因此，教师要在16个理论学时内讲授3种开发语言的知识点，且包含多种复杂问题的处理。要在16个学时内将这些理论知识详细讲授存在较大困难，如果单凭课上讲授，不仅学生的学习兴趣会下降，而且也很难消化这么庞杂的内容。理论知识没有得到很好的巩固，实践操作也必定要受到影响。

3.学生基础相差较大，学习主动性不足。由于学生生源的多样化，学生基础相差较大，对课程的授课内容要求不一致。有的学生受兴趣的影响，对编程知识有一定的了解，课堂上思维活跃，能较好地消化授课内容;有的学生基础较差，听起课来感觉吃力;还有一些学生对于编程会产生胆怯心理，担心跟不上教师的节奏，影响其对知识点的理解与掌握[4]。除此之外，计算机编程语言学习枯燥乏味，学生基础不一，导致学生对“网络GIS开发基础”课程的学习自觉性和主动性不足。受到授课时间的限制，教师往往难以照顾到全部学生的学习情况，这也使得课堂与实践操作出现师生不同步的现象。

4.课程考核方式单一。“网络GIS开发基础”课程传统考核方式一般为平时成绩+作业完成情况+期末考试成绩，而期末考试又往往占到60%以上的比重，缺乏对学生自主学习能力与过程学习的考核，最终导致学生忽视了过程学习的重要性[5]。

因此，必须打破“网络GIS开发基础”课程的教学现状，提高学生的积极性，增加学习兴趣。本文以线下课堂为主，利用“雨课堂”教学工具营造“同步教学”的氛围，增加学生的课堂参与感，提升学生的听课专注力和学习积极性。课下通过SoloLearn等课下学习App建立“异步教学”的通道，提升学生合理分配时间及自主、超前学习的能力。项目整体以学生为中心，强调过程评价，更加注重对学生自主学习能力的考核。

三、“线上+线下”混合教学方式改革

针对上述提到的“网络GIS开发基础”课程目前教学中存在的问题，将线上、线下两种教学模式进行优势互补，开展“线上+线下”混合教学方法改革研究。

（一）学生线上自主学习

学生进行线上学习主要有两种方式。教师根据教学大纲要求与教学内容，选择教学资料发送给学生进行课前预习和课后复习，并通过线上平台发布预习及作业题库，课上通过查看学生预习及作业题库的完成度和错题率，判断学生的学习情况，对重难点及存在的问题进行讲解，将完成度、错题率折算计入平时成绩。教师还可以根据教学大纲与教学内容，选择与课程内容高度相关的学习软件，让学生进行课前、课后自主学习并完成习题，获取积分，最后将软件中的累计积分折算计入平时成绩。这两种方式都可以提高学生学习的主观能动性，培养学生的独立思考能力。

在“网络GIS开发基础”课程的实际教学中，课前教师可以利用“雨课堂”线上教学平台，根据教学大纲整理教学资源（包括网络教学资源及自制学习内容等），通过线上平台发布学生预习材料（视频、习题、语音讲解等），学生根据要求完成学习任务（包括课前作业和课后作业），并提出问题，教师可以在线上进行答疑解惑。课后教师根据平台统计数据进行分析总结，根据学习情况完善教学计划，并准备后续课堂教学的重点内容。学生可以利用SoloLearn App在碎片时间内随时随地完成课堂内容的复习并完成习题（例如在路上或排队时，可以利用手机、平板学习，也可以在电脑上学习）。SoloLearn提供了HTML、CSS、JavaScript、SQL、python等多种编程语言，同时具备积分奖励、挑战等功能，可以增加学生的学习兴趣。

（二）线下课堂讨论、讲解与实践

线下課堂主要包括线下理论课堂及线下实验课堂，线下理论课堂又可分解为课堂讨论、教学内容重难点及问题讲解两部分。

课堂讨论可以让学生进行分组共享学习成果并讨论解决问题，总结组内的学习问题，等候教师问询并发言。小组活跃度及成员发言人可以采用积分制，学期末将积分折算计入平时成绩。教学内容重难点及问题讲解是指教师根据教学大纲及教学内容对课程的重难点内容进行讲解，同时对学生存在的问题进行具体分析。课堂讨论能够让学生分享学习经验，并对学习内容及存在的问题加深印象，培养学生的团结协作能力，提升学生的课堂参与感，体验共同进步的成就感，后续听教师讲解时，更容易集中注意力。

在“网络GIS开发基础”实际教学过程中，课上主要以线下的课堂教学为主，理论课程通过多媒体进行理论讲授，部分内容也可播放教学视频，将学生在预习自学中遇到的问题、涉及的知识重点、难点进行精心讲解。“以学生为中心”，通过考勤、随堂问答、测验、讨论等方式与学生进行实时互动，通过学生在课堂上的表现了解学生对知识的接受度，提高学生的课堂参与度。实验课堂可以通过“雨课堂”线上平台发布“网络GIS开发基础”课程的实验指导书，学生依据实验指导书的内容进行上机实验并完成教师布置的任务，最终提交实验报告，实验报告的完成情况折算成积分计入平时成绩。学生通过线下实验课堂巩固理论知识，培养对知识的实际应用能力;教师则依据学生的实验表现及学生解决疑难问题的能力，预测学生的知识接受度，从而对后续课程内容做出适当的调整。

（三）考核方式改革

在“網络GIS开发基础”课程的实际教学中，采用“线上+线下”混合式教学过程考核模式，包括平时成绩及期末成绩两部分，两者各占50%。其中，平时成绩主要包括考勤、作业、实验报告、课堂表现、线上学习（课前预习及课后作业）五部分，每部分的成绩各占10%。期末成绩则采用开放式考核形式，包括课程作品与作品说明报告，两者各占25%，教师出2～3个难易等级不同的综合题目，不同的题目积分不同，学生自选完成题目，最终提交作品及作品说明报告。教师通过综合评判学生所选题目的等级、提交的作品质量及作品说明报告的优劣，计算期末成绩。

“网络GIS开发基础”课程的过程考核提高了平时成绩的占比，提高了过程考核在教学中的比例，让学生意识到平时学习的重要性，从而全过程、全身心的投入课堂，更加注重平时的学习、课堂表现及知识积累，认真仔细地看待学习过程中的每一个环节。期末的考核方式与平时的考试方式不同，期末采用开放式考核方式，这种方式更适用于“网络GIS开发基础”这种编程类课程，有利于培养学生对知识的综合应用能力及创新能力。

四、结语

在防控新冠肺炎疫情形势下，线上教学发挥了巨大优势。目前，在新冠肺炎疫情得以控制的情况下，本文综合分析了“网络GIS开发基础”课程线上与线下课堂的现状与不足，提出了“线上+线下”混合式教学改革模式。该模式综合了线上及线下教学方式的优势，并对存在的一些问题进行了改革，在考核方式上提高了过程考核所占的比例，整体上提升了学生的课堂参与度，注重对学生综合能力的培养。当然，“线上+线下”混合式教学模式还存在不足之处，教师要把“网络GIS开发基础”课程做到完美，就要以学生为中心，根据他们的特点、基础和实际情况，做出线上、线下及课后实践环节贴合学生学习情况的课程，以实际网络GIS开发项目作为载体，充分锻炼学生理论与实际相结合的能力。

参考文献

[1]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）：27-33.

[2]邰丽.新冠疫情下线上教学的不足与改进[J].价值工程，2020，39（21）：7-8.

[3]郭明强，谢忠，吴亮，等.面向未来课堂的网络GIS本科课程改革研究[J].测绘工程，2016，25（10）：76-80.

[4]黎华，张晓盼，龚珍.GIS专业的Java程序设计教学改革初探[J].测绘通报，2017（4）：145-148.

[5]段焕娥，韩惠，李雪梅.信息环境下的GIS专业自然地理学教改实践[J].测绘工程，2016，25（1）：77-80.

Teaching Methods Reform of Web GIS Development Basics

LI Li， LI Kai-xin， YANG Yi， FEI Xian-yun， ZHOU Wei-wei

（School of Marine Technology and Geomatics， Jiangsu Ocean University， Lianyungang，

Jiangsu 222005， China）

Abstract： With COVID-19 under control to a certain extent， the advantages of online and offline classroom become more complementary. Taking the course of “Web GIS development basics” as an example， this paper suggests the teaching method be improved， and proposes the “Online + offline” mixed teaching mode. The mode not only integrates the advantages of online and offline classes， but also emphasizes the importance of learning process， and encourages students to greater participation and enthusiasm in class. At the same time， this mixed teaching mode also focuses on the cultivation of students comprehensive ability， and solves some problems in the present teaching mode. Therefore， this teaching mode is of great significance and will provide a good reference for improving the teaching efficiency and quality of GIS courses.

Key words： Web GIS; network course; online and offline mixed teaching; teaching quality