新工科背景下“工程測量學”課程形成性評價設計與實踐

魏浩翰 隋銘明 史曉云

摘 要：“新工科”理念對測繪類專業建設提出了更高的要求。形成性評價以學生為中心，對教師教學活動和學生學習情況進行動態跟蹤、反饋和評價，既能幫助教師提升教學效果，又可以激發學生的學習潛力。本文以“工程測量學”課程教學為例，分析了傳統課程評價體系存在的問題，提出采用形成性評價體系對學生學習效果進行評價的解決辦法，并討論了課程評價體系的教學效果。文章對在教學過程中實施形成性評價體系具有一定的參考價值。

關鍵詞：新工科; 測繪類專業; 形成性評價; 工程測量學

中圖分類號：G642? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1006-3315（2021）10-189-003

2017年，教育部提出“新工科”理念，旨在探索新工科教育理念下工程技術人才的培養途徑，培養大學生的自主學習能力和實踐創新能力，造就未來一大批卓越工程科技人才。測繪工程專業是一門理論性、實踐性均很強的綜合性工科專業，是我國高等教育體系中的一個傳統工科專業。同時，隨著新興科學技術的出現和普及，例如全球衛星導航定位系統、無人機測繪、高光譜/多光譜遙感、人工智能等，測繪工程專業又是一個新興的工科專業。這些對測繪工程專業教師教學活動和學生學習過程均提出了新的要求。

傳統的課程考核形式主要是以終結性評價的方式在學期末進行，通過學生的出勤率、課堂表現、實驗實習效果、卷面成績采用加權求和或加權平均的方式進行綜合評定。現有終結性評價形式存在如下弊端：在課程結束時進行評價，雖然在評價結果中考慮了多項教學效果，但屬于一次性靜態評價，不能對教學全過程進行動態評價;學生只能在期末得到自己學習效果的反饋，評價結果的滯后性導致學生不能及時發現學習過程中存在的問題;實驗實習報告進是結果性評價，不能反映實踐操作過程中存在的問題。

形成性評價（Formulative Assessment）是指教師在教學過程中為及時掌握學生各階段的學習情況而進行的動態學習效果評價，其目的是讓教師及時了解學生的學習狀態、學習效果，及時通過學生與教師的雙向反饋做出教學調整，促使學生收獲更好的學習效果。形成性評價以學生為中心，對教師教學活動和學生學習情況進行動態跟蹤、反饋和評價，既能幫助教師提升教學效果，又可以激發學生的學習潛力，改變了教學評價的傳統方式，是近年來教學改革的主要形式和主導要素之一。《工程教育認證通用標準解讀及使用指南》總明確指出，“對學生在整個學習過程中的表現進行跟蹤與評估，并通過形成性評價保證學生畢業時達到畢業要求”。

“工程測量學”課程是《工程教育認證指南》中規定的測繪工程專業必修的專業類課程，也是該專業核心課程之一。本文以新工科為背景、以南京林業大學測繪工程專業的“工程測量學”課程教學為實例，探討測繪工程專業教學過程中課程形成性評價的設計與實踐效果。

1.課程概況

“工程測量學”課程是南京林業大學測繪工程專業的專業核心與特色課程，開設于第5學期，48學時，3.0學分。課程主要講授工程測量學的理論、技術與方法，工程測量控制網，地形圖測繪及應用，工程建筑物的施工放樣，工程的變形監測，以及典型工程的工程測量方法。本課程培養學生分析問題、解決實際工程測量問題的能力。該課程是學生從事工程測量工作的必備課程。

該課程目標有四個，分別是：在掌握工程測量學基本理論與方法的基礎上，運用測繪工程專業知識，針對復雜測繪工程問題進行推演和分析，提出解決方案;針對不同大型復雜工程的測量問題，在數據采集、施工放樣、設備安裝、變形監測分析和預報等環節進行方案分析和優化設計，提出有效的解決方法，并獲得可靠的結論;針對不同的測繪工程項目，通過理論計算和實驗驗證，選擇正確的測繪軟硬件設備對測繪地理信息采集、處理和表達;掌握大型工程的勘測設計、施工測量和變形監測等階段的測量方法和技術，熟悉現代測繪儀器的性能和特點，熟練掌握現代測繪儀器的使用方法，能夠選擇合適的儀器完成復雜測繪工程項目的要求。此外，根據課程特點，在教學過程中引入愛國情懷、工匠精神、科學倫理等課程思政元素。

2.面臨的挑戰與解決辦法

2.1面臨的挑戰

（1）課堂教學內容與工程實踐聯系不夠緊密

從上世紀90年代以來，以全球導航定位技術、衛星遙感技術、無人機測繪技術、三維激光掃描技術為代表的新理論、新技術的蓬勃發展，特別是近年來“互聯網+”、人工智能和大數據技術已逐步應用到測繪行業的各個領域，傳統的“工程測量學”課程很難體現這些新理論、新技術在測繪行業的應用。以課程中“變形監測技術”章節為例，相關教材、課程大綱仍著重講述基于全站儀、GPS、水準儀的變形監測方法和技術，基于“互聯網+”、人工智能技術的智能化網絡化變形監測方法涉及不多。

（2）課程評價缺乏多維數據支撐

傳統的課程評價體系是課程結束后一次性評價，雖然也結合平時表現、實驗實習成績進行綜合性評定，但是仍無法做到科學、客觀、全面、動態性評價。如果能動態結合學生學習效果進行評價，則能夠從多維度、全方位的角度獲取學生學習狀態信息，有效反映學生學習過程和學習效果。

（3）評價形式僵化，缺乏預測性

現有的課程評價制度只能反映出過去的一段時間內學生對已經學習過的知識和技能的掌握情況，但由于評價結果的滯后性，還不能及時反映出學生學習過程中遇到的問題，更不能對學生遇到的問題及時采取對策，缺乏預測性和教學活動的靈活性。

2.2解決辦法

為保證學生的學習質量，在學習過程中加強過程性評價，對學生在學習過程中的表現進行跟蹤與評估，以保障學生畢業時達到畢業要求，我校測繪工程專業專門建立形成性評價機制，以便對學生學習的全過程進行跟蹤、評估與評價。制訂了“學校—學院—系”三級監控機制，且在學院教學工作委員會下設置測繪工程專業學生學習過程跟蹤評價小組，以學院教學副院長為組長、專業負責人為副組長、測繪工程系專任教師和學院教學管理工作人員為組員。其中，組長全面負責學生在學習過程中的跟蹤、評價和評估，傳達校級規章制度，有針對性地制定和完善學院及專業的制度、措施和方法，推進學生學習形成性評價體系建設和維護;副組長負責學生學習形成性評價體系的組織實施，全面把控對學生學習的全過程進行跟蹤、評估與評價;小組成員負責學生學習形成性評價的具體實施，對學生學習的全過程進行持續跟蹤、評價并及時反饋，在實施過程中責任到人。其中，專任教師是教學行為的主體，負責教學全過程的跟蹤、評估、評價;學院教學督導員對教師教學過程進行督導;學院教學管理工作人員負責學生課程成績的跟蹤、審核、評價和反饋;輔導員與班主任負責跟蹤與評估學生心理、態度與價值觀的形成和發展。

3.形成性評價效果分析

以2016級學生2018-2019（2）學期的“工程測量學”課程為例，該課程授課時間共12周，分別在教學第3周和第8周設置過程性評價時間節點，依據課堂出勤情況、課堂提問交流與作業、課內實驗等幾個方面對學生的課程學習情況進行跟蹤、評估、評價和反饋。

3.1第一次課程學習過程跟蹤評價

第一次課程學習過程跟蹤評價時間節點設置在課程教學的第3周，評價內容包括三個方面，分別是課堂出勤情況、課堂作業和課內實驗，如圖1-1所示。

評價分析：通過了解課堂出勤情況，發現有6次課中共有9名學生存在遲到現象，未見有缺課的學生;課堂作業環節涉及到每個學生的聽課狀態，這一環節總體表現良好，學生們在回答課堂問題的過程中基本都能把握重點，但是偶有問題回答不到問的情況;課內實驗是利用全站儀進行點位放樣，這一環節學生得分的差異較大，具體體現在部分學生對儀器操作不熟練，特別是放樣時間超時、放樣點位偏差，導致一部分學生得分偏低。

幫扶措施：針對遲到的學生，任課教師及時與其溝通，強調課程學習的重要性，幫助學生端正學習態度;對于在課堂作業環節反饋的學生不能及時理解的重點和難點知識，教師有針對性地進行進一步講解，做到理論聯系實際，及時掌握學生對課堂知識理解的程度;課內實驗環節發現學生總體對儀器操作不太熟練，經與學生溝通得知，在已修課程《數字地形測量學》中主要學習全站儀點位測量操作，涉及點位放樣知識僅停留于原理的理解，對其實際操作的認識不足，導致課內實驗出現放樣時間超時、放樣點位偏差過大現象。針對學生反饋的問題，指導教師專門利用課下時間集中對全站儀點位放樣操作流程及注意事項進行講解、演示，學生利用課余時間進行點位放樣練習。

3.2第二次課程學習過程跟蹤評價

第二次課程學習過程跟蹤評價時間節點設置在課程教學的第8周，評價內容包括三個方面，分別是課堂出勤情況、課堂作業和課內實驗，如圖1-2所示。

評價分析：通過了解課堂出勤情況，未見有缺課的學生，但是仍有5名學生存在遲到現象;課堂作業環節總體表現良好，學生們在回答課堂作業問題的過程中普遍能把握重點，但仍有問題回答不到問的情況;課內實驗是利用全站儀進行道路曲線放樣，這次實驗總體效果比上次實驗得到一定程度的提升，但是仍有一部分學生得分在60～70的偏低區間。

幫扶措施：針對遲到的學生，任課教師進一步與其溝通，特別是有兩次遲到現象的7號、13號和16號學生，一方面強調課程學習的重要性，另一方面從學生的心理狀態角度進行交流，幫助學生端正學習態度。通過課堂作業環節的跟蹤反饋，發現6號、14號、16號、21號、30號、33號等6位學生的課堂知識掌握有所欠缺，通過任課教師和學生“一對一”交流得知，主要原因是隨著課程進度的開展，所涉及的綜合知識較多，特別是大型工程的施工測量與變形監測等方面需要理論與實踐緊密結合，學生認為課堂展示的實踐知識與所學的理論知識難以有機融合。針對學生反饋的問題，任課教師一方面講解課本知識，另一方面搜集實踐資料，及時優化課堂知識，幫助學生理解消化課程內容。

課內實驗環節反映出學生總體對儀器操作的熟練程度有所提升，但是仍有12號、17號兩位學生對儀器操作不夠熟練，得分偏低。經任課教師與學生交流得知，主要是由于學生在實驗操作中比較懶散，過于依賴同組同學的實驗操作，導致自己對儀器的操作不夠熟練。針對這種現象，任課教師在實驗結束后單獨留下兩名學生進行補充實驗，使他們進一步熟悉儀器操作。

3.3課程學習形成性評價比較分析

該課程設置兩個課程學習過程跟蹤評價節點。通過兩次跟蹤評價，學生的學習態度得到了加強，整體學習效果得到了提升。以課內實驗為例，如圖1-3所示，兩次跟蹤評價結果顯示，任課教師在第一次跟蹤評價的基礎上有針對性地優化教學內容，跟蹤重點學生，因此第二次跟蹤評價的結果整體優于第一次的結果。但是，個別學生的學習態度和學習效果仍需要進一步跟蹤、反饋并采取有效措施，例如從課堂出勤率來看，盡管任課教師及時對遲到的學生溝通交流，仍有兩位學生（13號、16號）累計遲到兩次。從課程總評成績來看，如圖1-4所示，有兩位學生（16號、33號）課程的總評成績沒有達到60分的合格線。其中16號、33號學生分別有2次遲到和1次遲到現象，且從課內實驗跟蹤反饋的效果（圖1-4）來看，這兩名學生的實驗成績也偏低。這說明對學生課程學習過程的跟蹤評價仍需繼續改進并優化，特別是對于跟蹤評價過程中發現的需要重點幫扶的學生，需要有針對性地制定具體幫扶措施，幫助學生達成課程目標。

4.結語

形成性評價機制在“工程測量學”課程授課過程中受到了廣大師生的歡迎。根據調查問卷反饋得知，95.6%的學生認為形成性評價機制能更好地反應學生的學習效果，92.8%的學生認為形成性評價機制使得他們更主動、更積極地對待本課程的學習。同時，對比往年的課程成績也發現，引入形成性評價機制后，該課程的最終考核成績相對往年有了較為明顯的提升。

除了形成性評價機制在課堂教學中的應用，為了體現當前新理論、新技術在測繪行業的應用，需步結合在線課程，引入“互聯網+”的教學理念和教學模式，從形式和內容上增加課堂教學內容的深度與廣度。

基金項目：2021年度南京林業大學“教學質量提升工程（線上線下混合式一流課程）”

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