測(cè)繪專業(yè)視頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)

章 迪 ，郭際明，許才軍，花向紅

（1.武漢大學(xué) 測(cè)繪學(xué)院，湖北 武漢 430079）

當(dāng)前實(shí)踐教學(xué)中比較突出的問(wèn)題有：①儀器類別多、更新?lián)Q代快，不同教師對(duì)于儀器的理解和掌握有差異；②教學(xué)呈粗放型傾向，學(xué)生人數(shù)動(dòng)輒上百、教師數(shù)量有限；③場(chǎng)地受限，存在視野受限、教師示教困難、學(xué)生觀摩不便等諸多缺點(diǎn)[1-5]。

現(xiàn)在高校中電腦和網(wǎng)絡(luò)早已普及，因而依托互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)視頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)極具可行性[6,7]。其意義主要體現(xiàn)在：①形象直觀，學(xué)生喜聞樂(lè)見，有助于提升興趣、加深理解、提高效率；②突破了時(shí)間和場(chǎng)地的限制，學(xué)生可以反復(fù)觀看，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用；③能有效緩解師生比嚴(yán)重不足的情況，保證所有學(xué)生學(xué)到的都是“一手”知識(shí)，有利于實(shí)驗(yàn)過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化；④能最大限度地減少儀器安全事故；⑤能提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力；⑥能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)不能揭示抽象原理、難于展示內(nèi)部構(gòu)造、難以表現(xiàn)細(xì)部操作等不足；⑦將教學(xué)內(nèi)容公開，有利于教師間的相互學(xué)習(xí)、改進(jìn)和提高?？偠灾瑢⒁曨l教學(xué)與實(shí)地操作有機(jī)結(jié)合，對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生技能水平具有重要意義。

1 建設(shè)方案

1.1 統(tǒng)籌全局，合理劃分教學(xué)板塊

依據(jù)知識(shí)結(jié)構(gòu)的不同，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容可劃分為“基本原則”、“基本原理”、“儀器認(rèn)識(shí)”、“儀器操作”、“數(shù)據(jù)處理”、“常見錯(cuò)誤”6大板塊，如圖1所示。6個(gè)板塊的內(nèi)容應(yīng)相互銜接，各有側(cè)重。其中“基本規(guī)則”講述各種儀器使用的通用原則與注意事項(xiàng)，用于基礎(chǔ)訓(xùn)練型實(shí)驗(yàn)開始前的通識(shí)性教學(xué)；“基本原理”用于解析各種測(cè)量方法的基本原理，主要用于鞏固理論課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生知其所以然；“儀器認(rèn)識(shí)”主要展示儀器外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為學(xué)生的儀器操作訓(xùn)練奠定基礎(chǔ)；“儀器操作”具體介紹某一種儀器進(jìn)行某種測(cè)量工作的流程，是外業(yè)操作的核心板塊；“數(shù)據(jù)處理”主要講述外業(yè)數(shù)據(jù)的下載、格式轉(zhuǎn)換、計(jì)算、成圖等，即內(nèi)業(yè)工作的主要步驟；“常見錯(cuò)誤”用于展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中易犯的錯(cuò)誤，提醒廣大學(xué)生避免因錯(cuò)誤操作影響數(shù)據(jù)質(zhì)量，或損壞儀器、導(dǎo)致安全事故。

在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻拍攝劇本時(shí)，應(yīng)注意如下問(wèn)題：主線要清晰，時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。對(duì)于基礎(chǔ)性的細(xì)節(jié)操作，可以單列劇本，體現(xiàn)層次感。

圖1 教學(xué)板塊劃分示意圖

1.2 統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，形成標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)程

以國(guó)家、行業(yè)規(guī)范為參照，在充分掌握儀器構(gòu)造、測(cè)量原理和方法的基礎(chǔ)上, 吸納總結(jié)行業(yè)專家和教學(xué)人員的意見, 兼顧實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要和實(shí)習(xí)場(chǎng)地的現(xiàn)實(shí)情況，制訂出一系列標(biāo)準(zhǔn)化的儀器操作規(guī)程，在教學(xué)隊(duì)伍中統(tǒng)一認(rèn)識(shí),并在教學(xué)實(shí)踐中不斷檢驗(yàn)和發(fā)展。這些規(guī)程不僅能使實(shí)驗(yàn)教學(xué)有章可循,成為視頻劇本的參照；對(duì)于測(cè)繪行業(yè)的規(guī)范統(tǒng)一也具有重要意義, 可以產(chǎn)生一定的社會(huì)效益。

1.3 以點(diǎn)帶面，建立典型案例

當(dāng)前儀器的種類繁多，同一類產(chǎn)品各個(gè)廠家的也不盡相同，教學(xué)設(shè)備呈現(xiàn)多樣性。此外，同一種儀器用到不同目的的測(cè)量工作中，其用法也不盡相同。若將每一種儀器的使用都一一制作成視頻，則不僅要耗費(fèi)大量的人力物力，做許多重復(fù)性工作；更重要的是剝奪了學(xué)生的學(xué)習(xí)空間，使之完全成為填鴨式教學(xué)。因而應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要及實(shí)驗(yàn)中心設(shè)備實(shí)際使用情況，選定一批具有代表性的儀器進(jìn)行“示范建設(shè)”，以點(diǎn)帶面，在傳授式教學(xué)的基礎(chǔ)上引入聯(lián)想式、啟發(fā)性教學(xué)。

1.4 形式多樣，依托網(wǎng)絡(luò)建立開放平臺(tái)

多樣的呈現(xiàn)方式，能更有效地展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。例如，當(dāng)多媒體技術(shù)用于呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)事實(shí)時(shí)，多采用文本、圖形和圖像；當(dāng)多媒體技術(shù)用于創(chuàng)設(shè)情景時(shí)，多采用動(dòng)畫或帶有活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的視音頻媒體；當(dāng)多媒體技術(shù)用于提供示范行為時(shí)，多采用視頻媒體[5]。為便于瀏覽，應(yīng)建立專用網(wǎng)站，將視頻、圖片、說(shuō)明書等資料上傳，開放共享權(quán)限，并開設(shè)留言板、BBS、QQ群等，充分利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，最大限度地突破師生交流在時(shí)間、空間上的限制。

1.5 自主研發(fā)，建立可持續(xù)模式

劇本編寫、演員選定、拍攝制作、網(wǎng)站開發(fā)這些工作，都應(yīng)充分發(fā)揮高校人才優(yōu)勢(shì)，盡可能由師生自主研發(fā)，利于后期的可持續(xù)發(fā)展。與此同時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的反饋跟蹤工作也要及時(shí)有效。對(duì)學(xué)生的疑問(wèn)，應(yīng)及時(shí)地予以當(dāng)面或在線解答；要聽取各方面聲音，對(duì)于教學(xué)平臺(tái)中的不足之處予以改正，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和手段的動(dòng)態(tài)更新，使教學(xué)平臺(tái)能夠持續(xù)發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

1.6 學(xué)練結(jié)合，提升技能水平

視頻引入教學(xué)絕不意味著輕視或代替實(shí)地操作。對(duì)于教學(xué)人員而言，也不是教學(xué)平臺(tái)和網(wǎng)站一開放，就完全對(duì)學(xué)生放手不管。要讓學(xué)生牢固樹立“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”的實(shí)踐意識(shí)；提倡“勤于動(dòng)手、樂(lè)于思考、敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新”的釘子精神；并在考核中加大實(shí)踐動(dòng)手能力所占的比重，為提升學(xué)生技能水平發(fā)揮導(dǎo)向作用。

2 初步建設(shè)成效

為了充分發(fā)揮視頻在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，武漢大學(xué)測(cè)繪實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備管理處及測(cè)繪學(xué)院的支持下，建設(shè)了測(cè)繪視頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)?；谇拔乃龅慕ㄔO(shè)方案，中心組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員在翻譯外文說(shuō)明書、查閱測(cè)繪及相關(guān)行業(yè)的各類國(guó)家規(guī)范、與外聘的生產(chǎn)單位專家多次研討協(xié)商的基礎(chǔ)上，制定了一系列實(shí)驗(yàn)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)程，出版了《數(shù)字測(cè)圖實(shí)驗(yàn)與實(shí)習(xí)教程》《GPS 測(cè)量與數(shù)據(jù)處理實(shí)習(xí)教程》《大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)實(shí)習(xí)教程》等實(shí)習(xí)教材10余本。選取典型的光學(xué)水準(zhǔn)儀、全站儀、測(cè)量機(jī)器人、GNSS接收機(jī)等測(cè)量?jī)x器，組織師生自主進(jìn)行了劇本編寫、實(shí)景拍攝、后期制作和網(wǎng)站開發(fā)等一系列工作。

測(cè)繪儀器規(guī)范化操作實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻網(wǎng)站于2011年建成（網(wǎng)址http://lab.sgg.whu.edu.cn/yq_video/website/），設(shè)有“儀器展示”、“在線視頻”、“常見錯(cuò)誤”、“儀器模擬”、“儀器史話”、“教學(xué)應(yīng)用”、“留言板”等多個(gè)子欄目，其中“儀器展示”列舉了GNSS接收機(jī)、全站儀、水準(zhǔn)儀、測(cè)深儀、測(cè)量機(jī)器人、三維激光掃描儀等各類測(cè)量設(shè)備的圖片；“在線視頻”欄目含有代表性測(cè)繪儀器的原理、構(gòu)造、操作、數(shù)據(jù)處理的動(dòng)畫及視頻，是網(wǎng)站的核心部分，學(xué)生通過(guò)觀看視頻可以對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)性學(xué)習(xí)；“常見錯(cuò)誤”總結(jié)了以往實(shí)習(xí)過(guò)程中學(xué)生普遍容易犯的錯(cuò)誤；“儀器模擬”則提供部分設(shè)備的模擬軟件，可供學(xué)生在電腦上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)；“儀器史話”主要列舉了中國(guó)古代測(cè)繪儀器的發(fā)展歷程，可以增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感、擴(kuò)展其知識(shí)面；“教學(xué)應(yīng)用”總結(jié)了視頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的特點(diǎn)及效果；“留言板”用于教師與學(xué)生的交流互動(dòng)，回答他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的各種疑惑。

在實(shí)驗(yàn)開始前，先集中學(xué)生在教室通過(guò)投影觀看視頻，學(xué)生在觀看過(guò)程中可以隨時(shí)提問(wèn)，由教師予以及時(shí)解答；當(dāng)視頻觀看完畢，學(xué)生感到“胸有成竹”之時(shí)再到實(shí)地開展示教和練習(xí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生仍可以通過(guò)登錄網(wǎng)站自主學(xué)習(xí)來(lái)鞏固學(xué)習(xí)效果。經(jīng)過(guò)幾年來(lái)在各實(shí)驗(yàn)課中的推廣和應(yīng)用，證明視頻教學(xué)的引入使教學(xué)效率得到顯著提高，師生反映良好。

創(chuàng)建視頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)以來(lái)，取得的主要成效體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

1）提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。通過(guò)視頻教學(xué)和實(shí)地操作相結(jié)合，學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)效率得到顯著提升，自主學(xué)習(xí)意識(shí)和能力大為增強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)考核平均成績(jī)從85.3分提高到88.6分。2012年測(cè)繪學(xué)院本科生代表隊(duì)奪得全國(guó)測(cè)繪技能大賽一等獎(jiǎng)。

2）增強(qiáng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力。視頻教學(xué)應(yīng)用以來(lái)，生產(chǎn)一線合作單位評(píng)價(jià)學(xué)生工程實(shí)踐課程中的表現(xiàn)是“上手更快、動(dòng)手能力更強(qiáng)”，學(xué)生畢業(yè)后受到工程單位的廣泛好評(píng)。

3）提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員的水平，通過(guò)翻譯外文資料、編寫實(shí)驗(yàn)教材、總結(jié)標(biāo)準(zhǔn)化教學(xué)規(guī)程等一系列工作，提升了教學(xué)人員自身素質(zhì)，形成了教學(xué)相長(zhǎng)的良好局面。近3年來(lái)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)評(píng)價(jià)優(yōu)良率達(dá)98%。

4）保障了測(cè)繪儀器安全。以往實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于學(xué)生操作不規(guī)范造成的儀器損壞事件時(shí)有發(fā)生。通過(guò)視頻教學(xué)的引導(dǎo)和強(qiáng)化，不規(guī)范操作大大減少，有效保障了儀器的安全。

5）擴(kuò)大了測(cè)繪實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的影響力。視頻教學(xué)平臺(tái)上線運(yùn)行后，不僅在校園內(nèi)得到廣大學(xué)子的青睞，還廣受兄弟院系的學(xué)生、甚至生產(chǎn)單位的歡迎。網(wǎng)絡(luò)傳播突破時(shí)空限制，進(jìn)一步發(fā)揮了國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的示范作用。

3 結(jié) 語(yǔ)

視頻教學(xué)與實(shí)地操作相結(jié)合，在一定程度上突破了傳統(tǒng)測(cè)繪實(shí)驗(yàn)教學(xué)在空間、時(shí)間和硬件上的局限，形成了一種學(xué)練有機(jī)結(jié)合的教學(xué)模式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率、保障了測(cè)繪儀器的安全。然而這種教學(xué)模式也存在一些局限性，如“學(xué)”和“練”仍未完全同步、感官體驗(yàn)不夠真實(shí)、學(xué)習(xí)效果仍需人工考核等等。武漢大學(xué)國(guó)家級(jí)測(cè)繪實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心正組織師生進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，以期開發(fā)出具有交互式功能的仿真儀器，建立“身臨其境”的虛擬測(cè)繪實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，真正實(shí)現(xiàn)測(cè)繪實(shí)驗(yàn)教學(xué)“學(xué)練考自動(dòng)化、一體化”，讓學(xué)生學(xué)在其中、樂(lè)在其中。

[1]寧津生.對(duì)當(dāng)前測(cè)繪高等教育現(xiàn)狀與測(cè)繪地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的幾點(diǎn)思考[J].地理空間信息，2012,10(6) ：1-3

[2]寧津生, 陳俊勇, 李德仁, 等.測(cè)繪學(xué)概論[M].武漢: 武漢大學(xué)出版社, 2008

[3]花向紅,汪志明,許才軍，等.測(cè)繪工程本科專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐與思考[J].高等理科教育,2003,27(6):58-60

[4]花向紅,鄒進(jìn)貴,郭際明.數(shù)字測(cè)圖實(shí)習(xí)的組織實(shí)施與體會(huì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2008(6):112-114

[5]章迪，郭際明，花向紅.建設(shè)測(cè)繪實(shí)習(xí)專用場(chǎng)地的探討[A].夏建潮.實(shí)驗(yàn)管理創(chuàng)新[C].武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2013

[6]章迪，余艷.提高測(cè)繪儀器操作的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果[J].測(cè)繪信息與工程，2011(5):52-54

[7]劉翔翔，楊勇平，吉鵬飛.視頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用[J].辦公自動(dòng)化,2011(12):14-16