问题-探究式教学模式在高校计量地理学课程中的应用

赵龙，孙淑瑞，韩剑萍，詹晨，邓小菲，陈浩

问题-探究式教学模式在高校计量地理学课程中的应用

赵龙1，孙淑瑞2，韩剑萍1，詹晨1，邓小菲1，陈浩1

（1. 绵阳师范学院 资源环境工程学院，四川 绵阳 621006；2. 北京语言大学 中华文化研究院，北京 100083）

为克服传统教学方式在高校计量地理学课程中的弊端，以绵阳师范学院环境类专业为例，针对该课程构建了“创设情境，提出问题——探究问题——梳理思路，归纳知识——知识迁移，专业应用”的问题-探究式“四步曲”教学模式，并通过对比是否实施该教学模式的２个年级的学生考核成绩以及对该教学模式受众学生的问卷调查发现，该教学模式的应用成效良好，学生的各项考核成绩均有提高，并且集体内部学习效果差异程度减小；该教学模式对原本学习状况相对欠佳的学生的帮助尤为显著，并得到了其受众学生的主观认可．建议在情景创设和与之匹配的课程考核形式上持续改进，以优化教学模式，提高学生培养质量．

问题-探究；教学模式；情景创设；问题引导；计量地理学

计量地理学是地理、环境等专业重要的方法论学科，它以概率论与数理统计、线性代数和“3S”技术等为基本手段，定量研究地理科学和环境科学等领域各种现象发生、发展的内在规律及其机理，为专业基础研究和社会应用实践提供重要的理论指导[1]．计量地理学对学生数学基础知识的要求较高，加之课程内容体系复杂、教学课时偏少、实践教学薄弱等情况[2-4]，在传统的教学模式下，教师教授和学生学习都存在较多问题，教师重理论、满堂灌、少互动、缺启发，学生缺兴趣、厌理论、畏计算、少应用．这种消极的教授和学习状况亟待改变．问题-探究式教学模式是根据教学内容及要求，由教师创设问题情境，以问题的发现、探究和解决来激发学生的求知欲、创造欲和主体意识，培养学生创新能力的一种教学模式[5]，该教学模式对解决计量地理学传统教学模式中的消极状况具有重要作用[6]．因此，本研究针对绵阳师范学院环境类专业的计量地理学课程设计了问题-探究式教学模式，并对是否实施该教学模式的２个年级学生的考核成绩进行比较，对该教学模式的受众学生进行问卷调查，进而分析其应用成效，以期为优化教学模式和提高学生的学习效果提供帮助．

1　计量地理学课程的现存问题

绵阳师范学院以教学型、应用型、地方型和师范型为办学定位，所开设的环境类专业为工学专业，旨在培养环境领域的应用型专门人才．计量地理学作为环境类专业的专业核心课程，在课程安排和教学中存在以下主要问题：

1.1　课时安排偏少，学生基础薄弱

计量地理学涉及概率论与数理统计、线性代数和“3S”技术等学科，对学生的数学基础知识要求较高．然而，环境类专业并未开设概率论与数理统计课程，在计量地理学课程开课之前也没有开设“3S”类课程作铺垫．因此，教师在教授过程中需要经常为学生补充相关的基础知识．同时，计量地理学课程本身内容体系复杂，而目前只有36学时的理论课时，为避免出现在有限的学时内要完成超量的教学内容而导致满堂灌的情况，实际授课中只能选取约50%的教材内容讲授．课时安排偏少，不能让学生将知识学多、学透，要解决这一问题，就需要由教学管理部门进一步统筹优化专业课程体系．

1.2　教学模式老旧，教学效果欠佳

在传统的计量地理学教学方式中，为了完成既定的教学内容，教师在本就不充裕的课时内大多采取讲授为主导的方式，首先介绍某种计量方法的原理和推导过程，然后结合例题演示该方法的应用过程，再结合相关的实验课介绍其实现手段．该课程采用老旧的教学模式不能有效地体现环境类专业的特点，学生会将之与高等数学等基础课程视为一类，大幅度地减损其作为专业核心课程的专业性，降低学生对课程的兴趣度与重视度，进而导致教学效果欠佳．

1.3　考核方式单一，应用效果不佳

目前，计量地理学课程的考核分为三大模块，即50%的期末考试成绩，40%的平时成绩，10%的考勤成绩．其中，平时成绩由75%的实验课成绩和25%的理论课作业成绩构成，期末考试为闭卷考试．除了理论概念外，计量地理学课程涉及较多的计算公式，一些重要的方法涉及的计算步骤较多．这种单一的考核方式不仅增加了学生不必要的复习负担（如记大量的计算公式），而且不便于考查一些重点原理方法在具体专业问题中的应用，限制了试题所能考查知识点的覆盖度和应用性．

2　问题-探究式教学模式设计

为克服传统的计量地理学教学方式的不足，不少学者对其教学模式、教学内容和教学方法等进行了思考[7-11]，在理论课程和实践教学方面都进行了探索，构建了多种教学模式[12-14]．本研究针对绵阳师范学院环境类专业的计量地理学课程，构建了“创设情境，提出问题——探究问题——梳理思路，归纳知识——知识迁移，专业应用”的问题-探究式“四步曲”教学模式（见图1）．

该模式的执行过程为：

第1步，创设情境，提出问题．针对某一新的计量方法，由教师创设一个情境，在该情境中提出一个具体问题，该问题可以是环境领域的专业问题，也可以是生活中常见的其它问题．

第2步，探究问题．学生根据已有的知识对该问题进行探究，探究的方式根据问题的难易程度而定，通常较简单的问题建议学生独立思考，而较复杂的问题建议学生分小组讨论．在学生探究之后，由学生主动或教师抽问的方式给出该问题的解决方案．方案是否合理可行，也是由教师和学生共同探究而定的．教师根据该计量方法本身涉及的关键知识点事先设置好一系列递进式问题，然后引导学生一起探讨所给方案是否能解决这一系列问题，如果能解决，则该方案可行；如果不能解决，则重新调整方案，直至该方案能通过．通常，一种新的计量方法由于涉及新的思维方式或知识点，学生给出的方案需要多次调整才能通过．方案的调整过程是该教学模式的关键环节，教师在该环节中的作用主要是引导，而不是简单下结论．教师的引导可分为正向引导和反向引导，其中反向引导的目的在于让学生通过对所犯错误的思考而加深对知识点的理解．

第3步，梳理思路，归纳知识．通过第2步的多番探究，学生在教师的引导下制定了合理可行的方案，接下来便要梳理出该方案在解决问题时的整体思路，即该计量方法的原理，然后细化该思路中涉及的每一个知识点．该过程也是以学生为主体，教师引导和补充．

图1　问题-探究式教学模式

第4步，知识迁移，专业应用．为了强化学生对新的计量方法的理解，并体现出其专业应用性，无论第１步创设的情景是针对环境领域的专业问题，还是生活中常见的其它问题，现在都要求学生根据该新的计量方法，反向设计一个专业情景和具体问题．该环节建议将学生分组，以小组为单位提交所设计的专业情景和具体问题，然后小组之间互换情景和问题，相互检验和解答．学生设计提交的情景和问题一方面可纳入平时成绩考核，另一方面可为教师丰富教学素材．

问题-探究式“四步曲”教学模式在课时较充裕时，可对每一章节频繁开展；在课时紧张时，可选择重点章节有针对性地开展．

3　成效与讨论

问题-探究式“四步曲”教学模式在2019级环境类专业计量地理学课程中首次实施．为评价该教学模式的应用成效，对比了未实施该模式教学的2018级和实施了该模式教学的2019级环境类专业学生的考核成绩，并对2019级学生进行了问卷调查．

3.1　课程考核成绩

以课程考核成绩的平均值和标准差为指标，对比2018级和2019级环境类专业学生的总成绩及其中的考试成绩和平时成绩，从成绩角度客观地评价该问题-探究式“四步曲”教学模式的应用成效．另外，环境类专业包括2个专业：非定向的环境科学与工程专业和为四川省“深度贫困县人才振兴工程”服务而专门开设定向培养人才的资源环境科学专业．本研究在对比2个年级学生的课程考核成绩时，不仅会对比环境类专业总体学生的成绩，还会进一步分专业对比，以分析该教学模式对定向生（资18.4和资19.10）和非定向生（资18.5和资19.4-5）学习效果的影响程度．

从成绩的均值来看，2019级总体学生的各项成绩都高于2018级总体学生的各项成绩（见图2），总成绩、考试成绩和平时成绩分别高出3.44，3.91，3.72分．分专业来看，2019级定向生和非定向生的各项成绩都分别高于2018级定向生和非定向生的各项成绩，定向生的总成绩、考试成绩和平时成绩分别高出5.02，7.17，3.20分；非定向生的总成绩、考试成绩和平时成绩分别高出1.38，0.51，2.94分．由此可见，该问题-探究式“四步曲”教学模式对提升学生效果有积极作用，尤其是对定向生大有裨益．

图2　问题-探究式教学模式实施前（2018级）后（2019级）学生考核成绩均值比较

从成绩的标准差来看，2019级总体学生的各项成绩标准差都低于2018级总体学生的各项成绩标准差（见图3），总成绩、考试成绩和平时成绩的标准差分别降低1.30，0.34，5.38分．分专业来看，2019级定向生各项成绩的标准差都低于2018级定向生的各项成绩标准差，总成绩、考试成绩和平时成绩的标准差分别降低9.23，7.98，7.37分；2019级非定向生总成绩和考试成绩的标准差相对2018级非定向生总成绩和考试成绩的标准差分别有小幅度增高，而平时成绩标准差有明显降低．由此可见，该问题-探究式“四步曲”教学模式对减小集体内部学习效果的差异程度有积极作用，对平时学习效果的提升尤其明显．

图3　问题-探究式教学模式实施前（2018级）后（2019级）学生考核成绩标准差比较

3.2　学生问卷调查

为了从学生的主观角度进一步了解该问题-探究式“四步曲”教学模式的实施情况，通过问卷形式调查了2019级环境类专业学生学习计量地理学的基本情况和对该教学模式的评价．问卷通过网络发布，回收问卷73份，有效问卷72份．

3.2.1学生学习计量地理学的基本情况在调查学生学习计量地理学的基本情况方面，设置了7个问题，调查结果见表1．

表1　学生学习计量地理学课程的基本情况 （%）

由表1可见，有80%以上的学生是重视计量地理学这门课程的，同时认为其难度可以接受；有77.8%的学生认真听课的时间比例在60%以上，有98.6%的学生会通过各种方式主动纠正作业中的错误．这表明大部分学生是有学习意愿的，学习态度也是端正的，同时具备相应的知识基础．另外，有60%以上的学生在学习该课程时主要注重“思路和方法”的学习，并认为“老师引导、启发，师生频繁互动”是最好的课堂教学方式，这表明学生的学习方法是有效的，而且认同互动式的教学方式．有50%以上的学生认为“难以将课程知识与专业问题结合起来”是学习该课程最大的阻碍，这表明学生有强烈的意愿寻求方法论学科的专业应用价值，同时也反映在计量地理学教学中设置专业性问题的必要性．

3.2.2学生对问题-探究式“四步曲”教学模式的评价在调查学生对问题-探究式“四步曲”教学模式评价方面，设置了8个问题，调查结果见表2．

表2　问题-探究式教学模式在计量地理学课程中的实践 （%）

由表2可见，所有学生都感知到了教师在授课过程中有意采用了问题-探究式教学模式，并且有97.2%的学生愿意参与这些探究性的问题互动；所有学生都认为教师设置的探究性问题数量合适，其中有47.2%的学生认为这些探究性问题“较难，但能引导我思考”；在对该教学模式的总体评价方面，即该模式对学生学习的引导性和帮助程度方面，分别有86.1%，100%的学生对该模式的实施持肯定态度，认为采用该模式对学生学习的引导性强，对课程学习帮助很大．

4　结语

问题-探究式“四步曲”教学模式首次应用于计量地理学课程中，且取得了良好效果，其受众学生与未实施该教学模式的学生相比，各项考核成绩均有提高，且集体内部学习效果差异程度减小，实现了集体的共同进步．同时，该教学模式也得到了受众学生的主观认可．

然而，针对计量地理学课程，该教学模式仍有需要持续改进之处：（1）需要不断补充课程章节重要计量方法所创设的情景，情景的创设需要注重学科专业性的多样化，以便该教学模式在地理科学等其它专业中的实施；情景的创设还要注重趣味性，以便提高学生参与的积极性．（2）需要探索与该模式匹配的课程考核形式，克服传统的闭卷考试对该课程考核的不利约束，以实现教学与考核的合理衔接，综合提高学生的专业培养质量，促进学科建设和发展．

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Implementation of question-inquiry teaching model on the college course of quantitative geography

ZHAO Long1，SUN Shurui2，HAN Jianping1，ZHAN Chen1，DENG Xiaofei1，CHEN Hao1

（1. School of Resources and Environmental Engineering，Mianyang Teachers′ College，Mianyang 621006，China；2. Institute of Chinese Culture，Beijing Language and Culture University，Beijing 100083，China）

In order to overcome the defects in traditional teaching model in college course quantitative geography，a case from environmental speciality in Mianyang Teachers′ College was taken and a four steps question-inquiry teaching model was established，which includes establish situations with questions，inquiry into questions，order the thoughts and points and transfer new knowledge for professional application．Based on the comparison of the course scores of the students who obtained this teaching model and who didn′t and the result of questionnaire survey on the former students，it was revealed that this teaching model was effective．Implementing this teaching model has improved the course sores，reduced the learning achievement disparities within study groups．It is especially helpful for the oriented training students whose study status was not as good as the others．Subjectively，this teaching model was affirmed by the students．It is suggested to make some continuous improvements in situation establishment and corresponding assessment forms in order to optimize this teaching model and enhance the cultivation quality．

question-inquiry；teaching model；situation establishment；question guide；quantitative geography

1007-9831（2022）03-0105-06

P21∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2022.03.023

2021-12-06

绵阳师范学院教学改革研究项目（Mnu-JY20055）

赵龙（1990-），男，四川芦山人，讲师，博士，从事计量地理学的应用研究．E-mail：zljcx512361@126.com