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第 卷 第 期 年 月绵阳师范学院学报(自然科学版)().收稿日期:基金项目:绵阳师范学院“一流本科课程(线上线下混合式课程)”建设项目()绵阳师范学院新工科研究与实践项目()第一作者简介:贾俊()男四川南充人副教授博士研究方向:地理信息系统地质应用 面向新工科的“地理信息系统原理”混合式一流课程建设实践贾俊郭秦张筌豇(绵阳师范学院资源环境工程学院四川绵阳)摘 要:以一流课程建设为抓手不断提升课程品质是适应新工科建设要求培养高素质复合型卓越工程科技人才的必由之路 以绵阳师范学院校级“线上线下”混合式一流课程“地理信息系统原理”为例针对一流课程建设面临的核心问题从混合式教学设计、课程内容优化、教学资源建设、教学方式改革、教学组织实施和课程评价等六个方面开展一流课程建设探索实践对建设成效和存在的问题总结反思谋划后续建设工作以期为新工科建设背景下地方院校一流课程建设提供有益借鉴 关键词:新工科 地理信息系统原理 混合式教学 一流课程中图分类号:文献标志码:文章编号:():././.():.:引言为适应新一轮科技革命与产业变革服务“创新驱动发展”“中国制造”等系列国家发展战略 年以“复旦共识”“天大行动”“北京指南”为标志高等工程教育改革 “新工科建设”正式铺开 积极构建新工科平台、创新人才培养模式、开展创新创业教育、推进产学研合作教育以及建立新工科专业教育教学质量评价体系成为建设的重点优化课程内容、改革教学方式、建设一批优质课程成为新工科建设的重要抓手 年“教育部关于一流本科课程建设的实施意见”的印发标志着一流本科课程“双万计划”正式启动 通过建设金课淘汰水课积极引导高等教育不断改革陈旧课程体系本科课程转向以质量为导向注重创新型、复合型、应用型人才的培养地理信息与计算机、大数据、人工智能等新技术紧密融合、协同发展其应用范畴早已拓展到城市规划管理、物流运输、环境监测保护等诸多领域深刻改变着人类生活成为国家重要战略新兴产业和新工科建设的重要方向 对标“新工科”和一流本科课程“双万计划”建设要求明确地理信息一流课程建设要解决的核心问题探索建设途径构划未来发展方向对于深化课程改革持续提升地理信息人才培养质量具有积极的意义课程发展历程及教学目标“地理信息系统原理”是遥感科学与技术、地理科学、自然地理与资源环境等地理学相关本科专业核心课程 绵阳师范学院资源环境工程学院最早于 年开始将本课程设置为地理科学、级的专业选修课(学时)从 级开始将本课程列入地理专业的必修课(学时)年以后根据本科专业培养方案要求将本课程逐步列为地理科学、遥感科学资源、自然地理与资源环境等专业基础必修课设 学时.个学分 年“地理信息图 “地理信息系统原理”课程发展历程.系统原理”成为绵阳师范学院第一批建设的校级“课程思政”建设课程 年成为“校级一流课程(线上线下混合式)”建设课程 实践教学与科研方面年 月成立了地理信息系统实验室和地理信息系统应用研究室 年成立数字化与资源环境信息技术校级重点实验室 课程发展历程见图 本课程现以习近平新时代中国特色社会主义思想为引领重视课程思政立德树人 课程以学生发展为中心以学习产出为导向注重学生知识、能力、素质和情感的提升支撑学校服务地方经济建设创新应用型人才培养目标 绵阳师范学院学报(自然科学版)“地理信息系统原理”混合式一流课程建设的核心问题.挖掘思政元素深化立德树人“立德树人”是中国特色社会主义教育的根本任务 地理信息系统原理作为专业核心课程根据本课程专业特色挖掘课程中所蕴含的思政元素构建丰富的课程思政案例库改进思政教学方法将社会主义核心价值、家国情怀、科研英模事迹、辩证唯物主义认识观等思政元素有机融入教学过程中于无声处立德树人是本课程要解决的首要问题.改革教学方式提升课堂教学引导层次“教师为中心”的传统课堂教学方式极大地限制了学生自由探索的积极性剥夺了选择适合自身学习方式的自主权 学生被禁锢于记忆、理解和应用等低阶认知抑制了学生批判性、决策性、创新型思维的形成 因此以学生为中心以学习产出为导向持续改进教学方式提升课程教学品质帮助学生分析、评价、创造等高阶认知能力的形成也是本课程的一大挑战.紧扣发展前沿增强课程创新性“地理信息系统原理”是一门快速发展的交叉学科涵盖地学、测绘科学与技术、计算机科学与技术等多个学科领域新技术手段日新月异课程教学内容、实践教学案例库、软硬件等教学资源建设不可能一劳永逸积极面向行业和学科发展前沿快速更新、导入前沿性、时代性的教学内容拓展与相关学科的联系才能适应新工科高素质交叉复合型卓越工程科技人才的培养要求.构建线上线下混合教学模式“线上线下”混合式教学不仅是教学环境的多元化学生的学习方式、教师的课堂角色等方面都存在显著差异 如何合理配置线上和线下教学内容和教学时间有效利用网络、虚拟现实等多样化的教学手段提升教学层次精细设计、紧密衔接线上和线下教学环节构建混合互动式教学模式探索建立适应混合式教学课程的评价体系增强学生学习的获得感也是本课程建设的核心问题之一“线上线下”混合式一流课程建设探索课程教学团队对照“新工科建设”和“双万计划”要求从“地理信息系统原理”课程实际情况出发从混合式课程教学设计、课程内容优化、教学资源建设、教学方法改革、课程考核等方面开展了一流课程建设探索与实践.混合式教学设计针对线上线下教学环境、教学方式的差异本课程遵循以学生为中心以学习产出为导向开展线上线下混合式教学设计(图)在前续课程结束前教师以工程实践案例为载体提前导入下次课程教学内容便于学生明确后续课程内容 线下课程开始前两天教师将下次课程的教学目标、课程大纲、工程应用案例、课前问题发布于网络教学平台为学生有效开展课贾 俊等 面向新工科的“地理信息系统原理”混合式一流课程建设实践 前预习提供支撑 学生通过在线资源学习总体把握课程学习目标提前思考问题并通过网络与教师、同学互动交流形成初步认知聚焦关键问题 教师可通过线上教学后台了解学生课前自主学习情况、进度获取学习反馈围绕关键问题和重要知识点准备教学资源针对性制定教学策略 在线上预习的基础上课程转入翻转课堂线下教学阶段 教师首先针对线图 “地理信息系统原理”混合式教学设计流程图.上学习情况进行点评聚焦学习重难点和共性问题采用教师指导下的翻转课堂、小组讨论、学生讲解和课堂互动等方式引导学生自主分析问题批判性、创造性地学习辨析理解知识点 最后教师归纳总结去伪存真凝聚共识帮助学生准确把握知识点 课后巩固阶段学生对照、阶段存在的问题配合课后线上线下作业、文献调研分析总结固化知识点形成思维导图 教师综合线上预习、线下学习和课后学习成果的统计、分析结果综合评估学生对本次课程教学内容的学习掌握情况通过线上教学平台及时向学生反馈通过课后答疑、交流讨论、留言互动等方式修正问题 同时教师及时反思混合教学环节存在的不足持续改进.课程内容调整优化.梯度配置课程内容 以学生为中心面向不同层次 学习要求教学团队构建了引导、基础、拓展、应用和综合前沿五级梯度配置的教学内容(表)引导模块以贴近生活、易于理解的应用实例激发学生的学习兴趣基础模块主要夯实地理空间数学基础、空间数据结构等基础理论拓展模块包括空间数据的组织管理以及空间数据采集基本实践操作应用模块课程内容为面向工程应用实践的空间分析和地理数据统计结合校外实践基地丰富的实践案例和软硬件平台锻炼提升学生应用 工具和方法独立分析、解决工程问题的能力综合模块以智慧城市、数字孪生、云 等研究热点、综合性问题引导学生自主学习探索通过学科竞赛、互联网、参与教师科研课题等形式培养学生批判、创新能力提升综合素质 表 梯度配置课程教学内容.梯度等级章节题目课时理论实践实践环节第一级引导第 章概论 入门第二级基础理论知识第 章地理空间数学基础栅格数据镶嵌配准第 章空间数据模型空间数据库管理第 章空间数据结构空间数据输入与编辑绵阳师范学院学报(自然科学版)续表:梯度等级章节题目课时理论实践实践环节第三级拓展计算机、第 章空间数据组织与管理地图投影与坐标变换第 章空间数据采集与处理图形裁剪与图幅拼接第四级案例教学、实践能力与素质培养第 章空间查询与度量交互式空间查询第 章 基本空间分析空间分析第 章 与数字地形分析 与 第 章空间统计分析专题地图制作第五级探索前沿第 章地理信息技术前沿图形输出.合理划分线上和线下教学内容 综合考虑教学内容难易程度和线上线下教学方式的差异对课程教学内容进行了合理划分 线上教学内容主要偏重于课程基础知识和方法通过丰富的线上教学资源、多媒体和互联网的集成应用帮助学生课前和课后学习理解抽象晦涩的理论 线下教学主要通过交互式、启发式教学检验学生在线学习效果梳理知识体系贯通离散知识点因此其内容的设置偏向于课程难度较大、综合性知识点和灵活性较大的实践教学内容.教学资源建设及应用.专业内容教学资源建设及应用 课程团队广泛征求行业企业意见动态调整修订课程大纲遵循“高阶内聚低阶耦合”知识分解原则按照课程内容专业属性将原有 个实验整合为 个模块 年课程团队编写了与教材配套的“地理信息系统原理实验教学指导书”已在、级相关本科专业广泛使用.课程思政教学资源建设 教学团队配置有经验丰富的专职思政教师深度参与专业课程内容思政元素的提炼将专业课程和思政元素有机融合构建了 多个课程思政案例 思政教师分享丰富的教学经验指导团队专业教师改进教法以润物细无声的方式融入教学中 教学团队定期开展政治理论集体学习增强“立德树人”意识提升课程思政教学资源开发能力.线上教学资源建设及应用本课程为学生提供了爱课程、平台国内其他高校“地理信息系统”相关课程 基于学习通平台本课程已完成课程标准、教学日历、教案等教学文件、所有章节教学课件、课后习题、部分工程应用案例、专题内容资源的上传发布了校青教赛及部分章节教学视频 同时网上教学平台建设了大量练习题方便学生课前预习和课后复习截至 年 月课程页面访问量达到 人次.教学质量评价资源建设及应用 教学团队收集了大量地理信息技术与应用能力考试地理信息系统优势学科高校考研试题细化分类建立了 多题的“地理信息系统原理”专业题库 授课教师基于题库的评价体系评估学生学习情况及时反馈教学各环节质量情况.校外课程实践基地建设及应用 在学院“教学研用”协同育人机制下课程组与自然资源部第三地理信息制图院开展地理信息系统原理实践教学合作邀请行业专家参与本课程实践教学案例库建设指导课程目标修订、学生实践学习同时为学生提供实训岗位贾 俊等 面向新工科的“地理信息系统原理”混合式一流课程建设实践 .教学方式改革课程充分采用多模式有机融合的教学方式多元化呈现课程的主要内容引导学生深度学习课程知识.线上线下交互式理论教学 学生线上学习基本概念并预习重点、难点内容线下课程进行思政元素融入、重点知识点讲解和问题难点讲解以及答疑.自主探索互动式教学 课程团队成员积极参加教学改革创新研讨会、全国高校 论坛定期组织听课评课、教学经验交流等教研活动不断探索互动式教学模式 在课程教学中设置若干典型实践案例积极组织学生开展讨论和方案设计分享课程要点学生互为师生教师综合把握培养学生自主、深入学习的能力.课程教学内容及组织实施本课程设置理论教学(学时)、实践教学(学时)采用案例课程导入()学习目标明确()课前学习()参与式学习()课后巩固()总结反馈()将“线下教学”“线上自学”两种教学模式的有机融合引导学生自主、探究性地完成知识内容学习.线上理论课程 通过线上发布“课前导语”“课前问题”“课堂测试”“课后问题”辅以线上专题视频、学科前沿文献、院士讲座等启发学生思考、掌握基础理论知识.线下理论课程 针对教学重、难点通过教师案例讲授、翻转课堂、小组讨论等方式高效组织课堂教学帮助学生明晰课程内容培养辩证分析、探究、创新能力.线下实验课程 结合空间数据采集、数据库构建、空间分析等实验方法和仪器设备的讲授和演示训练学生实践能力结合丰富的工程应用实践案例引导学生运用 方法和工具解决实际问题.“全过程多要素”课程评价本课程开展以能力为导向的多元评价突出对学生学习能力、实践能力和创新能力的考核建立了“全过程多要素”课程评价体系 课程考核采用“过程()实践()期末卷面()”权重配比在现行考核制度下最大程度增加了过程和实践考核的比重并贯穿于课前问题、参与式学习、课后巩固等教学全过程对学生学习过程进行全面完整的考核 过程考核采用课后作业、课堂交流互动、小组任务、主题讨论等多种形式调动学生学习主动性实践考核包括平时实验报告、学科竞赛、参与教师课题、校外实践等环节促进学生知行合一持续提升实践能力期末考核卷面成绩压缩了总题量和客观题量()增加了思政()、应用型()和综合性题量()全面考查学生课程目标达成情况 课程改革成效和展望在学校一流课程建设计划的支持下课程建设取得了初步的成效 年“地理信息系统原理”获批建设绵阳师范学院“课程思政”建设课程 年获批建设“线上线下混合式”校级一流课程 伴随教学理念改进、教学资源的丰富、教学团队教学能力提高课程带动和影响绵阳师范学院学报(自然科学版)了遥感科学与技术、地理科学等专业学生学习热情和实践应用能力的提升 近三年 多位同学考取、高校地图学与地理信息系统、土地资源与空间信息技术等地理信息相关专业硕士研究生 多位同学获得“全国高等学校大学生测绘科技论文大赛”“全国高校大学生 技能大赛”等学科竞赛奖 位同学取得制图工程师资格证和中级职称 人次参加“第三次国土利用调查”实践锻炼完成 矢量制图、土地利用动态变化分析以及相关报告编制等工作 虽然取得了一些成果但一流课程建设任重道远 后续将围绕课程大纲和教案修订、优化课程配置、思政和实践教学案例库建设、教学方法改革、软硬件教学资源和师资队伍五个方面持续开展建设 参考文献:吴岩.勇立潮头赋能未来:以新工科建设领跑高等教育变革.高等工程教育研究():.张海生.我国高校“新工科”建设的实践探索与分类发展.重庆高教研究():.林健.面向未来的中国新工科建设.清华大学教育研究():.施晓秋.新需求、新理念视域下一流课程建设思考与实践.高等工程教育研究():.李德仁.从测绘学到地球空间信息智能服务科学.测绘学报():.高井祥.智能时代测绘高等教育的几点思考.测绘通报():.闫长斌时刚张素磊等.“双一流”和“双万计划”背景下学科、专业、课程协同建设:动因、策略与路径.高教文摘():.习近平:坚持中国特色社会主义教育发展道路培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人.教育科学论坛():.翟萍陆慧.应用型本科高校翻转课堂实施的现状调查研究.高教学刊():.汤国安.地理信息系统教程.版.北京:高等教育出版社.李建荣.线上线下混合式教学探索与实践.教育教学论坛():.王建华董廷旭李辉等.校企共建应用型人才培养实践教学基地探索与实践.绵阳师范学院学报():.(责任编辑:陈桂芳)(上接第 页)金贵.国土空间综合功能分区研究.北京:中国地质大学.王玉莹沈春竹金晓斌等.基于 和 模型的江苏省生态网络构建与优化.生态科学():.李全宝.基于 与 模型的城镇增长边界划定研究:以江苏省新沂市为例.中国国土资源经济():.金杰朱海岩李子潇等.遥感图像处理中几种监督分类方法的比较.水利科技与经济():.赵筱青李思楠谭琨等.城镇农业生态协调的高原湖泊流域土地利用优化.农业工程学报():.():.:.刘媛.基于 模型的志丹县土地利用生态安全格局构建.西安:长安大学.(责任编辑:陈桂芳)贾 俊等 面向新工科的“地理信息系统原理”混合式一流课程建设实践