大數(shù)據(jù)背景下獨(dú)立學(xué)院“土地信息系統(tǒng)”課程教學(xué)改革研究＊

楊倩楠，張子博，陳 靜

（1.中山大學(xué)新華學(xué)院資源與城鄉(xiāng)規(guī)劃系，廣東 廣州510520；2.南陽(yáng)農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心，河南 南陽(yáng)473000）

當(dāng)前，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和信息處理要求的提高，自然資源管理已經(jīng)由原來(lái)的圖紙型規(guī)劃管理轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫?zhuān)業(yè)系統(tǒng)軟件和大數(shù)據(jù)為支撐的智能空間規(guī)劃管理[1]，以空間地理信息為核心的國(guó)土資源數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)也成為“數(shù)字國(guó)土”中的重要任務(wù)之一，土地信息系統(tǒng)技術(shù)已成為自然資源專(zhuān)業(yè)學(xué)生的必備技能。但現(xiàn)有獨(dú)立學(xué)院“土地信息系統(tǒng)”課程的教學(xué)設(shè)計(jì)仍較為傳統(tǒng)，教學(xué)效果難以滿(mǎn)足大數(shù)據(jù)背景下的多源數(shù)據(jù)整合、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析、信息技術(shù)應(yīng)用與實(shí)踐等要求。與重點(diǎn)高校的研究導(dǎo)向不同，隨著教育部獨(dú)立學(xué)院轉(zhuǎn)設(shè)工作的不斷推進(jìn)，如何培養(yǎng)掌握新型土地信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用型人才成為獨(dú)立學(xué)院課程教學(xué)亟待解決的問(wèn)題。因此，剖析獨(dú)立學(xué)院現(xiàn)有“土地信息系統(tǒng)”課程教學(xué)中的問(wèn)題，以新時(shí)代下的大數(shù)據(jù)應(yīng)用為背景進(jìn)行課程教學(xué)改革至關(guān)重要。

1 獨(dú)立學(xué)院“土地信息系統(tǒng)”課程教學(xué)問(wèn)題

1.1 課程內(nèi)容不適，教學(xué)體系不強(qiáng)

獨(dú)立學(xué)院“土地信息系統(tǒng)”課程通常依托于母體學(xué)校開(kāi)設(shè)，包含36理論課時(shí)與36實(shí)驗(yàn)課時(shí)，開(kāi)設(shè)于大三上學(xué)期，但兩校辦學(xué)目的不同、學(xué)生素質(zhì)不一、培養(yǎng)方案相異，借鑒母體學(xué)校開(kāi)設(shè)的課程普遍存在內(nèi)容不合適、體系難統(tǒng)一的問(wèn)題。課程內(nèi)容上，土地信息數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)、編碼與土地信息分析模型、土地信息系統(tǒng)工程等內(nèi)容理論性較強(qiáng)、內(nèi)容偏難，獨(dú)立學(xué)院學(xué)生學(xué)習(xí)難度較大；教學(xué)多局限于軟件功能的學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)的處理，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)空間數(shù)據(jù)、無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量等新型數(shù)據(jù)處理技術(shù)講解有限，難以滿(mǎn)足大數(shù)據(jù)背景下的行業(yè)應(yīng)用需求。教學(xué)體系上，實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容前后缺乏聯(lián)系，較為零散，未能形成完整的實(shí)驗(yàn)體系；理論課內(nèi)容與其他相關(guān)課程聯(lián)系不強(qiáng)，未能有效銜接先導(dǎo)理論類(lèi)課程和后續(xù)實(shí)踐類(lèi)課程，如土地信息的空間數(shù)學(xué)基礎(chǔ)部分內(nèi)容同測(cè)量與地圖學(xué)等先導(dǎo)課程內(nèi)容重復(fù)，土地信息分析模型與同期計(jì)量地理課程缺乏聯(lián)系，土地信息的采集處理與可視化同后續(xù)土地利用與規(guī)劃課程缺乏銜接等。

1.2 教學(xué)方法落后，思維鍛煉缺乏

“土地信息系統(tǒng)”課程教學(xué)仍以傳統(tǒng)的老師講授+學(xué)生操作方式進(jìn)行，以致于多數(shù)學(xué)生只會(huì)跟著實(shí)驗(yàn)步驟做，缺乏實(shí)際問(wèn)題分析、數(shù)據(jù)處理和解決問(wèn)題的能力。具體表現(xiàn)為：①教學(xué)講解上，主要為無(wú)差別講授，特別是實(shí)驗(yàn)類(lèi)課程，學(xué)生基礎(chǔ)及理解能力不一，無(wú)差別講授使得能力較好的學(xué)生過(guò)早完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，能力較差的學(xué)生始終落后于課程進(jìn)度，難以最大化發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)踐指導(dǎo)與思維鍛煉作用；②教學(xué)設(shè)計(jì)上，課后思考與總結(jié)過(guò)多，但課前思考及課中提問(wèn)較少，特別是土地信息模型類(lèi)課程難度較大，缺乏課前思考易使學(xué)生一開(kāi)始就難以理解課程內(nèi)容，課后總結(jié)仍是聽(tīng)不懂的內(nèi)容；③教學(xué)資源上，理論課程和實(shí)驗(yàn)課程都以PPT講授為主，缺乏指導(dǎo)書(shū)、視頻等多樣化教學(xué)資源，學(xué)生課后查漏補(bǔ)缺難度較大。

1.3 考核方式單一，實(shí)踐評(píng)定有限

“土地信息系統(tǒng)”課程的考核方式一般為總評(píng)成績(jī)=40%平時(shí)成績(jī)+60%期末考核。其中，平時(shí)成績(jī)包括簽到、回答問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)和課堂小測(cè)等，但“土地信息系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多，平時(shí)成績(jī)細(xì)分到各項(xiàng)后，在總評(píng)分?jǐn)?shù)中占比較少，難以形成有效的日常學(xué)習(xí)督促作用。期末考核主要是單一的閉卷考試或課程論文，然而采用閉卷考試多側(cè)重于理論知識(shí)考核，一方面獨(dú)立學(xué)院學(xué)生學(xué)習(xí)記憶疑難點(diǎn)知識(shí)難度稍大，極易出現(xiàn)大規(guī)模不及格情況，影響學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，另一方面總評(píng)成績(jī)易存在理論與實(shí)操分?jǐn)?shù)占比不平衡的問(wèn)題[2]，難以使學(xué)生真正掌握土地信息系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用；期末采用論文則又易存在數(shù)據(jù)來(lái)源有限、論文選題重復(fù)、數(shù)據(jù)處理方法單一、文章重復(fù)率高等問(wèn)題。

2 大數(shù)據(jù)背景下的獨(dú)立學(xué)院“土地信息系統(tǒng)”課程改革

隨著獨(dú)立學(xué)院轉(zhuǎn)設(shè)工作的不斷推進(jìn)，母體學(xué)校將不再指導(dǎo)辦學(xué)并共享教育資源，新時(shí)代大數(shù)據(jù)背景下，應(yīng)用型人才的競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈[3]，獨(dú)立學(xué)院迫切需要對(duì)“土地信息系統(tǒng)”課程的教學(xué)進(jìn)行改革。根據(jù)課程教學(xué)問(wèn)題，結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)及行業(yè)發(fā)展情況，可從以下三個(gè)方面進(jìn)行改革。

2.1 整合培養(yǎng)體系，改革課程內(nèi)容

由于全系培養(yǎng)方案的調(diào)整，“土地信息系統(tǒng)”課程改為36理論課時(shí)+18實(shí)驗(yàn)課時(shí)，一方面需增加空間地理信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)的理論知識(shí)，另一方面又需學(xué)生能夠在有限的實(shí)踐課時(shí)內(nèi)掌握應(yīng)用技巧，并能與其他課程內(nèi)容相銜接。因此課程內(nèi)容上，需結(jié)合“地理信息系統(tǒng)”“遙感概論”“測(cè)量與地圖學(xué)”等先導(dǎo)課程刪減重復(fù)和相對(duì)過(guò)時(shí)、復(fù)雜晦澀的理論知識(shí)[4]；加入新技術(shù)和大數(shù)據(jù)相關(guān)知識(shí)，形成與新知識(shí)和實(shí)踐課程密切相關(guān)的理論教學(xué)方案[5]。培養(yǎng)體系上，加強(qiáng)課程內(nèi)理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的前后聯(lián)系，具體以某區(qū)域?yàn)槔M(jìn)行土地利用現(xiàn)狀數(shù)字化、建庫(kù)、出圖、變化分析與模擬等一系列實(shí)驗(yàn)[6]，使學(xué)生系統(tǒng)掌握土地信息分析技術(shù)；建立實(shí)驗(yàn)課程與后續(xù)課程的聯(lián)系，可將土地利用現(xiàn)狀實(shí)驗(yàn)的研究區(qū)域調(diào)整為與土地利用規(guī)劃外業(yè)調(diào)研相近的區(qū)域，使學(xué)生上學(xué)期學(xué)習(xí)現(xiàn)狀圖矢量繪制及數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，下學(xué)期即進(jìn)行外業(yè)調(diào)查和規(guī)劃圖繪制，此外，也可將土地定級(jí)估價(jià)等空間分析實(shí)驗(yàn)與計(jì)量地理、社會(huì)調(diào)研實(shí)踐課程相結(jié)合，上學(xué)期學(xué)習(xí)完空間數(shù)據(jù)處理和分析方法，下學(xué)期即可實(shí)地調(diào)研分析區(qū)域，進(jìn)行課程成果的完善和深化。

2.2 結(jié)合新型技術(shù)，改革教學(xué)方法

大數(shù)據(jù)除傳統(tǒng)地圖信息處理外，更要求學(xué)生具有對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和信息分析模型進(jìn)行處理與分析能力，因此教學(xué)內(nèi)容中增加了CA-Markov模型、開(kāi)放數(shù)據(jù)獲取、無(wú)人機(jī)等新型數(shù)據(jù)技術(shù)與方法，則教學(xué)方法也需對(duì)照改革。考慮到原有實(shí)驗(yàn)對(duì)部分學(xué)生已經(jīng)有一定的學(xué)習(xí)難度，加入新方法后更會(huì)增加學(xué)習(xí)難度，因此教學(xué)方法應(yīng)當(dāng)從原來(lái)的無(wú)差別、無(wú)思考講授改為分層[7]、互動(dòng)、啟發(fā)式教學(xué)，并需綜合運(yùn)用室內(nèi)、室外和互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)資源，具體如下：①將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容根據(jù)難易程度分層為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)[8]、綜合實(shí)驗(yàn)和進(jìn)階實(shí)驗(yàn)。②將學(xué)生分為3～5人的學(xué)習(xí)小組，以小組為單位完成實(shí)驗(yàn)，其中基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)由組內(nèi)平均分區(qū)域完成，綜合實(shí)驗(yàn)由組內(nèi)學(xué)習(xí)快的學(xué)生帶學(xué)習(xí)慢的學(xué)生完成，進(jìn)階實(shí)驗(yàn)以組內(nèi)學(xué)習(xí)快的同學(xué)為主、學(xué)習(xí)慢學(xué)生為輔完成，同時(shí)每個(gè)實(shí)驗(yàn)需上交小組成員打分表，納入最終成績(jī)。以根據(jù)實(shí)驗(yàn)貢獻(xiàn)度公平確定個(gè)人實(shí)驗(yàn)成績(jī)，由此可通過(guò)增強(qiáng)組內(nèi)互動(dòng)學(xué)習(xí)的方式減輕實(shí)驗(yàn)內(nèi)容增加帶來(lái)的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。然后，基于鍛煉學(xué)生思考和深入理解實(shí)驗(yàn)步驟邏輯的角度出發(fā)，采用啟發(fā)式教學(xué)，即在每個(gè)實(shí)驗(yàn)前增加實(shí)驗(yàn)思考，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前先組內(nèi)自主分析任務(wù)目標(biāo)、熟悉實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并嘗試自己設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理流程與方法，而后教師再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)思路及步驟講解，避免學(xué)生只會(huì)跟著步驟做，而不會(huì)進(jìn)行實(shí)際問(wèn)題的應(yīng)用。③需綜合運(yùn)用多種教學(xué)資源，針對(duì)一般實(shí)驗(yàn)課程可形成包含實(shí)驗(yàn)類(lèi)型、先導(dǎo)問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)視頻的一套實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)資源，針對(duì)無(wú)人機(jī)可在校園內(nèi)開(kāi)展室外觀摩教學(xué)，針對(duì)課堂互動(dòng)和測(cè)試可借助學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺(tái)整合線(xiàn)上教學(xué)方法。

2.3 著眼實(shí)踐應(yīng)用，改革考核方式

“土地信息系統(tǒng)”作為一門(mén)實(shí)踐應(yīng)用類(lèi)課程，應(yīng)當(dāng)綜合考量課程表現(xiàn)，并在后續(xù)課程中深化實(shí)驗(yàn)成果，形成持續(xù)的學(xué)習(xí)動(dòng)力。因此考核方式的改革可從如下幾個(gè)方面入手：①綜合考量課堂互動(dòng)、理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、分析應(yīng)用等教學(xué)目標(biāo)合理設(shè)置總評(píng)成績(jī)，可設(shè)置為總評(píng)成績(jī)=10%日常表現(xiàn)（簽到、回答問(wèn)題等課堂互動(dòng)）+20%實(shí)驗(yàn)操作+20%期末小測(cè)+50%期末考核，適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)操作的分?jǐn)?shù)，做好過(guò)程評(píng)價(jià)。②由于課程需著重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力[9]，且理論知識(shí)在“地理信息系統(tǒng)”“遙感概論”等課程上均有考核，因此理論知識(shí)可借助學(xué)習(xí)通平臺(tái)采用期末小測(cè)形式進(jìn)行考核，期末考核仍以課程論文考核為宜，但需進(jìn)一步細(xì)化論文選題方向、明確撰寫(xiě)要求，并于課程第一周向?qū)W生公布，使學(xué)生一開(kāi)始即帶著課程論文的任務(wù)和目的去學(xué)習(xí)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中確定選題、查找數(shù)據(jù)和分析方法，將課程論文的任務(wù)分解到學(xué)習(xí)的日常，避免論文選題單一、質(zhì)量過(guò)低。③不以課程結(jié)束作為考核的終點(diǎn)，而是將實(shí)踐考核延伸到后置學(xué)習(xí)中，結(jié)合社會(huì)調(diào)查實(shí)踐、專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文等內(nèi)容進(jìn)行課程論文內(nèi)容的深化和實(shí)踐學(xué)習(xí)成果的轉(zhuǎn)化。對(duì)于比較好的成果，也可指導(dǎo)其參加地理科學(xué)展示大賽等專(zhuān)業(yè)比賽，使學(xué)生能夠從心理上認(rèn)同、認(rèn)可該課程，進(jìn)而激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力。

3 課程改革成效

當(dāng)前，上述課程改革已經(jīng)進(jìn)行了2學(xué)年的試驗(yàn)，初步顯現(xiàn)出了一定的改革成效。

3.1 與時(shí)俱進(jìn)，優(yōu)化課程體系

結(jié)合大數(shù)據(jù)的應(yīng)用背景和培養(yǎng)方案的修訂契機(jī)，改革后的課程根據(jù)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生特點(diǎn)統(tǒng)籌完善理論內(nèi)容和實(shí)踐內(nèi)容，一定程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)內(nèi)外課程體系的優(yōu)化：一方面刪舊增新，刪除重復(fù)、晦澀難懂的理論知識(shí)，緊跟大數(shù)據(jù)的學(xué)科前沿和實(shí)踐熱點(diǎn)，增加時(shí)空大數(shù)據(jù)、開(kāi)放數(shù)據(jù)獲取、無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量等新知識(shí)、新技術(shù)，做到與時(shí)俱進(jìn)；另一方面承上啟下，課程內(nèi)以同一區(qū)域的連續(xù)實(shí)驗(yàn)操作貫徹始終，學(xué)生能較為系統(tǒng)地掌握操作技能，課程外將相關(guān)內(nèi)容與先導(dǎo)課程和后續(xù)課程相銜接，構(gòu)建起學(xué)科體系的知識(shí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)知識(shí)的整合。

3.2 主動(dòng)思考，提升學(xué)習(xí)興趣

結(jié)合新知識(shí)的引入改革教學(xué)方法，形成教學(xué)資源豐富、講解針對(duì)性較強(qiáng)的教學(xué)方式，并根據(jù)具體內(nèi)容對(duì)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行分類(lèi)，使學(xué)生分層、分小組、啟發(fā)式完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。一方面避免了由于大數(shù)據(jù)教學(xué)內(nèi)容的增加而導(dǎo)致的對(duì)于部分學(xué)生而言課程內(nèi)容難度過(guò)大，在一定程度上實(shí)現(xiàn)差異化教學(xué)；另一方面可以提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和實(shí)際處理、分析問(wèn)題的能力。經(jīng)過(guò)改革，課堂上已初步形成討論、互助、主動(dòng)思考的學(xué)習(xí)氛圍，學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情也有所提高，可以將學(xué)習(xí)的外動(dòng)力轉(zhuǎn)化為內(nèi)動(dòng)力，避免了學(xué)生產(chǎn)生土地信息系統(tǒng)或大數(shù)據(jù)感覺(jué)太難、學(xué)不會(huì)、不想學(xué)的消極態(tài)度。

3.3 學(xué)以致用，促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化

實(shí)踐應(yīng)用導(dǎo)向是獨(dú)立院校教學(xué)的主要目標(biāo)之一，“土地信息系統(tǒng)”教學(xué)改革的最終成效也是實(shí)現(xiàn)土地信息系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。改革之后，學(xué)生在具體應(yīng)用上，能夠掌握基本的土地信息系統(tǒng)及大數(shù)據(jù)分析技巧，解決一定的土地資源調(diào)查、建庫(kù)、評(píng)價(jià)、分析等問(wèn)題，土地利用與規(guī)劃課程成果相比以往專(zhuān)業(yè)性也更強(qiáng)；熟悉了數(shù)據(jù)三維建模、開(kāi)放數(shù)據(jù)獲取、無(wú)人機(jī)攝影等大數(shù)據(jù)新技術(shù)，能夠接觸一定的行業(yè)熱點(diǎn)，并有部分學(xué)生參與了“房地一體”農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)發(fā)證無(wú)人機(jī)三維測(cè)繪工作；在后續(xù)課程和論文中能夠應(yīng)用土地信息系統(tǒng)和相關(guān)大數(shù)據(jù)知識(shí)，論文選題豐富性有所提高，并進(jìn)一步參加了專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)成果的轉(zhuǎn)化。

4 結(jié)語(yǔ)

大數(shù)據(jù)背景下的“土地信息系統(tǒng)”教學(xué)改革，從課程內(nèi)容、教學(xué)方法、考核評(píng)價(jià)等多方面統(tǒng)籌進(jìn)行改革。通過(guò)改革，理論上使學(xué)生學(xué)習(xí)到土地信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)的基本思想、內(nèi)容，并能實(shí)現(xiàn)相關(guān)課程的知識(shí)關(guān)聯(lián)；技術(shù)上使學(xué)生學(xué)習(xí)到如何構(gòu)建土地信息數(shù)據(jù)庫(kù)、進(jìn)行模型分析、開(kāi)放數(shù)據(jù)獲取和無(wú)人機(jī)攝影；講授上通過(guò)分層、互動(dòng)和啟發(fā)教學(xué)使學(xué)生由一般模仿到主動(dòng)探索，進(jìn)而提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教師教學(xué)質(zhì)量；實(shí)踐上使學(xué)生可以運(yùn)用相關(guān)空間處理和分析技術(shù)參加競(jìng)賽、撰寫(xiě)畢業(yè)論文、從事相關(guān)實(shí)習(xí)工作等，鍛煉學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)手段進(jìn)行調(diào)查分析和實(shí)際操作的能力。當(dāng)前，部分獨(dú)立學(xué)院的轉(zhuǎn)設(shè)工作已經(jīng)完成，作為地理信息系統(tǒng)在土地管理方面的應(yīng)用性學(xué)科，“土地信息系統(tǒng)”課程仍需緊跟時(shí)代發(fā)展和學(xué)生特點(diǎn)不斷優(yōu)化課程內(nèi)容和教學(xué)方法，最終使課程教學(xué)符合學(xué)科發(fā)展方向，人才培養(yǎng)緊跟行業(yè)實(shí)踐前沿，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立學(xué)院應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。