提升高校測繪專業MATLAB課堂教學有效性的對策探討

劉麗峰，趙威成，孔維華

（1.山東理工大學；2.黑龍江科技大學）

提升高校測繪專業MATLAB課堂教學有效性的對策探討

劉麗峰1，趙威成2，孔維華1

（1.山東理工大學；2.黑龍江科技大學）

高校測繪專業MATLAB空間數據處理課堂有效教學研究如何提高學生應用MATLAB軟件處理測量數據的技能及水平。針對教學效能評估體系，對調查問卷中的評價指標采用專家打分法進行分析，研究提高教學效能的有效方案。根據影響教學效能的主客體，選擇三個一級指標（學生因素、教師因素和學校因素），對每一條大指標細分為二級指標，采用層次分析法和專家打分法為每個指標設定權重。研究結果表明改善教學方案略優于提高學生積極性，說明在提高教學效能工作中，教師要著力實現教學方案變革，以適應現代學生的特點；同時，作為學習主因的學生積極性的增強在改善教學效能中起重要因素。應對對策為：教師要深入研究新的教學思路，增加教學責任及精力和時間投入，豐富教學內容，結合學生專業背景，提高教學親民感，實踐、探索和改進往復進行，實現教學效果的螺旋式提升，同時，學校需加大教學條件改善，以激發學生的學習興趣，提高學習的主動性和自覺性，從而加深教學的效能感。

教學效能感；MATLAB；測繪專業；對策；層次分析法

0　引言

所謂教師的教學效能感，是指教師對自己影響學生學習行為和學習成績的能力的主觀判斷。這種判斷，會影響教師對學生的期待、對學生的指導等行為，從而影響教師的工作效率（伍新春，2004）［1］。高校教育組織途徑是課堂教學，這衡量著高校教學質量。可當下，高校課堂教學面臨有效性缺失問題（邢艷麗等，2015）［2］。升課堂教學有效性需要教師、學校、學生采取相應對策.教師要確立有效教學理念，增強教學責任意識和加大教學投入（曹霞等，2012）［3］。本文以MATLAB空間數據處理課堂實踐教學結果為基礎，從影響測繪專業課堂效果的主體（教師和學生）和環境因素入手，提出并探討提升影響測繪專業MATLAB課堂教學效能的對策。

1　高校課堂有效教學現狀與影響因素之調查

為了提高測繪專業MATLAB空間數據處理的課堂教學效果，通過文獻閱讀、問卷調查和多年教學實踐結果對比分析的方式進行總結和歸納，研究和分析影響教學效果的重要評價指標和影響教學效果的關鍵因素。課程教學效果調查從教學主體教師和學生，及教學環境三個方面展開。教師方面主要考慮：教師的教學經驗、教學時間和教學精力投入，教學課堂與學生專業的結合度、作業量；學生方面主要考慮：學生預習和復習時間、學生課堂配合度、學生提問的頻率、學生原有基礎知識水平及學生專業背景；教學條件方面主要考慮：教學實驗條件、教學及實驗課時比和課時數安排。

根據學生調查結果和專家打分情況利用層次分析法對以上影響因素的權重進行計算，得到各因素對教學效果的影響權重。教學效果的有效性等級分為三等：效果甚微（1分）、較有效（3分）和有效（5分）。教師教學經驗分為三個等級：無經驗（1分）、三年經驗（3分）和多年經驗（5分）。教學投入（時間和精力）主要指每節課的備課時間分：0-1天/節（1分），1-3天/節（3分），7天/節（5分）三個等級，其中每天工作時間為8小時。教學課堂與測繪專業的結合度，主要指MATLAB空間數據處理教學過程中與測量學、測量平差、GPS等專業課的結合程度，包括溫習專業基礎知識和例題引用等內容，根據結合程度的不同分為三個等級：零結合（1分），部分結合（3分），系統結合（5分）。選擇作業量指標目的是通過課后作業實現對課堂講授知識的溫習，分為三個等級：無作業（1分），過量作用（3分），適量作業（5分）。學生作為主觀因素是學習的主體，在學習中起主導作用。學生預習和復習程度，據學生反映課前預習對聽課效果有顯著影響，課后復習則能加深對知識的理解，將知識串聯起來，使之系統化、條理化，分為三個等級：無復習和預習（1分）、簡單復習和預習（3分）和認真復習和預習（5分）。學生課堂配合度指學生能否認真聽課，跟上教學節奏，這在實驗課時比較常見，學生注意力不集中，影響聽課效率，分為三個等級：跟不上教學節奏（1分），跟上教學節奏但理解程度不深（3分）緊跟上教學節奏（5分）。學生提問頻率主要考慮學生課下復習時發現問題能否向教師求助的問題。根據學生對未知問題解決的方式代表了學習的態度，對提高教學效能有重要的作用。根據對待問題的態度不同分為三個等級：棄之不管（1分）、被動提問（3分）和主動提問（5分）。學生原有基礎知識水平指標主要指計算機、專業課基礎知識水平，在本門課之前學習計算機語言，良好的計算機知識基礎對MATLAB空間數據處理教學有很大的幫助，學生掌握較深刻，教學效果明顯。根據原有基礎知識水平不同分為：零基礎（1分）、有些基礎知識（如學過計算機語言課）（3分）和有良好基礎知識（5分）。學生專業背景主要是指學生在上這門課之前受到過專業教育，有一定的專業基礎對增強MATLAB空間數據處理課程學習效果十分有益。分為三個等級：沒有專業基礎（1分），有一些專業基礎（3分）和良好的專業基礎（5分）。教學條件方面主要指學校能夠為教學提供實驗、學習條件及課時安排等條件。實驗條件主要學校提供的機房條件，分為三個等級：實驗條件較差（1分）、實驗條件較好（3分）和實驗條件很好（5分）。安排的教學及實驗課時比是在MATLAB空間數據處理教學中教學及實驗課課時比例；學生實踐環節是授課的鞏固和補充，授課怎能加深對基礎知識的理解，如何安排實驗和授課課時比對提高教學有效性有重要意義。實驗和授課課時比分為三個等級：1:1（1分），2:1（3分）和1:2（5分）。課時數安排指標選擇：根據多年上課經驗課時數對課程內容講解的詳細度和深度都有影響，從而對授課效果有重要意義；分為三個等級：32學時（1分）、48學時（3分）和56學時（5分）。

綜上所述，高校測繪工程專業MATLAB空間數據處理教學如何提高教學的有效性是教學者不斷探索的問題。教學過程中的教師、學生和學校三方面都對教學效果有影響，學生是內在因素，對提高教學效果有決定作用，而教師和學校是外在因素對教學效果有影響作用。因此，本文從這三方面提出和探討如何提升MATLAB空間數據處理課程授課有效性的對策。

2　教師要實施有效教學

按照教師、學生和學校三方面對教學有效性有影響的因素通過專家調查的方式對其權重進行分析，結果見表1。有效教學影響因素按程度大小排列依次為教師（0.4915）、學生（0.34706）和學校（0.16141），教師和學生的權重都大于0.3，這說明教師和學生對教學有效性影響較大。

表1　群決策——專家數據集結方法權重表

表2　課堂有效性最終方案權重表

就教師因素而言，二級指標按影響力的大小依次排序為：留作業的次數（0.39635）、講課內容結合專業程度（0.2889）、教學投入（0.25041）和教師經驗（0.06435）。留作業的次數對提高學生的積極性有重要影響，合適作業量能加深學生對知識的理解，作業過量增加學生負擔，反而適得其反。對于學生因素：學生專業背景（0.28975）、與教師的配合度（0.27433）、學生復習和預習情況（0.15503）、學生基礎知識水平（0.1464）、學生提問次數（0.1349）。學生專業背景是測量學、測量平差課程是否為前導課，若是前導課在MATLAB空間數據處理課程中專業基礎知識扎實就理解更深刻、更容易，也提高課堂教學的有效性。學生上課和教師的配合度則是指學生學習的積極性，作為學習內因對提高教學效率有重要意義。在學校因素方面各因素的權重：課時數的安排（0.7449）、教學和實驗課時比（0.12923）和實驗條件（0.12587）。課時數安排主要是考慮到作為測量和MATLAB語言結合的課程，增加學生綜合實驗課時數，既可以提高學生實踐動手能力，也可以提高學生的主動性。教學實驗課時比的合理安排，既可以保證學生對基礎知識的掌握，又能夠增加學生的實踐能力。

圖1　層次法權重分布圖

3　內因和外因的辯證關系在MATLAB空間數據處理教學中作用

唯物辯證法認為事物的內部矛盾（即內因）是事物自身運動的源泉和動力，是事物發展的根本原因。外部矛盾（即外因）是事物發展、變化的次要原因。內因是變化的根據，外因是變化的條件，外因通過內因而起作用。內因和外因辯證關系原理具有深刻的實踐意義，它是“自力更生為主，爭取外援為輔”方針的哲學根據。正確處理學生自主學習與教師教學的關系，既反對“閉關自守”，又反對完全依靠教師教授等方針，是它在實踐中的運用。用內因與外因的關系原理說明MATLAB課程中學生自學與教師提高教學水平的關系。

內因是事物的內部矛盾，外因是事物的外部矛盾，即事物與其他事物之間的相互影響和相互作用。內因和外因的關系是：第一，內因是事物發展變化的根據，它規定了事物發展的基本趨勢和方向；第二，外因是事物發展變化的不可缺少的條件，有時外因甚至對事物的發展起著重大的作用；第三，外因的作用無論多大，也必須通過內因才能起作用。學生學習的主動性對提高學習和教學效果起主導作用。學習的主動性和積極性是學生在學習上的內在動力。激勵、鼓舞、調動學生的內在動力是上好數學課程，提高教學質量的關鍵所在。

在教學過程中，學生不是被動的授育者，而是自覺的積極參與者和主動者。如何能有效調動或激發學生學習的主動性和積極性有重要意義。

在教學方式方面，存在應試教育對學生學習效能的影響：①受應試教育影響，不能有效地調動學生學習的主動性和積極性。應試教育的特點：學校教育是教師教、學生學的過程。教師是知識的傳遞者，學生是知識的接收者，只要學生能夠聽懂教師所講的知識，能夠完成作業，那么這個教學過程也就完成了。教師教的目的只是讓學生學會，而不是會學。②應試教育認為大學學校教育是終結性教育。應試教育觀念認為，人的一生大致可分為三個階段，即學習階段、工作階段、退休階段，把學習看成是人生某個階段的任務，而不是貫穿一生的活動。因此應試教育力求將人一生中所需的知識在短短幾年的學校教育中全部灌輸給學生，認為人在學校學習后會一勞永逸?；诖耍瑢W校教育力求通過幾年的學校學習使學生盡量學習更多的知識，這無疑加重了學生的課業負擔（艾修亮，2000）［4］。

從學生自身方面來看，存在以下影響教學效能的問題：①學習目標不明確。受到大學學習節奏較輕的影響以及經過高考升學的巨大壓力，造成了很多學生學習目的不很明確，學習自覺性、自制性、堅持性等意志品質較差，使得學習速度較慢，且MATLAB編程需要實踐動手能力較強，造成其學習效率低下。②意志力薄弱和玩手機等不良慣影響。由于手機等通訊工具普遍，學生養成上課注意力不集中，玩手機等多種不良習慣，這對以后的教學效果造成較壞的影響，逐漸形成惡性循環。③學生知識基礎薄弱。有些學生由于以前知識基礎差，且學習不主動，沒有課前預習和課后復習課程，不能跟上進度，逐漸喪失了學習的信心，產生了對MATLAB空間數據處理課程的畏懼心理，形成了完全消極被動學習習慣。

通過綜合考慮學生目前學習存在問題，有針對性地提高學生的積極性，發揮學生的內因作用，是提高教學的效能根本，而改善教學應試教育為素質教育，在外因方面引導學生自主學習，積極學習。旨在使MATLAB的教學過程成為“教師主導、學生參與”的過程，從而加強教學效果，目的是培養出專業素質高的復合型人才（戎海龍和彭翠云，2012；鄭慶慶和吳謹，2013；馬昕，2005）［6-8］。

4　提高學生積極性和主動性的對策

（1）進一步深化課堂教學改革，創設民主、探究、奮進、合作的課堂教學環境

按照講授知識的深度，對講授內容分為學生自學部分（學生自主學習）、自學和講授結合部分（學生自學和教師講解結合）和教師重點講解部分（教師重點講解和學生著重練習結合）。由于授課時間的限制和MATLAB語言簡單易懂的特點，教師不可能詳細講解全書內容，也不利于提高學生自學能力，因此通過對全書內容分塊分重點授課，既可以實現重點突出又能提高學生的自學的能力。

（2）改變考核方式

改變傳統試卷考核方式，采用學生分成5人一個小組，不同小組不同匯報題目采用小組匯報的方式考核，通過提問和回答的方法，根據匯報的情況和回答情況由全班學生和教師共同對匯報者成績打分，比例各占50%。通過此種方式提高了學生的學習積極性，學生問問題的人數增加5倍以上。學生從不同角度去分析問題，深入研究課本知識，提高了學生對基礎知識深度和廣度。

（3）教學方法改革

基于MATLAB語言操作性強的特點和多年教學經驗的總結，研究教學方法改革如下：

①采用學生帶電腦上課，教師課堂講授和學生操作結合，實現教師和學生講學同步，解決了學生課下忘記教學內容，下次上課用大部分時間重新溫習上節課內容的問題。通過講授和實踐結合，加深了學生對授課內容的深入理解，克服了學生對編程的畏懼心理。

②實驗課程采用基礎知識溫習部分和深入進價內容相結合方式，且提高部分知識內容采用小測試方式隨堂提交。通過此種方法改革，一改學生實驗課拖沓的習慣，和依賴指導書的情況，由于前堂課做的基礎知識練習和加深內容小測試密切相關，有了目的性學生學習的積極性大大提高，實驗完成程度大大提高，也提高了操作的效率，隨堂學習完本節課的內容，相對降低了學生的作業負擔，提高了學生的學習成就感和積極性。

（4）學校教學條件改善

學校實驗室機房應滿足學生課堂使用的要求，根據MATLAB空間數據處理課程操作性強的特點，熟練掌握MATLAB語言并能夠滿足測繪工程專業數據處理要求，需要增授課加課時數，并需要增加課程實踐環節，鞏固學生測繪專業知識和MATLAB語言的結合和靈活運用。

5　課堂改革中存在的問題及解決方案

課堂改革能夠提高學生學習的效率和積極性，但也存在著一些問題：①學生上課操作的時間較長，跟不上講課速度，影響學習聽課。因此，需要進一步調節講課速度，并限定學生操作的速度，上課操作鍛煉了學生動手能力，但也影響了授課的速度，因此需要學校安排課時適當增加。②實驗課中出現了抄襲現象，原因在于學生習慣了按照指導書按部就班學習的習慣，還缺少主動性和自主學習的能力鍛煉。解決問題方法降低進階試題的難度，循序漸進，逐步提高試題的難度，既增加學生學習的成就感，又提高了學習的興趣。

［1］伍新春主編.高等教育心理學［M］.北京：高等教育出版社，2004：51.

［2］邢艷麗，石衛華，吳瑞紅.提升河北省普通高校課堂教學有效性的對策探討［J］.智富時代，2015（11）:288.

［3］曹霞，姚利民，黃書真.提升高校課堂教學有效性的對策探討*［J］.高教探索，2012（2），70-75.

［4］艾修亮，鄭長新.從人的可持續發展看應試教育的弊端［J］.山東省教育學院學報，2000（6），82:84-85.

［5］余祖鋒，許才軍.MATLAB在測量中的應用*［J］.東北測繪，2002（4），25:43-46.

［6］戎海龍，彭翠云.關于MATLAB教學模式的幾點探討［J］.課程教材改革，2012，243:65，75.DOI：10.3969/j.issn.1007-0079.2012. 20.033.

［7］鄭慶慶，吳謹.MATLAB語言雙語教學模式探索［J］.中國冶金教育，2013（2）:45-46.

［8］馬昕.MATLAB語言及其工程應用課程的雙語教學［J］.實驗室研究與探索，2005，24（增刊）：205-206，223.

劉麗峰（19760-），女，河北邯鄲人，博士研究生，講師，研究方向為地理信息系統應用

趙威成（1981-），男，黑龍江哈爾濱人，碩士研究生，講師，研究方向為測繪技術應用

孔維華（1968-），男，河南駐馬店人，碩士研究生，教授，研究方向為測繪技術應用

Discussion on the Countermeasures of Improving MATLAB Classroom Teaching's Effectiveness of Colleges'Surveying and Mapping Discipline

LIU Li-feng1，ZHAO Wei-cheng2，KONG Wei-hua1

（1.Shandong University of Technology；2.Heilongjiang University of Science and Technology）

Effective teaching research for MATLAB spatial data processing in college surveying and mapping professional is how to improve students'skills and level on application of MATLAB software to deal with the measurement data.In view of teaching effectiveness'evaluation system，the expert scoring method is used to analyze the evaluation index of questionnaire for studying to improve the effectiveness of teaching programs.According to the subject and object's influence of teaching effectiveness，three level indexes（student factors，teacher factors and school factors）is selected and subdivide to secondary indexes set weight for each index by AHP and Delphi method.The study results show that improve teaching scheme slightly superior to improve the enthusiasm of the students，teachers should focus on the realization of teaching reform project in improving teaching efficiency，to adapt to the characteristics of modern students；at the same time，as the main factors of learning，a strengthening students'initiative plays an important role in improving the efficiency of teaching.Countermeasures are suggested:teachers should thoroughly study new teaching ideas，increase energy and time investment in teaching，and rich teaching content in class，according to the students'professional background，improve teaching populist sense，reciprocating practice，exploration and improvement to improve teaching effect in screw type.At the same time，schools need to improve teaching conditions to stimulate students'interest in learning，improve learning initiative and consciousness，and thus deepen the sense of teaching efficacy.

Sense of Teaching Efficacy；MATLAB；Surveying and Mapping Major；Countermeasure；Analytic Hierarchy Process

1007-1423（2016）25-0028-05DOI：10.3969/j.issn.1007-1423.2016.25.006

2016-06-07

2016-08-27