基于微課的《測量平差基礎(chǔ)》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究

孫 杰，賴祖龍

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）信息工程學(xué)院，湖武漢 430074）

基于微課的《測量平差基礎(chǔ)》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究

孫 杰1，賴祖龍1

《測量平差基礎(chǔ)》是測繪專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，該課程內(nèi)容抽象、理論性較強、公式繁多，學(xué)生理解起來比較困難，課程難度和教學(xué)方法的不足導(dǎo)致學(xué)生很難學(xué)好這門課程。將基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式引入《測量平差基礎(chǔ)》教學(xué)，可以提高學(xué)生的興趣、減少課堂講授時間、增加課堂互動、強化重難點知識、提高教學(xué)質(zhì)量。

翻轉(zhuǎn)課堂；測量平差基礎(chǔ)；微課；教學(xué)模式

《測量平差基礎(chǔ)》是測繪類學(xué)科的專業(yè)必修課程,學(xué)好這門課程可為后續(xù)的測繪專業(yè)知識體系打下堅實的理論基礎(chǔ)。但是，《測量平差基礎(chǔ)》內(nèi)容抽象、理論性較強、公式繁多，學(xué)生理解起來比較困難，課程自身的難度和教學(xué)方法的不足導(dǎo)致多數(shù)學(xué)生很難學(xué)好這門課程。如何設(shè)計合適的教學(xué)模式，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，一直都是測繪學(xué)科教學(xué)改革關(guān)注的重點[1]。

翻轉(zhuǎn)課堂是近年來逐漸興起的一種教學(xué)模式，能夠給師生更多的交互時間，但是課前教育缺乏針對性。微課針對性強、授課形式豐富。將微課的優(yōu)勢應(yīng)用于翻轉(zhuǎn)課堂，可提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性與自主學(xué)習(xí)能力，也使教師有更多時間組織課堂教學(xué)。為了探索《測量平差基礎(chǔ)》課程的教學(xué)新方法，提高該課程的教學(xué)水平，幫助學(xué)生學(xué)好這門課程，本文首先闡述了翻轉(zhuǎn)課堂和微課的概念與基本特征，然后通過分析《測量平差基礎(chǔ)》課程的教學(xué)內(nèi)容、現(xiàn)有的手段與不足，設(shè)計了基于微課的《測量平差基礎(chǔ)》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。

1 翻轉(zhuǎn)課堂與微課

1.1 翻轉(zhuǎn)課堂定義與特征

2011年，薩爾曼·可汗在Technology Entertainment Design大會上的演講報告中提到了一種新的教學(xué)方式——“翻轉(zhuǎn)課堂（flipped class-room）”[2]。在這種教學(xué)方式下，學(xué)生可在家觀看可汗學(xué)院的數(shù)學(xué)教學(xué)視頻并完成相關(guān)作業(yè)，對于視頻中的難點和作業(yè)中遇到的問題可及時在課堂上和老師同學(xué)交流討論。翻轉(zhuǎn)課堂具有以下特征：

1）教學(xué)角色換位，學(xué)生成為教學(xué)過程的主要執(zhí)行者，教師成為學(xué)生學(xué)習(xí)過程的指導(dǎo)者、輔助者。

2）交流評價及時，師生間能及時針對某一問題進行交流反饋。

3）教學(xué)目標(biāo)升級，翻轉(zhuǎn)課堂以教學(xué)過程為重心，以學(xué)生的情感、態(tài)度與價值觀為最終目標(biāo)。教學(xué)過程中著重采用討論、探究的方法，這些方法能夠聚焦于難點，促進學(xué)生思考、交流，使學(xué)生的思維空間變得多維化，從而培養(yǎng)其情感、態(tài)度與價值觀。

1.2 微課定義與特征

隨著微博、微信等互聯(lián)網(wǎng)詞匯的出現(xiàn)，出現(xiàn)了“微課”的概念，即以短小的視頻為教學(xué)載體，按照課程大綱和教學(xué)目標(biāo)[3]，針對某個知識點進行設(shè)計，記載教師和學(xué)生在課堂內(nèi)外開展教學(xué)活動的過程。微課的主要特點有：

1）教學(xué)時間較短，視頻素材是微課課前教學(xué)的核心部分，考慮到學(xué)習(xí)者的注意力集中時間，每個微課時間不宜過長。

2）主題突出，“微課”針對某一知識點進行設(shè)計，盡量突出主題。

3）滿足自主學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)的需求。

4）反饋及時，學(xué)生能夠及時地將問題向老師進行反饋。

2 《測量平差基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)狀

2.1 課程內(nèi)容

《測量平差基礎(chǔ)》的主要內(nèi)容是對一系列帶有觀測誤差的觀測值進行處理，求出觀測值的最或然值，并對結(jié)果進行精度評定[4]。課程具體包括：

1）測量平差基本理論方法，包括各類誤差分布與精度指標(biāo)、誤差傳播率與定權(quán)。

2）平差方法，包括條件平差、間接平差等平差函數(shù)模型與估計準(zhǔn)則、誤差橢圓。

3）近代平差，主要包括平差系統(tǒng)的統(tǒng)計假設(shè)檢驗、抗差估計等[5]。

2.2 教學(xué)現(xiàn)狀

《測量平差基礎(chǔ)》公式復(fù)雜繁多、推導(dǎo)過程復(fù)雜、教學(xué)板書量大。想要完整推導(dǎo)出某個原理，可能需要板書幾個版面，首尾不能同時展現(xiàn)，影響系統(tǒng)講解的效果，同時又因板書時間過多而導(dǎo)致授課效率不高。因此，現(xiàn)代多媒體教學(xué)成為大多數(shù)教師常用的一種手段。但通過實際調(diào)研分析，這種教學(xué)手段效果差強人意，主要問題有：

1）多媒體教學(xué)信息量大，缺乏必要的推算過程，講課速度快，學(xué)生反應(yīng)相對緩慢，給學(xué)生帶來理解和掌握上的困難。

2）師生之間交流太少，教師不能及時了解學(xué)生理解和掌握課程內(nèi)容的情況，不能調(diào)動課堂氣氛。

此外，該課程的學(xué)時數(shù)一直被壓縮，但習(xí)題量又較大，習(xí)題課占據(jù)了較多學(xué)時。因此應(yīng)根據(jù)課程的特點，將重要知識點及其推導(dǎo)過程做成微課的形式讓學(xué)生在課前學(xué)習(xí)，并以任務(wù)的形式布置相關(guān)習(xí)題，將課堂時間留給師生交流，針對問題進行討論，提高教學(xué)質(zhì)量。

3 基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

通過對現(xiàn)有的翻轉(zhuǎn)課堂模式調(diào)研，在分析微課特點和翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用方法的基礎(chǔ)上[6]，針對《測量平差基礎(chǔ)》課程特點，本文設(shè)計了一種基于微課的《測量平差基礎(chǔ)》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。該模式主要由3部分組成：課前知識傳播、課中知識內(nèi)化、課后反思[7]。

3.1 課前知識傳播

課前知識傳播是翻轉(zhuǎn)課堂的重要步驟。老師在課前需要根據(jù)教學(xué)目標(biāo)制作微課并為學(xué)生設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)單；學(xué)生在課前需要按照任務(wù)單進行自學(xué)，重點對微課中的知識點進行理解。

1）教學(xué)目標(biāo)制定與知識分解。根據(jù)《測量平差基礎(chǔ)》教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，對課程進行逐層分解，確定哪些內(nèi)容需采用探究式教學(xué)，哪些內(nèi)容直接講授。例如，整個課程第一層可以分解為誤差理論基礎(chǔ)、平差方法、近代平差；第二層平差方法又可以細(xì)分為條件平差、間接平差、附有限制條件的間接平差等8個微單元。

2）微課制作。微課制作要點：①明確微課教學(xué)內(nèi)容，確定微單元的知識點和重難點；②對教學(xué)材料進行歸納整理、搜集各種相關(guān)素材；③嚴(yán)格控制時間，每節(jié)微課的時長不要太長，最好控制在15 min以內(nèi)；④教學(xué)過程結(jié)構(gòu)設(shè)計。

3）自學(xué)任務(wù)單設(shè)計。自主學(xué)習(xí)任務(wù)單就是學(xué)生課前自學(xué)要完成的任務(wù)，任務(wù)單包含學(xué)習(xí)的目的、任務(wù)、問題設(shè)計、相關(guān)習(xí)題練習(xí)、問題總結(jié)等。

4）學(xué)生課前自學(xué)。學(xué)生根據(jù)任務(wù)單學(xué)習(xí)教材上的知識點，對應(yīng)微單元觀看微課，然后對觀看的微課單元里的知識進行梳理和總結(jié)，完成配套的課堂練習(xí)，將疑難點進行記錄總結(jié)供課堂交流。

3.2 課中知識內(nèi)化

完成課前知識傳播后接著是課內(nèi)知識強化環(huán)節(jié)，這是翻轉(zhuǎn)課堂教育過程的核心。該環(huán)節(jié)主要包括重難點分析和交流討論。

重難點分析針對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題進行交流討論、難點解答，進而幫助學(xué)生填補知識空缺，構(gòu)建知識架構(gòu)。例如條件平差公式推導(dǎo)、必要觀測數(shù)的確定、以不同觀測要素為觀測值的條件方程都是條件平差章節(jié)中的重難點。針對這些知識點設(shè)計相應(yīng)問題，結(jié)合學(xué)生在觀看微課視頻或做課后練習(xí)時發(fā)現(xiàn)的問題綜合確定課內(nèi)講授的內(nèi)容。

交流討論是針對設(shè)立的問題進行課堂內(nèi)互動。這一環(huán)節(jié)可以根據(jù)學(xué)生總結(jié)的問題將學(xué)生分成多個小組進行交流討論，小組間也可交叉討論，最后教師選擇適當(dāng)?shù)臅r機參與其中為學(xué)生講解。通過討論實現(xiàn)相關(guān)知識的內(nèi)化，使學(xué)生深入掌握《測量平差基礎(chǔ)》的理論，并能實際應(yīng)用。

3.3 課后反思

課后反思是提升教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，教師通過學(xué)生課前學(xué)習(xí)、課內(nèi)討論的情況，及時調(diào)整教學(xué)計劃，完善教學(xué)方法。此外，還需要通過訪談等方式獲得相關(guān)反饋信息，對微課進行改進。學(xué)生通過反思課前學(xué)習(xí)遇到的問題以及課上的討論過程，促進對相關(guān)內(nèi)容的理解。

4 結(jié) 語

翻轉(zhuǎn)課堂作為一種全新的教學(xué)模式，得到了廣泛的認(rèn)可與應(yīng)用，但在應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)一些不足，如重點不突出、學(xué)生參與的積極性不高等。微課可以針對教學(xué)重點進行設(shè)計，教學(xué)互動性強，將微課與翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合應(yīng)用于《測量平差基礎(chǔ)》教學(xué)能夠提高學(xué)生的積極性，充分利用課堂時間增加教學(xué)互動，確保順利完成教學(xué)目標(biāo)。目前，微課和翻轉(zhuǎn)課堂在國內(nèi)還處于發(fā)展初期，需要結(jié)合不同學(xué)科的特點進行改進與完善。隨著這種教學(xué)模式日趨成熟，最終會為提高高等教育教學(xué)水平提供堅實的基礎(chǔ)。

[1] 邱衛(wèi)寧,陶本藻,姚宜斌.誤差理論與測量平差基礎(chǔ)精品課程的建設(shè)與實踐[J].測繪工程,2011,20(1)：77-80

[2] 張金磊,王穎,張寶輝.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J].遠程教育雜志,2012(4)：46-51

[3] 胡鐵生.微課——區(qū)域教育信息資源發(fā)展的新趨勢[J].電化教育研究,2011,10(10)： 61-65

[4] 潘雄.“測量平差基礎(chǔ)”課教學(xué)探討[J].中國地質(zhì)教育,2006,15(4)：121-123

[5] 胡圣武,陳艷玲.新形勢下《測量平差基礎(chǔ)》課程內(nèi)容的改革[J].地理空間信息,2014,12(1)：166-169

[6] 汪巖.微課支持下的翻轉(zhuǎn)課堂模式設(shè)計研究[J].中國教育技術(shù)裝備，2014(10)：39-41

[7] 凡妙然.基于MooC的翻轉(zhuǎn)課堂在高校教學(xué)中的應(yīng)用[J].軟件導(dǎo)刊,2014(9)：47-50

P207

B

1672-4623（2016）08-0100-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.08.034

孫杰，博士，講師，現(xiàn)主要從事攝影測量與遙感方面的應(yīng)用工作。

2015-05-22。

項目來源：中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金資助項目（CUG120832）。