基于項(xiàng)目教學(xué)法的測(cè)繪軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)教學(xué)模式綜合改革

張恒璟，王崇倡

(遼寧工程技術(shù)大學(xué) 測(cè)繪與地理科學(xué)學(xué)院，遼寧 阜新 123000)

為了貫徹落實(shí)黨中央、國務(wù)院關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的決策部署，推動(dòng)高校轉(zhuǎn)型發(fā)展，教育部、國家發(fā)展改革委和財(cái)政部共同發(fā)出關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見，2015年11月遼寧省政府辦公廳印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的實(shí)施意見》，遼寧工程技術(shù)大學(xué)測(cè)繪工程專業(yè)成為首批應(yīng)用型轉(zhuǎn)變?cè)圏c(diǎn)專業(yè)之一。

測(cè)繪工程專業(yè)向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變，要求設(shè)置的每一門課程都要支撐專業(yè)的應(yīng)用型轉(zhuǎn)變?！皽y(cè)繪軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)”是測(cè)繪工程專業(yè)必修課程，在學(xué)習(xí)了“數(shù)字測(cè)圖原理與方法”“誤差理論與測(cè)量平差”“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”等專業(yè)基礎(chǔ)課之后，綜合應(yīng)用專業(yè)理論和技術(shù)方法，編程解決測(cè)繪工程的數(shù)據(jù)處理問題。傳統(tǒng)的教學(xué)方式是教師作為課堂的主體，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，無法發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，學(xué)習(xí)的效果和技能的掌握就打折扣。因此，必須改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式，不僅在老師的教法上改變，學(xué)生的學(xué)法也要改變，不僅是課堂學(xué)習(xí)，更要體現(xiàn)課后學(xué)習(xí)，相應(yīng)的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式也需要進(jìn)行相應(yīng)的變革，將“測(cè)繪軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)”課程教與學(xué)模式綜合改革的目的直接指向?qū)I(yè)的應(yīng)用型轉(zhuǎn)變。

在應(yīng)用型專業(yè)教育中，項(xiàng)目教學(xué)法有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。在項(xiàng)目教學(xué)中，學(xué)習(xí)過程成為一個(gè)人人參與的創(chuàng)造實(shí)踐活動(dòng)，注重的不是最終的結(jié)果，而是完成項(xiàng)目的過程。學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐過程中，理解和把握課程要求的知識(shí)和技能，體驗(yàn)創(chuàng)新的艱辛與樂趣，培養(yǎng)分析問題和解決問題的思想和方法。項(xiàng)目教學(xué)法最顯著的特點(diǎn)是“以項(xiàng)目為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”，改變了以往“教師講，學(xué)生聽”被動(dòng)的教學(xué)模式，創(chuàng)造了學(xué)生主動(dòng)參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型教學(xué)模式。目前，在本科教育的VB、JAVA、C語言等程序設(shè)計(jì)課程中已經(jīng)開展了項(xiàng)目教學(xué)的改革實(shí)踐[1-3]，全國高等學(xué)校大學(xué)生測(cè)繪技能競(jìng)賽、卓越工程師培訓(xùn)計(jì)劃和國家注冊(cè)測(cè)繪師制度對(duì)測(cè)繪工程專業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)也提出了新要求[4-7]。

1 課程特點(diǎn)與教學(xué)思路

“測(cè)繪軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)”課程與其它相關(guān)課程關(guān)系密切，校級(jí)基礎(chǔ)課“C++程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”，專業(yè)基礎(chǔ)課“數(shù)字測(cè)圖原理與方法”單一水準(zhǔn)和導(dǎo)線簡易平差、交會(huì)定點(diǎn)測(cè)量計(jì)算、坐標(biāo)正反算等，專業(yè)理論課“誤差理論與測(cè)量平差”中誤差計(jì)算、間接平差理論等，專業(yè)理論課“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”橢球元素計(jì)算、GAUSS投影坐標(biāo)計(jì)算、控制網(wǎng)平差等，它們共同構(gòu)成程序設(shè)計(jì)課程的基本內(nèi)容體系。

本課程的特點(diǎn)：多門測(cè)繪專業(yè)課程的知識(shí)綜合；涉及的理論知識(shí)既具有相對(duì)獨(dú)立性，又有一定的聯(lián)系；與計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)與開發(fā)關(guān)系密切，實(shí)踐性強(qiáng)。

本課程以往教學(xué)的思路：課程內(nèi)容是測(cè)繪數(shù)據(jù)處理理論的應(yīng)用，學(xué)生理解有難度；需要從系統(tǒng)、整體的角度組織教學(xué)，避免知識(shí)學(xué)習(xí)的碎片化；課程的實(shí)踐性強(qiáng)，實(shí)踐能力培養(yǎng)是其重點(diǎn)之一。

“測(cè)繪軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)”課程教與學(xué)模式綜合改革，以“四個(gè)轉(zhuǎn)變”為目標(biāo)：從以教為主向以學(xué)為主的轉(zhuǎn)變，以課堂教學(xué)為主向課內(nèi)外結(jié)合的轉(zhuǎn)變，以結(jié)果評(píng)價(jià)為主向結(jié)果與過程評(píng)價(jià)結(jié)合轉(zhuǎn)變，從評(píng)價(jià)教師的教為主向評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)為主的轉(zhuǎn)變；首先要設(shè)計(jì)項(xiàng)目教學(xué)法的課程項(xiàng)目，教師的教和學(xué)生的學(xué)以及形成性評(píng)價(jià)都緊緊圍繞著項(xiàng)目展開；學(xué)生完成課程的項(xiàng)目，即掌握了課程規(guī)定的內(nèi)容，達(dá)到課程的培養(yǎng)目標(biāo)。

2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)

2.1 項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)

圖1是課程的核心知識(shí)內(nèi)容以及對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目，共設(shè)計(jì)4個(gè)項(xiàng)目覆蓋了本課程的核心知識(shí)單元。項(xiàng)目的難度要適中：對(duì)于少部分具有充分自信的學(xué)生來說，失敗乃成功之母，但對(duì)于大部分學(xué)生來說，接二連三的失敗會(huì)嚴(yán)重挫傷學(xué)生的信心和學(xué)習(xí)的動(dòng)力，從小成功走向成功是比較合適的途徑。項(xiàng)目的任務(wù)分工要清晰，項(xiàng)目的工作量可適當(dāng)加大，同時(shí)要考慮學(xué)生編程平臺(tái)的銜接，從大一學(xué)年的Visual C++ 6.0控制臺(tái)編程逐漸過渡到MFC框架編程。

2.2 項(xiàng)目詳細(xì)設(shè)計(jì)

圖2是項(xiàng)目二“GAUSS投影正反算程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”的具體設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了該項(xiàng)目的成果描述、內(nèi)容分工、對(duì)專業(yè)知識(shí)點(diǎn)及能力的要求。項(xiàng)目的內(nèi)容分工對(duì)應(yīng)著小組內(nèi)每位學(xué)生的具體任務(wù)，其它項(xiàng)目的設(shè)計(jì)可以參考該項(xiàng)目。

圖2 項(xiàng)目二具體設(shè)計(jì)與任務(wù)分工

2.3 項(xiàng)目教與學(xué)的方案設(shè)計(jì)

課程教與學(xué)模式綜合改革的整個(gè)過程體現(xiàn)“四個(gè)轉(zhuǎn)變”，學(xué)生在課堂的學(xué)習(xí)應(yīng)轉(zhuǎn)換為課堂與課后實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的學(xué)習(xí)，僅僅依靠課堂學(xué)時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到課程的培養(yǎng)目標(biāo)。表1是項(xiàng)目二教師課堂“教”與學(xué)生課后“學(xué)”的詳細(xì)設(shè)計(jì)，課程知識(shí)單元的教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施緊緊圍繞著項(xiàng)目進(jìn)行，利用上機(jī)時(shí)間進(jìn)行項(xiàng)目的編程考核，項(xiàng)目任務(wù)安排在課后實(shí)施并進(jìn)行答辯考核。

2.4 形成性評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

項(xiàng)目的組織與實(shí)施貫穿于整個(gè)課程教學(xué)過程中，以期末考試的方式來評(píng)價(jià)項(xiàng)目教學(xué)顯然不合適，需要一套形成性(過程)評(píng)價(jià)機(jī)制，教學(xué)評(píng)價(jià)圍繞著項(xiàng)目進(jìn)行。

表2是本課程的形成性評(píng)價(jià)方案設(shè)計(jì)，課程總成績構(gòu)成包括實(shí)驗(yàn)成績、項(xiàng)目考核成績、課后作品獎(jiǎng)勵(lì)成績。對(duì)于項(xiàng)目考核的每一個(gè)構(gòu)成項(xiàng)，設(shè)計(jì)了原則性的評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)。

表1 項(xiàng)目二“教”與“學(xué)”的設(shè)計(jì)

表2 課程形成性評(píng)價(jià)方案設(shè)計(jì)

以4個(gè)項(xiàng)目的報(bào)告和成果作為實(shí)驗(yàn)成績，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的平時(shí)成績；以4個(gè)項(xiàng)目的分組考核成績作為過程評(píng)價(jià)的主要構(gòu)成部分；為了區(qū)分小組內(nèi)成員的學(xué)業(yè)差異，期末個(gè)人上機(jī)考核部分占比30%。

教師在項(xiàng)目考核中的作用是組織各組的答辯考核，依據(jù)答辯或考核效果，劃定班級(jí)小組的起評(píng)分。

3 課程項(xiàng)目教學(xué)的組織實(shí)施

學(xué)生在第一學(xué)年學(xué)習(xí)的VC++6.0和C++語言課程作為基礎(chǔ)，編程軟件也可選VS2010或更高版本，但編程的平臺(tái)需要從Win32控制臺(tái)過渡到MFC框架。文件讀寫操作是測(cè)繪編程的基礎(chǔ)，在課程開始時(shí)，利用4個(gè)學(xué)時(shí)，復(fù)習(xí)C++并設(shè)計(jì)Win32控制臺(tái)下坐標(biāo)文件讀寫操作的小任務(wù)，即檢驗(yàn)學(xué)生C++基礎(chǔ)的掌握情況，又從側(cè)面觀察學(xué)生對(duì)本課程的興趣。基于Win32控制臺(tái)，實(shí)施“測(cè)量典型函數(shù)數(shù)據(jù)處理類設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”項(xiàng)目；轉(zhuǎn)向面向?qū)ο蟮木幊?，基于MFC框架/對(duì)話框?qū)嵤癎AUSS投影正反算程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”項(xiàng)目，基于MFC菜單編程實(shí)施“水準(zhǔn)網(wǎng)間接平差程序設(shè)計(jì)”和“附合導(dǎo)線簡易平差計(jì)算”兩個(gè)項(xiàng)目。

3.1 教師“教”的組織

教師圍繞項(xiàng)目開展課程教學(xué)，包括課前、課中、課后的教法，圖3是教師“教”的組織實(shí)施方案。教師在課程開始之前，首先設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)課程的項(xiàng)目軟件；在項(xiàng)目(知識(shí)單元)教學(xué)開始時(shí)，向?qū)W生演示項(xiàng)目軟件的效果和成果，并拆解項(xiàng)目任務(wù)；課堂上，講解項(xiàng)目涉及的專業(yè)理論技術(shù)，并對(duì)重難點(diǎn)進(jìn)行錄像，輔助多媒體和編程演示；課后，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與學(xué)生互動(dòng)，解答學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施中遇到的問題。

圖3 項(xiàng)目教學(xué)“教”的組織方案

3.2 學(xué)生“學(xué)”的組織

學(xué)生圍繞項(xiàng)目進(jìn)行學(xué)習(xí)，課后實(shí)施項(xiàng)目。圖4是學(xué)生“學(xué)”的實(shí)施方案，學(xué)生在課程開始時(shí)，按照自愿組合或以強(qiáng)帶弱原則分小組；在項(xiàng)目開始前，組內(nèi)分配項(xiàng)目任務(wù)；課前預(yù)習(xí)項(xiàng)目涉及的專業(yè)理論和多媒體錄像；課后組織實(shí)施項(xiàng)目，借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)討論，與教師互動(dòng)。

圖4 項(xiàng)目教學(xué)“學(xué)”的組織方案

3.3 教與學(xué)設(shè)計(jì)的閉循環(huán)

課程教與學(xué)的設(shè)計(jì)，必須通過具體的教學(xué)活動(dòng)來檢驗(yàn)。學(xué)生的課程學(xué)習(xí)能否達(dá)到設(shè)計(jì)的效果，任課教師要進(jìn)行教學(xué)反思，使教學(xué)設(shè)計(jì)與學(xué)習(xí)效果有機(jī)結(jié)合，達(dá)到教學(xué)設(shè)計(jì)的閉循環(huán)。項(xiàng)目教學(xué)法只是課程教學(xué)的組織方式，通過項(xiàng)目的答辯考核與上機(jī)編程考核，不僅是區(qū)分學(xué)業(yè)優(yōu)劣的手段，更要通過考核，讓學(xué)生的學(xué)業(yè)問題暴露在教師面前，有針對(duì)性地安排教學(xué)活動(dòng)。學(xué)生任務(wù)安排在課后，教師無法對(duì)學(xué)生的項(xiàng)目實(shí)施過程進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控，通過項(xiàng)目考核暴露問題，在該課程的后續(xù)教學(xué)中，針對(duì)具體問題的教學(xué)，才是學(xué)生的期待。

4 近三屆項(xiàng)目教學(xué)的效果

在學(xué)校測(cè)繪工程專業(yè)2012級(jí)、2013級(jí)和2014級(jí)中，“測(cè)繪軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)”課程分步驟實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法，邊教邊改，逐漸形成了該課程比較固定的項(xiàng)目教學(xué)法課程設(shè)計(jì)方案，教師駕馭項(xiàng)目教學(xué)法，從以前的任務(wù)式教學(xué)逐漸變成快樂式教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)也從以前的完成課堂任務(wù)變成課后忙碌并充實(shí)起來，最大的變化就是學(xué)生“鮮活”起來了。

對(duì)于學(xué)生：學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性明顯增強(qiáng)；學(xué)生主動(dòng)參與到課堂教學(xué)活動(dòng)中；學(xué)生分組學(xué)習(xí)和考核，學(xué)生的集體觀念和榮譽(yù)感明顯提升；學(xué)生課后忙碌起來，社交工具如QQ由原來的聊天交友工具轉(zhuǎn)換為學(xué)習(xí)討論的工具；學(xué)生的課程學(xué)習(xí)有明確的成果。學(xué)生普遍反映，學(xué)習(xí)有目標(biāo)性，開始累，忙碌，但是有成果，逐漸體會(huì)到學(xué)習(xí)的成就感和快樂。

對(duì)于教師：教學(xué)模式的選擇應(yīng)該與課程的性質(zhì)相適應(yīng)；課程開始前的教學(xué)設(shè)計(jì)很重要，必須具有可操作性，無論是課堂提問、研討、答辯等，凡是涉及評(píng)分的教學(xué)環(huán)節(jié)都應(yīng)有明確可操作的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生的學(xué)習(xí)效果明顯，學(xué)生“動(dòng)”起來，主動(dòng)的答疑、問問題，對(duì)成績也比較看重。教師自己用心去做，多付出一點(diǎn)，學(xué)生就能多收獲一些；教師也要相信學(xué)生，學(xué)生的潛力無限，你給他們信任，他們還你驚喜；心動(dòng)不如行動(dòng)，在實(shí)踐中探索前行。

5 結(jié)束語

“測(cè)繪軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)”課程教與學(xué)模式綜合改革研究將會(huì)加快推動(dòng)遼寧工程技術(shù)大學(xué)測(cè)繪工程專業(yè)應(yīng)用型轉(zhuǎn)變?cè)圏c(diǎn)的步伐，提高應(yīng)用型專業(yè)人才培養(yǎng)的教學(xué)質(zhì)量，為測(cè)繪工程專業(yè)其他課程教學(xué)提供借鑒和思路，為社會(huì)培養(yǎng)既懂知識(shí)，又有能力的高級(jí)測(cè)繪工程技術(shù)人才。