资环学院蒋小荣：以课题为载体，构建自主、合作、探究的网上教学模式
本学期由于受到疫情的影响，全校利用网络平台“停课不停学”，在线教育被寄予了巨大期望。但对于学生们来说，居家学习比课堂学习更需要有自主性和自觉性。常规的直播课或录播课很难适应所有的学生，缺少师生、生生多维度互动和反馈，学生容易对内容无感，造成教学效果不及线下学习。美国著名数学家、教育家波利亚认为：“学习任何知识的最佳途径，都是由自己去发现，因为这种发现理解最深刻，也最容易掌握其中的内在规律、性质和联系。”因此，结合学校近期实施的“疫情防控与我的专业”科研实践活动，对以科研训练为引领，构建自主、合作、探究的网上教学模式进行一些粗浅的探索。
一、从地理科学专业看疫情防控
大型流行疫情防控涉及到的专业领域众多，基本涵盖了我校包括医学、计算机、地理、化学、经管、交通、教育、法学和艺术等全部专业。学校近期开展了“疫情防控与我的专业”为主题的实践活动，鼓励任课老师通过申报疫情防控相关课题，引导、吸纳更多学生参与到科研训练活动，运用所学到的专业知识去认识、了解和分析疫情传播与防控。地理学在疫情实时地图制作发布、空间传播模拟和人口与交通管制等方面发挥了不可替代的作用，其中所涉及到的理论知识基本都来自地理科学专业的GIS、城市地理和交通地理学等学位基础课程。因此，可以尝试将这个科研活动与线上教学互为补充地结合到一起，以课题为载体，将书本上的知识现学现用，引导学生主动参与，最大限度地发挥他们学习的主动性与积极性，让学生的智慧潜能迸发出来。
地理学既可以从自然环境的角度分析自然条件与疫病传播的关系，比如主流观点认为此次新冠肺炎疫情的发生是因为长期以来地球上人与自然环境的矛盾积累后爆发的体现；也可以从人文地理视角为疫情防控下的应急管理、风险评估、公众感知和城市规划的反思等提供决策服务；更重要的是，GIS技术为我们实时监测疫情传播提供了重要的技术支撑。可以说，地理科学的大部分专业课程都可以跟疫情防控进行有机结合，通过任课老师的引导与讲解，让同学们能够更深入第了解自己所学专业的重要性，并且可以对专业人才培养方案所列的课程做一个系统的梳理，加深同学们对自己专业和学科的科学认知。
图1 地理学在疫情防控中的主要应用
二、以课题为载体，探索自主、合作、探索的拓展教学模式
结合此次“疫情防控与我的专业”活动，我确定了两个研究课题：1、“基于交通管制与人口流动大数据的新冠肺炎疫情空间传播仿真模拟与防控研究”；2、“疫情背景下襄阳市土地利用碳排放与经济增长的关系研究”。这两个课程分别与地理科学专业的专业课《城市地理学》和《国土资源调查与管理》紧密相关，可以作为课程学习的重点案例进行分析。在任课班级和毕业论文指导学生中（1611、1711和1811地理科学）进行宣传并组织自愿报名，共12位同学参与进来。每个课题根据学生兴趣和知识基础，分配了5-7人不等，其中含1名毕业生，可以结合此次课题研究开展其毕业论文写作。除了在线课堂教学外，每个课题另建1个QQ群，定期开展视频讨论会议和文字答疑。我们确定的教学目标是：让每个学生愿学、乐学、会学、善学，初步探索“构建学生自主、合作、探究”的网络课堂教学模式。
（一） 创造情境、主动参与
二、三年级高年级学生对于所学专业已基本掌握一些专业知识。在实际工作中，我们给每位同学都有详细分工，互相合作。从搜集数据、统计处理、GIS制图、仿真模型编程到文本撰写等环节，每一环节需要他们动手操作，碰到困难想办法解决问题，在讨论会中每位同学进行陈述自己的思路。高质量的学习，往往都是从发现问题开始的。发现一个问题，有时比解决一个问题显得更为重要。因此，引导他们对实际问题积极思考与探索，从而达到掌握知识、融会贯通的目的。
在课堂教学中，老师经常抛出一些疑难点，组织大家讨论，是引导学生群体积极参与教学过程的重要措施，也是互助合作学习与广泛交流信息的有力手段。通过QQ群中积极讨论，大家发表不同意见，能从正、反两方面深化学生对新知识的理解与掌握，而且在相互启发与争辩中，能有效诱发学生群体的智慧潜力。从而使每一位同学的参与感得到体现，这也是推动课题实施的关键环节。
图2 QQ群视频会议与网上辩论研讨
（二）“三位一体”混合式网上教学模式
现代教学论认为：在课堂教学中，学生的学习是两个转化过程，一是由教材的知识结构向学生的认知结构转化；二是由学生的认知结构向智能转化。这种转化过程，只有以学生为主体，在教师的积极引导下才能实现，引导学生独立思考、团队合作，主动探索。受此次疫情影响，传统的课堂讲授模式已转变为基于各类“云端平台”的混合式线上教学模式。依托网上已有的爱课程SPOC、最新文献资料和无处不在的城市大数据，充分运用QQ群、微信群的视频直播、语音和分享屏幕等高校方便的技术工具，将课程切割为“自主学习”、“合作学习”和“探究学习”等三个虚拟学习空间，架构起“个体-小组-教师”深度交互的混合式网络教学模式。
提前发布已有的优质SPOC视频和PPT，学生可自主安排时间进行预习；课中利用超星、QQ群直播，主要进行案例分析、谈论所学章节的重点难点；课后发布作业和文献阅读，拓展同学们的知识面和了解一些最新应用。结合毕业论文和申报的科研课题，分小组进行团队协作攻关，同时该类在线教学模式不受场地和时间的限制，此外还可以高低年级融合，以老带新，有利于更加高效地完成任务。在科研训练活动中，观察寻找一些好苗子，以备战“第六届高校地理学展示大赛”等学科竞赛，多管齐下，互不冲突。
图3 “三位一体”混合式网上教学模式
三、成效与改进
经过2个月左右的探索研究，大部分学生对学习具有较为浓厚的兴趣，具有持久的动力，尤其是课题组参与学生，基本养成了良好的学习习惯，善于对信息进行筛选、吸收，并能在实际操作中运用获取的信息解决实际问题，初步掌握了科研课题的研究方法，包括搜集处理数据、查找精读文献以及标准图件制作等，学习效果较为显著。一支本科生科研队伍已初步形成，科研课题和毕业论文均在有序进行，并已取得阶段性成果，完成一篇论文正在投稿中。在此过程中任课老师也是“摸着石头过河”，初步形成了自己的教学特点，教学观念和教学水平均有所提升。
图4 制图作业与日常教学截图
诚然，在此教学实践过程中，尚有很多需要改进和值得继续探索的地方。比如缺少学科交叉。基于人口流动大数据和后疫情时期的产业转型的疫情防控课题涉及计算机、经济管理等学科知识，单纯从地理学难以对此问题进行全面系统的阐述。遇到大数据爬取和产业模型等外学科问题，唯有进行深度的学科交流，才能碰撞出更多的智慧火花。还有疫情期间不能面对面交流，线上交流的频度、深度和成效可能难以保证，加之学生对于网课学习的质量难以监督，课程和课题进展可能相对要慢一些。然而这些问题中可以再实践和探索中不断地得到修改和完善。总体上，以课题为载体，我们尝试将线上教学与毕业论文和学科竞赛等实践教学融合到一起，构建“自主-合作-探究”三位一体的学习模式，做到专业教育、双创教育和实际应用的有机结合。
作者：蒋小荣，湖北文理学院资源与环境学院教师，博士。
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