注重能力培養(yǎng)的“測量學”課程多樣化教學方法探討

劉 春，程效軍

同濟大學 測量與國土信息工程系，上海 200092

注重能力培養(yǎng)的“測量學”課程多樣化教學方法探討

劉 春，程效軍

同濟大學 測量與國土信息工程系，上海 200092

提高課程教學質(zhì)量是當前高校開展精品課程建設的主要目標，加強課程多媒體教學建設歷來是教學改革的重要內(nèi)容之一。本文以“測量學”課程建設為討論對象，針對該課程的具體特點，肯定多媒體教學的同時，也要求顧及傳統(tǒng)教學中優(yōu)秀的教學方法和思路。為具體說明兩者的關系，本文詳細介紹了“測量學”教學中多媒體教學資源的統(tǒng)一建設和安排，并就實驗環(huán)節(jié)說明了傳統(tǒng)教學在教學互動上的不可替代性。提出了多媒體教學和傳統(tǒng)教學相結合的具體思路。

測量學；多媒體教學；傳統(tǒng)教學

計算機輔助多媒體教學目前在國內(nèi)高校課程教學中廣為提倡。一方面學校鼓勵開展這方面的課程設計和改革；另一方面，也從硬件上加大投入，完善和優(yōu)化教學環(huán)境。這些成果在很大程度上幫助學生更好地進行抽象思維，同時也輔助教師把問題深入展開，拓展了課程教學的信息量。但同時需要注意的是，針對不同課程的特點，有些傳統(tǒng)教學的思路和方法具有其不可替代性。完全依賴多媒體教學對一些工科課程在講授的方法、模型的展示、問題的思考以及操作能力的培養(yǎng)都有一定的影響，比如在公式推導教學中，傳統(tǒng)教學具有很強的優(yōu)勢。因此針對課程的特點，探討多媒體教學和傳統(tǒng)教學的互補，發(fā)揮各自的特點，借助新的手段，保存?zhèn)鹘y(tǒng)優(yōu)秀的教學思路是目前高校課程教學中值得深入探討的問題。因此在課程教學中既不能抵觸新的多媒體輔助教學手段，也不能完全否定傳統(tǒng)教學方法的優(yōu)勢。

本文以“測量學”課程教學為例，在介紹該課程特點的基礎上，分別介紹開展多媒體教學和傳統(tǒng)教學以及各自教學的優(yōu)勢所在，并探討如何平衡多媒體教學和傳統(tǒng)教學，從而發(fā)揮各自優(yōu)勢，為其他課程的教學改革提供借鑒。

一、“測量學”課程特點

測量學早期是研究地球形狀大小、確定地面點位置的學科，當前隨著測量新技術的發(fā)展，測量學發(fā)展為研究地球表面三維空間中各種物體的形狀、大小、位置、方向和其分布的專業(yè)基礎學科?！皽y量學”課程具有非常明顯的工科課程特點，一方面強調(diào)基本概念、基本定義；另一方面非常重視實驗和操作。比如對于地球大地坐標系的定義，涉及的地球基準是一個抽象的概念，而在整個課程中又貫穿了儀器操作、計算、繪圖和工程應用等內(nèi)容。

此外，測量學本身發(fā)展特別快，以空間信息處理為主要目標，近年來延伸了很多新的信息處理手段和相應學科，如全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、攝影測量和遙感等[1]。所有這些新技術的引入都在很大程度上擴展了測量學課程的信息量。完全依賴傳統(tǒng)的課程教學手段已不能充分地表達該學科的發(fā)展，同時也不能展示該課程依托空間信息技術的優(yōu)勢。因而加強該課程的多媒體教學建設是精化課程建設的必然之路。然而也需要注意的是，測量學因為具有非常悠久的學科發(fā)展歷史，傳統(tǒng)精髓以及對數(shù)理知識的嚴格要求是該課程的基礎，也是整實學生基本功的前提。因此，合理選擇課程教學內(nèi)容，注重多媒體教學與傳統(tǒng)教學相互結合，既保證傳統(tǒng)教學手段在實驗教學環(huán)節(jié)上的不可替代性，又能通過多媒體教學擴展教學信息量，輔助學生對抽象空間的認識。

二、課堂多媒體教學

精品課程建設是目前高校為提高教學質(zhì)量而實施的一項教學改革措施。精品課程建設的一項非常重要的內(nèi)容就是加強多媒體教學的分量，借助新的計算機技術，增強教學信息量，通過各種形式的CAI（計算機輔助教學）課件來幫助學生理解和掌握一些抽象的概念，加深對一些基本概念的理解。對于“測量學”課程，多媒體教學同樣也占了非常重要的比例。同濟大學目前開設的“測量學”課程全部采用多媒體教學課件。然而在課程開設過程中，多媒體教學不完全借助多媒體教學課件，而是通過多種形式的多媒體教學資源來實施多媒體教學。

1.多媒體教學資源

對于多媒體教學涉及的所有教學資源應作為一個整體來進行建設，而不是單純制作課件?！皽y量學”課程本身信息量大，涉及內(nèi)容多，同時也是一門非常重要的專業(yè)基礎課。首先這些多媒體教學資源依托“測量學”課程建設的網(wǎng)站，通過網(wǎng)絡鏈接所有不同類型的多媒體教學資源。這些信息一方面直接提供給學生進行課程學習，與課堂教學內(nèi)容相吻合；另一方面也是教學交流的一個很好的平臺。以同濟大學測量學課程建設教學資源為例，包括以下內(nèi)容：

（1）完整的數(shù)字化教學資料。同濟大學測量學教學面對的對象非常廣泛，包括土木工程、交通工程、城市規(guī)劃、海洋地質(zhì)、港口和測繪等多個專業(yè)，每年近1500名學生選修該課程。不同專業(yè)對該課程要求的內(nèi)容有所不同，所以針對不同專業(yè)，根據(jù)教學大綱的要求，提供不同版本的數(shù)字化教學資料。

（2）多媒體教學課件。課程課件是教師與學生進行溝通的重要渠道，學生對課程內(nèi)容的掌握80%是在課堂通過教師課程的講授中獲取的。對于教學課件的要求歷來也是衡量教師教學質(zhì)量的一個重要指標。充分顧及不同教學內(nèi)容的特點，制作了“測量學”全部內(nèi)容的多媒體教學課件。這些課件一方面用于標準化教學講授的內(nèi)容，另一方面也給教師更多的時間對教學內(nèi)容進行精化，并作更充分的教學準備。

（3）“測量學”習題庫。由于“測量學”是重要的專業(yè)基礎課，所以對該課程的要求非常嚴格。而要很好地掌握該課程，需配合習題練習，所以教學資源里也提供了習題庫，讓學生課內(nèi)和課外根據(jù)教師的要求進行鞏固練習。

（4）教學錄像。由于課程很多內(nèi)容涉及儀器操作，具有很大的重復性，所以有必要提供操作錄像，讓學生觀摩和學習，同時一些優(yōu)秀教師講授的范例課程也可制作成錄像供學生以及青年教師學習。

（5）網(wǎng)上互動交流。大學教學的特點是加強學生個人能力和自學能力的培養(yǎng)，在課程學習過程中，遇到的問題需要及時得到解決。借助網(wǎng)絡資源，教師可以讓學生通過網(wǎng)絡交作業(yè)，網(wǎng)上互動回答提問，目前同濟大學“測量學”教學網(wǎng)上論壇已經(jīng)投入使用，訪問量在不斷提高，也取得了預期的效果。

2.教學要點

根據(jù)上述的教學資源，在教學過程中，根據(jù)課程特點，歸納起來，課程教學需要掌握：（1）課程圍繞定位參考為中心（坐標系、投影、基準等），講述基本概念；（2）通過講課和實驗環(huán)節(jié)掌握基本測量方法（水準測量、角度測量、距離、三角高程）；（3）以工程應用和數(shù)字測圖為背景講述控制測量、數(shù)字測圖和工程測量等內(nèi)容；（4）以測繪產(chǎn)品質(zhì)量為根本，建立數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)精度的概念和方法；（5）以3S技術為基礎，對測量學課程內(nèi)容作適當拓展介紹[2]。

三、實驗環(huán)節(jié)的傳統(tǒng)教學

“測量學”工程應用的特點，使得該課程具有很強的操作性。課程隨堂40%的時間和額外的兩周教學實踐用以加強課程應用和鞏固課堂教學涉及概念的理解。傳統(tǒng)教學在該環(huán)節(jié)具有明顯的不可替代性，而為了保證傳統(tǒng)教學的質(zhì)量，也同樣需要進行精心準備，配套必要教學設備和軟件，提高實驗環(huán)節(jié)的教學質(zhì)量。

1.操作能力培養(yǎng)

實驗是在掌握好基本概念的基礎上，用以提高和加強學生的動手操作能力。在整個環(huán)節(jié)中，教師以示范為主，并詳細系統(tǒng)地介紹各種操作方法，同時結合課堂涉及的基本概念、基本原理講述工程規(guī)范、質(zhì)量評定的來由。作為工程職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)，工程質(zhì)量和施工規(guī)范應該作為實驗環(huán)節(jié)中非常重要的內(nèi)容來進行介紹，并在整個實驗環(huán)節(jié)予以嚴格要求。

實驗任務書是規(guī)范整個教學過程的重要教學資料，在實驗任務書中，既要明確實驗內(nèi)容、實驗目的和實驗成果，同時也要給出各種規(guī)范操作方法，數(shù)字化處理的新技術等。

2.實驗配套軟件的開發(fā)

在實驗中，“測量學”課程對計算、數(shù)字化處理的要求非常高。為了讓學生通過實驗能更快更好地接觸新的技術方法，與實踐應用充分接軌或適當?shù)某揭卜浅Ｖ匾Ｋ詾榱嗽趯嶒炛刑岣邆鹘y(tǒng)教學的質(zhì)量，有目的地開發(fā)了一系列實驗和教學配套軟件。常規(guī)的測量計算、地形圖繪制、數(shù)字地面模型的建立和應用等內(nèi)容都是需要重點掌握。圖1是配合該課程教學和實驗的數(shù)字測圖軟件系統(tǒng)，該軟件包含了“測量學”課程中所涉及的基本計算、基本符號、基本數(shù)字測圖方法等內(nèi)容，對于工程應用，又提供學生進行數(shù)字地面模型建立、道路放樣、地籍測量、數(shù)據(jù)加工等多個內(nèi)容。軟件完全用于學生實習中，并提供必要的擴展，讓學生根據(jù)對課程內(nèi)容的掌握進行修改和更新，逐步完善軟件的功能。目前基于實習用的該軟件已走向商業(yè)化，可見實驗環(huán)節(jié)所帶來的成果。

此外，實驗環(huán)節(jié)往往是單調(diào)和枯燥的。而這時，在教學中引入一些新技術，或提前介紹學科的最新發(fā)展，讓學生及時了解自己的實習成果，很大程度上有利于培養(yǎng)學生專業(yè)興趣，有利于加深他們對于實習內(nèi)容和方法的掌握。

例如進行野外地形測量實習，每個實習小組配備最新的全站儀一臺、筆記本電腦一臺和實習軟件。整個實習采用數(shù)字化數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)計算機處理，晚上回駐地即可了解到白天的實習成果，根據(jù)當天所測的成果制定第二天的實習計劃，在實習中，教師開始逐步介紹數(shù)字地面模型的概念和生成方法，基于數(shù)字地面模型生成地形景觀的原理和實現(xiàn)方法，在各小組實習結束時，教師綜合各實習小組所有測量成果，生成如圖2所示的實習場地地形景觀，由于學生一周以來冒著酷暑奮戰(zhàn)在該區(qū)域，該景觀的生成對于他們是非常直觀和有感情的，很多學生由此產(chǎn)生了極大的興趣，并加深了對該專業(yè)新技術的關注，所以從長遠來看，這是培養(yǎng)學生興趣和能力的一個非常好的機會。

四、多媒體教學與傳統(tǒng)教學關系

多媒體教學和傳統(tǒng)教學在課程建設中應該互取其長，單純地否定某一方面都是不科學的。完全依賴多媒體教學的課件，在課堂教學中過多地注重形式，忽略教學互動勢必會降低教學質(zhì)量，同時否定多媒體教學，完全通過傳統(tǒng)教學方法也會降低學生學習興趣，不能很好地突出課程的特點。

所以在課程教學中，正確地認識多媒體教學與傳統(tǒng)教學兩者之間的關系。應該看到，多媒體教學能發(fā)揮一些信息技術為特點課程的優(yōu)勢，通過多媒體手段，也能很好地解釋一些抽象的概念。而傳統(tǒng)教學則更能發(fā)揮一些感性知識講授的優(yōu)勢，在課堂教學中，合理補充一些經(jīng)驗和應用例子是其他教學手段不可替代的。因此可以注意到抽象思維和感性思維的合理互補。

當然無論是采用多媒體教學還是傳統(tǒng)教學，對于課程的精心準備都是必需的，照本宣科在大學課程教學中應該極力避免，同時不同的教師在課程教授過程中，也允許有個性的東西，因為這與教師個人的理解和專業(yè)經(jīng)驗有很大的關系。這可以通過多媒體課件的制作加以彌補，而對于傳統(tǒng)教學中一些經(jīng)典的教學方法，則更需要青年教師學習和鍛煉。在統(tǒng)一兩者關系的時候，對于一門課程需要長時間有計劃的整理和積累，即盡量保留好的教學資源，又要學習和掌握好的教學的互動方法。

圖1 同濟大學實習用數(shù)字化測圖與計算軟件

圖2 實習基地地形景觀表達

五、結論

當前在進行精品課程建設中，如何把新的教學方法和傳統(tǒng)經(jīng)典的方法的統(tǒng)一起來是常遇到的問題之一。注重兩者統(tǒng)一，取長補短則需要大量的工作積累和有計劃的教學準備。本文針對測量學課程的特點，介紹了如何準備多媒體教學資源，為了彌補單純課堂多媒體教學的不足，在實驗環(huán)節(jié)則又介紹了如何采用傳統(tǒng)教學方法提高課程教學的互動性。這兩者的關系往往因課程的不同而不同，但又是需要被注意的。

[1]顧孝烈，鮑峰，程效軍.測量學[M].上海：同濟大學出版社，1999.

[2]鮑峰，程效軍.土木工程測量[M].北京：高等教育出版社，2001.

Discussion of Variety Teaching Method on Survey Course by Focusing on Capacity Building

LIU Chun, CHENG Xiao-jun
Tongji University, Shanghai 200092, China

Building excellent curriculum in universities is now encouraged in order to improve the education quality. Actually,enhancing the multimedia teaching in curriculum building is one of most important contents in education reform. Survey curriculum is used as the discussion object model in this paper. By considering on the curriculum characteristic, the traditional teaching methods should be paid attention for its the excellent teaching method and teaching idea inside, when the multimedia teaching method is affirmed. Then, a unified plan of the education resources is made in detail surrounding the survey curriculum. The traditional teaching is thought not replaceable in the practical part after giving the detail explanation. Finally, the multimedia teaching and traditional teaching shall be integrated in order to emphasis on the capacity building.

survey curriculum; multimedia teaching; traditional teaching

G642

A

1006-9372 （2010）01-0105-04

2009-11-13。

上海市教委重點課程建設項目資助。

劉春，男，教授，博士生導師，主要從事測繪科學與技術相關的教學和研究工作。