大地測量學基礎混合式教學的改革與實踐

岳勝如，孟福軍

(塔里木大學 水利與建筑工程學院，新疆 阿拉爾 843300)

0 引言

大地測量學基礎是測繪工程專業的必修課和學科基礎課，屬于地球科學的分支學科。大地測量學基礎課程的主要內容為在一定的時空參考坐標系統下，研究地球和其他行星形狀、大小的物理和幾何特征，是基礎性、應用性較強的一門學科。在測繪工程專業課程設置和專業教育中占有重要地位和作用，主要服務于區域控制網建設、工程建設、城鎮建設、土地規劃與管理等工作。該課程涉及的理論知識抽象、公式計算推導多且非常復雜，理解難度大，屬于學習過程中的難點。

隨著信息技術的發展，微課、慕課、翻轉課堂、混合式教學模式得到大量應用，并取得了不錯的教學效果[1]。混合式教學指將傳統教學和在線教學相結合，實現優勢互補，屬于線下線上相結合的教學模式，改變了傳統教學中知識的單向傳遞模式，增加了線上交流，實現了被動學習與主動學習的結合。混合式教學模式充分發揮了教師的引導作用，利用網絡教學便捷、貼近生活的優勢，最大限度地調動學生的主動性，培養學生學習交流、創新和獨立解決問題的能力[2，3]。

1 課程現狀與特點

大地測量學基礎是面向測繪工程專業學生開設的一門學科基礎課，先修課程為測繪學概論、高等數學、概率論與數理統計、數字地形測量學等課程，后續課程主要有攝影測量學、GNSS原理及應用、精密測量學、變形監測與數據處理等課程。2016年教學大綱設定課程共56學時，其中52個理論學時，4個實驗學時。本課程內容豐富，其內容在測繪工程學生專業學習、繼續深造以及就業中具有極其重要的地位，課程旨在構建測繪工程專業知識體系框架，包括基本概念、國家控制網建設、儀器的使用和維護、觀測數據的歸化、測量數據的平差，其他課程基本均在其框架下開設。課程主要分成5部分：A.水平控制網的技術設計。B.控制測量的基本測量技術與方法。C.地球橢球及其數學投影變換的原理與應用。D.常用大地控制測量坐標系及其轉換。E.測量控制網平差計算與數據管理。課程結束后有大地測量學課程設計及實習，安排在第6學期的16—18周進行，共3周，其中方案設計1周，外業觀測、內業處理和實習報告撰寫2周。

課程主要特點：內容多、學時少；涉及區域面積大導致學習過程中的實踐機會不多；理論知識抽象，需要豐富的想象力；公式特別多且復雜，推導困難、計算量大；是學習者學習的重點也是難點。

2 大地測量學基礎混合式教學改革措施

2.1 構建系統、有效的知識框架

為滿足不同知識層次學生的需求，必須建立思路清晰、結構完整的知識框架，知識框架要內容連貫、層次分明，即構建“三模塊、三層次”的知識框架[3,4]。

根據大地測量學基礎課程的特點、教學大綱要求，大地測量學基礎課程內容可分為精密測量、橢球內業計算和平差三大模塊。A.精密測量模塊包括大區域平面和高程控制網的布設，精密的角度、距離、高程測量4個專題。B.橢球內業計算模塊包括地面實測方向和距離向參考橢球面歸化、參考橢球面值歸算到高斯平面及不同坐標系統下成果的相互轉換3個專題。該模塊理論知識點多，公式復雜，計算難度大，是大地測量學基礎課程的重點和難點。C.測量平差模塊包括控制網概算、條件平差和間接平差3個專題，該模塊要求較強的數學基礎，包含大量的高等數學和線性代數的知識，公式多、計算量大，是課程的難點。這三個模塊內容包含了大地測量學基礎課程的絕大部分內容，每個模塊包含多個相對獨立的知識專題，每一專題又包含多個教學單元。

教學單元的資料設置劃分為課程預習資料、課堂講授資料、自主生成資料3個層次。課程預習資料需要借助智慧樹等網絡教學平臺提前發布，旨在使學生熟悉課程目標和知識結構。課堂講授資料是教師在課堂教學中使用的教學資源，包含多媒體課件、講稿和教案、專題短視頻等具體內容，是連接課程預習資料和自主生成資料的紐帶。自主生成資料在教學過程中產生，但區別于傳統的作業，涉及內容要具有綜合性，成果要能夠體現專題知識融合，完成之后由學生發布在網絡學習平臺上，由學生互評和教師點評、總結，對成果進行綜合評價。通過兩個年級、四個教學班級的教學實踐結果表明，近半數以上學生做到提前預習，自主生成資料質量較往屆更高，學生學習積極性得到了極大提高，學生之間的交流更加頻繁有效。

2.2 提升教師教學能力，優化課堂教學設計

教師的專業水平和知識儲備將直接影響教學質量，是教學活動的基本保障。教師不僅要熟練掌握所授課程的知識點，還要了解相關背景知識和課程設置情況。教師可以通過自主學習、參加學校青年教師培訓活動以及外出參加專業知識培訓提升知識水平，學習教學方法，同時注重自身人文素養的提高，進而用扎實的專業知識和突出的人格魅力獲得學生的認同，激發學生的學習興趣。

根據課程特點和混合式教學的需求，教師需要提前設計專題導學，并提前發布在網絡教學平臺上以供學習預習使用。豐富課堂教學資料，包括多媒體課件、講稿和教案、優質教學輔助視頻，使學習過程不再千篇一律、枯燥無味。大地測量學基礎課程針對區域面積大，實踐機會不多，在學習過程中引入經典工程案例、模擬工作、提出問題和解決方案，使學生身臨其境，以此提高學生的學習積極性和學習樂趣，培養學生分析和解決問題的能力。課后作業和在線測試是鞏固課堂成果、加深學生對知識理解的保障，主要以主觀題和開放性題目為主。通過網上教學平臺、QQ群交流學習過程中遇到的問題，鼓勵學生之間進行交流和探討，教師以引導為主。借助線上教學平臺發布微視頻、學習課件、在線測試等資料，學生自行選擇學習資料和適合自己的學習方式。

2.3 建立激勵性、多元化的評價體系

混合式教學模式使得教學手段多樣化、學習活動更加豐富多彩，很大程度上提高了教學質量，取得了很好的教學效果，但也存在一些問題[5,6]。在導學方面，要求學生進行預習，但實際情況是80%左右的學生不希望有課程預習的任務，或者只是敷衍時間，課后作業或測試直接照抄答案。教學過程是合班進行，70人左右，教師沒有時間進行個別教學，對于課后作業的批改和評定力不從心。因為學生的預習不主動，課堂學習中對知識的接受程度參差不齊，導致課后作業或測試成績很不理想。

激勵性、多元化的評價體系是解決以上問題的有效途徑之一。學生評價體系必須結合課前預習、課堂學習、課后作業和測試三個環節進行，包括線上平臺學習時間、作業和測試成績、答疑環節的參與度、所提問題的質量和深度、期末考試等方面，成績公開透明。評價體系以學生為主導，每5～8人為一個學習小組，針對各個環節要進行小組內成員互評、小組間互評，與教師對學生的評價相比，學生互評更加真實。通過學生互評激發學生的競爭意識，以達到通過比較找差距，通過比較促進步的學習效果。在學習的各個環節開展小組內、小組間的學生互評，接觸別人的學習成果，評價他人的過程也是對知識重新學習的過程。教師在評價過程中保留一定的權值(40%)，針對學生互評結果進行評價和適度糾正，保證互評的客觀性。針對教師在課堂教學活動的表現，要開展“生評師”活動，針對教學方式方法、知識點講解等各方面，以不記名調查問卷的形式進行，使教師能夠了解自身的不足，了解學生學習時的困惑和難點。實踐證明，通過生生互評、師生互評的評價體系，2017級和2018級測繪專業學生較2016級學生在大地測量學基礎課程的考試中，成績有明顯提高，不及格率大大降低，學生在后續課程實習中表現出的專業素養也有了極大提高。

3 結語

混合式教學模式將傳統教學與線上教學相結合，使學習不再受限于時間和空間，提供更加靈活的學習方式，更適應信息化的現代校園，學生的接受度更高。對大地測量學基礎混合式教學改革展開探索，建立了更加完整的知識體系框架，無論教師還是學生在學習過程中思路都更加清晰。借助學校的師資培訓計劃，提升了教師和教學團隊的專業知識儲備、豐富了教學技巧。優化課堂教學設計使得教學資源更加豐富、教學手段更加靈活，使課堂教學不再枯燥乏味。激勵性、多元化的評價體系，充分調動了學生的學習積極性，通過生生互評營造良好的學習氛圍。通過師生互評模式保證評價的客觀公正，改進教師自身不足。在科學技術飛速發展的大環境下，改變傳統的教學模式，適應新時代下教師的新角色，努力為社會培養能夠獨立思考、會學習、專業扎實的新型測繪人才。