測繪專業視頻實驗教學平臺建設

章 迪 ，郭際明，許才軍，花向紅

（1.武漢大學 測繪學院，湖北 武漢 430079）

當前實踐教學中比較突出的問題有：①儀器類別多、更新換代快，不同教師對于儀器的理解和掌握有差異；②教學呈粗放型傾向，學生人數動輒上百、教師數量有限；③場地受限，存在視野受限、教師示教困難、學生觀摩不便等諸多缺點[1-5]。

現在高校中電腦和網絡早已普及，因而依托互聯網建設視頻實驗教學平臺極具可行性[6,7]。其意義主要體現在：①形象直觀，學生喜聞樂見，有助于提升興趣、加深理解、提高效率；②突破了時間和場地的限制，學生可以反復觀看，實現資源的循環利用；③能有效緩解師生比嚴重不足的情況，保證所有學生學到的都是“一手”知識，有利于實驗過程標準化、規范化；④能最大限度地減少儀器安全事故；⑤能提高學生自主學習的意識和能力；⑥能有效彌補傳統教學不能揭示抽象原理、難于展示內部構造、難以表現細部操作等不足；⑦將教學內容公開，有利于教師間的相互學習、改進和提高。總而言之，將視頻教學與實地操作有機結合，對于提高教學質量和學生技能水平具有重要意義。

1 建設方案

1.1 統籌全局，合理劃分教學板塊

依據知識結構的不同，實驗教學內容可劃分為“基本原則”、“基本原理”、“儀器認識”、“儀器操作”、“數據處理”、“常見錯誤”6大板塊，如圖1所示。6個板塊的內容應相互銜接，各有側重。其中“基本規則”講述各種儀器使用的通用原則與注意事項，用于基礎訓練型實驗開始前的通識性教學；“基本原理”用于解析各種測量方法的基本原理，主要用于鞏固理論課的學習，使學生知其所以然；“儀器認識”主要展示儀器外觀和內部結構，為學生的儀器操作訓練奠定基礎；“儀器操作”具體介紹某一種儀器進行某種測量工作的流程，是外業操作的核心板塊；“數據處理”主要講述外業數據的下載、格式轉換、計算、成圖等，即內業工作的主要步驟；“常見錯誤”用于展示實驗過程中易犯的錯誤，提醒廣大學生避免因錯誤操作影響數據質量，或損壞儀器、導致安全事故。

在設計實驗教學視頻拍攝劇本時，應注意如下問題：主線要清晰，時間不宜過長。對于基礎性的細節操作，可以單列劇本，體現層次感。

圖1 教學板塊劃分示意圖

1.2 統一認識，形成標準化操作規程

以國家、行業規范為參照，在充分掌握儀器構造、測量原理和方法的基礎上, 吸納總結行業專家和教學人員的意見, 兼顧實驗教學需要和實習場地的現實情況，制訂出一系列標準化的儀器操作規程，在教學隊伍中統一認識,并在教學實踐中不斷檢驗和發展。這些規程不僅能使實驗教學有章可循,成為視頻劇本的參照；對于測繪行業的規范統一也具有重要意義, 可以產生一定的社會效益。

1.3 以點帶面，建立典型案例

當前儀器的種類繁多，同一類產品各個廠家的也不盡相同，教學設備呈現多樣性。此外，同一種儀器用到不同目的的測量工作中，其用法也不盡相同。若將每一種儀器的使用都一一制作成視頻，則不僅要耗費大量的人力物力，做許多重復性工作；更重要的是剝奪了學生的學習空間，使之完全成為填鴨式教學。因而應根據實驗教學需要及實驗中心設備實際使用情況，選定一批具有代表性的儀器進行“示范建設”，以點帶面，在傳授式教學的基礎上引入聯想式、啟發性教學。

1.4 形式多樣，依托網絡建立開放平臺

多樣的呈現方式，能更有效地展現實驗教學內容。例如，當多媒體技術用于呈現實驗事實時，多采用文本、圖形和圖像；當多媒體技術用于創設情景時，多采用動畫或帶有活動現場的視音頻媒體；當多媒體技術用于提供示范行為時，多采用視頻媒體[5]。為便于瀏覽，應建立專用網站，將視頻、圖片、說明書等資料上傳，開放共享權限，并開設留言板、BBS、QQ群等，充分利用網絡環境，最大限度地突破師生交流在時間、空間上的限制。

1.5 自主研發，建立可持續模式

劇本編寫、演員選定、拍攝制作、網站開發這些工作，都應充分發揮高校人才優勢，盡可能由師生自主研發，利于后期的可持續發展。與此同時，實驗教學平臺的反饋跟蹤工作也要及時有效。對學生的疑問，應及時地予以當面或在線解答；要聽取各方面聲音，對于教學平臺中的不足之處予以改正，實現教學內容和手段的動態更新，使教學平臺能夠持續發揮其應有的作用。

1.6 學練結合，提升技能水平

視頻引入教學絕不意味著輕視或代替實地操作。對于教學人員而言，也不是教學平臺和網站一開放，就完全對學生放手不管。要讓學生牢固樹立“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”的實踐意識；提倡“勤于動手、樂于思考、敢于質疑、勇于創新”的釘子精神；并在考核中加大實踐動手能力所占的比重，為提升學生技能水平發揮導向作用。

2 初步建設成效

為了充分發揮視頻在實驗教學中的獨特優勢，武漢大學測繪實驗教學中心在學校實驗室與設備管理處及測繪學院的支持下，建設了測繪視頻實驗教學平臺。基于前文所述的建設方案，中心組織實驗教學人員在翻譯外文說明書、查閱測繪及相關行業的各類國家規范、與外聘的生產單位專家多次研討協商的基礎上，制定了一系列實驗教學標準化規程，出版了《數字測圖實驗與實習教程》《GPS 測量與數據處理實習教程》《大地測量學基礎實習教程》等實習教材10余本。選取典型的光學水準儀、全站儀、測量機器人、GNSS接收機等測量儀器，組織師生自主進行了劇本編寫、實景拍攝、后期制作和網站開發等一系列工作。

測繪儀器規范化操作實驗教學視頻網站于2011年建成（網址http://lab.sgg.whu.edu.cn/yq_video/website/），設有“儀器展示”、“在線視頻”、“常見錯誤”、“儀器模擬”、“儀器史話”、“教學應用”、“留言板”等多個子欄目，其中“儀器展示”列舉了GNSS接收機、全站儀、水準儀、測深儀、測量機器人、三維激光掃描儀等各類測量設備的圖片；“在線視頻”欄目含有代表性測繪儀器的原理、構造、操作、數據處理的動畫及視頻，是網站的核心部分，學生通過觀看視頻可以對整個實驗過程進行系統性學習；“常見錯誤”總結了以往實習過程中學生普遍容易犯的錯誤；“儀器模擬”則提供部分設備的模擬軟件，可供學生在電腦上進行仿真實驗；“儀器史話”主要列舉了中國古代測繪儀器的發展歷程，可以增強學生的民族自豪感、擴展其知識面；“教學應用”總結了視頻實驗教學模式的特點及效果；“留言板”用于教師與學生的交流互動，回答他們在學習過程中遇到的各種疑惑。

在實驗開始前，先集中學生在教室通過投影觀看視頻，學生在觀看過程中可以隨時提問，由教師予以及時解答；當視頻觀看完畢，學生感到“胸有成竹”之時再到實地開展示教和練習。實驗結束后，學生仍可以通過登錄網站自主學習來鞏固學習效果。經過幾年來在各實驗課中的推廣和應用，證明視頻教學的引入使教學效率得到顯著提高，師生反映良好。

創建視頻實驗教學平臺以來，取得的主要成效體現在如下幾個方面：

1）提高了學生的實驗成績。通過視頻教學和實地操作相結合，學生的興趣和學習效率得到顯著提升，自主學習意識和能力大為增強，實驗考核平均成績從85.3分提高到88.6分。2012年測繪學院本科生代表隊奪得全國測繪技能大賽一等獎。

2）增強了學生的工程實踐能力。視頻教學應用以來，生產一線合作單位評價學生工程實踐課程中的表現是“上手更快、動手能力更強”，學生畢業后受到工程單位的廣泛好評。

3）提升了實驗教學人員的水平，通過翻譯外文資料、編寫實驗教材、總結標準化教學規程等一系列工作，提升了教學人員自身素質，形成了教學相長的良好局面。近3年來學生對實驗課程的教學評價優良率達98%。

4）保障了測繪儀器安全。以往實驗過程中由于學生操作不規范造成的儀器損壞事件時有發生。通過視頻教學的引導和強化，不規范操作大大減少，有效保障了儀器的安全。

5）擴大了測繪實驗教學示范中心的影響力。視頻教學平臺上線運行后，不僅在校園內得到廣大學子的青睞，還廣受兄弟院系的學生、甚至生產單位的歡迎。網絡傳播突破時空限制，進一步發揮了國家級實驗教學中心的示范作用。

3 結 語

視頻教學與實地操作相結合，在一定程度上突破了傳統測繪實驗教學在空間、時間和硬件上的局限，形成了一種學練有機結合的教學模式，激發了學生的學習興趣、提高了實驗教學效率、保障了測繪儀器的安全。然而這種教學模式也存在一些局限性，如“學”和“練”仍未完全同步、感官體驗不夠真實、學習效果仍需人工考核等等。武漢大學國家級測繪實驗教學示范中心正組織師生進行技術研發，以期開發出具有交互式功能的仿真儀器，建立“身臨其境”的虛擬測繪實驗教學平臺，真正實現測繪實驗教學“學練考自動化、一體化”，讓學生學在其中、樂在其中。

[1]寧津生.對當前測繪高等教育現狀與測繪地理信息產業發展的幾點思考[J].地理空間信息，2012,10(6) ：1-3

[2]寧津生, 陳俊勇, 李德仁, 等.測繪學概論[M].武漢: 武漢大學出版社, 2008

[3]花向紅,汪志明,許才軍，等.測繪工程本科專業實驗教學改革實踐與思考[J].高等理科教育,2003,27(6):58-60

[4]花向紅,鄒進貴,郭際明.數字測圖實習的組織實施與體會[J].實驗室研究與探索,2008(6):112-114

[5]章迪，郭際明，花向紅.建設測繪實習專用場地的探討[A].夏建潮.實驗管理創新[C].武漢：中國地質大學出版社，2013

[6]章迪，余艷.提高測繪儀器操作的實驗教學效果[J].測繪信息與工程，2011(5):52-54

[7]劉翔翔，楊勇平，吉鵬飛.視頻實驗教學系統實現與應用[J].辦公自動化,2011(12):14-16