基于工作過程系統(tǒng)化和混合式學習的測量技術基礎課程教學改革

文/廣東工貿職業(yè)技術學院 喻懷義 高照忠 陳蔚珊 黃鐵蘭

一、引言

近年來隨著全球衛(wèi)星定位導航技術、衛(wèi)星重力探測技術、航空航天遙感技術、地理信息系統(tǒng)技術、信息高速公路和計算機網(wǎng)絡技術、虛擬現(xiàn)實技術等技術的發(fā)展，以及空間信息服務大眾化的到來，測繪技術的發(fā)展已經(jīng)由數(shù)字測繪全面轉向信息化測繪。[1]

為了適應測繪行業(yè)的快速發(fā)展，滿足企業(yè)人才需求，我校對測繪地理信息技術專業(yè)的人才培養(yǎng)方案進行了改革，這其中就對《測量技術基礎》課程的課時進行了壓縮，原有教學安排已不能適應現(xiàn)有的課程需要，同時測量技術基礎課程教學還存在諸多問題，課程改革迫在眉睫。

二、《測量技術基礎》課程教學存在的問題

《測量技術基礎》是我校測繪地理信息技術專業(yè)的專業(yè)基礎課，主要使學生在理解測量學的基本概念、基本原理和方法的基礎上，能夠使用水準儀和全站儀進行小區(qū)域控制測量。雖然我校對該課程進行了一些改革，但是課程內容始終脫離不了按學科知識體系編排的現(xiàn)象，導致工學不能較好結合、學生職業(yè)技能不能得到較好訓練。

1.課程內容布局不夠合理，理論教學內容較多

測量技術基礎課程教材按學科知識體系編排，教學內容主要按照未來職業(yè)生涯中可能使用到的知識進行組織，學生和教師都必須像知識的容器一樣儲備大量的知識以備不時之需。目前理論教學內容較多，實踐教學內容較少，缺少社會能力和方法能力的培養(yǎng)，課程教學與實際崗位銜接不強，導致學生“只見樹木，不見森林”。

2.學生被動學習，學習興趣不高

教師主要按照知識的內在邏輯編制教學課件，在課堂教學中，教師大部分采用“滿堂灌”的教學方法，教師與學生的互動太少，純粹的知識傳授難以有效激發(fā)學生的自主性和能動性。

3.實驗教學，缺乏對知識整合應用、遷移能力的培養(yǎng)

課堂教學采用先理論后技能的教學設計，學生在理論課程完成后，不能將記憶中的知識轉換為技能。實驗教學中，學生需要手把手教，遇到不同實驗環(huán)境，不能整合所學知識獨立完成，不能獨立解決實驗中遇到的問題，缺乏創(chuàng)新能力。

4.考核評價單一

課程總成績由平時成績和期末試卷成績構成。期末試卷成績權重較大，占總成績70%。臨近考試時，學生通過教師提供的考試大綱死記硬背。這種考核方式難以反映學生的職業(yè)技能。

本文針對教學過程中存在的以上問題，運用工作過程系統(tǒng)化教學范式和混合教學模式，在教學內容、教學方法和教學手段、課程成績評價等方面進行課程教學改革。

三、基于工作過程系統(tǒng)化的課程開發(fā)

工作過程是指在為了達成任務目標而采取的結構化、序列化的職業(yè)活動。工作過程可能是自發(fā)的、離散的、隨機的過程，必須通過歸納和概括等方法使真實工作過程的各個離散的工作環(huán)節(jié)和工作任務之間形成一定的邏輯關系，突出其主要工作環(huán)節(jié)的典型特征，這個處理手段就稱作工作過程的系統(tǒng)化。[2]工作過程系統(tǒng)化課程是指運用工作過程系統(tǒng)化的理念對課程進行完整的、系統(tǒng)化的教學設計。[3]

1.分析典型工作任務，形成行動領域

通過企業(yè)調研、問卷調查、專家座談等方式，對測繪地理信息技術專業(yè)的崗位進行調研，對與專業(yè)相應的崗位群的所有工作任務進行篩選，獲取水準測量、導線測量、三角高程測量、GPS測量、房產測量等23個典型工作任務，按照工作性質相同、行動維度一致的原則，將典型工作任務歸納為12個行動領域。

2.重構課程

在12個行動領域中，“小區(qū)域控制測量”這一行動領域所使用的測量儀器歷史悠久、應用面廣、原理簡單、易學易用，特別適合作為測繪地理信息技術專業(yè)的專業(yè)入門課程。以小區(qū)域控制測量典型工作崗位能力出發(fā)，對比全國職業(yè)技能大賽工程測量比賽項目，參照測繪地理信息國家職業(yè)標準的職業(yè)功能、工作內容及各等級工作要求，融入測量基礎理論等教育要素，構建測量技術基礎課程。

3.學習情境設計

根據(jù)職業(yè)特征的六要素即對象、內容、手段、組織、產品、環(huán)境，以及完整思維的六個步驟即咨詢、決策、計劃、實施、檢查、評價，[4]將測量技術基礎課程分解為水準測量、三角高程測量、導線測量、控制測量4個學習情境。這4個學習情境之間既相互獨立，又有遞進和包容關系。每個學習情境下包含若干個子情境，每個子情境都是進行教學化處理后與其他情境存在邏輯關系的獨立的、完整的、客觀存在的工作過程。學習情境設計如表1所示。

表1 學習情境設計

學習情境：水準測量，主要介紹測量學的概念，地球體的有關概念，平面坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)的概念。

學習情境一：水準測量，主要教會學生利用水準儀測量地面點的高程，按照測量精度由低到高，工作任務難度由小到大，劃分為知識準備、圖根水準測量、四等水準測量和二等水準測量等4個子情境。

學習情境二：三角高程測量，主要教會學生利用全站儀測量地面點的高程。按照測量精度由低到高，工作任務難度由小到大，劃分為知識準備、豎直角測量和五等三角高程測量等3個子情境。

學習情境三：導線測量。主要教會學生利用全站儀測量地面點的平面坐標。按照測量精度由低到高，工作任務難度由小到大，劃分為知識準備、圖根導線測量、三級導線測量和一級導線測量等4個子情境。

學習情境四：控制測量，與學習情境2和3 呈包容關系。主要教會學生綜合運用三角高程測量和導線測量完成地面點的平面坐標和高程的測量。

按照知識的邏輯關系和布魯姆學習分類法的學習層次由低到高的原則，在學習情境中的適當位置融入必須掌握的學科知識，并以典型性、結構化、序列化的工作任務為載體，將抽象的學習內容具體化。例如水準測量學習情境中，將水準測量要掌握的理論知識和實踐知識整合，嵌入到水準測量的整個工作過程之中，在第一個子情境中主要融入水準測量的原理、水準儀的使用等記憶性知識，在第二個子情境中主要融入水準儀器設備的檢驗等理解、應用性知識，在第三個子情境中主要融入水準測量誤差分析等分析、評價性知識。

4.基于混合式學習模式，創(chuàng)新教學方法

在教學過程中，教師通過“手把手，放開手，甩開手”的漸進過程，逐步提升學生的實踐動手能力。以水準測量為例：子情境1圖根水準測量，教師以演示為主，學生跟著教師做；子情境2四等水準測量，教師以指導為主，學生試著做；子情境3二等水準測量，教師以引導為主，學生自己做。越簡單的內容教師越多講，使學生熟練掌握實際工作過程，越復雜的內容越少講，使學生逐步獲得知識遷移的職業(yè)能力(見表2)。

表2 《測量技術基礎》教學設計——水準測量

充分利用信息化教學手段，開展線上線下教學。借助虛擬仿真實訓平臺，實現(xiàn)“理虛實”一體化，加深學生對抽象理論知識的理解，提高實驗課堂效率。

學生在課前通過小組合作學習、制定計劃、評估計劃，在自己“做”的實踐中，逐漸掌握職業(yè)技能、習得專業(yè)知識，從而構建屬于自己的經(jīng)驗和知識體系。教師在教學中時刻關注學生學習情況，學生在學習過程中出現(xiàn)的問題，教師及時地做出積極的反應，幫助學生修正自我構建的路徑和方法。

5.實施能力本位的考核評價方法

采用開放的、靈活多樣的考核評價方法，把對學生的考核評價貫穿于教學過程的始終，全面考核評價學生的綜合能力。測量技術基礎課程考核分為平時考核、階段考核、期末考核三部分。

平時考核主要考查學生在課前自學、課中表現(xiàn)、課后復習情況，每次課學生都有一個平時考核成績，最終的平時考核成績取平均成績。由于理論教學與實踐教學的特征不同，平時考核在課中考核內容也有所不同。理論教學的課堂，考核內容包含隨堂測試和師生互動；實踐教學的課堂，考核內容包含虛擬仿真平臺仿真練習和實驗成果。

階段考核在每個學習情境結束后實施，包括單元測試和儀器操作2個部分。期末考核，主要采用閉卷統(tǒng)一考試的形式。測量技術基礎課程考核方式如表3所示。

表3 測量技術基礎課程考核方式

四、總結

在基于工作過程系統(tǒng)化范式和混合式學習模式的測量技術基礎課程中，學生在學習過程中處于中心地位，學生的學習自主性和能動性得到提升。課程以工作任務為載體設計情境教學，使學生逐步習得知識、技能和情感，并能夠舉一反三地應用知識從容應對新的工作任務和工作情境，完成專業(yè)素質的塑造，實現(xiàn)工學一體化的課程教學目標。