“測(cè)量學(xué)”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的實(shí)踐與思考

[摘 要]測(cè)量學(xué)課程教學(xué)一般采用“課堂面授與實(shí)踐操作訓(xùn)練相結(jié)合”方式，但作為現(xiàn)代教育方式的網(wǎng)絡(luò)教育勢(shì)在必行。該文對(duì)測(cè)量學(xué)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)進(jìn)行了研究，結(jié)合武漢大學(xué)水利水電學(xué)院水利類學(xué)生開展測(cè)量學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育的實(shí)踐及教學(xué)過程進(jìn)行思考和總結(jié)。在教學(xué)活動(dòng)前老師和學(xué)生心態(tài)應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，教學(xué)平臺(tái)和教學(xué)資料等方面應(yīng)進(jìn)行針對(duì)性的準(zhǔn)備;在教學(xué)活動(dòng)過程中應(yīng)對(duì)課程單元重新分塊，增加師生互動(dòng)，并加強(qiáng)課中和課后的作業(yè)測(cè)試。該文最后對(duì)基于慕課的SPOC建設(shè)、虛擬實(shí)驗(yàn)建設(shè)提出了一些改進(jìn)意見，希望對(duì)測(cè)量學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高有所幫助。

[關(guān)鍵詞]測(cè)量學(xué);網(wǎng)絡(luò)教學(xué);慕課;虛擬實(shí)驗(yàn)

[作者簡(jiǎn)介]鄧念武（1968—），男，湖北省仙桃人，博士，武漢大學(xué)水利水電學(xué)院副教授，主要從事精密工程測(cè)量和建筑物安全監(jiān)控研究。

[中圖分類號(hào)] G642.0[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）33-0249-03[收稿日期] 2020-03-19

一、前言

現(xiàn)代技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)教育的改革和發(fā)展產(chǎn)生著深遠(yuǎn)影響，融合信息技術(shù)、發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的現(xiàn)代教育具有重大的社會(huì)意義和迫切的現(xiàn)實(shí)需求[1，2]。

測(cè)量學(xué)是研究地球的形狀和大小，確定地球表面點(diǎn)位關(guān)系，并對(duì)這些空間信息進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和管理的科學(xué)[3]，是一門理論與實(shí)踐結(jié)合緊密的課程。如何充分利用現(xiàn)代技術(shù)手段組織好測(cè)量學(xué)課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，達(dá)到常規(guī)教學(xué)中“課堂面授與實(shí)踐操作訓(xùn)練相結(jié)合”的效果，并且在某些方面超越面授教學(xué)，是值得我們思考和研究的問題。我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)教育方面進(jìn)行了一些嘗試，希望對(duì)測(cè)量學(xué)教育的現(xiàn)代化有所幫助。

二、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)前的準(zhǔn)備與調(diào)試

（一）教師和學(xué)生心態(tài)的準(zhǔn)備與調(diào)整

網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)與常規(guī)課堂教學(xué)有很大的區(qū)別，常規(guī)課堂是教師在臺(tái)上講，學(xué)生在下面聽，教師的語音語調(diào)以及動(dòng)作都會(huì)引起學(xué)生的注意，可以提高學(xué)生的思想集中度。通過學(xué)生的表情及反應(yīng)，教師能及時(shí)了解學(xué)生的理解程度，并通過調(diào)整上課的節(jié)奏來滿足學(xué)生的需求。但網(wǎng)絡(luò)直播教師面對(duì)的是冰冷的電腦屏幕，如何將知識(shí)點(diǎn)講通講透，而又不啰嗦，是教師面臨的首要問題，這需要通過教師多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和課后學(xué)生的反饋來解決。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，學(xué)生習(xí)慣的教室不復(fù)存在，如何面對(duì)電腦（或手機(jī)）屏幕聽講而不走神，也是需要學(xué)生不斷適應(yīng)的，并且需要學(xué)生具有較好的自律性，否則學(xué)習(xí)效率將大大降低。

在網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)中，教師和學(xué)生之間應(yīng)該有意識(shí)地增加互動(dòng)，學(xué)生有問題可以通過直播平臺(tái)及時(shí)提出來，教師應(yīng)及時(shí)反饋，師生都需要滿懷熱情地上好每一節(jié)課。課后教師利用業(yè)余時(shí)間主動(dòng)詢問學(xué)生的聽課情況，耐心回答學(xué)生的各種疑問，有利于提高教學(xué)質(zhì)量。

（二）教學(xué)平臺(tái)的準(zhǔn)備與測(cè)試

目前網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可以選擇的平臺(tái)較多，公共平臺(tái)如QQ群視頻+分享屏幕、QQ群直播、騰訊會(huì)議、騰訊課堂、釘釘網(wǎng)課等，在線教育軟件有課堂派、雨課堂、學(xué)習(xí)通、中國大學(xué)MOOC（慕課），武漢大學(xué)珞珈在線等。

從網(wǎng)絡(luò)課堂運(yùn)行一段時(shí)間來看，在線教育軟件和少數(shù)公共平臺(tái)狀況頻出，經(jīng)常處于崩潰狀態(tài)。據(jù)《金融科技時(shí)代》介紹[4];騰訊1月29日起8天內(nèi)擴(kuò)容超過10萬臺(tái)云主機(jī)，共涉及超百萬核的計(jì)算資源投入用以支撐騰訊會(huì)議和騰訊課堂，保證平臺(tái)的穩(wěn)定運(yùn)行。為了滿足海量用戶對(duì)遠(yuǎn)程辦公需求，騰訊會(huì)議已經(jīng)正式面向全國用戶免費(fèi)升級(jí)開放300人會(huì)議協(xié)同能力。這在騰訊云的歷史上尚屬首次，也是中國云計(jì)算史上前所未有的記錄。另外，憑借QQ客戶端的優(yōu)勢(shì)，QQ群通過分享屏幕實(shí)現(xiàn)在線即時(shí)互動(dòng)教學(xué)，并利用QQ積累多年的音視頻能力，提供流暢、高音質(zhì)的課程直播效果;還為教師提供白板、提問等能力。從一段時(shí)間的運(yùn)行來看，這些平臺(tái)除了少數(shù)時(shí)間略微卡頓外，大部分時(shí)間均能正常運(yùn)行。

通過測(cè)試，測(cè)量學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)采用“騰訊會(huì)議+QQ群”的方式，騰訊會(huì)議主要用于在線授課以及授課期間的師生互動(dòng)，QQ群主要用于重要事項(xiàng)公告、學(xué)生簽到、資料上傳和下載、作業(yè)布置、作業(yè)批改、課后師生互動(dòng)等。經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，效果良好。當(dāng)然我們也設(shè)置了預(yù)案，當(dāng)騰訊會(huì)議卡頓或者崩潰時(shí)，立即向QQ群直播或騰訊課堂等其他平臺(tái)轉(zhuǎn)移。

同時(shí)，為了方便學(xué)生課后復(fù)習(xí)，以及實(shí)踐環(huán)節(jié)前的復(fù)習(xí)，利用QQ進(jìn)行了授課時(shí)的視頻錄制。錄制方法是：打開任意一個(gè)QQ對(duì)話框，將鼠標(biāo)移動(dòng)到輸入框上面的剪切圖標(biāo)位置，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)選擇框，選擇“屏幕錄制”后按提示操作即可，或者打開任意一個(gè)QQ對(duì)話框后，按“Ctrl+Alt+S”后按提示進(jìn)行錄制和存儲(chǔ)。

（三）教學(xué)資料的準(zhǔn)備

鑒于網(wǎng)絡(luò)課堂與常規(guī)課堂的區(qū)別，必須提前準(zhǔn)備更多的電子資料，并且提前發(fā)放給學(xué)生，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備。根據(jù)測(cè)量學(xué)的特點(diǎn)，提前準(zhǔn)備的資料包括：教材《測(cè)量學(xué)》（鄧念武等編、中國電力出版社出版），《測(cè)量學(xué)習(xí)題與實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)》（金銀龍等編、中國電力出版社出版），武漢大學(xué)圖書館提供的《測(cè)量學(xué)》參考教材網(wǎng)址，《測(cè)量學(xué)》相關(guān)MOOC的網(wǎng)址、教學(xué)計(jì)劃、經(jīng)過更新后適合于網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)的課件資料，水準(zhǔn)儀和全站儀現(xiàn)場(chǎng)操作的視頻資料、水準(zhǔn)儀和全站儀使用手冊(cè)、全站儀模擬器等。

三、教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施

測(cè)量學(xué)是理論與實(shí)踐結(jié)合緊密的課程，課堂授課為32學(xué)時(shí)[4]，實(shí)踐教學(xué)為36學(xué)時(shí)。傳統(tǒng)教學(xué)中，課堂教學(xué)后及時(shí)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，可以鞏固課堂知識(shí)、反映教學(xué)效果，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)與理解。網(wǎng)絡(luò)教育在實(shí)踐課程教學(xué)環(huán)節(jié)遇到了較大的挑戰(zhàn)。如何讓學(xué)生較好地理解測(cè)量學(xué)的基本方法和基本原理，并最大限度地理解如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，是測(cè)量學(xué)網(wǎng)絡(luò)授課遇到的問題。

鑒于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的特點(diǎn)，授課時(shí)需要放慢講課速度，并要求學(xué)生不懂就問，增加討論環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考、主動(dòng)提問的潛力。具體地講，是將“測(cè)量學(xué)”教材分為46個(gè)知識(shí)點(diǎn)（如表1所示），以10～20分鐘作為一個(gè)授課單元，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)講述1～2個(gè)單元，共64個(gè)單元，每個(gè)單元結(jié)束后有5～10分鐘的互動(dòng)環(huán)節(jié)，加深學(xué)生對(duì)該環(huán)節(jié)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)和理解，也有利于進(jìn)行下一環(huán)節(jié)的授課。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的講述是通過操作視頻和全站儀模擬器方式進(jìn)行講解，并進(jìn)行全程視頻錄制，方便學(xué)生實(shí)踐課前復(fù)習(xí)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

同時(shí)為了加深學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的理解，我們加大了課后的作業(yè)量，不僅增加了復(fù)習(xí)思考題的內(nèi)容，而且增加了計(jì)算題的數(shù)量。

四、對(duì)測(cè)量學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的思考與改進(jìn)

網(wǎng)絡(luò)在線教育給傳統(tǒng)的教學(xué)方式帶來了很大的挑戰(zhàn)，也引起了我們對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式的思考。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)教師如何教、學(xué)生怎么學(xué)？如何提高網(wǎng)上互動(dòng)效果，等等。目前解決了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)開起來的問題，后期需要進(jìn)一步研究將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)開好的問題，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

（一）加強(qiáng)源自慕課的SPOC建設(shè)

MOOC是一種大型開放式的網(wǎng)絡(luò)課程，具有大規(guī)模性、開發(fā)性和網(wǎng)絡(luò)課程的特點(diǎn)。SPOC是小規(guī)模限制性在線課程，具有很強(qiáng)的針對(duì)性，強(qiáng)調(diào)分小組的研討式學(xué)習(xí)、面對(duì)面學(xué)習(xí)，基于SPOC的教學(xué)包括在線學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂、線下考試等多個(gè)環(huán)節(jié)，在這些環(huán)節(jié)中可以對(duì)每一位學(xué)生進(jìn)行跟蹤，做到全面掌握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，真正做到因材施教。

針對(duì)測(cè)量學(xué)課程的特點(diǎn)，我們已經(jīng)進(jìn)行了多方面基礎(chǔ)資料的建設(shè)，其中包括：電子教材、教學(xué)大綱、課件、知識(shí)點(diǎn)的劃分、知識(shí)單元系列微課視頻、思考題庫、計(jì)算題庫、試題庫、水準(zhǔn)儀各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)視頻、全站儀各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)視頻、GNSS接收機(jī)實(shí)驗(yàn)視頻等。接下來的工作就是將其建設(shè)在平臺(tái)上，并在實(shí)際的SPOC教學(xué)中不斷完善。

（二）加強(qiáng)虛擬實(shí)驗(yàn)的建設(shè)

測(cè)量學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)后，如果不輔助以實(shí)驗(yàn)教學(xué)，課堂教學(xué)效果將大打折扣。目前網(wǎng)絡(luò)授課中，利用了操作視頻和儀器的模擬器來幫助學(xué)生對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的認(rèn)識(shí)和理解，但與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)差距還是較大，對(duì)測(cè)量學(xué)課程來講，虛擬實(shí)驗(yàn)的建設(shè)顯得尤為重要。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是一種“沉浸式教學(xué)”的實(shí)踐教學(xué)方式，具有明顯區(qū)別于傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)方式的特點(diǎn)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的最大特點(diǎn)是借助于多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在計(jì)算機(jī)上模擬實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，可輔助或部分替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各操作環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)者可以像在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中一樣完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)效果在一定程度上相對(duì)于真實(shí)環(huán)境中所取得的效果。

虛擬實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，先進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，再在虛擬實(shí)驗(yàn)中鞏固和升華實(shí)驗(yàn)，有利于學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)研究，同時(shí)可以減少實(shí)體實(shí)驗(yàn)室的開放次數(shù)與資源共享的難度。

根據(jù)對(duì)“測(cè)量學(xué)”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的研究，如表2所示，“測(cè)量學(xué)”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為10個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)，其中9個(gè)一般性實(shí)驗(yàn)和1個(gè)大型實(shí)驗(yàn)（地形圖測(cè)繪），15個(gè)單元。虛擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的搭建包括實(shí)際地形地貌的模擬（mm級(jí)）、儀器（包括水準(zhǔn)儀、全站儀、GNSS接收機(jī)）與腳架的模擬、儀器操作系統(tǒng)的模擬，以及利用儀器在模擬地面上進(jìn)行測(cè)量的實(shí)景模擬等。

五、結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)教育是現(xiàn)代教育的發(fā)展方向，通過網(wǎng)絡(luò)教育的具體實(shí)踐，我們也收獲了“網(wǎng)絡(luò)教育”的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)代化的教育該如何實(shí)施和優(yōu)化，是擺在每個(gè)教育工作者面前的課題。通過這次的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)活動(dòng)，教師和學(xué)生對(duì)現(xiàn)代教育有了更加深入的理解，也將進(jìn)一步推動(dòng)教學(xué)改革，包括基于慕課的SPOC建設(shè)和虛擬實(shí)驗(yàn)建設(shè)。

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Practice and Thinking of Network Teaching of Surveying

DENG Nian-wu

（School of Water Resources and Hydropower Engineering， Wuhan University， Wuhan， Hubei 430072， China）

Abstract： The combination of face-to-face teaching and practical operation training is the normal teaching method of the Surveying course. However， as a modern education method， network teaching is imperative. The paper studies the network teaching methods of Surveying， considers and summarizes the practice and teaching process of Surveying network teaching for water conservancy students in the School of Water Resources and Hydropower Engineering of Wuhan University. Before teaching， the psychology of teachers and students should be adjusted， and the teaching platform and teaching materials should be prepared. In the process of teaching， the contents of the courses should be re-divided. The teacher-student interaction should be increased， and the homework test in and after class should be strengthened. Finally， the paper puts forward some suggestions on the construction of virtual experiment and the construction of SPOC based on MOOC， with a view to improving of the teaching quality of Surveying.

Key words： Surveying; network teaching; MOOC; virtual experiment