互联网思维下的网络GIS课程创新与改革研究
尹章才 黄解军 俞艳 黎华 袁艳斌
摘? 要 为了把具有互联网基因的网络GIS课程打造成培养互联网思维的示范课，从“互联网+教育”的视角探索网络GIS课程在理论教学和实践教学方面的创新和改革，并对该课程在新冠肺炎疫情下的网络教学进行讨论。实践表明，对于互联网思维能力培养和互联网行为模式训练具有很强的现实意义。
关键词 互联网思维;互联网+教育;地理信息科学;网络GIS课程;地理信息系统;实践教学
中图分类号：G642.0? ? 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2020）14-0071-04
Research on Innovation and Reform of Web GIS Curriculum
under Internet Thinking Training//YIN Zhangcai， HUANG Jiejun，
YU Yan， LI Hua， YUAN Yanbin
Abstract The Web GIS course has Internet genes， so it is suitable to
be used as a demonstration course to cultivate Internet thinking. This
article explores the innovation and reform of the Web GIS curriculum
in theoretical teaching and practical teaching from the perspective of
“Internet + Education”， and discusses the network teaching of the course under the new coronary pneumonia epidemic. Teaching prac-tice shows that it has strong practical significance for the cultivation of Internet thinking ability and Internet behavior model training.
Key words internet thinking; internet + education; geographic infor-
mation science; network GIS courses; geographic information sys-tem; practical teaching
1 前言
互联网思维（Internet thinking）即充分利用互联网的方法、规则和精神进行工作、学习、思考、生活的新思维方式。随着互联网的广泛应用，互联网成为新媒体环境下影响和塑造人们思想意识的一种思维特质。当前的在校大学生基本都是在信息化时代成长起来的，是利用互联网最为活跃的一個群体，他们普遍接受而且在一定程度上形成了互联网思维。因此，尊重互联网思维的特点，借鉴互联网思维的优势，充分合理利用新媒体平台，对于推进高校育人机制的创新具有重要的现实意义[1]。
地理信息科学专业是基于计算机科学的，在当今互联网技术的推动下快速发展，如单机版GIS（Geo-Information system，地理信息系统）发展到网络GIS。因此，与互联网密切联系的地理信息科学大类更应注重互联网思维能力训练，提升专业学生的素养。网络GIS课程，作为地理信息科学专业最具互联网基因的核心专业课程，更应凸显互联网思维能力的培养。
近年来，互联网思维已被引入教学各个环节，形成了“互联网+教育”的人才培养模式，这给互联网背景下的网络GIS教学模式改革提供了有益的借鉴和参考。“互联网+教育”[2]模式的宗旨是让互联网与教育深度融合，使教育焕发出新的活力，从而有利于进一步改善教育生态环境。本文正是从这一宗旨出发，开展网络GIS课程教学改革，包括课程知识结构体系的优化、教学方法的创新、教学手段的丰富和实践教学内容的完善，以重构网络GIS模块化知识结构体系，优化网络GIS实践教学内容，创新网络GIS互联网思维能力培养方法和手段，锻炼学生以互联网为平台的方式描述、分析、表达和理解地理现象/事物的能力，培养学生主动实践互联网思维，形成学生认知世界的互联网思维习惯，服务于高层次地理信息科学及相关科学人才培养。
2 互联网思维与网络GIS课程
互联网思维就是在（移动）“互联网+”、大数据、云计算等科技不断发展的背景下，对市场、用户、产品、企业价值链乃至对整个商业生态进行重新审视的思考方式[3]。它包括三大核心：用户思维、数据思维和生态思维，或者用户至上的思维、利用互联网的思维和大数据思维。互联网思维并非互联网所独有，也并不是只适用于互联网，但只有互联网汇集了这一类思维[3]，它涉及八大核心思维：用户思维、简约思维、极致思维、迭代思维、流量思维、社会化思维、平台思维、跨界思维。也有的包含共享思维、体验思维、大数据思维（如众包、众筹）、连接思维等。当前，互联网思维已经渗透到课程教学中，如将课程当作产品，把学生当作用户[4]。
课程是学校教育的核心，是将宏观教育理论与微观教育实践联系起来的一座桥梁[4]，因而也是互联网思维培养所必须借助的桥梁。当前的课程建设被学生认可程度不高的一个普遍原因是缺乏互联网思维[4]，网络GIS课程亦不例外。
1）教学手段脱离互联网时代的发展，不利于跨界创新人才的培养。互联网思维的核心是用户思维，强调体验为王，所有产品的设计、生产和销售都围绕提升用户的体验感来进行。课程建设的消费者是大学生。在互联网时代，消费者与生产者的边界逐渐模糊，用户既是消费者，也是生产者。用户的参与能提高产品的黏性和用户体验感。
然而，课程从设计到建设到最后上线，基本上被当作一个项目由教师团队独立完成，忽略了消费者（学生）的需求和学习习惯。课程教学采用多媒体，虽然较黑板式教学具有明显的信息化优势，但仍局限于离不开教室的以教师为中心的“一言堂”。伴随互联网成长起来的当代大学生，无论是所处的信息化环境，还是自身的行为，都发生了重大改变，他们适应了这样的学习习惯，如随时随地、利用碎片时间、感兴趣于知识点的评论和课堂外知识、偏好线上的师生或同学之间的交流。这些在互联网下长期形成的习惯在客观上要求教学手段利用互联网，以突破教学的时空约束和“一言堂”的局限。
建设完成的课程最后强推给学生使用，缺乏学生对课程建设的参与。这种忽略互联网思维的课程建设自然难以吸引带有明显互联网时代烙印的大学生的关注和共鸣，难以发扬学生主体的主人翁意识和激发学习主动性，这些正是造成教师付出大量心血建设的教学资源不被学生接受的重要原因[4]。此外，这一原因也势必引起课程资源一方面使用频率低，另一方面难以引起学生的持续关注和反馈，容易造成课程建设缺乏生命力和导致课程建设持续更新与迭代困难。
2）教学方法忽略网络GIS的本质特征，不利于互联网思维培养。教学方法体现了特定的教育和教学的价值观念，受制于特定的教学内容和具体的教学组织形式。网络GIS本身具有互联网元素，这为互联网融入课程的教学内容和组织形式提供了基础，亦为互联网思维融入教学方法和互联网行为模式训练创造了条件。然而，网络GIS课程内容广泛、知识面广，泛化的教学方法难以聚焦网络GIS的本质，因而不利于互联网思维的培养。传统强调知识传授的教学方法，一方面对提炼网络GIS背后的互联网思维的重视不够，不利于培养互联网思维能力;另一方面对互联网和GIS之间的共同工具即地图的重视不够，不利于互联网行为模式的训练。
地图是地理信息一种简约、极致的统一，是地理信息可视化中最简单、最有效的工具[5]，如著名的伦敦疫情地图，开创了地图在传染病学科的应用。地图也是互联网巨头极力拓展的应用，包括谷歌、百度、腾讯、淘宝、华为等。因此，利用地图作为互联网与地理科学的联系纽带，将互联网及其思维延伸至网络GIS课程，是网络GIS教学方法的本质特征，亦是互联网思维能力培养和互联网行为模式训练的重要途径。
3）课程资源建设忽略简约思维和极致思维。互联网思维强调简约思维和极致思维。其中，简约思维是一种大道至简的思维，需要将繁杂的内容模块化、简洁化，以在短时间内引起学生兴趣，加速信息传播;极致思维是简单中的超性价比。
在互联网信息爆炸时代，课程资源建设大多在盲目追求丰富多样、超值的同时，也带来资源的不断累加和迅速膨胀，从而造成聚焦和收敛困难，缺乏简约性。与此同时，学生体验这些资源所付出的时间和精力成本也呈几何级数增长，容易造成搜索疲劳和选择困难，从而降低资源建设带给消费者的性价比，导致极致思维的丧失。作为一般大学课程，网络GIS课程亦如此。
此外，网络GIS具有典型的多学科交叉、思想多源、方法多样、技术更新快的特点，其应用领域也由经典的地理学应用快速向流行病学、交通、应急管理等领域拓展，因而使得上述问题更加凸显。
上述讨论意味着繁杂的网络GIS内容体系有必要进行模块化、简洁化重构。尹章才和李霖出版了《Web 2.0 GIS原理与方法教程》，将网络GIS划分为三个部分，即语言篇、技术篇和应用篇，分别介绍了網络GIS的基础性语言（如SVG）、技术方法（如Mashup、地图API）和应用案例，在一定程度上进行了知识模块化[5]。然而，其视角是技术开发而不是数据流，这不同于GIS专业基于数据流的体系划分，容易削弱课程与专业之间的内在联系，不利于“互联网+”与专业融合的跨界思维的培养。
4）实践教学忽略社会化思维与免费思维。互联网思维是一种利用互联网的思维，涉及社会化思维（如众包协作、Openstreetmap）、免费思维。然而，已有的网络GIS课程实践教学在基础数据采集、地图制图等环节仍使用GIS软件，忽略了免费地图API、OSM制图等案例在实践教学中的应用，因而忽略了社会化思维和利用互联网的平台思维的培养，难以激发学生跨界创新的潜力。
上述分析表明，网络GIS课程从互联网思维的视角所需进行的完善不仅同一般课程一样涉及教学手段、教学方法，还因自身的互联网基因的特征而涉及课程知识体系、实践内容。
3 互联网思维培养模式下的课程建设与优化
“互联网+”的“+”不应仅是技术上的“+”，更是思维方式和商业模式上的“+”[6]。本文结合“互联网+”背景下国家、社会、行业、家长和学生对地理信息科学专业学生的需求和期望，围绕培养一流本科人才和服务国家地理信息及区域规划相关行业发展的任务，探索地理信息科学专业网络GIS课程理论与实践教学等教学模块的互联网思维培养模式，在相关课程的教学内容、课程体系、创新性实验、实践环节等方面进行人才培养综合改革，以强化对学生互联网思维能力培养，激发学生的专业兴趣和学习热情，为下一步的专业人才培养奠定基础。
1）课程教学手段的改革。与时俱进是互联网时代大学课程教与学的必然要求。网络GIS课程具有思想多源、方法多样、技术复杂等学科特性，因而有必要结合当代互联网、大数据和移动计算等最新科技发展形势，从互联网思维的视角改革网络GIS教学手段，以重塑教与学新关系。具体措施包括在传统的PPT讲解的基础上，引入微信、微课、WIKI等“去中心化”的网络育人社群体系与社会化媒体平台（图1），打造无边界零距离的网络育人生态，拓展多样化教学手段，以满足当代网络GIS高层次创新人才对互联网思维培养的需求。
上述“去中心化”，融入了基于媒体平台的社会化思维、不同媒体相互连接的生态思维。这些互联网思维的融入，打破了教学手段基于PPT的单一性、基于教师教—学生学的单向性和学生的被动性，实现了学生与教师、学生与学生、学生与课程之间双向主动的交流与互动，从而为学生提供随时随地、自主探索、合作交流、独立获取知识和表达自己的理解与意见的机会，也为教师获得学习大数据提供了一手资料。通过学习大数据的分析，一方面可以了解各资源的访问频次，为留存访问率高的资源和删减访问率低的资源提供依据，也为了解学生的学习习惯和学习行为特征提供基础;另一方面，实时获取知识点的学习时长和难易程度，为精准把握课程资源建设的痛点和微创新与快速迭代提供了依据，也有助于用户（学生）需求的进一步满足和增强学习体验。
2）课程教学方法的改革。以互联网思维能力培养为核心的网络GIS教学方法体系，包括互联网思维能力培养方法和互联网行为模式训练方法两方面。
互联网思维是相对于工业化思维而言的，是对传统工业思维的一种颠覆。一种技术从工具属性、从应用层面到社会生活，往往需要经历很长的过程。互联网同样如此。在互联网深刻影响和改变社会生产及人们生活方式的当下，互联网思维随之渗透到各行各业。思维决定行为，思维的变革是人最大的改变。因此，互联网思维能力对于作为未来各行各业生力军的工科学生来说是一种特殊能力，具有独特的内涵。
网络GIS教学的重要任务之一，是让“互联网+”主动去融合传统GIS，强化传统基于专家的GIS可通过用户创造内容（user create content，UCC）来实现的理念，使学生能深刻体会用户思维模式及其非平面、立体化、无中心、无边缘的特征。互联网思维是一种开放创新的复合思维，开放、创新是互联网思维的两个显著标志。具有互联网基因的网络GIS是互联网思维的工具，通过网络GIS这一技术手段，分析和理解泛在信息的空间特性，以在明确社会现象空间位置的同时描述现象间的潜在空间关联关系，并开展空间推理和跨界创新。
在网络GIS教学实践中，要充分借助作为地理学第二语言的地图，开展互联网思维能力训练。具体体现在教学方法改革中，除了要强化传统GIS中以地图为载体的空间现象的描述、表达、分析和可视化的教学手段改革外，更多地结合大数据时代混搭制图、（用户）众包制图OSM、免费地图API等多种地图制图形式[7]，从网络GIS基础数据和地图成果展示，到制图过程的迭代与跨界转变，以顺应大数据时代互联网思维训练的新要求。
3）课程教学内容体系的模块化重构。GIS可视为一种处理地理信息的系统，涉及地理信息的生产与获取、存储与计算、处理与分析、服务和应用等环节，具有流程长、知识量大等特点。本文从互联网思维角度出发，结合GIS的数据流框架，按照“泛在空间数据获取—云端数据存储与计算—在线数据叠加与处理—众包制图与服务”的内容结构体系，拓展网络GIS教学内容，建立网络GIS模块化知识结构体系。这种体系既为平衡内容的极致性和结构的简约化提供了框架，又贴近了GIS专业的知识架构，缩短了学生专业知识与待学知识的连接路径，有助于增强课程与专业之间的内在联系和互联网跨界思维的培养。
由于网络GIS的互联网特性，使得其知识容量远远超出教材或课堂的边界，也使得課程建设不能求大求全，而是强调整体性和系统性，局部的或部分的知识需要借助互联网本身来延伸和补充。学生在课堂上了解课程的知识体系和内部模块之间的逻辑联系，把握网络GIS基于“互联网+GIS”的融合本质，明确网络GIS不只是GIS网络化的单向延伸，更是互联网发展对GIS的需求，以促进互联网的跨界发展。
4）课程实践教学内容优化。加大科研成果教学资源化的力度，基于教学与科研相长的原则，设计面向网络GIS实际问题导向的网络GIS实践教学内容和构建实践教学案例库，如引入“互联网+交通”等共享经济和学生行为等大数据案例，以培养学生互联网思维能力和大数据云计算与服务能力，实现教学与科研相长。具体包括多层次网络GIS实践教学内容体系（包括网络GIS认知实验—用户创建空间数据实验—云端空间数据存储与处理实验—空间数据在线叠加与分析建模—面向共享经济的应用型实验），实践教学案例库编制，包括实验用数据（如大众点评网数据、微博数据、签到数据、兴趣点POI数据等）、实例模型方法（如芒果电动车的网络GIS模型）、实例成果形式（如OSM），以建立从网络GIS知识到大数据操作、从基础到专业的实践技能培养模式。
4 疫情下的网络GIS教学讨论
新冠肺炎疫情与网络GIS课程教学有一定的关系。一方面，新冠肺炎疫情下的课程教学将互联网作为教学平台，有助于互联网思维的培养;另一方面，新冠肺炎疫情具有明显的时空性和信息共享的互联网特性，适合于网络GIS的案例教学，涉及疫情时空数据的采集、在线地图叠加、疫情趋势分析等。
在理论教学中，引导学生以“互联网+”模式进行跨界思维，让抽象的概念、原理和方法转化为具体的“互联网+餐饮”（如美团）、“互联网+交通”（如共享单车）等活生生的经济形态或社会热点“互联网+抗疫”（如新冠肺炎空间分布地图），以在学生体会互联网思维的同时增强对网络GIS知识学习的体验感，激发学习热情、创意与灵感，为创新创造型的高级人才培养提供条件。在疫情防控期间，尤其是交通暂停且私家车限行状态下，外卖能为关闭食堂的抗战在一线的医护人员提供服务，减少了人们外出就餐、购买食材的频次。疫情让平常的工作变得复杂起来，共享单车是防疫封路时期避免人员聚集的最好的中短途出行工具（https：//36kr.com/p/5300728），也是一线医护人员出行的重要选择，如医院成为共享单车调度量最大的地方。疫情数据的空间分布几乎采用互联网地图的形式，如疫情专题点数据+百度地图API底图。
在实践教学中，可将学生所在地疫情大数据引入课堂教学中。例如，利用OSM提供的用户地图自动标绘功能，选取当地卫健委发布的新冠肺炎患者确诊前的时空轨迹数据，通过地名提取、消歧处理上传至OSM并进行在线编辑和制图，以体会免费思维、平台思维（如开放、共享）。在此基础上，结合网络GIS教学中的大数据分析环节，统计患者轨迹的聚集区域和理解为什么要封闭商超、菜场等防疫政策，让学生参与网络GIS教学活动，通过实践进行互联网思维训练，培养学生熟练使用和不自觉使用网络GIS工具。并以网络GIS实践为纽带，将不同学科知识加以综合，促进跨学科及多学科知识综合学习，让网络GIS成为地理学及相关学科教学的基础性平台和工具。
5 小结
随着网络GIS理论和技术的发展，其应用范围和深度也不断渗透和延伸，相应的网络GIS课程知识结构、实验内容也都在随着应用的发展而发展。本文从互联网思维的视角对网络GIS课程进行改革探索，在兼顾课程体系结构、基础理论和技术方法相对稳定的基础上，重构网络GIS模块化知识结构，创新互联网思维能力培养方法，丰富网络GIS实践教学体系，为地理信息科学专业拔尖创新人才培养奠定了基础。最后，结合新冠肺炎疫情背景下的在线教学，从网络GIS的理论和实践教学方面讨论如何将疫情的热点事件融入课程建设中，希望可以取得理想的教学效果。■
参考文献
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[2]谢幼如，吴利红，邱艺，等.用互联网思维创新教学实践研究：课程视角[J].中国电化教育，2017（10）：1-7.
[3]李碧武.“互联网+教育”的冷思考[J].中国信息技术教育，2015（17）：96-99.
[4]潘珩，章萍.互联网思维模式下高职课程资源建设研究[J].无锡商业职业技术学院学报，2017（3）：76-79.
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2013.
[6]乔玉婷，鲍庆龙，曾立.“互联网+”时代高等教育管理模式创新及启示[J].高等教育研究学报，2015（4）：83-87.
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