數(shù)字測圖課程項(xiàng)目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式的研究與實(shí)施

王躍賓 李 陽 陳家華 曹 赟 劉 麗

（[1]中國地質(zhì)大學(xué)（北京）土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院 北京 100083；[2]北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部 北京 100875）

0 前言

數(shù)字測圖課程是測繪工程、測繪地理信息系統(tǒng)等測繪類專業(yè)的專業(yè)核心課程，通過該課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生掌握地形圖的基本知識、數(shù)字地形圖的測繪的原理及方法，建設(shè)工程項(xiàng)目時，能夠熟練正確應(yīng)用數(shù)字地圖完成規(guī)劃、設(shè)計和施工各階段中的量測、計算和繪圖等工作。地形測繪是測繪專業(yè)學(xué)生的基本技能之一，因此，如何更好的進(jìn)行數(shù)字測圖課程的教學(xué)需要相關(guān)專業(yè)課教師深入研究并付諸實(shí)踐。

1 數(shù)字測圖課程的背景、性質(zhì)及內(nèi)容

1.1 數(shù)字測圖的背景

首先，我們要了解數(shù)字測圖的背景，電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，帶動了測繪行業(yè)的巨大技術(shù)變革。野外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)逐漸由20 世紀(jì)80 年代產(chǎn)生的電子數(shù)據(jù)終端和電子速測儀構(gòu)成。它不受許多不利因素的影響，精度大大提高。測量工作從過去的非自動轉(zhuǎn)向自動化發(fā)展。同時，計算機(jī)技術(shù)使得內(nèi)業(yè)的處理計算和成圖更加方便。將野外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與機(jī)助制圖相結(jié)合，構(gòu)成了一套完整的從野外數(shù)據(jù)采集到內(nèi)業(yè)制圖的綜合測量制圖系統(tǒng)，通常稱該系統(tǒng)為數(shù)字測圖系統(tǒng)。

1.2 數(shù)字測圖的性質(zhì)

數(shù)字測圖使得地面的地形信息和地理信息數(shù)字化，使得外業(yè)的測量過程自動化或半自動化，測圖成果信息化。數(shù)字化測圖可以數(shù)字化、信息化的形式存儲豐富的地形信息和地理信息，節(jié)省了保存空間，便于以后的對成果進(jìn)行更新和進(jìn)一步加工利用，以各種形式輸出來滿足不同的需要，適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求。在數(shù)字測圖的野外作業(yè)中，測量結(jié)果自動記錄，解算結(jié)果自動完成。這縮短了野外測圖時間和內(nèi)業(yè)處理時間，降低了勞動強(qiáng)度，提高了結(jié)果的精度。目前，數(shù)字測圖可以完全取代傳統(tǒng)的地形測繪工作。

1.3 數(shù)字測圖的內(nèi)容

數(shù)字測圖的課程內(nèi)容是以數(shù)字測圖的外、內(nèi)業(yè)工作為主線，主要介紹數(shù)字測圖和地圖數(shù)字化的基本理論、基本原理以及應(yīng)用。課程包括數(shù)字測圖系統(tǒng)、數(shù)字測圖的基本方法、數(shù)字測圖的作業(yè)過程、數(shù)字地形圖野外數(shù)據(jù)采集、運(yùn)用成圖軟件進(jìn)行內(nèi)業(yè)編輯成圖、地形圖數(shù)字化、航空攝影測量及遙感成圖簡介、數(shù)字地形圖的應(yīng)用等。

基于數(shù)字測圖課程的背景、性質(zhì)及內(nèi)容，應(yīng)如何開展課程的教學(xué)工作才能讓學(xué)生全面掌握理論知識并具備很強(qiáng)的動手能力呢？

2 教學(xué)工作的開展

2.1 對教材內(nèi)容進(jìn)行序化和重構(gòu)

我們要對教材內(nèi)容的章節(jié)進(jìn)行序化及重構(gòu)，課程內(nèi)容的構(gòu)建前，我們對企業(yè)進(jìn)行了調(diào)研，分析了地理信息技術(shù)發(fā)展方向，以就業(yè)前景和方向?yàn)橹笇?dǎo)，在培養(yǎng)學(xué)生能力和技能的基礎(chǔ)上，根據(jù)企業(yè)職業(yè)崗位的需要，以促進(jìn)提高學(xué)生綜合素質(zhì)的和規(guī)劃職業(yè)生涯發(fā)展為培養(yǎng)的中心任務(wù)。我們對數(shù)字測圖技術(shù)進(jìn)行了“崗位職責(zé)與崗位技能”的分析，職業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)是結(jié)合企業(yè)所需的實(shí)際工作技能和工作情境設(shè)定的，模塊化的課程內(nèi)容構(gòu)建緊緊圍繞著職業(yè)素質(zhì)和實(shí)際崗位技能的需要，因此，構(gòu)建的教學(xué)內(nèi)容更有職業(yè)和崗位適用性。

以應(yīng)用技術(shù)為主的課程體系和教學(xué)內(nèi)容的專業(yè)體系開發(fā)，以工作流程和任務(wù)為導(dǎo)向，通過課程內(nèi)容的重構(gòu)我們清晰的看到數(shù)字測圖課程實(shí)際上最后完成的完整項(xiàng)目是“大比例尺數(shù)字測圖”，該項(xiàng)目由5 個任務(wù)模塊組成，5 個模塊共包括14 個基本內(nèi)容（表1），而這些內(nèi)容是打破了教材有序的章節(jié)內(nèi)容依據(jù)模塊重組完成。通過把這些內(nèi)容進(jìn)行整合，按照實(shí)際工作生產(chǎn)一線的作業(yè)流程組織了教學(xué)內(nèi)容，緊緊貼合生產(chǎn)實(shí)際工作創(chuàng)設(shè)了教學(xué)工作任務(wù)情景，各模塊任務(wù)獨(dú)立又接續(xù)，在每項(xiàng)任務(wù)下又分為若干單項(xiàng)技能內(nèi)容，充分體現(xiàn)教學(xué)知識的連貫性和技能延續(xù)性，體現(xiàn)了課程培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的職業(yè)能力。

表1

2.2 精心設(shè)計教學(xué)方法

要精心設(shè)計教學(xué)方法，本課程應(yīng)用項(xiàng)目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)模式，以學(xué)生為主。通過教師指導(dǎo)學(xué)生完成項(xiàng)目中的具體任務(wù)的教學(xué)模式，發(fā)揮教師積極引導(dǎo)的作用，充分激發(fā)學(xué)生對課程的興趣，能夠有效地將理論知識與實(shí)踐結(jié)合起來，以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)為教學(xué)目標(biāo)，利用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，可以豐富教學(xué)方法，使學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容與實(shí)踐技術(shù)有了更加直觀和清晰的認(rèn)識，實(shí)現(xiàn)從職業(yè)能力的單項(xiàng)技能、專項(xiàng)技能和綜合技能的逐漸突破，踐行層進(jìn)式教學(xué)的成果。

項(xiàng)目模塊一可以采用直觀教學(xué)形式，比如教師在教室給同學(xué)們展示已有的地形圖成果，帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)真的去閱讀地形圖，也可以帶學(xué)生參觀地形沙盤，引導(dǎo)學(xué)生正確識讀地形沙盤，從而對地形圖有完整的認(rèn)識，教師也可以引導(dǎo)性的提問學(xué)生列舉學(xué)生熟悉的環(huán)境內(nèi)的地物地貌等，通過這樣直觀的教學(xué)形式提高了學(xué)生對地形圖完整內(nèi)容的認(rèn)知及興趣，這樣的教學(xué)形式可以取代枯燥單一的講解形式，然后在引導(dǎo)學(xué)生要想測繪這樣的地形圖就得認(rèn)真學(xué)習(xí)大比例尺地形圖圖式規(guī)范及外業(yè)數(shù)字測圖技術(shù)規(guī)程。

項(xiàng)目模塊二可以采用現(xiàn)場教學(xué)的方法，組織學(xué)生以小組為單位繪制本組測區(qū)的地形草圖，組內(nèi)自檢后交由教師檢查，現(xiàn)場指出錯誤并更正。圖根控制測量及數(shù)據(jù)采集過程分別是教師完成對應(yīng)內(nèi)容的理論講解及實(shí)際操作后，學(xué)生先進(jìn)行室內(nèi)模擬訓(xùn)練，進(jìn)行平面高程控制測量數(shù)據(jù)計算的訓(xùn)練及全站儀數(shù)據(jù)采集步驟的模擬，下一步是各小組共同配合完成測區(qū)內(nèi)的圖根控制測量及分組進(jìn)行本小組測區(qū)的地物地貌數(shù)據(jù)的采集。儀器設(shè)備要求RTK 及全站儀均會應(yīng)用。

項(xiàng)目模塊三也是采用在機(jī)房現(xiàn)場教學(xué)的方法，教師需給學(xué)生講解CAD的基本知識，講解地形圖繪圖軟件的使用，學(xué)生按要求練習(xí)后還需計時完成教師指定的圖形測試，通過測試找出軟件使用中存在的問題，可以有效的避免分組內(nèi)業(yè)作業(yè)時遇到相同的問題。項(xiàng)目模塊四可以靈活應(yīng)用案例教學(xué)法，教師可以提供學(xué)生完整的電子地形圖或要求學(xué)生使用本組完成的電子地形圖，針對各種地形圖的應(yīng)用問題全面提問，先讓學(xué)生對地形圖應(yīng)用問題有一定的認(rèn)知，然后由教師引導(dǎo)解決綜合問題，單一的小問題可以留給學(xué)生互相討論實(shí)踐后解決。這樣的引導(dǎo)式及探究式有利于激發(fā)學(xué)生多動腦及靈活解決問題的能力。

最后一個項(xiàng)目模塊可以采用情景教學(xué)法，由教師給學(xué)生設(shè)定測區(qū)位置及概況，然后交由本組學(xué)生積極討論，教師分組指導(dǎo)學(xué)生按要求進(jìn)行技術(shù)設(shè)計書的編寫，學(xué)生如有疑問實(shí)時答疑，最后匯總各組技術(shù)設(shè)計書，這對提高學(xué)生解決問題的能力特別有幫助。

以上綜述了數(shù)字制圖課程的教學(xué)模式、項(xiàng)目指導(dǎo)和任務(wù)驅(qū)動。分述了各個項(xiàng)目任務(wù)適合采取的教學(xué)方法，分層遞進(jìn)教學(xué)模式不僅突出了學(xué)生的主體地位，又使學(xué)生的數(shù)字測圖的單項(xiàng)技能、專項(xiàng)技能和綜合技能都得到了有效訓(xùn)練，學(xué)生的專業(yè)能力大大提高。

2.3 通過綜合課程設(shè)計全方位培養(yǎng)人才

數(shù)字測圖課程以項(xiàng)目為單位按上述教學(xué)形式及教學(xué)方法進(jìn)行完成后，最后需有一到兩周課程設(shè)計內(nèi)容，通過綜合課程設(shè)計任務(wù)的完成又能將各個項(xiàng)目進(jìn)行綜合靈活的應(yīng)用，有效的鞏固了課上學(xué)到的內(nèi)容，還能應(yīng)用于假期間實(shí)習(xí)工作及就業(yè)后的工作崗位中。測試學(xué)生對實(shí)踐教學(xué)的反應(yīng)，測試學(xué)生的動手能力和對課程內(nèi)容的掌握，培養(yǎng)學(xué)生熟練操作儀器的能力，并快速有效地進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)采集以及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理等，提高大學(xué)生解決實(shí)踐問題的綜合能力。

如果學(xué)校條件允許的情況下，多組織專業(yè)類比賽也是提高數(shù)字測圖課程學(xué)習(xí)效果的有效方法。測繪地理信息產(chǎn)業(yè)正在快速的發(fā)展，飛速發(fā)展的同時人才缺口大，對理論水平高、軟硬件操作能力強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)人才需求旺盛，加強(qiáng)和發(fā)展測繪地理信息產(chǎn)業(yè)需要更多的工匠。測繪技能競賽是人才培養(yǎng)的良好平臺，通過參加測繪技能競賽，培養(yǎng)學(xué)生在培訓(xùn)過程中的團(tuán)隊(duì)精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，提高學(xué)生的動手實(shí)踐能力。參加比賽時，高校測繪教師和學(xué)生有交流和交流的平臺和機(jī)會，有助于提高測繪人才的整體素質(zhì)。

數(shù)字測圖課程在授課過程中應(yīng)用項(xiàng)目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)模式，在課程結(jié)束后加入課程設(shè)計，在有條件的情況下展開專業(yè)學(xué)生技能大賽，教學(xué)過程堅(jiān)持以學(xué)生為主體，一定會事半功倍，也能有助于學(xué)生加強(qiáng)職業(yè)素質(zhì)及職業(yè)技能，能夠讓學(xué)生步入工作崗位后有一技之長。

*通訊作者：曹赟