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摘要：随着互联网技术的进步，教育信息化是现代化教育的发展趋势。本文从实际出发，在对移动GIS课堂教学模式的分析基础上，针对移动GIS传统课堂教学存在的问题，提出了以学生为主体探索出课堂教学模式新构想。并且，在网络教学环境下，通过融合项目实践、自主协作学习和翻转课堂的方式，建立了基于项目学习的自主协作式移动GIS课堂新模式，以促进学生有效学习，提升学生解决问题的综合能力。
关键词：移动GIS；教学；课堂模式；自主协作
本文引用格式：靳燕,等.《移动GIS原理与系统开发》课堂教学模式研究[J].教育现代化,2019,6(86):124-126.
一 引言
地理信息系统(Geographic Information System，GIS)是对地理空间数据进行采集、存储、查询、分析与显示的技术系统，也是涉及地理学、测绘学和计算机科学技术等多学科的一门综合性应用科学[1]。随着网络技术与移动通信领域的高速发展和相互整合，促使基于移动计算的GIS成为GIS研究的重要方向之一[2]。移动GIS是一种面向大众的信息服务系统，它通过集成GIS技术、定位技术、嵌入式技术、移动通信与移动计算技术、互联网服务技术以及多媒体技术，实现了地理数据采集与处理的灵活性与实时性[3]。尤其是智能手机的普及和其日新月异的发展与应用，已经逐步改变人们的出行与生活习惯，使基于位置服务的手机软件层出不穷，其中移动地图的应用最为广泛。因此，当今社会对移动GIS开发人才具有与日俱增的需求。
移动GIS已经成为高校GIS专业课程中的主要组成部分之一，通过独立开课或作为GIS课程中的核心单元内容和实验操作环节向本科生讲授相关知识。其中，南京邮电大学测绘与地理信息系早在2008年便开设了《移动GIS原理与系统开发》这门课程，来响应培养GIS高级专业复合型人才的需求，并在学校以信息学科为特色的多学科相互交融的大背景下，不断推进GIS与移动通讯技术、信息处理技术融合的地学领域“本色”教育[4]。然而，一方面，移动GIS的理论发展、技术进步和应用推新等都在迫使我们必须对移动GIS课程教学内容进行改革才能适应科技进步与社会需求[5]；另一方面，信息技术的飞速发展及其在教育中的应用推广影响了教师工作与学生学习的模式[6]，如何改善课堂教学模式才能有利于学生学习，是提高教学质量的有效途径。本文以《移动GIS原理与系统开发》课程作为研究对象，从当前移动GIS教学现状出发，分析移动GIS传统课堂教学存在的问题，探讨移动GIS课堂教学模式的新构想，并网络教学环境下提出了基于项目学习的自主协作式移动GIS未来课堂新模式。
二 移动GIS传统课堂教学存在的问题
传统的移动GIS原理与系统开发课程主要是基于选择的教材和设计的实验，根据教材与实验内容制作教学课件和实验大纲，课堂上教师使用这些教学资料先向学生讲授理论知识，然后再引导学生进行实验操作。为了在移动GIS课程中更好地结合理论与实践内容，有学者提出了以综合性实践环节为主的多位一体实验教学方法[4]。随着互联网技术的发展，信息化教育成为现代化教育的主要技术手段，它具有时空信息资源丰富等独特优势。在当今网络教学环境背景下，学生的学习特点已发生巨大的变化[7]，这种基于传统教学方式的课堂教学模式仍存在很多不足之处。
（一）难以调动学生学习的积极性
在传统移动GIS课堂中往往采用被动式教学方式，即教师讲授理论原理和讲解开发过程与实验。因此，课堂过程普遍缺少师生与生生互动环节，尤其是面对课堂提问时，学生的反应多呈冷淡态度，从而导致课堂气氛低沉，并在一定程度上影响学生学习的积极性。同时，越加丰富的网络开放资源，与传统教材相比能为教师和学生提供更加全面的知识，这些网络资源内容也通常更加容易理解。大部分学生已习惯依赖网络获取信息，且习惯随时随地翻看手机，让传统课堂难以充分发挥其在教学上的作用，导致学生上课注意不集中、缺乏学习兴趣，使他们在有限的课堂时间内所获取的知识更有限。
（二）教学内容不能推陈更新
移动GIS的教学课件一般是根据所选教材的内容进行制作的，由于教材并非实时更新，且相较于GIS其他相关课程，移动GIS的教材相对匮乏，目前使用的教材通常是在4~8年之前出版的。虽然移动GIS课程中的基本概念和开发实践中的GIS功能等不会随着时间发生变化，但移动定位和数据库技术、系统平台以及应用前景等都会与时俱进。传统课堂涉及的移动GIS领域前沿知识和发展动态较少，不符合移动GIS理论与技术发展日新月异的环境。此外，缺乏推陈更新的知识理论与应用，难以适应科技与技术进步，不能满足社会发展对移动GIS的应用需求，将致使教学与实践脱节；同时，脱离实际综合应用案例的教学，也容易让学生产生所学课程与专业应用关系不大的错觉而引起抵触心理。
（三）对学生的综合能力培养不足
学生主要以听的方式接受教师所传授知识，通常对于抽象内容的理解只能靠自己的想象，对事物的认识可能仅停留在描述阶段，不能透彻消化知识。而且，这种以讲授为主的教与学关系会束缚学生的创造性思维，不利于学生锻炼自主学习的能力。尽管课程设计了实验环节，但上机实验多在教师的指导下逐步独立完成实验，不利于培养学生的合作意识与合作能力；同时，过分侧重移动GIS技术的实现，对学生解决问题的引导与思维训练较少，忽视了学生综合素质和创新能力的培养，难以提高学生解决实际问题的能力。
三 移动GIS课堂教学模式新构想
通过对移动GIS课堂教学现状的分析，针对该课程传统课堂教学模式存在的问题，本文以学生为主体、教师和专家为辅体，并利用项目式教学实践建立了移动GIS课堂教学模式新构想，如图1所示。
在移动GIS课堂教学模式新构想中共包括三类参与者，分别为学生、教师和专家。任课教师的工作由传统的授课主体变成组织学生学习的引导者和辅导者，以及监督学习情况的监督者。教师主要采取组织学习、项目选定、课堂解析和课后辅导等方式引导学生进行自主学习、协作学习、课堂讨论和项目实施。同时，在教学过程中由专家(如移动GIS领域学者、相关企业的技术人员等，但为了便于方案实施，专家组可由学院相关专业教师组成)参与项目选定以保证项目的可行性，并在线为学生提供资源支持和解答问题。最后，由学生、教师和专家共同参与到成果交流环节，通过生生之间项目互评、专家点评和教师总结以加深学生对课程知识的理解与认识。
四 基于项目学习的自主协作式移动GIS课堂模式
网络技术的不断发展与进步，涌现出一批云教育平台和互联网信息平台[8,9]，能够为教师和学生在课堂各个阶段(包括课前、课中和课后)提供丰富的理论与方法支持。优越的网络教学环境不仅便于追踪移动GIS的前沿和热点，促进教学内容与时俱进；而且容易吸引学生注意，提高他们的学习兴趣。此外，项目学习通过将理论与实践相结合，也有助于推动教学内容推陈更新，同时还能加强对学生综合能力的培养。因此，本文在网络教学环境下和移动GIS课堂教学模式新构想的基础上，提出了基于项目学习的自主协作式移动GIS课堂新模式，主要涉及项目实践、自主协作学习和翻转课堂。
（一）项目实践
教师根据课程教学目标和自己对知识点的理解，与现实生活相联系拟定几个项目实践方向和项目具体内容，比如以移动GIS中不同开发平台为例，可设计基于Android、IOS和Windows Mobile的GIS空间分析功能开发实践。学生结合自身兴趣来选择具体的项目学习，并在教师引导、专家指导的帮助下弄清楚项目过程与意义。然后，以教师为主导、学生参与和专家评估的方式完成项目的拆分，以及制定具体的项目实施计划。在项目学习中需注重融入要学生了解与掌握的移动GIS相关知识与技术，如利用ArcGIS Mobile SDK实现地图兴趣点的查询与编辑，并适用不同的查询方式。在学生实施项目时，教师与专家还应做好引导与督促作用，保证学生不掉队。最后，学生还要在课堂上展示自己的项目成果，进行相互交流和互评，并能训练其表达能力，还能加深对知识的理解。此外，学生通过项目学习，将学到的理论知识和生活中的实际问题紧密结合，能够认识到本课程的应用价值而促进学习兴趣与动机，也训练了解决问题的能力进而提高综合能力。
（二）自主协作学习
在项目学习开展中，学生主要以自主学习和分组协作学习方式获取知识、推动项目实践进展。由教师搜集并制作各个项目的相关材料，包括多个形式的学习视频与文本资料，如将微课视频和学术文献等用于学生课堂前的自主学习过程。由于项目实践内容涵盖的知识点与技术点较多，通常难以靠单个学生独立完成，因此采用分小组协作学习方式来保证项目的顺利实施。协作学习以小组为单位进行合作，小组成员的组成要顾及学生的差异性，可考虑根据性别、班级任职情况、学习表现活跃度均衡分配，也可以宿舍为单位分组，但后者可能会出现学习活跃或学习不积极学生过度集中的情形，对班级整体项目学习进度造成影响。在项目学习正式实施前，每组在选定具体项目之后，学生可根据兴趣协商各自在项目中的任务，明确小组成员的分工。在协作学习中，学生可将其在项目学习过程中探索、发现的信息与材料共享给其他小组成员，以及同一项目的其他组或全班同学。不论是在自主学习还是协作学习过程中，学生需要充分利用网络资源，并被鼓励及时向教师或专家寻求帮助。通过自主协作学习，小组成员之间互帮互助共同完成项目内容，锻炼了学生自主学习、团队协作、沟通表达能力，也符合企业所需的综合性人才要求。
（三）翻转课堂
移动GIS原理与开发中的基本概念与操作大多是易于理解的，学生在课前、课外自主协作学习之后，已经能够掌握一定的知识要点，同时也会产生困惑或遇到难题。教师根据学生的反馈，以及通过检查各小组项目完成情况发现的问题，在课堂上有针对性进行查缺补漏、重点难点解析、问题解析、总结归纳等。此时，学生是带着困惑和问题走近课堂，教师在课堂上讲授的是学生自学或协作学习无法学到或难以学会的知识内容，使学生能更好地参与到课堂教学中，教师更好地发挥传道授业解惑的作用。通过这种翻转课堂模式，实现传统课堂教学中以教师为主的反转，将学、讲、用有效结合起来，激发学生的学习兴趣和动机、调动学生解决实际问题的积极性。
五结束语
本文针对传统移动GIS课程教学中存在的难以调动学生学习的积极性、教学内容不能推陈更新和对学生的综合能力培养不足的问题，通过将教学模式从以教师讲授为主改变成以学生自主协作学习为主，提出了以学生为主、教师和专家为辅的移动GIS课堂教学模式新构想，并在网络教学环境下建立了基于项目学习的自主协作式移动GIS课堂新模式。该模式借助融合项目实践、自主协作学习和翻转课堂的方式，以期最大程度让理论落地到实际应用，充分调动学生的学习积极性、激发学生的学习动机、加强生生与师生之间的互动协作，这对进一步提升移动GIS教学质量和水平、培养应用型综合人才具有重要价值，值得我们深入研究和应用推广。
参考文献
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