大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)混合式教學(xué)的改革與實(shí)踐

岳勝如，孟福軍

(塔里木大學(xué) 水利與建筑工程學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300)

0 引言

大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)是測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)的必修課和學(xué)科基礎(chǔ)課，屬于地球科學(xué)的分支學(xué)科。大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程的主要內(nèi)容為在一定的時(shí)空參考坐標(biāo)系統(tǒng)下，研究地球和其他行星形狀、大小的物理和幾何特征，是基礎(chǔ)性、應(yīng)用性較強(qiáng)的一門(mén)學(xué)科。在測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置和專(zhuān)業(yè)教育中占有重要地位和作用，主要服務(wù)于區(qū)域控制網(wǎng)建設(shè)、工程建設(shè)、城鎮(zhèn)建設(shè)、土地規(guī)劃與管理等工作。該課程涉及的理論知識(shí)抽象、公式計(jì)算推導(dǎo)多且非常復(fù)雜，理解難度大，屬于學(xué)習(xí)過(guò)程中的難點(diǎn)。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學(xué)模式得到大量應(yīng)用，并取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果[1]?；旌鲜浇虒W(xué)指將傳統(tǒng)教學(xué)和在線(xiàn)教學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，屬于線(xiàn)下線(xiàn)上相結(jié)合的教學(xué)模式，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中知識(shí)的單向傳遞模式，增加了線(xiàn)上交流，實(shí)現(xiàn)了被動(dòng)學(xué)習(xí)與主動(dòng)學(xué)習(xí)的結(jié)合。混合式教學(xué)模式充分發(fā)揮了教師的引導(dǎo)作用，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)便捷、貼近生活的優(yōu)勢(shì)，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)交流、創(chuàng)新和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力[2，3]。

1 課程現(xiàn)狀與特點(diǎn)

大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)是面向測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的一門(mén)學(xué)科基礎(chǔ)課，先修課程為測(cè)繪學(xué)概論、高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)字地形測(cè)量學(xué)等課程，后續(xù)課程主要有攝影測(cè)量學(xué)、GNSS原理及應(yīng)用、精密測(cè)量學(xué)、變形監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)處理等課程。2016年教學(xué)大綱設(shè)定課程共56學(xué)時(shí)，其中52個(gè)理論學(xué)時(shí)，4個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。本課程內(nèi)容豐富，其內(nèi)容在測(cè)繪工程學(xué)生專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)、繼續(xù)深造以及就業(yè)中具有極其重要的地位，課程旨在構(gòu)建測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系框架，包括基本概念、國(guó)家控制網(wǎng)建設(shè)、儀器的使用和維護(hù)、觀測(cè)數(shù)據(jù)的歸化、測(cè)量數(shù)據(jù)的平差，其他課程基本均在其框架下開(kāi)設(shè)。課程主要分成5部分：A.水平控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)。B.控制測(cè)量的基本測(cè)量技術(shù)與方法。C.地球橢球及其數(shù)學(xué)投影變換的原理與應(yīng)用。D.常用大地控制測(cè)量坐標(biāo)系及其轉(zhuǎn)換。E.測(cè)量控制網(wǎng)平差計(jì)算與數(shù)據(jù)管理。課程結(jié)束后有大地測(cè)量學(xué)課程設(shè)計(jì)及實(shí)習(xí)，安排在第6學(xué)期的16—18周進(jìn)行，共3周，其中方案設(shè)計(jì)1周，外業(yè)觀測(cè)、內(nèi)業(yè)處理和實(shí)習(xí)報(bào)告撰寫(xiě)2周。

課程主要特點(diǎn)：內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少；涉及區(qū)域面積大導(dǎo)致學(xué)習(xí)過(guò)程中的實(shí)踐機(jī)會(huì)不多；理論知識(shí)抽象，需要豐富的想象力；公式特別多且復(fù)雜，推導(dǎo)困難、計(jì)算量大；是學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。

2 大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)混合式教學(xué)改革措施

2.1 構(gòu)建系統(tǒng)、有效的知識(shí)框架

為滿(mǎn)足不同知識(shí)層次學(xué)生的需求，必須建立思路清晰、結(jié)構(gòu)完整的知識(shí)框架，知識(shí)框架要內(nèi)容連貫、層次分明，即構(gòu)建“三模塊、三層次”的知識(shí)框架[3,4]。

根據(jù)大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)、教學(xué)大綱要求，大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程內(nèi)容可分為精密測(cè)量、橢球內(nèi)業(yè)計(jì)算和平差三大模塊。A.精密測(cè)量模塊包括大區(qū)域平面和高程控制網(wǎng)的布設(shè)，精密的角度、距離、高程測(cè)量4個(gè)專(zhuān)題。B.橢球內(nèi)業(yè)計(jì)算模塊包括地面實(shí)測(cè)方向和距離向參考橢球面歸化、參考橢球面值歸算到高斯平面及不同坐標(biāo)系統(tǒng)下成果的相互轉(zhuǎn)換3個(gè)專(zhuān)題。該模塊理論知識(shí)點(diǎn)多，公式復(fù)雜，計(jì)算難度大，是大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。C.測(cè)量平差模塊包括控制網(wǎng)概算、條件平差和間接平差3個(gè)專(zhuān)題，該模塊要求較強(qiáng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，包含大量的高等數(shù)學(xué)和線(xiàn)性代數(shù)的知識(shí)，公式多、計(jì)算量大，是課程的難點(diǎn)。這三個(gè)模塊內(nèi)容包含了大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程的絕大部分內(nèi)容，每個(gè)模塊包含多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)專(zhuān)題，每一專(zhuān)題又包含多個(gè)教學(xué)單元。

教學(xué)單元的資料設(shè)置劃分為課程預(yù)習(xí)資料、課堂講授資料、自主生成資料3個(gè)層次。課程預(yù)習(xí)資料需要借助智慧樹(shù)等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)提前發(fā)布，旨在使學(xué)生熟悉課程目標(biāo)和知識(shí)結(jié)構(gòu)。課堂講授資料是教師在課堂教學(xué)中使用的教學(xué)資源，包含多媒體課件、講稿和教案、專(zhuān)題短視頻等具體內(nèi)容，是連接課程預(yù)習(xí)資料和自主生成資料的紐帶。自主生成資料在教學(xué)過(guò)程中產(chǎn)生，但區(qū)別于傳統(tǒng)的作業(yè)，涉及內(nèi)容要具有綜合性，成果要能夠體現(xiàn)專(zhuān)題知識(shí)融合，完成之后由學(xué)生發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)上，由學(xué)生互評(píng)和教師點(diǎn)評(píng)、總結(jié)，對(duì)成果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。通過(guò)兩個(gè)年級(jí)、四個(gè)教學(xué)班級(jí)的教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明，近半數(shù)以上學(xué)生做到提前預(yù)習(xí)，自主生成資料質(zhì)量較往屆更高，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性得到了極大提高，學(xué)生之間的交流更加頻繁有效。

2.2 提升教師教學(xué)能力，優(yōu)化課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

教師的專(zhuān)業(yè)水平和知識(shí)儲(chǔ)備將直接影響教學(xué)質(zhì)量，是教學(xué)活動(dòng)的基本保障。教師不僅要熟練掌握所授課程的知識(shí)點(diǎn)，還要了解相關(guān)背景知識(shí)和課程設(shè)置情況。教師可以通過(guò)自主學(xué)習(xí)、參加學(xué)校青年教師培訓(xùn)活動(dòng)以及外出參加專(zhuān)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)提升知識(shí)水平，學(xué)習(xí)教學(xué)方法，同時(shí)注重自身人文素養(yǎng)的提高，進(jìn)而用扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和突出的人格魅力獲得學(xué)生的認(rèn)同，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

根據(jù)課程特點(diǎn)和混合式教學(xué)的需求，教師需要提前設(shè)計(jì)專(zhuān)題導(dǎo)學(xué)，并提前發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上以供學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)使用。豐富課堂教學(xué)資料，包括多媒體課件、講稿和教案、優(yōu)質(zhì)教學(xué)輔助視頻，使學(xué)習(xí)過(guò)程不再千篇一律、枯燥無(wú)味。大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程針對(duì)區(qū)域面積大，實(shí)踐機(jī)會(huì)不多，在學(xué)習(xí)過(guò)程中引入經(jīng)典工程案例、模擬工作、提出問(wèn)題和解決方案，使學(xué)生身臨其境，以此提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)樂(lè)趣，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。課后作業(yè)和在線(xiàn)測(cè)試是鞏固課堂成果、加深學(xué)生對(duì)知識(shí)理解的保障，主要以主觀題和開(kāi)放性題目為主。通過(guò)網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)、QQ群交流學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生之間進(jìn)行交流和探討，教師以引導(dǎo)為主。借助線(xiàn)上教學(xué)平臺(tái)發(fā)布微視頻、學(xué)習(xí)課件、在線(xiàn)測(cè)試等資料，學(xué)生自行選擇學(xué)習(xí)資料和適合自己的學(xué)習(xí)方式。

2.3 建立激勵(lì)性、多元化的評(píng)價(jià)體系

混合式教學(xué)模式使得教學(xué)手段多樣化、學(xué)習(xí)活動(dòng)更加豐富多彩，很大程度上提高了教學(xué)質(zhì)量，取得了很好的教學(xué)效果，但也存在一些問(wèn)題[5,6]。在導(dǎo)學(xué)方面，要求學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)，但實(shí)際情況是80%左右的學(xué)生不希望有課程預(yù)習(xí)的任務(wù)，或者只是敷衍時(shí)間，課后作業(yè)或測(cè)試直接照抄答案。教學(xué)過(guò)程是合班進(jìn)行，70人左右，教師沒(méi)有時(shí)間進(jìn)行個(gè)別教學(xué)，對(duì)于課后作業(yè)的批改和評(píng)定力不從心。因?yàn)閷W(xué)生的預(yù)習(xí)不主動(dòng)，課堂學(xué)習(xí)中對(duì)知識(shí)的接受程度參差不齊，導(dǎo)致課后作業(yè)或測(cè)試成績(jī)很不理想。

激勵(lì)性、多元化的評(píng)價(jià)體系是解決以上問(wèn)題的有效途徑之一。學(xué)生評(píng)價(jià)體系必須結(jié)合課前預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)、課后作業(yè)和測(cè)試三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行，包括線(xiàn)上平臺(tái)學(xué)習(xí)時(shí)間、作業(yè)和測(cè)試成績(jī)、答疑環(huán)節(jié)的參與度、所提問(wèn)題的質(zhì)量和深度、期末考試等方面，成績(jī)公開(kāi)透明。評(píng)價(jià)體系以學(xué)生為主導(dǎo)，每5～8人為一個(gè)學(xué)習(xí)小組，針對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)要進(jìn)行小組內(nèi)成員互評(píng)、小組間互評(píng)，與教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)相比，學(xué)生互評(píng)更加真實(shí)。通過(guò)學(xué)生互評(píng)激發(fā)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，以達(dá)到通過(guò)比較找差距，通過(guò)比較促進(jìn)步的學(xué)習(xí)效果。在學(xué)習(xí)的各個(gè)環(huán)節(jié)開(kāi)展小組內(nèi)、小組間的學(xué)生互評(píng)，接觸別人的學(xué)習(xí)成果，評(píng)價(jià)他人的過(guò)程也是對(duì)知識(shí)重新學(xué)習(xí)的過(guò)程。教師在評(píng)價(jià)過(guò)程中保留一定的權(quán)值(40%)，針對(duì)學(xué)生互評(píng)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)和適度糾正，保證互評(píng)的客觀性。針對(duì)教師在課堂教學(xué)活動(dòng)的表現(xiàn)，要開(kāi)展“生評(píng)師”活動(dòng)，針對(duì)教學(xué)方式方法、知識(shí)點(diǎn)講解等各方面，以不記名調(diào)查問(wèn)卷的形式進(jìn)行，使教師能夠了解自身的不足，了解學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的困惑和難點(diǎn)。實(shí)踐證明，通過(guò)生生互評(píng)、師生互評(píng)的評(píng)價(jià)體系，2017級(jí)和2018級(jí)測(cè)繪專(zhuān)業(yè)學(xué)生較2016級(jí)學(xué)生在大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程的考試中，成績(jī)有明顯提高，不及格率大大降低，學(xué)生在后續(xù)課程實(shí)習(xí)中表現(xiàn)出的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)也有了極大提高。

3 結(jié)語(yǔ)

混合式教學(xué)模式將傳統(tǒng)教學(xué)與線(xiàn)上教學(xué)相結(jié)合，使學(xué)習(xí)不再受限于時(shí)間和空間，提供更加靈活的學(xué)習(xí)方式，更適應(yīng)信息化的現(xiàn)代校園，學(xué)生的接受度更高。對(duì)大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)混合式教學(xué)改革展開(kāi)探索，建立了更加完整的知識(shí)體系框架，無(wú)論教師還是學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中思路都更加清晰。借助學(xué)校的師資培訓(xùn)計(jì)劃，提升了教師和教學(xué)團(tuán)隊(duì)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備、豐富了教學(xué)技巧。優(yōu)化課堂教學(xué)設(shè)計(jì)使得教學(xué)資源更加豐富、教學(xué)手段更加靈活，使課堂教學(xué)不再枯燥乏味。激勵(lì)性、多元化的評(píng)價(jià)體系，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，通過(guò)生生互評(píng)營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍。通過(guò)師生互評(píng)模式保證評(píng)價(jià)的客觀公正，改進(jìn)教師自身不足。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的大環(huán)境下，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，適應(yīng)新時(shí)代下教師的新角色，努力為社會(huì)培養(yǎng)能夠獨(dú)立思考、會(huì)學(xué)習(xí)、專(zhuān)業(yè)扎實(shí)的新型測(cè)繪人才。