基于混合式教學(xué)的大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

岳勝如　胡雪菲　許麗　劉松江

［摘 要］隨著測(cè)繪新儀器以及數(shù)據(jù)處理方法和手段的持續(xù)更新，傳統(tǒng)的大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課堂教學(xué)模式已不能適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)的要求。項(xiàng)目組針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式的問(wèn)題和測(cè)繪技術(shù)的更新，以問(wèn)題為導(dǎo)向進(jìn)行大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革，進(jìn)一步改革教學(xué)內(nèi)容，融入思政元素，建設(shè)教學(xué)資源庫(kù)，建立多元評(píng)價(jià)體系，以構(gòu)建基于混合式教學(xué)的大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)體系，以提高教學(xué)質(zhì)量。

［關(guān)鍵詞］大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)；教學(xué)改革；混合式教學(xué)

［中圖分類號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 2095-3437（2023）04-0078-03

自塔里木大學(xué)測(cè)繪工程專業(yè)2016年招生以來(lái)，筆者即開始承擔(dān)測(cè)繪工程專業(yè)大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程授課任務(wù)，目前已完成2016—2019級(jí)共4個(gè)年級(jí)、7個(gè)班級(jí)、230名學(xué)生的授課任務(wù)。在充分學(xué)習(xí)和借鑒他人教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上[1-4]，授課方式從最初的“課堂講授+實(shí)驗(yàn)”的傳統(tǒng)方式，轉(zhuǎn)變?yōu)椤盎谥腔蹣浣虒W(xué)平臺(tái)的線上線下混合教學(xué)+思政教學(xué)+多元評(píng)價(jià)體系+學(xué)風(fēng)建設(shè)”教學(xué)模式。本文主要介紹近幾年大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)及改革的要點(diǎn)、教學(xué)方式、評(píng)價(jià)體系建立及學(xué)風(fēng)建設(shè)等內(nèi)容，通過(guò)教育實(shí)踐，培育出具有“艱苦奮斗、自強(qiáng)不息、扎根邊疆、甘于奉獻(xiàn)”胡楊精神的應(yīng)用型測(cè)繪專業(yè)人才。

一、大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程現(xiàn)狀與特點(diǎn)

大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程針對(duì)測(cè)繪工程本科學(xué)生開設(shè)，屬學(xué)科基礎(chǔ)課，先修課程為高等數(shù)學(xué)、測(cè)繪學(xué)概論、數(shù)字地形測(cè)量學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、工程測(cè)量學(xué)等，后續(xù)課程主要有 GNSS原理及應(yīng)用、誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)、礦山測(cè)量學(xué)、房地產(chǎn)測(cè)繪與估價(jià)、變形監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)處理、精密工程測(cè)量學(xué)等。教學(xué)大綱設(shè)定本課程共56個(gè)學(xué)時(shí)，3.5學(xué)分，分為52個(gè)理論學(xué)時(shí)，4個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。課程內(nèi)容大致分為控制網(wǎng)布設(shè)及精密測(cè)量、地面—橢球—高斯平面改正計(jì)算和平差計(jì)算3個(gè)模塊?？刂凭W(wǎng)布設(shè)及精密測(cè)量模塊包括國(guó)家水平和高程控制網(wǎng)布設(shè)、精密的角度、距離、高程測(cè)量等內(nèi)容；地面—橢球—高斯平面改正計(jì)算模塊包括地面觀測(cè)元素向參考橢球面歸化、高斯投影、不同坐標(biāo)系統(tǒng)下的成果轉(zhuǎn)換等內(nèi)容，該模塊涉及的知識(shí)點(diǎn)多，推導(dǎo)過(guò)程和計(jì)算公式復(fù)雜、難度大，是重點(diǎn)也是難點(diǎn)；平差計(jì)算模塊包括控制網(wǎng)概算、條件和間接平差，要求學(xué)生具有扎實(shí)的高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、線性代數(shù)知識(shí)，這也是課程的難點(diǎn)。這3個(gè)模塊內(nèi)容包含大地測(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)專題，每一個(gè)專題又包含多個(gè)教學(xué)單元。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15天，其中方案設(shè)計(jì)5天、外業(yè)觀測(cè)5天、內(nèi)業(yè)處理和實(shí)習(xí)報(bào)告撰寫5天。

本課程主要特點(diǎn)為內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少；實(shí)驗(yàn)課時(shí)少且實(shí)踐機(jī)會(huì)不多；理論知識(shí)點(diǎn)抽象，需要學(xué)生具備一定的想象力和理解力；公式特別多且復(fù)雜，推導(dǎo)困難、計(jì)算難度大，是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。

二、大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程混合式教學(xué)改革措施

（一）改革教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容改革指的是在現(xiàn)行教學(xué)大綱下，刪除或簡(jiǎn)化一部分已經(jīng)不用或基本不用的理論和方法，增加部分測(cè)量新理論新技術(shù)新手段。

第一，刪去測(cè)量覘標(biāo)建設(shè)的相關(guān)內(nèi)容。受測(cè)距儀器限制，1954年北京坐標(biāo)系和1980年西安坐標(biāo)系在建設(shè)的過(guò)程中主要采用三角測(cè)量方法。三角網(wǎng)的主要優(yōu)點(diǎn)是圖形簡(jiǎn)單，網(wǎng)的精度較高，有較多的檢核條件，易發(fā)現(xiàn)觀測(cè)中的粗差，便于計(jì)算；缺點(diǎn)是在平原或隱蔽地區(qū)易受障礙物的影響，布網(wǎng)困難大，有時(shí)不得不建造較高的覘標(biāo)。隨著電磁波測(cè)距儀的不斷完善和普及，導(dǎo)線網(wǎng)和邊角網(wǎng)逐漸得到廣泛應(yīng)用，尤其在平原或隱蔽地區(qū)已基本代替了三角網(wǎng)作為等級(jí)控制網(wǎng)。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的出現(xiàn)和完善使得其逐漸成為各等級(jí)控制網(wǎng)的主要手段[5-6]，因其控制點(diǎn)間無(wú)須通視，已不用建立各種覘標(biāo)，因此建設(shè)覘標(biāo)的相關(guān)內(nèi)容可在課堂上一帶而過(guò)。

第二，簡(jiǎn)化控制測(cè)量概算的內(nèi)容。傳統(tǒng)三角網(wǎng)等控制網(wǎng)在控制測(cè)量外業(yè)結(jié)束后，會(huì)獲得大量的外業(yè)觀測(cè)值（如水平方向、邊長(zhǎng)和天文方位角等）和其他必要的測(cè)繪資料（如歸心投影用紙等），緊接著需進(jìn)行控制測(cè)量的概算。概算的目的是系統(tǒng)地檢查外業(yè)成果質(zhì)量，把好質(zhì)量關(guān)；將地面上觀測(cè)成果化算到高斯平面上，為平差計(jì)算做好數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作；計(jì)算各控制點(diǎn)的資用坐標(biāo)，為數(shù)字測(cè)圖或放樣等提供未經(jīng)平差的控制測(cè)量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。然而概算針對(duì)的只是三角網(wǎng)等傳統(tǒng)控制手段，在目前全站儀、GNSS和相關(guān)數(shù)據(jù)處理軟件普及的情況下，最終結(jié)果均可一次解算，時(shí)間短、效率高且無(wú)須概算。而三角網(wǎng)概算涉及的內(nèi)容多，公式多且復(fù)雜，需要較強(qiáng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，這將大大地降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在此背景下，可簡(jiǎn)化該部分內(nèi)容，重點(diǎn)講解控制測(cè)量概算的基本概念和目的即可，無(wú)須講解三角網(wǎng)概算的計(jì)算實(shí)例和涉及的計(jì)算公式[7]。

第三，增加GNSS控制測(cè)量的內(nèi)容?；贕NSS技術(shù)的控制網(wǎng)建立方法相對(duì)于傳統(tǒng)三角網(wǎng)、導(dǎo)線等有很多優(yōu)點(diǎn)，如無(wú)須通視、全天候、精度高、速度快等，已經(jīng)成為各等級(jí)控制網(wǎng)建立的首選方法，大地測(cè)量已由傳統(tǒng)的幾何大地測(cè)量轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g大地測(cè)量。因此，在大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程中應(yīng)將GNSS控制測(cè)量應(yīng)用作為一個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解，少講原理、多講應(yīng)用，原理部分可放在GNSS原理及應(yīng)用課程中講解。這樣既能提高課程和實(shí)際生產(chǎn)的聯(lián)系程度，又能建立起課程間的聯(lián)系，有利于學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)體系。

第四，簡(jiǎn)化工程控制網(wǎng)條件平差和間接平差的內(nèi)容。針對(duì)平差計(jì)算部分，現(xiàn)行教學(xué)大綱安排了6學(xué)時(shí)，占總學(xué)時(shí)的10.7%，占比較大。由于同一學(xué)期誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)課程同時(shí)開展，內(nèi)容存在部分重疊，可將平差計(jì)算部分的課程安排為4學(xué)時(shí)，其中條件平差2學(xué)時(shí)、間接平差2學(xué)時(shí)，主要講解條件平差和間接平差的基本概念與條件，以期建立起兩門課程的聯(lián)系。

（二）融入思政元素

高等學(xué)校教育的根本任務(wù)是立德樹人。大學(xué)階段是學(xué)生建立和完善世界觀、人生觀、價(jià)值觀的重要時(shí)期，當(dāng)前部分學(xué)生對(duì)社會(huì)和使命的認(rèn)識(shí)并不充分，如何培養(yǎng)出具有獨(dú)立思想、政治認(rèn)同、家國(guó)情懷、文化素養(yǎng)、法治意識(shí)、道德修養(yǎng)、職業(yè)修養(yǎng)以及有擔(dān)當(dāng)?shù)纳鐣?huì)主義建設(shè)者和接班人非常重要[8]。近年來(lái)，以短視頻為主的自媒體平臺(tái)，如快手、抖音、西瓜、頭條等不斷發(fā)展，任一用戶均可在平臺(tái)發(fā)布各種類型的信息，伴隨海量信息增加，內(nèi)容審核難度大，一些含有錯(cuò)誤思潮的信息對(duì)部分學(xué)生的思想意識(shí)造成了沖擊[9]。因此，改變傳統(tǒng)思政教育模式，將思政教育融入非思政課堂，符合新時(shí)代思政教育要求。基于智慧樹平臺(tái)，項(xiàng)目組在相應(yīng)章節(jié)多媒體課件制作中，融入思政元素，課程思政元素及融入點(diǎn)如表1所示。

（三）建設(shè)教學(xué)資源庫(kù)

教學(xué)資源是學(xué)生學(xué)習(xí)的根本基礎(chǔ)，可基于智慧樹平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)資源收集整理。大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)堅(jiān)持以問(wèn)題為導(dǎo)向，發(fā)布各章節(jié)問(wèn)題導(dǎo)學(xué)案例12個(gè)、多媒體課件11個(gè)、教學(xué)大綱及電子版參考教材3份、武漢大學(xué)等相關(guān)課程資源53個(gè)、測(cè)試卷3套、課程視頻20個(gè)，建立試題庫(kù)1個(gè)（試題500道）。學(xué)生可在具有豐富的教學(xué)資源的智慧樹教學(xué)平臺(tái)上，選擇自己喜歡的學(xué)習(xí)方式，學(xué)習(xí)效率得到了提高。遇到疑點(diǎn)難點(diǎn)時(shí)可通過(guò)查找資料、生生交流等方式解決，無(wú)法自主解決的問(wèn)題亦可發(fā)布在課程平臺(tái)的討論區(qū)。學(xué)生帶著問(wèn)題看資源，充分利用線上資源的豐富性和可重復(fù)性，使得他們?cè)诰€下課堂交流的針對(duì)性更強(qiáng)、學(xué)習(xí)效果更明顯。

（四）建立多元評(píng)價(jià)體系

大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系必須擺脫傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，要結(jié)合線上線下混合式教學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行。在課前預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)、課后測(cè)試3個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行評(píng)價(jià)，課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)可根據(jù)線上資源下載次數(shù)和學(xué)習(xí)時(shí)間、討論區(qū)參與度、所提問(wèn)題的質(zhì)量和深度等各個(gè)方面進(jìn)行，成績(jī)公開透明。在課堂學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)成立學(xué)習(xí)小組，針對(duì)學(xué)習(xí)表現(xiàn)，小組內(nèi)成員互評(píng)、小組間互評(píng)，通過(guò)生生互評(píng)激發(fā)學(xué)生個(gè)人榮譽(yù)感、學(xué)習(xí)積極性和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，營(yíng)造良性競(jìng)爭(zhēng)氛圍。課后測(cè)試環(huán)節(jié)則主要通過(guò)線上測(cè)試卷成績(jī)給出客觀的評(píng)價(jià)。最后，保留教師在評(píng)價(jià)過(guò)程中的一定權(quán)值（30%～40%），教師可對(duì)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行評(píng)價(jià)和適度糾正。

三、教學(xué)效果評(píng)價(jià)

課程結(jié)束后，項(xiàng)目組基于騰訊問(wèn)卷平臺(tái)開展了線上教學(xué)效果調(diào)查。參與調(diào)查的為2018級(jí)、2019級(jí)4個(gè)班級(jí)共128名學(xué)生，共回收問(wèn)卷118份，調(diào)查結(jié)果顯示，93.2%的學(xué)生認(rèn)為基于混合式教學(xué)模式的教學(xué)效果為優(yōu)。有關(guān)不同教學(xué)形式獲益情況的調(diào)查結(jié)果顯示，網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)是僅次于課堂講授的獲益方式，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于自學(xué)、講座等其他形式的教學(xué)方式。在學(xué)習(xí)情況調(diào)查中，11%的學(xué)生會(huì)利用學(xué)習(xí)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，以了解準(zhǔn)備講授的內(nèi)容；54.2%的學(xué)生選擇在課堂上認(rèn)真聽講，以充分掌握課程內(nèi)容；13.6%的學(xué)生選擇在課后利用學(xué)習(xí)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行課后復(fù)習(xí)，以鞏固所學(xué)知識(shí)；需要注意的是，21.2%的學(xué)生選擇在考試前及時(shí)復(fù)習(xí)，以便順利通過(guò)考核，這反映出一部分學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性不夠高，需進(jìn)一步加以引導(dǎo)，以便其樹立正確的學(xué)習(xí)觀和遠(yuǎn)大目標(biāo)。99.2%的學(xué)生表示，非常愿意和嘗試通過(guò)學(xué)習(xí)平臺(tái)學(xué)習(xí)與課程相關(guān)的微課程。

四、結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，迅速興起的混合式教學(xué)模式將線上學(xué)習(xí)和課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，更符合移動(dòng)設(shè)備被大量使用的新時(shí)代教學(xué)要求，使得學(xué)習(xí)過(guò)程不再受制于空間和時(shí)間?；诨旌鲜浇虒W(xué)的大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程從構(gòu)架完整知識(shí)框架的基礎(chǔ)上，刪去或簡(jiǎn)化冗余知識(shí)點(diǎn)，引入思政教學(xué)相關(guān)內(nèi)容，建設(shè)線上線下教學(xué)資源，在多元評(píng)價(jià)體系中充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，最后通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷的方式了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，以進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)方式，進(jìn)行教學(xué)反思，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)空間。基于混合式教學(xué)的大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐大幅度地提高了大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)質(zhì)量，完善了評(píng)價(jià)體系。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

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［責(zé)任編輯：蘇祎穎］