劉麗峰,趙威成,孔維華
(1.山東理工大學(xué);2.黑龍江科技大學(xué))
提升高校測繪專業(yè)MATLAB課堂教學(xué)有效性的對策探討
劉麗峰1,趙威成2,孔維華1
(1.山東理工大學(xué);2.黑龍江科技大學(xué))
高校測繪專業(yè)MATLAB空間數(shù)據(jù)處理課堂有效教學(xué)研究如何提高學(xué)生應(yīng)用MATLAB軟件處理測量數(shù)據(jù)的技能及水平。針對教學(xué)效能評估體系,對調(diào)查問卷中的評價指標(biāo)采用專家打分法進(jìn)行分析,研究提高教學(xué)效能的有效方案。根據(jù)影響教學(xué)效能的主客體,選擇三個一級指標(biāo)(學(xué)生因素、教師因素和學(xué)校因素),對每一條大指標(biāo)細(xì)分為二級指標(biāo),采用層次分析法和專家打分法為每個指標(biāo)設(shè)定權(quán)重。研究結(jié)果表明改善教學(xué)方案略優(yōu)于提高學(xué)生積極性,說明在提高教學(xué)效能工作中,教師要著力實現(xiàn)教學(xué)方案變革,以適應(yīng)現(xiàn)代學(xué)生的特點;同時,作為學(xué)習(xí)主因的學(xué)生積極性的增強在改善教學(xué)效能中起重要因素。應(yīng)對對策為:教師要深入研究新的教學(xué)思路,增加教學(xué)責(zé)任及精力和時間投入,豐富教學(xué)內(nèi)容,結(jié)合學(xué)生專業(yè)背景,提高教學(xué)親民感,實踐、探索和改進(jìn)往復(fù)進(jìn)行,實現(xiàn)教學(xué)效果的螺旋式提升,同時,學(xué)校需加大教學(xué)條件改善,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)的主動性和自覺性,從而加深教學(xué)的效能感。
教學(xué)效能感;MATLAB;測繪專業(yè);對策;層次分析法
所謂教師的教學(xué)效能感,是指教師對自己影響學(xué)生學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)成績的能力的主觀判斷。這種判斷,會影響教師對學(xué)生的期待、對學(xué)生的指導(dǎo)等行為,從而影響教師的工作效率(伍新春,2004)[1]。高校教育組織途徑是課堂教學(xué),這衡量著高校教學(xué)質(zhì)量??僧?dāng)下,高校課堂教學(xué)面臨有效性缺失問題(邢艷麗等,2015)[2]。升課堂教學(xué)有效性需要教師、學(xué)校、學(xué)生采取相應(yīng)對策.教師要確立有效教學(xué)理念,增強教學(xué)責(zé)任意識和加大教學(xué)投入(曹霞等,2012)[3]。本文以MATLAB空間數(shù)據(jù)處理課堂實踐教學(xué)結(jié)果為基礎(chǔ),從影響測繪專業(yè)課堂效果的主體(教師和學(xué)生)和環(huán)境因素入手,提出并探討提升影響測繪專業(yè)MATLAB課堂教學(xué)效能的對策。
為了提高測繪專業(yè)MATLAB空間數(shù)據(jù)處理的課堂教學(xué)效果,通過文獻(xiàn)閱讀、問卷調(diào)查和多年教學(xué)實踐結(jié)果對比分析的方式進(jìn)行總結(jié)和歸納,研究和分析影響教學(xué)效果的重要評價指標(biāo)和影響教學(xué)效果的關(guān)鍵因素。課程教學(xué)效果調(diào)查從教學(xué)主體教師和學(xué)生,及教學(xué)環(huán)境三個方面展開。教師方面主要考慮:教師的教學(xué)經(jīng)驗、教學(xué)時間和教學(xué)精力投入,教學(xué)課堂與學(xué)生專業(yè)的結(jié)合度、作業(yè)量;學(xué)生方面主要考慮:學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)時間、學(xué)生課堂配合度、學(xué)生提問的頻率、學(xué)生原有基礎(chǔ)知識水平及學(xué)生專業(yè)背景;教學(xué)條件方面主要考慮:教學(xué)實驗條件、教學(xué)及實驗課時比和課時數(shù)安排。
根據(jù)學(xué)生調(diào)查結(jié)果和專家打分情況利用層次分析法對以上影響因素的權(quán)重進(jìn)行計算,得到各因素對教學(xué)效果的影響權(quán)重。教學(xué)效果的有效性等級分為三等:效果甚微(1分)、較有效(3分)和有效(5分)。教師教學(xué)經(jīng)驗分為三個等級:無經(jīng)驗(1分)、三年經(jīng)驗(3分)和多年經(jīng)驗(5分)。教學(xué)投入(時間和精力)主要指每節(jié)課的備課時間分:0-1天/節(jié)(1分),1-3天/節(jié)(3分),7天/節(jié)(5分)三個等級,其中每天工作時間為8小時。教學(xué)課堂與測繪專業(yè)的結(jié)合度,主要指MATLAB空間數(shù)據(jù)處理教學(xué)過程中與測量學(xué)、測量平差、GPS等專業(yè)課的結(jié)合程度,包括溫習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)知識和例題引用等內(nèi)容,根據(jù)結(jié)合程度的不同分為三個等級:零結(jié)合(1分),部分結(jié)合(3分),系統(tǒng)結(jié)合(5分)。選擇作業(yè)量指標(biāo)目的是通過課后作業(yè)實現(xiàn)對課堂講授知識的溫習(xí),分為三個等級:無作業(yè)(1分),過量作用(3分),適量作業(yè)(5分)。學(xué)生作為主觀因素是學(xué)習(xí)的主體,在學(xué)習(xí)中起主導(dǎo)作用。學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)程度,據(jù)學(xué)生反映課前預(yù)習(xí)對聽課效果有顯著影響,課后復(fù)習(xí)則能加深對知識的理解,將知識串聯(lián)起來,使之系統(tǒng)化、條理化,分為三個等級:無復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)(1分)、簡單復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)(3分)和認(rèn)真復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)(5分)。學(xué)生課堂配合度指學(xué)生能否認(rèn)真聽課,跟上教學(xué)節(jié)奏,這在實驗課時比較常見,學(xué)生注意力不集中,影響聽課效率,分為三個等級:跟不上教學(xué)節(jié)奏(1分),跟上教學(xué)節(jié)奏但理解程度不深(3分)緊跟上教學(xué)節(jié)奏(5分)。學(xué)生提問頻率主要考慮學(xué)生課下復(fù)習(xí)時發(fā)現(xiàn)問題能否向教師求助的問題。根據(jù)學(xué)生對未知問題解決的方式代表了學(xué)習(xí)的態(tài)度,對提高教學(xué)效能有重要的作用。根據(jù)對待問題的態(tài)度不同分為三個等級:棄之不管(1分)、被動提問(3分)和主動提問(5分)。學(xué)生原有基礎(chǔ)知識水平指標(biāo)主要指計算機、專業(yè)課基礎(chǔ)知識水平,在本門課之前學(xué)習(xí)計算機語言,良好的計算機知識基礎(chǔ)對MATLAB空間數(shù)據(jù)處理教學(xué)有很大的幫助,學(xué)生掌握較深刻,教學(xué)效果明顯。根據(jù)原有基礎(chǔ)知識水平不同分為:零基礎(chǔ)(1分)、有些基礎(chǔ)知識(如學(xué)過計算機語言課)(3分)和有良好基礎(chǔ)知識(5分)。學(xué)生專業(yè)背景主要是指學(xué)生在上這門課之前受到過專業(yè)教育,有一定的專業(yè)基礎(chǔ)對增強MATLAB空間數(shù)據(jù)處理課程學(xué)習(xí)效果十分有益。分為三個等級:沒有專業(yè)基礎(chǔ)(1分),有一些專業(yè)基礎(chǔ)(3分)和良好的專業(yè)基礎(chǔ)(5分)。教學(xué)條件方面主要指學(xué)校能夠為教學(xué)提供實驗、學(xué)習(xí)條件及課時安排等條件。實驗條件主要學(xué)校提供的機房條件,分為三個等級:實驗條件較差(1分)、實驗條件較好(3分)和實驗條件很好(5分)。安排的教學(xué)及實驗課時比是在MATLAB空間數(shù)據(jù)處理教學(xué)中教學(xué)及實驗課課時比例;學(xué)生實踐環(huán)節(jié)是授課的鞏固和補充,授課怎能加深對基礎(chǔ)知識的理解,如何安排實驗和授課課時比對提高教學(xué)有效性有重要意義。實驗和授課課時比分為三個等級:1:1(1分),2:1(3分)和1:2(5分)。課時數(shù)安排指標(biāo)選擇:根據(jù)多年上課經(jīng)驗課時數(shù)對課程內(nèi)容講解的詳細(xì)度和深度都有影響,從而對授課效果有重要意義;分為三個等級:32學(xué)時(1分)、48學(xué)時(3分)和56學(xué)時(5分)。
綜上所述,高校測繪工程專業(yè)MATLAB空間數(shù)據(jù)處理教學(xué)如何提高教學(xué)的有效性是教學(xué)者不斷探索的問題。教學(xué)過程中的教師、學(xué)生和學(xué)校三方面都對教學(xué)效果有影響,學(xué)生是內(nèi)在因素,對提高教學(xué)效果有決定作用,而教師和學(xué)校是外在因素對教學(xué)效果有影響作用。因此,本文從這三方面提出和探討如何提升MATLAB空間數(shù)據(jù)處理課程授課有效性的對策。
按照教師、學(xué)生和學(xué)校三方面對教學(xué)有效性有影響的因素通過專家調(diào)查的方式對其權(quán)重進(jìn)行分析,結(jié)果見表1。有效教學(xué)影響因素按程度大小排列依次為教師(0.4915)、學(xué)生(0.34706)和學(xué)校(0.16141),教師和學(xué)生的權(quán)重都大于0.3,這說明教師和學(xué)生對教學(xué)有效性影響較大。
表1 群決策——專家數(shù)據(jù)集結(jié)方法權(quán)重表
表2 課堂有效性最終方案權(quán)重表
就教師因素而言,二級指標(biāo)按影響力的大小依次排序為:留作業(yè)的次數(shù)(0.39635)、講課內(nèi)容結(jié)合專業(yè)程度(0.2889)、教學(xué)投入(0.25041)和教師經(jīng)驗(0.06435)。留作業(yè)的次數(shù)對提高學(xué)生的積極性有重要影響,合適作業(yè)量能加深學(xué)生對知識的理解,作業(yè)過量增加學(xué)生負(fù)擔(dān),反而適得其反。對于學(xué)生因素:學(xué)生專業(yè)背景(0.28975)、與教師的配合度(0.27433)、學(xué)生復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)情況(0.15503)、學(xué)生基礎(chǔ)知識水平(0.1464)、學(xué)生提問次數(shù)(0.1349)。學(xué)生專業(yè)背景是測量學(xué)、測量平差課程是否為前導(dǎo)課,若是前導(dǎo)課在MATLAB空間數(shù)據(jù)處理課程中專業(yè)基礎(chǔ)知識扎實就理解更深刻、更容易,也提高課堂教學(xué)的有效性。學(xué)生上課和教師的配合度則是指學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,作為學(xué)習(xí)內(nèi)因?qū)μ岣呓虒W(xué)效率有重要意義。在學(xué)校因素方面各因素的權(quán)重:課時數(shù)的安排(0.7449)、教學(xué)和實驗課時比(0.12923)和實驗條件(0.12587)。課時數(shù)安排主要是考慮到作為測量和MATLAB語言結(jié)合的課程,增加學(xué)生綜合實驗課時數(shù),既可以提高學(xué)生實踐動手能力,也可以提高學(xué)生的主動性。教學(xué)實驗課時比的合理安排,既可以保證學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握,又能夠增加學(xué)生的實踐能力。
圖1 層次法權(quán)重分布圖
唯物辯證法認(rèn)為事物的內(nèi)部矛盾(即內(nèi)因)是事物自身運動的源泉和動力,是事物發(fā)展的根本原因。外部矛盾(即外因)是事物發(fā)展、變化的次要原因。內(nèi)因是變化的根據(jù),外因是變化的條件,外因通過內(nèi)因而起作用。內(nèi)因和外因辯證關(guān)系原理具有深刻的實踐意義,它是“自力更生為主,爭取外援為輔”方針的哲學(xué)根據(jù)。正確處理學(xué)生自主學(xué)習(xí)與教師教學(xué)的關(guān)系,既反對“閉關(guān)自守”,又反對完全依靠教師教授等方針,是它在實踐中的運用。用內(nèi)因與外因的關(guān)系原理說明MATLAB課程中學(xué)生自學(xué)與教師提高教學(xué)水平的關(guān)系。
內(nèi)因是事物的內(nèi)部矛盾,外因是事物的外部矛盾,即事物與其他事物之間的相互影響和相互作用。內(nèi)因和外因的關(guān)系是:第一,內(nèi)因是事物發(fā)展變化的根據(jù),它規(guī)定了事物發(fā)展的基本趨勢和方向;第二,外因是事物發(fā)展變化的不可缺少的條件,有時外因甚至對事物的發(fā)展起著重大的作用;第三,外因的作用無論多大,也必須通過內(nèi)因才能起作用。學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性對提高學(xué)習(xí)和教學(xué)效果起主導(dǎo)作用。學(xué)習(xí)的主動性和積極性是學(xué)生在學(xué)習(xí)上的內(nèi)在動力。激勵、鼓舞、調(diào)動學(xué)生的內(nèi)在動力是上好數(shù)學(xué)課程,提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵所在。
在教學(xué)過程中,學(xué)生不是被動的授育者,而是自覺的積極參與者和主動者。如何能有效調(diào)動或激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性有重要意義。
在教學(xué)方式方面,存在應(yīng)試教育對學(xué)生學(xué)習(xí)效能的影響:①受應(yīng)試教育影響,不能有效地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。應(yīng)試教育的特點:學(xué)校教育是教師教、學(xué)生學(xué)的過程。教師是知識的傳遞者,學(xué)生是知識的接收者,只要學(xué)生能夠聽懂教師所講的知識,能夠完成作業(yè),那么這個教學(xué)過程也就完成了。教師教的目的只是讓學(xué)生學(xué)會,而不是會學(xué)。②應(yīng)試教育認(rèn)為大學(xué)學(xué)校教育是終結(jié)性教育。應(yīng)試教育觀念認(rèn)為,人的一生大致可分為三個階段,即學(xué)習(xí)階段、工作階段、退休階段,把學(xué)習(xí)看成是人生某個階段的任務(wù),而不是貫穿一生的活動。因此應(yīng)試教育力求將人一生中所需的知識在短短幾年的學(xué)校教育中全部灌輸給學(xué)生,認(rèn)為人在學(xué)校學(xué)習(xí)后會一勞永逸。基于此,學(xué)校教育力求通過幾年的學(xué)校學(xué)習(xí)使學(xué)生盡量學(xué)習(xí)更多的知識,這無疑加重了學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)(艾修亮,2000)[4]。
從學(xué)生自身方面來看,存在以下影響教學(xué)效能的問題:①學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確。受到大學(xué)學(xué)習(xí)節(jié)奏較輕的影響以及經(jīng)過高考升學(xué)的巨大壓力,造成了很多學(xué)生學(xué)習(xí)目的不很明確,學(xué)習(xí)自覺性、自制性、堅持性等意志品質(zhì)較差,使得學(xué)習(xí)速度較慢,且MATLAB編程需要實踐動手能力較強,造成其學(xué)習(xí)效率低下。②意志力薄弱和玩手機等不良慣影響。由于手機等通訊工具普遍,學(xué)生養(yǎng)成上課注意力不集中,玩手機等多種不良習(xí)慣,這對以后的教學(xué)效果造成較壞的影響,逐漸形成惡性循環(huán)。③學(xué)生知識基礎(chǔ)薄弱。有些學(xué)生由于以前知識基礎(chǔ)差,且學(xué)習(xí)不主動,沒有課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)課程,不能跟上進(jìn)度,逐漸喪失了學(xué)習(xí)的信心,產(chǎn)生了對MATLAB空間數(shù)據(jù)處理課程的畏懼心理,形成了完全消極被動學(xué)習(xí)習(xí)慣。
通過綜合考慮學(xué)生目前學(xué)習(xí)存在問題,有針對性地提高學(xué)生的積極性,發(fā)揮學(xué)生的內(nèi)因作用,是提高教學(xué)的效能根本,而改善教學(xué)應(yīng)試教育為素質(zhì)教育,在外因方面引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),積極學(xué)習(xí)。旨在使MATLAB的教學(xué)過程成為“教師主導(dǎo)、學(xué)生參與”的過程,從而加強教學(xué)效果,目的是培養(yǎng)出專業(yè)素質(zhì)高的復(fù)合型人才(戎海龍和彭翠云,2012;鄭慶慶和吳謹(jǐn),2013;馬昕,2005)[6-8]。
(1)進(jìn)一步深化課堂教學(xué)改革,創(chuàng)設(shè)民主、探究、奮進(jìn)、合作的課堂教學(xué)環(huán)境
按照講授知識的深度,對講授內(nèi)容分為學(xué)生自學(xué)部分(學(xué)生自主學(xué)習(xí))、自學(xué)和講授結(jié)合部分(學(xué)生自學(xué)和教師講解結(jié)合)和教師重點講解部分(教師重點講解和學(xué)生著重練習(xí)結(jié)合)。由于授課時間的限制和MATLAB語言簡單易懂的特點,教師不可能詳細(xì)講解全書內(nèi)容,也不利于提高學(xué)生自學(xué)能力,因此通過對全書內(nèi)容分塊分重點授課,既可以實現(xiàn)重點突出又能提高學(xué)生的自學(xué)的能力。
(2)改變考核方式
改變傳統(tǒng)試卷考核方式,采用學(xué)生分成5人一個小組,不同小組不同匯報題目采用小組匯報的方式考核,通過提問和回答的方法,根據(jù)匯報的情況和回答情況由全班學(xué)生和教師共同對匯報者成績打分,比例各占50%。通過此種方式提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,學(xué)生問問題的人數(shù)增加5倍以上。學(xué)生從不同角度去分析問題,深入研究課本知識,提高了學(xué)生對基礎(chǔ)知識深度和廣度。
(3)教學(xué)方法改革
基于MATLAB語言操作性強的特點和多年教學(xué)經(jīng)驗的總結(jié),研究教學(xué)方法改革如下:
①采用學(xué)生帶電腦上課,教師課堂講授和學(xué)生操作結(jié)合,實現(xiàn)教師和學(xué)生講學(xué)同步,解決了學(xué)生課下忘記教學(xué)內(nèi)容,下次上課用大部分時間重新溫習(xí)上節(jié)課內(nèi)容的問題。通過講授和實踐結(jié)合,加深了學(xué)生對授課內(nèi)容的深入理解,克服了學(xué)生對編程的畏懼心理。
②實驗課程采用基礎(chǔ)知識溫習(xí)部分和深入進(jìn)價內(nèi)容相結(jié)合方式,且提高部分知識內(nèi)容采用小測試方式隨堂提交。通過此種方法改革,一改學(xué)生實驗課拖沓的習(xí)慣,和依賴指導(dǎo)書的情況,由于前堂課做的基礎(chǔ)知識練習(xí)和加深內(nèi)容小測試密切相關(guān),有了目的性學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性大大提高,實驗完成程度大大提高,也提高了操作的效率,隨堂學(xué)習(xí)完本節(jié)課的內(nèi)容,相對降低了學(xué)生的作業(yè)負(fù)擔(dān),提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感和積極性。
(4)學(xué)校教學(xué)條件改善
學(xué)校實驗室機房應(yīng)滿足學(xué)生課堂使用的要求,根據(jù)MATLAB空間數(shù)據(jù)處理課程操作性強的特點,熟練掌握MATLAB語言并能夠滿足測繪工程專業(yè)數(shù)據(jù)處理要求,需要增授課加課時數(shù),并需要增加課程實踐環(huán)節(jié),鞏固學(xué)生測繪專業(yè)知識和MATLAB語言的結(jié)合和靈活運用。
課堂改革能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率和積極性,但也存在著一些問題:①學(xué)生上課操作的時間較長,跟不上講課速度,影響學(xué)習(xí)聽課。因此,需要進(jìn)一步調(diào)節(jié)講課速度,并限定學(xué)生操作的速度,上課操作鍛煉了學(xué)生動手能力,但也影響了授課的速度,因此需要學(xué)校安排課時適當(dāng)增加。②實驗課中出現(xiàn)了抄襲現(xiàn)象,原因在于學(xué)生習(xí)慣了按照指導(dǎo)書按部就班學(xué)習(xí)的習(xí)慣,還缺少主動性和自主學(xué)習(xí)的能力鍛煉。解決問題方法降低進(jìn)階試題的難度,循序漸進(jìn),逐步提高試題的難度,既增加學(xué)生學(xué)習(xí)的成就感,又提高了學(xué)習(xí)的興趣。
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劉麗峰(19760-),女,河北邯鄲人,博士研究生,講師,研究方向為地理信息系統(tǒng)應(yīng)用
趙威成(1981-),男,黑龍江哈爾濱人,碩士研究生,講師,研究方向為測繪技術(shù)應(yīng)用
孔維華(1968-),男,河南駐馬店人,碩士研究生,教授,研究方向為測繪技術(shù)應(yīng)用
Discussion on the Countermeasures of Improving MATLAB Classroom Teaching's Effectiveness of Colleges'Surveying and Mapping Discipline
LIU Li-feng1,ZHAO Wei-cheng2,KONG Wei-hua1
(1.Shandong University of Technology;2.Heilongjiang University of Science and Technology)
Effective teaching research for MATLAB spatial data processing in college surveying and mapping professional is how to improve students'skills and level on application of MATLAB software to deal with the measurement data.In view of teaching effectiveness'evaluation system,the expert scoring method is used to analyze the evaluation index of questionnaire for studying to improve the effectiveness of teaching programs.According to the subject and object's influence of teaching effectiveness,three level indexes(student factors,teacher factors and school factors)is selected and subdivide to secondary indexes set weight for each index by AHP and Delphi method.The study results show that improve teaching scheme slightly superior to improve the enthusiasm of the students,teachers should focus on the realization of teaching reform project in improving teaching efficiency,to adapt to the characteristics of modern students;at the same time,as the main factors of learning,a strengthening students'initiative plays an important role in improving the efficiency of teaching.Countermeasures are suggested:teachers should thoroughly study new teaching ideas,increase energy and time investment in teaching,and rich teaching content in class,according to the students'professional background,improve teaching populist sense,reciprocating practice,exploration and improvement to improve teaching effect in screw type.At the same time,schools need to improve teaching conditions to stimulate students'interest in learning,improve learning initiative and consciousness,and thus deepen the sense of teaching efficacy.
Sense of Teaching Efficacy;MATLAB;Surveying and Mapping Major;Countermeasure;Analytic Hierarchy Process
1007-1423(2016)25-0028-05DOI:10.3969/j.issn.1007-1423.2016.25.006
2016-06-07
2016-08-27