高職院?！稊z影測量》課程教學(xué)改革與實(shí)踐

王冬梅

(黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 開封 475004)

0 引 言

《攝影測量》是高職攝影測量與遙感技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，課程理論性與實(shí)踐性都較強(qiáng)，高職學(xué)生接受起來往往覺得內(nèi)容繁雜，難以理解[1]；同時(shí)，又是《數(shù)字?jǐn)z影測量》、《遙感原理與應(yīng)用》等課程的基礎(chǔ)課程。黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院(簡稱黃河水院)是國家28所首批示范性建設(shè)院校之一，在高職示范性建設(shè)期間，高職《攝影測量》開展了基于工作過程的項(xiàng)目化課程改革與實(shí)踐，并于2009年《攝影測量》課程已建設(shè)成測繪教指委級(jí)精品課程資源。高職教育是高等教育的半壁江山，在培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力的同時(shí)，還要為學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的專業(yè)職業(yè)素質(zhì)提升奠定基礎(chǔ)。在多年的教學(xué)實(shí)踐過程中，《攝影測量》課程在貼近高職學(xué)生接受能力與認(rèn)知水平、貼近企業(yè)需求和測繪相關(guān)職業(yè)資格要求方面，取得了一定的進(jìn)步[2]，并從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和考核方式等方面進(jìn)行了不斷的改革與實(shí)踐。

1 教學(xué)內(nèi)容改革

1.1 理論教學(xué)內(nèi)容的改革

攝影測量始于19世紀(jì)中葉，經(jīng)歷了模擬攝影測量和解析攝影測量兩個(gè)階段， 現(xiàn)已步入數(shù)字?jǐn)z影測量時(shí)代[3]。因此，《攝影測量》課程教學(xué)內(nèi)容應(yīng)順應(yīng)攝影測量技術(shù)的發(fā)展[4]。為了更好地適應(yīng)當(dāng)前攝影測量技術(shù)的發(fā)展，有必要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，剔除陳舊過時(shí)的內(nèi)容，如模擬/解析立體測圖儀原理和方法，增加當(dāng)今攝影測量的新理論、新方法和新技術(shù)以滿足社會(huì)的需求，如POS數(shù)據(jù)在攝影測量的應(yīng)用以及無人機(jī)航空攝影數(shù)據(jù)的獲取等；并在課程內(nèi)容中形成完整的教學(xué)體系。同時(shí)，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，加強(qiáng)培養(yǎng)高職學(xué)生的實(shí)踐能力。

《攝影測量》課程根據(jù)相應(yīng)的理論體系和職業(yè)崗位，包括解析攝影測量基礎(chǔ)、航空攝影測量、像片控制測量、影像判讀與調(diào)繪和解析空中三角測量[5]，具體內(nèi)容如表1所示。有關(guān)特征提取與數(shù)字影像匹配和4D產(chǎn)品(DEM、DOM、DLG和DRG)制作等放到《數(shù)字?jǐn)z影測量》課程中講授[6]，不在《攝影測量》課程上做要求。

表1 《攝影測量》課程內(nèi)容

1.2 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)

在課程教學(xué)過程中將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，通過實(shí)踐教學(xué)幫助學(xué)生深入理解理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力[7]。根據(jù)《攝影測量》課程內(nèi)容，其實(shí)踐教學(xué)體系包括“單項(xiàng)技能訓(xùn)練”和“綜合實(shí)訓(xùn)”兩個(gè)層次，如圖1所示。

圖1 實(shí)踐教學(xué)體系

單項(xiàng)技能訓(xùn)練通過與學(xué)習(xí)型教學(xué)任務(wù)同步開展。《攝影測量》課程單項(xiàng)技能訓(xùn)練主要包括：測繪航空攝影計(jì)算、航測技術(shù)設(shè)計(jì)書撰寫、無人機(jī)測繪系統(tǒng)設(shè)計(jì)、像對(duì)立體觀察和像控點(diǎn)布設(shè)與刺點(diǎn)。測繪航空攝影計(jì)算主要是讓學(xué)生加深和鞏固對(duì)測繪航空攝影過程的理解，為無人機(jī)測繪提供基礎(chǔ)能力。航測技術(shù)設(shè)計(jì)書撰寫是加深對(duì)測繪技術(shù)規(guī)劃、航測成圖流程的了解，掌握測繪項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)的撰寫方法。無人機(jī)測繪系統(tǒng)設(shè)計(jì)是了解和認(rèn)識(shí)無人機(jī)測繪系統(tǒng)的組成、產(chǎn)品性能和參數(shù)，完成一個(gè)無人機(jī)測繪系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。像對(duì)立體觀察，是培養(yǎng)學(xué)生用橋式立體鏡觀察立體像對(duì)產(chǎn)生不同的立體效應(yīng)(如正立體效應(yīng)、反立體效應(yīng)和零立體效應(yīng))。像控點(diǎn)布點(diǎn)與刺點(diǎn)，加深對(duì)像片控制測量、解析空中三角測量原理的理解，掌握像片測量布點(diǎn)方法和像片刺點(diǎn)方法。

綜合實(shí)訓(xùn)是在《攝影測量》課程之后完成3周集中實(shí)訓(xùn)。在單項(xiàng)技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，學(xué)生已經(jīng)對(duì)綜合實(shí)訓(xùn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)有所了解，因此，綜合實(shí)訓(xùn)以學(xué)生做為主，老師指導(dǎo)為輔，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生解決問題、分析問題的能力。結(jié)合我校當(dāng)前的師資隊(duì)伍和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件等實(shí)際情況，由攝影測量與遙感技能大師工作室的企業(yè)專家和校內(nèi)教師聯(lián)合航測無人機(jī)空三加密和像片調(diào)繪項(xiàng)目，要完成這一綜合實(shí)訓(xùn)，首先需要進(jìn)行無人機(jī)航空攝影測量，然后進(jìn)行像片控制點(diǎn)非全野外布點(diǎn)、刺點(diǎn)和施測，最后，在空三加密軟件上進(jìn)行空三加密和像片調(diào)繪。

2 教學(xué)模式的改革

由于《攝影測量》課程基本概念多，理論抽象性強(qiáng)；數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)多，邏輯嚴(yán)密；空間關(guān)系復(fù)雜，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換多[8]。近年來，高職院校生源質(zhì)量較低，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力欠缺，學(xué)習(xí)習(xí)慣較差；高職人才培養(yǎng)要求掌握一定理論知識(shí)，具有某一項(xiàng)專門的技能，知識(shí)能力要求以“夠用為度”為原則。根據(jù)高職學(xué)生的特點(diǎn)和人才培養(yǎng)的要求，在當(dāng)今信息化教學(xué)的大背景下，對(duì)已建設(shè)成的測繪教指委級(jí)《攝影測量》精品課程資源進(jìn)行了升級(jí)改造，按照“一體化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)化課程、顆?；Y源”的原則，在國家資源庫職教云平臺(tái)上建設(shè)《攝影測量》課程資源，并對(duì)一些抽象的理論，如在教學(xué)中涉及大量的空間坐標(biāo)系、透視投影變換中重要的點(diǎn)線面、坐標(biāo)變換、像點(diǎn)位移、相對(duì)定向、絕對(duì)定向等內(nèi)容，這些抽象枯燥、又不易進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，利用虛擬技術(shù)制作三維動(dòng)畫上傳到國家資源庫職教云平臺(tái)《攝影測量》課程資源上輔助教學(xué)，可以將枯燥的理論知識(shí)用生動(dòng)靈活的表現(xiàn)形式表達(dá)。

為了調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，以校園無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋為有利條件，開展基于云課堂平臺(tái)“線上自學(xué)、網(wǎng)上輔導(dǎo)和線下組織課堂教學(xué)”相結(jié)合的線上線下混合式教學(xué)，把教學(xué)過程分為課前、課中、課后三個(gè)階段[9]，具體如圖2所示。

圖2 線上線下混合式教學(xué)模式

2.1 課前階段

課前階段，學(xué)生利用云課堂平臺(tái)完成《攝影測量》課程自學(xué)，通過在線學(xué)習(xí)、在線測驗(yàn)、課前實(shí)踐練習(xí)，在線與教師或者同學(xué)之間進(jìn)行交流討論；教師跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)情況、收集學(xué)習(xí)問題、調(diào)整課上流程。課前在線學(xué)習(xí)，作為后續(xù)“翻轉(zhuǎn)課程”教學(xué)的先導(dǎo)，為課堂教學(xué)階段做好基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備；同時(shí)，對(duì)教師課堂教學(xué)引導(dǎo)。

2.2 課中階段

課堂教學(xué)分為自學(xué)點(diǎn)評(píng)、知識(shí)點(diǎn)講解、技能點(diǎn)演示、提問、隨堂測試、討論、頭腦風(fēng)暴和技能訓(xùn)練等教學(xué)環(huán)節(jié)。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)階段，教師的角色變成導(dǎo)師，學(xué)生的角色更加突出學(xué)習(xí)主體性[10]；教師首先針對(duì)云課堂平臺(tái)中在線測試的反饋情況，掌握學(xué)生課前自學(xué)情況，找出課堂教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)，綜合考慮教學(xué)重、難點(diǎn)以及關(guān)鍵點(diǎn)，在課堂翻轉(zhuǎn)教學(xué)環(huán)節(jié)采用引導(dǎo)、講解、現(xiàn)場演示、互動(dòng)等多種方式。利用云課堂平臺(tái)“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)對(duì)學(xué)生知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)掌握情況進(jìn)行隨機(jī)提問、隨堂測試或現(xiàn)場技能訓(xùn)練考核，從而培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)實(shí)踐和主動(dòng)思考的能力。

2.3 課后階段

學(xué)生通過云課堂平臺(tái)完成教師布置的課后作業(yè)，并在線提交；教師對(duì)學(xué)生提交的作業(yè)進(jìn)行考核評(píng)價(jià)；同時(shí)，學(xué)生與教師、同學(xué)之間還可以隨時(shí)隨地進(jìn)行交流討論與評(píng)價(jià)。課后可以有效地輔助了“課堂翻轉(zhuǎn)教學(xué)”，也鞏固了知識(shí)的學(xué)習(xí)。

3 考核方式的改革

傳統(tǒng)的教學(xué)考核體系并不能全面反映學(xué)生的掌握知識(shí)的情況，作為培養(yǎng)技能人才搖籃的高職院校，考核體系要與人才培養(yǎng)保持協(xié)調(diào)一致。《攝影測量》課程通過線上線下混合式開展教學(xué)，考核采用“過程+結(jié)果”的考核模式。

3.1 過程考核

“過程”考核通過手機(jī)云課堂APP平臺(tái)學(xué)習(xí)課程資源、參與課堂互動(dòng)、自我測驗(yàn)、完成作業(yè)、考勤等方面，占課程總成績的30%。學(xué)習(xí)者必須以實(shí)名用戶注冊(cè)、登錄資源庫，通過資源庫后臺(tái)跟蹤掌握學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的過程。對(duì)黃河水院攝影測量與遙感技術(shù)專業(yè)2015級(jí)98名部分學(xué)生《攝影測量》課程跟蹤學(xué)習(xí)情況如圖3所示。

圖3 《遙感原理與制圖》課程跟蹤學(xué)習(xí)情況

從圖3看出，線上線下混合式教學(xué)模式大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情與主動(dòng)性，學(xué)生通過手機(jī)云課堂AAP或電腦登錄云課堂平臺(tái)學(xué)習(xí)課程資源、參與課堂互動(dòng)、自我測驗(yàn)、完成作業(yè)和在線考試的勁頭一直保持高位，這些表現(xiàn)出對(duì)線上線下混合式教學(xué)模式的認(rèn)可和對(duì)該課程學(xué)習(xí)的熱情。

3.2 學(xué)習(xí)效果

以黃河水院2015級(jí)高職攝影測量與遙感技術(shù)等專業(yè)98名學(xué)生《攝影測量》課程進(jìn)行過程性考核與結(jié)果性考核相結(jié)合，學(xué)生小組評(píng)價(jià)與教師評(píng)價(jià)相結(jié)合[7]，知識(shí)考核與技能考核相結(jié)合?！爸R(shí)”考核學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容和原理的掌握，主要采用試卷考試的方式，但是在試卷的題目中還包括在實(shí)踐過程中所要注意的關(guān)鍵問題，考試成績占課程總成績的40%?！凹寄堋笨己酥饕己藢W(xué)生的動(dòng)手操作能力，主要包括學(xué)生實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)中完成的成果及精湛技能考核、實(shí)習(xí)總結(jié)報(bào)告等，占課程總成績的30%。

課程成績綜合統(tǒng)計(jì)，劃分為90分以上，80～89分，70～79分，60～69分和60分以下5個(gè)區(qū)間，其成績分布情況如圖4所示。

圖4 《攝影測量》課程成績分布

從圖4成績統(tǒng)計(jì)可以看出，學(xué)生整體學(xué)習(xí)情況不錯(cuò)，98人中，只有2人不及格，占2%；60～69分有15人，占15%；70～79分有23人，占24%；80～89分有40人，占41%；90分以上有18人，占18%，其成績符合正態(tài)分布。

通過這3個(gè)方面的考核，改變了以往重理論輕實(shí)踐、重結(jié)果輕過程的考核模式，突出了對(duì)攝影測量技能的掌握的重要性和功夫需要平時(shí)慢慢積累，這樣能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

4 結(jié) 語

課程教學(xué)改革是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、系統(tǒng)的建設(shè)工程。高職《攝影測量》是一門理論與實(shí)踐都較強(qiáng)的專業(yè)核課程，經(jīng)過10多年的教學(xué)改革實(shí)踐，從高職示范性建設(shè)時(shí)期按照項(xiàng)目化課程開展與建設(shè)的《攝影測量》測繪教指委精品課程，到信息化教學(xué)基于國家資源庫云平臺(tái)《攝影測量》資源共享課程，《攝影測量》課程改革永遠(yuǎn)在路上。隨著數(shù)字?jǐn)z影測量時(shí)代的到來和無人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容要與時(shí)俱進(jìn)、不斷更新，只有這樣才能為企業(yè)輸送有用的應(yīng)用型人才，實(shí)現(xiàn)高職辦學(xué)的真正目標(biāo)[11]。同時(shí)，根據(jù)當(dāng)前高職學(xué)生的生源情況和學(xué)生的特點(diǎn)，教學(xué)模式和考核方式也進(jìn)行了改革。經(jīng)過多年的實(shí)際教學(xué)驗(yàn)證，高職《攝影測量》課程在實(shí)際教學(xué)過程中不斷的改革，學(xué)生能夠掌握《攝影測量》課程理論的精髓，能夠勝任《攝影測量》課程當(dāng)前對(duì)應(yīng)的職業(yè)崗位，為畢業(yè)后從事航測生產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。