大类招生下地球信息技术类课程教学模式研究

［摘 要］ 大类招生已成为突破传统招生弊端、应对全球一体化的一种必然趋势。大类招生的实施对原有培养方案和课程体系提出了新的要求。以吉林大学地球科学学院为例，在对大类招生后的培养方案及课程设置结构变化进行分析的基础上，提出了地球信息技术类课程“成果导向+任务驱动”线上线下立体进阶式混合教学模式，探索了一套具有课程针对性的理论和实践相结合的教学方法。实践证明，该教学模式的实施可以很好地解决大类招生背景下信息类教学课时不足、实践难以完成、培养目标难以达成的问题，有效地提高了学生的探索精神和创新能力。

［关键词］ 大类招生；成果导向+任务驱动；地球信息技术类课程；线上线下混合式教学模式

［基金项目］ 2021年度吉林大学本科教学改革研究项目“大类招生背景下地球信息技术类课程混合教学模式研究及实践”（2021XZC061）

［作者简介］ 李晓燕（1975—），女（蒙古族），内蒙古阿拉善盟人，博士，吉林大学地球科学学院教授，主要从事土地资源遥感和地理信息系统应用研究；张艳红（1974—），女，山东兰陵人，博士，吉林大学地球探测科学与技术学院副教授，主要从事地理信息系统理论与应用研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）19-0029-04 ［收稿日期］ 2023-07-20

随着全球一体化和我国高等教育改革及对外开放的深入进行，社会发展需要大量创新型、复合型、国际化实践型人才，传统的专业人才培养模式已无法适应时代的需求［1］。为了改变传统高校人才培养口径窄、专业滞后、综合素质欠缺等弊端，教育部明确提出要培养厚基础、宽口径、知识领域广阔的复合型人才。大类招生已成为现代社会人才培养的必然选择，也是适应世界高等教育的必然结果［2］。20世纪90年代，北京大学提出了“加强基础，淡化专业，因材施教，分流培养”的教学改革方针，自此高校按专业录取学生并按专业进行人才培养的模式被打破。随后更多高校相继实行大类招生，大类招生作为当今高等教育的发展趋势和改革方向，受到社会越来越多的关注［3］。

地球信息技术类课程是融合计算机科学、空间信息科学方法和地球科学的基础理论解决地学实际问题的技术性课程［4］。大类招生凸显了通识教育，但压缩了专业课和地球信息技术类课程的课时，本文在对吉林大学地球科学学院大类招生后的培养方案和课程变化进行分析的基础上，根据地球信息技术类课程的性质，构建了“成果导向（Outcomes-based Education，OBE））+任务驱动（Task-driving Teaching，TDT）”线上线下立体进阶式混合教学模式，可以在新形势下有效提高信息技术类课程的教学质量，培养学生的创新实践能力。

一、大类招生后课程的变化与教学改革的契机

大类招生是以“大类”整合为重点，设计不同的录取方式、教育方式和就业指导模式。由于大类招生是在通识教育理念下提出的一种新型人才培养模式，面对大类招生，各学校在培养方案及课程大纲上做了大量调整。

（一）培养方案及课程设置变化

2017年，有百余所高校的部分本科实施了大类招生，2018年，更多院校全面实施大类招生政策。招生方式可分为两种，一种是按学科类和学科群招生，一种是按院系整合招生。吉林大学2018年分别采用学科群和院系整合两种方式，共分71个类开始实施大类招生计划，在总体培养目标、课程结构体系设置和课程内容设计方面都有较大的变化。

以吉林大学地球科学学院为例，全院四个专业五个方向统一按地质类招生。地质类专业突出理工相结合的特色，以优良的教学传统、科学的实践教学体系和丰富的实践教学资源，培养具有创新精神、实践能力和国际视野的复合型高级人才。大类招生后培养方案有如下变化：（1）总学分有所降低。2013年版培养方案中，五个专业总学分分别为：地理科学专业201.5学分、地质学专业203.5学分（其中基地班208.5学分）、资源勘查工程专业固体矿产勘查方向203学分/石油与天然气勘查方向200学分、土地资源管理专业196.5学分；而2018年版大类招生方案中五个专业方向总学分全部降为170学分。（2）通识教育课程所占比重大幅度提高。2013年版培养方案中普通教育课程所占比例分别为地理科学专业48.9%、地质学专业47.6%（基地班46.2%）、资源勘查工程专业固体矿产勘查方向49%/石油与天然气勘查方向50%、土地资源管理专业49.8%；而2018年版培养方案中通识教育所占比例均提高到73.5%。总学分的降低和通识教育课程所占比例的增大，导致学科基础课程和专业课程门数减少，学分降低，同类课程普遍整合。

地球信息技术类课程作为学科基础课程，在大类招生中被大量整合，以地理科学专业为例，2013年版培养方案中，相关课程包括“地理信息系统”“遥感方法与技术”“遥感数字图像处理”和“地图学”四门主干信息化课程。各门课程总学时与实验学时设置分别为：“地理信息系统”课程共64学时（实验课32学时）、“遥感技术与方法”课程共48学时（实验课8学时）、“遥感数字图像处理”课程共32学时（实验课16学时）、“地图学”课程共48学时（实验课16学时）。2018年版培养方案中，“地理信息系统”与“地图学”课程整合为“地理信息系统”课程，共64学时，其中实验课32学时；“遥感技术与方法”和“遥感数字图像处理”课程整合为“遥感原理与方法”课程，总学时为48学时，共中实验课为18学时。新形势下，在课内学时有限、专业课学时普遍紧缩的前提下，如何实现地球信息技术综合性、应用性、实践性的教学目标；信息类课程在教学中如何通过立体化多层次的课程内容，将新技术和新应用与地学专业相结合，以满足现代地球科学多方位的需求，是当前急需解决的问题。

（二）教学改革的契机

地球信息技术类课程不仅要求学生掌握基本的原理、方法和技术，而且要求学生能够熟练应用所学方法和技术解决专业问题。大类招生视角下，地球信息类课程和其他专业课相比，在解决课时被大量减少情况下调整授课内容问题的同时，还需要保证实践内容不“缩水”。新形势下，整合后的课程内容设计、与专业课程有机结合的途径、课程培养目标的实现途径等均成为迫切需要解决的问题。由于该类课程性质中的技术性与实践性，使得该类课程与当代“互联网+”结合更容易；同时，大数据时代网络资源极其丰富，南京大学、武汉大学、北京师范大学、中山大学、南京信息工程大学等多所高校联合形成的全国地理信息系统和遥感相关课程信息化教学平台正在形成，使线上资源的利用及高校与高校之间的资源共享共建成为可能。此外，由于面对的学生均为“90后”，他们处于信息时代，能更灵活、更容易地接受一些信息化的教学方式。这些为地球信息技术类课程的信息化建设提供了其他课程所不具备的契机。

二、基于“OBE+TDT”线上线下立体进阶式混合教学体系构建

成果导向教育理念，亦称为能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育，是一种使教学设计的目标成为学生通过教育过程最后取得的学习成果的一种教育模式，已纳入我国工程教育专业认证理念。该理念强调以学生为中心，遵循“预期学习产出—教育投入与教育过程—评估学习产出”的教学模式，通过不断反馈，改进和提高教学质量［5-6］。任务驱动教学是在学习过程中，为了实现预期学习目标设置一系列有针对性的、难易程度不同的任务，围绕某个既定任务，在特定问题驱动下，学生在教师的引导下，自主进行探索学习，该教学方法已被广泛应用于各类课程中［7-8］。地球信息技术类课程为地球科学领域科学研究的开展提供了必要的手段、方法和技术。课程教学的核心问题是培养学生的空间思维以及分析问题、解决问题的综合能力。在长年教学实践中摸索构建了以学生为中心、教师为主导、成果为导向、任务为驱动的线上线下进阶式混合教学体系。

（一）OBE教学框架的构建

基于OBE教育理念，课程教学强调以学生为中心，以分析问题、解决问题的综合素养的培养为导向，围绕设定的课程目标，进行课程内容和教学方法的设计，并通过实践结果进行反馈，教学反馈如课堂测试、章节测试、期末测试，贯穿整个教学过程。根据反馈结果不断解决教学中存在的问题、调整教学方式，从而形成一个持续改进、教育质量不断提高的教学框架，对学生学习成果的提升和培养目标的达成起到了根本的保障作用

（二）任务驱动下立体进阶式课程教学结构设计

地球信息技术类课程教学包括基本原理、基本方法和实践应用，需要针对不同内容进行难度分级、形式多样的教学设计。基本原理与方法是实践应用的基础，采用教师主导、线上补充的方式完成。实践应用围绕具体教学目的，将目的分解为系列关联的任务模块，通过设立难度和综合程度不同的模块任务，引导学生独立探索和完成具体任务。任务模块分为基本操作、基本应用和综合案例三个级别。其中基本操作是任务模块的基本组成单元，确保学生对软件基本功能的熟练掌握。基本应用采用教师提示和督导、学生自主完成的方式，其特点是涉及单元模块少、模块复杂性低、应用难度小。综合案例涉及模块单元较多，复杂性高，该部分分为两部分：一部分要求学生全面掌握，另一部分针对希望进一步提高的学生采用线上选择性完成方式，从而实现了任务驱动下由理论—方法到应用、由简单到复杂、考虑学生个体差异的多层次进阶式课程教学模式。

（三）整合优质线上教学资源实现线上线下混合教学

随着“互联网+教育”人才培养模式的改革和创新，线上资源受到了广泛重视。大类招生背景下，如何有效整合优质线上教学资源，最大限度发挥线上资源的优势向课外要时间，且有效解决实践内容多、课内课时不足的矛盾是线上线下混合式教学需要解决的核心问题。地球信息技术类课程混合教学模式定位于学生实践能力的培养，根据培养要求，通过多种教学模式的比较，选择超星学习通作为自主学习平台，以中国大学MOOC、哔哩哔哩网站为辅助平台，向学生推送精选线上资源作为补充学习视频。优质在线教学资源的利用，切实激发了学生的积极性和主观能动性，拓展了学生学习的深度与广度。线上学习平台还可以记录学生任务完成的情况，并进行课堂表现、课后作业完成效果等信息的反馈；此外，基于平台，教师可以及时解决学生任务完成过程中遇到的个性与共性问题，增加了教师和学生之间的沟通和互动。

在教学平台上通过显性明了的任务清单和简洁清晰的学习路线，使学生愉快、快速、有效地完成线上学习；线下通过知识精讲、讨论、实操组织教学，通过任务升级，增加了课堂的互动性和趣味性，提高了学生学习的获得感。

三、实践结果与分析

考虑到该类课程实践性较强的课程性质，课程教学过程中提高了平时成绩的占比，达到了总成绩的30%，包括课堂测试和作业任务完成测评，并在考试中增加了综合分析题目，考查学生实际解决问题的能力。基于实践应用和知识掌握情况，构建了“过程性评价+实践能力评价+专业知识评价”的综合性考评机制，其中过程性评价体现在课堂表现与参与度、任务的完成情况上。

实践证明，课程所采用的混合教学模式，改变了传统以“知识传授为导向”的灌输式教育模式，保证了持续性教学质量的改善与提高；在任务驱动下，激发了学生的主动性和求知欲，学生的参与热情明显提升，课堂气氛活跃，增加了教师和学生之间的讨论互动和学生之间的互助协作，使教学生动丰富。此外，线上优质资源的补充，开阔了学生的视野，在尊重学生个体差异的教学过程中培养了学生勤于思考、勇于创新的学习习惯。更多的学生通过参加国家级相关竞赛和大学生创新实践项目，使信息技术类课程成为专业创新的一条有效途径。

结语

大类招生后专业课程学时的调整对如何在有限课堂时长内高效完成教学任务提出了新的要求。实践结果表明：基于OBE构架教学框架，结合任务驱动进行立体进阶式课程教学设计，整合优质线上教学资源，采用线上线下混合式教学是信息类课程教学的有效举措。不仅使学生掌握了基本的专业知识和技能，而且可以更好地培养学生的创新能力和实践能力，真正发挥实践类课程在专业实践中的优势与潜力。