地理信息系统专业教学模式的再

摘 要：高校地理信息系统专业教学的理论与实践要求极高.传统LBL教学法和现代的TBL和PBL教学法各有所长,地理信息系统专业教学需要运用多种教学方法.综合运用教学法,有益于提升地理信息系统专业教学效果,增进学生学习的意义感.

关 键 词：地理信息系统专业；教学法；教学效果

高校地理信息系统（GeographicInformationSystem,GIS）专业是现代科学技术发展和社会需求交相发展的产物,是一门实用性很强的专业.伴随科技的发展和运用,GIS的应用已渗透到人类生活的方方面面,因此迫切需要大量适合社会的专业人才.现阶段,许多高校增加了地理信息系统专业,也针对性地开设了专业课程,但教学方法的步伐却没有跟进,这一定程度上也影响到教学效果.

一、地理信息系统专业教学需要整合多种教学方法

地理信息系统专业涉及自然科学、工程技术、社会科学等多学科的交叉运用,对理论与实践的要求都极高.大学生在理论学习方面需要掌握地理学、测绘学、遥感科学、计算机科学等相关学科的内容.大学生在实践运用中需要具备地理数据采集、数据编辑、数据管理、分析和输出等最基本的五项能力.因此,针对地理信息系统专业大学生的教学任务,要求教师重视教学方法的综合运用.所谓教学方法论,简言之,是教学方法的理论,也可简单理解为论教学方法,包括人们对教学意义和教学实践的认识.教学方法论不仅涵盖了为什么教学、怎样教学,也包含对教学效果评价等多方面的内容.因此,无论采用哪一种教学方法,例如LBL、PBL或TBL教学法,我们必须明白它在哪些方面优势突出,也知晓它存在的弊端,然后我们才能在教学实践中扬长补短.传统独立形态教学论的形成于17世纪,夸美纽斯的《大教学论》对课程、教材、教学原则、教学方法、教学组织形式等作了详尽论述.后经由洛克、卢梭、裴斯塔齐、赫尔巴特的潜心研究,传统教学论逐渐成熟.尤其是赫氏《普通教育学》对“教”的深入研究,提出了根据受教育者心理活动规律的“五段教学法”等.“三中心”教学论可看作传统教学法发展的巅峰,这一理论至今仍然还在发挥着作用.它集各种心理学成果于一体,又重视实证和实验的科学方法运用.概括来看,传统的LBL（lecture-basedlearning）教学法以教师传授知识为重点,注重系统理论知识的学习,注重大学生基础知识系统全面的培养,这在一定程度上节省了资源、保证了知识传授的准确性和连贯性.但LBL教学法无形之中忽略了大学生的主观能动性,大学生处于被动学习的状态,学习的自觉性和参与积极性不高,因此大学生缺乏分析推理问题的能力和协作精神,尤其是运用知识的能力很难有大提升.现代教学法倡导者是斯宾塞,他认为教师讲解或演示实验无法发展儿童对知识的寻根究底能力,最有效的办法是让他们自己去发现和解决问题.他认为儿童自己调查研究不仅能激发兴趣,而且有益于思维和操作能力提高,也有益于积极个性的形成.受斯宾塞启发杜威把实验科学方法引进了教学,皮亚杰、布鲁纳、萨奇曼和马赫穆托夫等人循此路径对现代教学法进行了拓展.从当下教学形势看,虽然LBL仍在广泛运用,但TBL和PBL正在逐渐流行.TBL教学法以团队为基础进行讨论式自学.老师布置任务后,大学生在老师指导下组成团队,进行课前预习（个人完成）和预习测试,利用团队资源进行互助学习.课堂上分三个步骤进行教学,首先,检测大学生对课程内容的预习效果；其次,针对测验结果,老师组织大学生进行课堂讨论,解决遇到的问题；再次,老师进行总结性精确讲解；最后,布置作业大学生课后完成.TBL教学法强化了大学生沟通和团队合作的意识,提升了大学生参与课堂的积极性、提高了大学生解决问题的能力.PBL与TBL教学法类似,PBL教学法以大学生为主体,以问题为引导,强调培养大学生主动学习、独立思考、交流协作、分析和解决问题的能力.在课程教学设计方面,“基于问题的学习是这样一种教学策略：在大学生学习知识和发展解决问题能力过程中,为他们创设有意义的、情境化的、真实的世界情境,并为他们提供资源,给予引导和指导”[1].PBL教学法至少包括以下三步.第一步：“问题”的设置是关键.这种以“问题”为核心要素的教学法优势在于选定的“问题”能体现现实性特质.一般来说,设置的问题是学生感兴趣的热点问题或者是社会关注的复杂问题,这有益于激发大学生解决问题的兴趣；最终教师没有权威明确固定的问题答案,这有益于激发每个大学生的成就感.如果教师在备课时能综合考虑这些因素而设计问题,就能促进大学生既获取必要知识,又不断提高解决问题的能力.第二步：“以大学生为中心”是中心.布鲁纳提倡教师在教学中运用发现学习的方法,促进大学生智慧或认知的生长,这种以大学生为中心的模式有利于促进大学生个体的发展,其优势显而易见.以往,单一个体学习者花费大量的时间去获取信息,因而对问题进行思考和探究时间相对少了.现在,学习者以小组形式围绕“问题”探究,学习小组分工获取相关信息资源,这样自然增加了对问题进行探究的时间.第三步,评估和反馈是求证.这是评估问题解决效果的过程.PBL与TBL教学法不同之处在于,PBL解决“如何做”的问题,通过“运用掌握信息、积极回到现实世界、积极投入研究调查”三步完成,TBL解决“是什么”的问题,通过“储存或记忆信息、积极参加班组织、进取研究学习”三步完成.不过,TBL与PBL教学法的短板也较为明显,它激发了大学生的自学兴趣,但部分学生往往抓不住要点、提升了分析解决问题的能力却带来理论深度和广度上的忧患,耗时较多,对少部分自主学习能力较差的大学生收效不明显.基于上述分析,对地理信息系统专业课程中的基础理论、基本知识和基本方法,适宜以LBL教学法为主要教学手段系统施教,辅之以TBL与TBL教学法提高学生的学习积极性,并以任务形式让学生利用课外时间,在合作中摄入大量的知识元.另外,在实践教学过程中则适宜采用PBL为主的现代教学模式.譬如实验室内教学和野外实践教学,采用分组探讨和问题驱动会更直观且有益于提升学生的分析、解决问题的能力.

二、综合运用教学法：提升地理信息系统专业教学效果

PBL、TBL和LBL教学法比较,各有优劣,如何在地理信息系统专业教学过程中做到扬长避短,优化教学呢?归纳起来为教师要擅长教学,即教师要勤思教学、擅教学并引导大学生自主学习.首先,教师要勤思教学.旧金山州立大大学生物学教授LeticiaMárquez-Maga觡a讲解教学法时提出授课关键在于老师的“teachingconcept”,包括教师的“concept”、学科的“jargon”和教学过程中的“casestudy”.他形象指出,人的头脑里有两个知识“储存箱”,一个储存理论知识、一个储存生活知识,体现在学习过程中即为理论知识和生活知识的习得.教师授课前,需仔细研究教学大纲,明了大学生需掌握的理论知识、生活知识标准,要与教师习得的理论知识、生活知识结合起来思考,然后教师须透彻钻研教材并确定课程重难点（这个重难点需与大纲要求之重难点力求基本吻合）；另一方面对于现实社会中存在的问题,教师要有一定的研究,明确大学生通过学习会获得或提高哪方面的生活能力.在这些研究过程中,教师头脑中的“concept”基本形成.所谓学科的“jargon”,指的是本学科所具有的一种抽象而按照逻辑又无法描述的独特行话,体现了这门学科“日用常行”的一种观点和解决问题的思维路径.通过学习这门学科,大学生可以逐渐感知并内化为自己的一种思维习惯,并在生活实践中外化为一种解决类似问题的能力.教学过程中的“casestudy”,强调教学过程中实例选择的一个重要原则,即通过学习案例帮助学生纠正错误或不准确的概念,从而把理论知识、生活知识与学科“jargon”联合起来,形成自己的知识观念.由此看来,教学之前,教师头脑中就要形成系统的教学实践思维,要对教学过程各个要素、结构、功能有整体把握.这对地理信息系统专业教师的业务素质提出了极高要求,教师必须有交叉学科学习的背景,他们要涉猎过“包括地理学、地图学、摄影测量学、数学与统计科学,计算机科学以及一切与处理和分析空间数据有关的学科”[2],这为国家培育地理信息系统专业人才提出了明示.其次,教师要擅教学.这里所说的“擅”教学,包括擅选择教学方法和擅运用教学法两个方面.选择恰当的教学方法对教师而言十分重要.针对不同的授课对象、不同的教学环境和学科类型,传统的LBL和现代的TBL、PBL教学法的有效程度各不相同,这需要教师依据学科情况、授课情况,优化组合传统和现代教学法.针对理论性强、难以理解、基础学习阶段的课程或者知识点,其知识本身具有连贯性、系统性,教师可适当采用传统教学法.如专业基础课程中涉及较多计算、理论推导等内容的部分,“例如坐标正算、坐标反算、导线计算、水准路线计算、小三角测量、交会定点、误差理论与误差传播定律等”[2],教师需要运用LBL教学方法,通过公式推导、计算实例等课题授课,帮助学生系统学习知识.同时,大学生个体是有差异性的,因此对于自主学习能力较差的大学生也可适当采用传统教学法,以利于逐渐提升其接受能力.对于刚进高校的低年级大学生,也可多采用传统教学法,以利于促进他们学习模式的转变.但是,对应用性较强、经验程度高和更新速度快的学科或知识点,如演示课程、实验课程和实践课,多采用现代教学法更恰当、更有效.同时教师要综合运用各种教学方法,完成这一步的前提是为受教育者制定一个阶段性教学目标.这里所说的阶段性教学目标是指制定一个Syllabus.这个Syllabus不仅是学校与大学生的一份成绩契约,而且也是一个翔实的阶段性教学目标.它包括11个方面的内容：基础条件（指导者、先决条件、讲授时间和办公时间）、课程目的和说明、课程学习目标、必读书目、课程大纲和工作室工作安排、课程要求（实验室笔记本电脑输入、实验报告、图形练习、音箱测评、小组报告、提出疑问、海报展示、课堂参与）、格式化书面作业、分级给分、迟交的作业的处理、办公和教师时间安排、专业搭配上课的理由.这份Syllabus需要充分展示LBL（讲授时间）、TBL（课程要求部分）和PBL教学法在教学过程中综合运用的过程,课程通过一系列实验设计、文献综述和有效的科学交流,培养本科生的实用技能和提升他们的研究能力.最后,教师要引导大学生自主学习.一方面,教师要学会“蹲下身来看看孩子的世界”,授课之前一定要换位思考,了解大学生的状态,从而培养他们的学习兴趣.当下我国的高中生,依靠拼时间、体力,靠熬夜和甚至断绝课余活动、社会交往来考上大学,他们的学习积极性已经严重受挫.因此,如何让大学生喜欢大学的每一门课程是教学的当务之要,这当然关系到教学方法的具体施行.PBL教学法的合理运用,可在一定程度上激发大学生的学习兴趣,如实验课上学生的分组合作,不仅有益于掌握和巩固所学知识、培养专业的基本技能,而且对培养学生的创新能力十分有益；又如在科研、生产单位等实验基地的实地学习,不仅有益于学生实践能力的提高,更重要的是让学生领悟所学的功用价值；再如学生参加国际国内学术交流、参加老师的科研课题,不仅让学生了解学科发展的最新发展,更重要的是学生直接参与了解决实际科研问题,增进了他们综合分析问题和动手能力.事实上,这些问题距离现实生活都很近,有的问题甚至正是他们迷茫不解的难题,研究现实生活问题的解决方案激励了大学生的挑战能力,他们会合作起来查找资源,努力寻找最佳方案.不过,面对新颖的问题,少数大学生需要教师承担拨动他们的心弦、激起他们战斗力的责任.另一方面,教师还要引导大学生学会学习.面对这种自主性较强的建构性教学模式,部分新科大学生会产生无所适从之感,教师就要引导大学生学习,例如教师帮助大学生学会用知识点去分析核心问题,学会使用教师提供的资源列表（如存在的问题、推荐的影视材料或信息资料、参考读物等）,学会建立自己的数据库并通过讨论形式去深入思考问题,点评大学生学习研究的建设性结论,展示其研究结论等.