范士杰 彭秀英 樊彥國 劉瑞娟

(中國石油大學(華東) 地球科學與技術學院，山東 青島 266580)

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OBE理念下“地圖學”課程教學設計與實踐*

范士杰 彭秀英 樊彥國 劉瑞娟

(中國石油大學(華東) 地球科學與技術學院，山東 青島 266580)

文章基于成果導向教育(OBE)教學理念，對“地圖學”課程教學活動進行設計。采用教學活動的反向設計正向?qū)嵤┰瓌t，明確聚焦于學習成果。為幫助學生獲得學習成果，筆者對課程教學內(nèi)容、教學方式等進行了改革。通過教學內(nèi)容的提煉與整合，構建“知識模塊”與“知識矩陣”，進一步明確各階段的學習成果。轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學方式，實現(xiàn)“學生為中心”的教、“成果為導向”的學；培養(yǎng)“應用知識”學習觀，提高學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，實現(xiàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

地圖學；成果導向教育(OBE)；學習成果；創(chuàng)新能力

成果導向教育(Outcome Based Education，簡稱OBE)是1981年由William Spady 率先提出，主要強調(diào)如下四個問題[1-2]：想讓學生取得的學習成果是什么?為什么要讓學生取得這樣的學習成果?如何有效地幫助學生取得這些學習成果?如何判斷學生是否取得了這些學習成果?實踐中，OBE教學理念緊緊圍繞如下基本原則[3-4]：清楚聚焦于有意義的學習成果，提供支援，為成功擴大機會，對成功寄予較高的期待，以最終學習成果為起點反向設計和開展教學活動。因此，OBE理念下的教學活動是圍繞明確的學習成果來組織，并以學生為中心展開。

“地圖學”課程是地理信息科學專業(yè)的核心課程之一，具有很強的理論性和實踐性，對該專業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)至關重要。為此，國內(nèi)部分高等院校相繼開展了“地圖學”課程教學改革與研究，主要涉及該課程理論和實踐教學內(nèi)容的設計、教學方法和考核方式的改革等[5-7]。但在教學改革過程中也遇到一些問題，如：現(xiàn)有“地圖學”教材篇幅龐大、內(nèi)容寬泛、知識點零碎；理論和實踐教學的學時數(shù)有限；學生的學習目標不夠明確，主觀能動性較差；應用知識能力、解決實際問題的能力以及創(chuàng)新能力培養(yǎng)缺失等。

針對上述問題，結合作者多年“地圖學”課程教學實踐經(jīng)驗，通過對該課程的教學特點及OBE教學理念的分析，發(fā)現(xiàn)該課程教學活動與OBE教學理念具有很高的適切性。為此，將OBE教學理念引入該課程教學活動中，在OBE理念的指導下，對“地圖學”課程教學進行了改革與實踐。通過教學活動的反向設計正向?qū)嵤?、教學內(nèi)容的提煉與整合、傳統(tǒng)教學方式的轉(zhuǎn)變等，充分體現(xiàn)以學生為中心、以成果為導向的教學理念，旨在加強學生應用知識能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

一、教學活動的反向設計正向?qū)嵤?，聚焦學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

學習知識的目的是應用和創(chuàng)造知識，而應用和創(chuàng)造知識所要的技能和創(chuàng)造力，歸根到底是創(chuàng)新的能力。創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主體是學生，而最能體現(xiàn)學生創(chuàng)新能力高低的標準是學習成果(Learning Outcome)。因此，本文基于OBE理念中的反向設計正向?qū)嵤┰瓌t，確定“地圖學”課程教學活動的設計思路和實施步驟。

教學活動反向設計的思路為：需求(教學目標)—學習要求—教學內(nèi)容。首先，為了確保“地圖學”課程教學活動設計的合理性和可行性，作者組織本校2011—2012級87名地理信息科學本科專業(yè)學生，開展了課程教學目標的討論與座談，進一步明確“地圖學”課程的教學目標為：使學生能夠熟練掌握數(shù)字專題地圖的設計、制作與應用相關的理論基礎和方法，提高實踐動手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力以及分析問題和解決問題的能力。根據(jù)上述教學目標確定具體的課程學習要求，并進一步提煉和整合課程教學內(nèi)容。

教學活動正向?qū)嵤┑牟襟E為：講授教學內(nèi)容—提出學習要求—培養(yǎng)相關能力—完成學習成果。首先，以課程教學內(nèi)容為載體，在講解各知識點的過程中，提出具體的學習要求；然后，通過作業(yè)、實驗等形式，進行專業(yè)實踐訓練，完成數(shù)字專題地圖設計與制作(學習成果)，達成相關能力培養(yǎng)的目標。

二、教學內(nèi)容的提煉與整合，促進學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

“地圖學”課程教學內(nèi)容具有理論與實踐相結合、常規(guī)方法與新技術相結合、科學與藝術相結合、定性描述與定量研究相結合的特點[7]35。該課程重點在于使學生掌握有關數(shù)字專題地圖設計、制作與應用的基本理論、方法和技能，難點是理論性強、知識點多，學生在有限的課堂教學中難以理解和掌握。為此，將“地圖學”課程教學聚焦于數(shù)字專題地圖的設計、制作與應用，體現(xiàn)教學活動的過程思維性，以便有步驟、有層次地推進教學，使學生習得知識、獲得學習體驗并最終固化為能力[8]。從地圖學知識的縱向和橫向聯(lián)系出發(fā)，按照數(shù)字專題地圖制作的過程提煉和整合基本教學內(nèi)容，并以專題地圖的編輯與制作為橋梁，實現(xiàn)理論教學內(nèi)容和實踐教學內(nèi)容的有機融合，從而構建起此課程完整的知識體系。

(一)以知識點之間的縱向聯(lián)系為紐帶，將相關知識點提煉為知識模塊，防止教學內(nèi)容的零碎

“地圖學”課程的知識點非常多，為使學生更加牢固地理解和掌握這些知識點，對本課程參考教材[9-11]的基本內(nèi)容進行系統(tǒng)地梳理和歸納，按照知識點之間的縱向聯(lián)系，將相關知識點提煉為同一知識模塊(表1)。例如：將地圖描述的主要對象(地球體)、地球球面到地圖平面的轉(zhuǎn)化(地圖投影)、地圖坐標系以及地圖比例尺等相關知識點，構成“地圖的數(shù)學基礎”模塊。這樣學生就可以按照地球空間信息到地圖信息的轉(zhuǎn)化這一主線，借助相關知識點之間的聯(lián)系，更加系統(tǒng)地學習本模塊的教學內(nèi)容。同時，基于OBE的教學理念，在教學過程中，每一個知識模塊均提出具體的學習成果要求(見表1)。

表1 地圖學課程的知識模塊、內(nèi)容及學習成果

(二)以專題地圖的制作過程為主線，將知識模塊整合為知識矩陣，防止教學內(nèi)容的割裂

通過上述各知識模塊的學習及模塊學習成果的完成，學生已經(jīng)掌握了地圖學課程的基本教學內(nèi)容。但是，學生對這些知識模塊之間的聯(lián)系以及各知識模塊對實現(xiàn)地圖學課程教學目標的作用還是模糊不清。為此，以專題地圖的設計、制作與應用的過程為主線，將主要知識模塊整合為知識矩陣(見圖1)，一目了然地表明每一個知識模塊與課程教學目標“專題地圖的設計、制作與應用”之間的關系，從而使學生明白“為什么學習該知識模塊”，明確各知識模塊對完成課程教學目標的貢獻。地圖學課程的知識矩陣是該課程主要知識模塊內(nèi)容的融合，充分體現(xiàn)了該課程的教學目標，其學習成果就是制作一副專業(yè)化的數(shù)字專題地圖。

圖1 地圖學課程的知識矩陣

(三)以專題地圖的設計、制作與應用為橋梁，將教學內(nèi)容在時空上延伸，實現(xiàn)理論與實踐的有機結合

結合本?！暗貓D學”課程教學的實際情況，以問題為導向，積極開展以學生為中心的自主學習模式，充分利用學生的課余時間，實現(xiàn)教學內(nèi)容在時間上的拓展；以專題地圖的設計、制作與應用為橋梁，引領學生走進實驗室，進行思維方法和實踐能力的訓練，將理論教學內(nèi)容與實踐教學內(nèi)容融為一體，實現(xiàn)教學內(nèi)容在空間上的延伸。比如，在“地圖數(shù)據(jù)”模塊的教學設計中，要求學生利用課下時間查找自己家鄉(xiāng)的相關專題數(shù)據(jù)，如人口、經(jīng)濟產(chǎn)值、產(chǎn)業(yè)構成等統(tǒng)計數(shù)據(jù)；在課堂理論教學的基礎上，獨立完成地圖數(shù)據(jù)的分類、分級等數(shù)據(jù)處理工作，并以書面報告的形式完成“地圖專題數(shù)據(jù)的處理方法”大作業(yè)，以此引導學生積極查閱相關的文獻資料，培養(yǎng)學生的自主學習能力；理論與實踐相結合，促使學生形成對相關知識的多維認知，自覺走向科學探究。

(四)以發(fā)展、聯(lián)系的觀點為導向，注重地圖學史教育與學科交叉，實現(xiàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)

以發(fā)展的觀點，闡述“地圖學”的建立、形成和發(fā)展，讓學生深刻地理解“地圖學”理論、技術的發(fā)展過程和規(guī)律，進而掌握其基本原理和方法，領會地圖制作理論與技術的獨特思維方法和風格，從而啟發(fā)學生創(chuàng)新的靈感，拓寬學生創(chuàng)新的思路[12]。以聯(lián)系的觀點，闡述“地圖學”與相關學科的關系，注重學科之間的交叉，以拓展學生的專業(yè)知識面，培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維能力，從而提高學生的創(chuàng)新能力。如，將“地圖符號化”模塊中地圖符號設計與“生理學”和“心理學”相聯(lián)系，鼓勵學生利用相關學科知識，設計能夠準確傳輸?shù)乩硇畔⒌淖罴训貓D符號，以加強其應用能力和創(chuàng)新能力訓練。

三、傳統(tǒng)教學方式的轉(zhuǎn)變，加強學生自主學習能力的培養(yǎng)

(一)強化思維訓練，促使教學活動由“重學輕思”到“學思結合”的轉(zhuǎn)變

思考是創(chuàng)新的關鍵，只有善于思考，才可能有創(chuàng)新、有發(fā)展。思考從質(zhì)疑開始，經(jīng)過質(zhì)疑或疑惑后，才可達到深刻理解、深信無疑。以問題為基礎，在教師的有效引導下，學生針對相關問題進行探究，更加有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力[13]。因此，將“地圖學”每個知識模塊的重點內(nèi)容整理成幾個主要問題，然后以問題為驅(qū)動，為學生提供自主學習的空間[14]，誘導學生在知識學習和解答問題的過程中主動思考；同時，在講解時注重講思路、講方法，引導學生學會思考，從而培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。例如，“地圖數(shù)學基礎”模塊中的“地圖投影變形”知識點是該模塊的重點和難點，該內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣，邏輯性強，其中涉及的概念、原理和方法均以長度變形、角度變形和面積變形進行定性描述，以長度比進行定量描述。結合該教學內(nèi)容的特點，在課堂教學中，預先設置問題“如何進行地圖投影的判別”，給學生留出足夠的思考時間；然后以此問題引出變形的定性描述和定量描述，進而總結出地圖投影判別的原理；最后，在給予學生啟迪和引導的基礎上，鼓勵學生自己總結形成地圖投影判別的方法。接下來，借助同一制圖區(qū)域采用不同投影方式的兩幅地圖，使學生產(chǎn)生疑惑、發(fā)現(xiàn)問題，利用上述已有知識去分析問題，并通過查閱相關的文獻資料盡可能地解決問題。

(二)以學生為中心，實現(xiàn)教學活動從封閉性向開放性的轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)的教學活動是圍繞著教師、教室、教材展開的。在這種情況下，學生獲取的知識局限于教師的講授，教師的講授局限于教室，講授的內(nèi)容局限于特定教材。在這樣過于單一和封閉的教學活動空間內(nèi)，難以實現(xiàn)教學內(nèi)容、教學過程和思維空間的全面開放，難以做到以學生為中心的開放式教學[15]。為此，需要切實轉(zhuǎn)變課堂教學方式，以學生為中心，充分調(diào)動學生的主觀能動性，促使教學活動在時間上從課內(nèi)向課外延伸，在空間上從教室向圖書館、實驗室拓展，在內(nèi)容上從教材向文獻資料擴充，使學生真正做到“樂學”“會學”“學會”，在“學會”的基礎上能夠“學以致用”，在“用”和“思”的基礎上實現(xiàn)創(chuàng)新。例如，“地圖符號的設計”模塊涉及符號與圖形的心理感受效應等內(nèi)容。針對此特點，在課堂上通過展示幾何圖形的視錯覺圖片，以激起學生對此項內(nèi)容的興趣；然后，建議學生課下查找并制作與“視錯覺”有關的圖片；同時借助實驗室、圖書館等教學資源平臺，主動獲取“視錯覺”相關知識，完成相關專題內(nèi)容所需的地圖符號設計，從而達成本知識模塊的學習成果。

(三)樹立“多重角色”教學觀，促進教學活動由灌輸?shù)綄υ挼霓D(zhuǎn)變

當今時代，大學教師應該扮演三重角色：其一，大學教師應當成為學生所學學科知識“參照系”的提供者。為此，需要以學科的發(fā)展歷史和理論成就為基礎，面向?qū)W科前沿，適時融入最新科研成果，為學生構建一個有縱深感的學科知識“參照系”。其二，大學教師應當成為學生獲取知識的“對話者”[16]。教師不能以知識的“占有者”自居，把教學活動當做是向?qū)W生灌輸現(xiàn)成理論、枯燥知識點的過程，而應以“對話者”的姿態(tài)，使教學活動成為學生有足夠自由思考和自由言說空間的知識和思維對話的過程。其三，大學教師應當成為學生探求專業(yè)知識的“同路人”。大學教師不能僅僅是被動的專業(yè)知識傳授者，而應當是積極的專業(yè)知識探索者和創(chuàng)造者?；谏鲜鲇^點，在教學中引導學生把握課程的系統(tǒng)性，逐步理解和掌握課程的重點和難點，促使學生構建起自己的專業(yè)知識體系。在教學內(nèi)容中吸納最新研究成果，如地圖概括中的“地圖自動綜合”技術，使學生體會到“外面的世界很精彩”，引起學生對學科的興趣；同時，在教學活動中，采用研究型教學方式實現(xiàn)知識對話和思維對話，通過對學科難點、熱點問題的探討，拓寬學生的視野，拓展學生的思維，在傳授知識的同時，著力培養(yǎng)探索精神和創(chuàng)新能力。

(四)培養(yǎng)“應用知識”學習觀，實現(xiàn)教學活動從知識性向能力性的轉(zhuǎn)變

廈門大學史秋衡等[17]指出大學生的學習觀主要有2種：“應用知識”學習觀和“記憶知識”學習觀?！皯弥R”學習觀認為學習是應用知識、解決實際問題、提高自身能力和實現(xiàn)自我發(fā)展；“記憶知識”學習觀認為學習是記憶知識和信息。持不同學習觀會促使其采用不同的學習策略和學習方式。因此，大學生的學習觀會直接影響到學習方式，并通過學習方式間接影響學習收獲。為此，結合作者在OBE理念下設計的“地圖學”課程的“能力性”教學目標，采用啟發(fā)式、探究式、討論式等教學方式，促使學生利用已有知識，積極主動思考，發(fā)現(xiàn)、提出問題，進而分析問題、解決問題。由此，幫助學生形成“應用知識”學習觀，并以知識點作為能力培養(yǎng)的載體，使整個教學活動成為能力主宰下的知識學習的過程。

四、學習評價方式的改革，注重學生學習成果的達成

結合OBE理念，在制定評價標準時，提高對學生學習的期待，制定具有一定挑戰(zhàn)性的可執(zhí)行標準，以鼓勵學生深度學習。在評價過程中，適當分離基礎內(nèi)容和創(chuàng)新性內(nèi)容的考核，考慮學生的個體差異，在時間和資源上保障每個學生都有達成“學習成果”的機會。最后，采用過程評價與結果評價相結合的方式，對學生達成的所有“學習成果”進行綜合評價。具體來講，“學習成果”的評價包括兩個方面：其一，知識模塊學習成果的評價。在教學過程中，根據(jù)每個學生各知識模塊的學習成果與理想成果的接近程度，評判學生該模塊的學習情況。如：“地圖符號設計”模塊中的專題符號色彩設計，學生對自己選定的專題要素符號進行設色，并上交自己最滿意的設計作品；教師對作品設計的專業(yè)程度進行評判。其二，知識矩陣學習成果(即一幅專業(yè)化的數(shù)字專題地圖)的評價。學生利用6個學時的課程實驗教學環(huán)節(jié)，對課程各知識模塊所獲取的學習成果進行組織和潤色，并制作完成一幅數(shù)字專題地圖；教師對該數(shù)字專題地圖的專業(yè)程度進行評判，對學生專業(yè)知識的掌握程度、應用知識分析和解決問題能力以及創(chuàng)新能力進行評判。

五、結束語

OBE是一種系統(tǒng)的、具有創(chuàng)新力的現(xiàn)代教學理念，將其引入“地圖學”課程教學中是一次積極、大膽的嘗試。本文通過教學活動的反向設計正向?qū)嵤?，最大限度地保證了教學目標與學習成果的一致性。在地圖學教學實踐中，以學習成果——數(shù)字專題地圖的設計、制作與應用為主線，實現(xiàn)了課程“知識模塊”“知識矩陣”之間的無縫連接，較“模塊化教學”更能體現(xiàn)教學活動的過程性思維，較“傳統(tǒng)教學”更易實現(xiàn)理論與實踐的有機結合，從而為學生構建起了更加完善的課程知識體系。

以學生為中心，改革傳統(tǒng)的教學方式，實現(xiàn)教學活動由“重學輕思”到“學思結合”、“封閉性”到“開放性”、“灌輸”到“對話”、“知識性”向“能力性”的轉(zhuǎn)變，激發(fā)學生的求知欲、探索欲，開發(fā)學生的創(chuàng)新潛能，進一步提高學生應用知識的能力、解決實際問題的能力及創(chuàng)新能力。OBE理念下“地圖學”課程教學實踐取得了明顯的效果，體現(xiàn)在期末測試中，學生對綜合性問題的解答更加全面、完善；在后續(xù)專業(yè)課程學習中，普遍反映地圖學相關知識的應用更加得心應手；尤其是畢業(yè)設計階段涉及專題地圖制作時，地圖制作更加專業(yè)和規(guī)范。但是，在教學實踐中也發(fā)現(xiàn)部分學生的“學習目標”不夠明確，導致“學習成果”達不到預期要求，這有待于課程知識模塊學習成果的進一步細化以及教學方法和評價方式的進一步優(yōu)化。

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(責任編輯 李世萍)

Design and Practice of Cartography Teaching Based on the Concept of OBE

FANShi-jie，PENGXiu-ying，F(xiàn)ANYan-guo，LIURui-juan

(School of Geosciences，China University of Petroleum(Easter China)，Qingdao，266580，China)

In this paper, the teaching activities of "cartography" are designed based on the concept of outcome-based education (OBE).Using the principles of the reverse design and forward implement of teaching activities，it focuses on the learning outcomes.In order to help these students achieve the learning outcomes，the teaching contents and teaching methods are reformed.Meanwhile，the "knowledge modules" and "knowledge matrixes" are also constructed through the integration of teaching contents followed by the further clarified learning outcomes of each stage.The changing of teaching way has achieved the student-centered teaching and outcome-based learning.Cultivating the concept of "applied knowledge" learning and improving the abilities of discovering and solving questions，and achieving the cultivation of the innovative abilities.

Cartography；outcome-based education(OBE)；learning achievements；innovative ability

2016-04-29

國家自然科學基金面上項目(項目編號：41274011)；中國石油大學(華東)校級教學改革項目(項目編號：JY-A201601；JY-B201267).

范士杰(1969-)男，山東聊城人，副教授，博士，主要從事測繪工程及地理信息科學專業(yè)教學與研究.

G642.0

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