PBL教學法在測量學網絡課程中的實踐研究*

摘" 要" 在信息技術飛速發展背景下，為提高測量學課程教學質量，建設測量學網絡教學課程，將PBL教學法引入網絡課程中，從網絡資源建設，課前導學，課堂講授與實踐，課后在線學習、反饋與總結等方面進行設計，從理論課、實驗實習和拓展學習三個方面闡述實施過程。課后問卷調查及拓展學習成果顯示，該方法可以提升學生的學習興趣，提高學生的實踐動手能力，培養學生的科學精神和創新能力。

關鍵詞" 測量學；網絡課程；PBL教學法；微課；網絡教學平臺；教學改革

中圖分類號：G642" " 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）23-0124-03

0" 引言

網絡信息技術的飛速發展，對現代教育技術產生重大影響，為適應現代化教學的發展需求，網絡課程、慕課、翻轉課堂等教學平臺和方法成為當前高等教育的教學改革熱點[1-4]。其中網絡課程以打破傳統教育的局限，最大化地實現資源共享等特點深受高校重視，各高校積極探索利用網絡教學平臺進行教學改革與實踐。然而網絡課程不是簡單地把資源建設在網絡上，更重要的是借助網絡教學平臺，有效加強教師與學生的交流，提高教學質量，激發學生學習興趣，培養學生的創新能力和解決問題的能力。

PBL（Problem-based Learning，問題導向學習）教學法是美國醫學界首創，以問題為中心、以學生為主體、以教師為引導的教學方式，20世紀80年代，PBL教學法傳入我國，在很多領域積累了成功的教學經驗[5-6]。該教學方法圍繞學生學習過程展開，以提出問題、討論切磋、成果展示、多方面評價和反思總結為主要環節。經驗表明，該教學方法能夠較好地調動學生學習的主動性，提升學生的學習成效和解決問題的能力，有助于培養學生的創新能力[7]。

測量學是農業院校土地資源管理、土木工程、城鄉規劃等多個專業的必修課，主要面向大二、大三本科生開設，學生在理論課學習測量知識的基礎上，通過實驗實習進一步融會貫通，鍛煉學生實踐技能。傳統測量學教學以“理論+實踐”的二維教學模式為主，存在課程內容多、原理比較抽象、授課形式單一、教學交互較少等問題。

為提高教學質量，本次教學改革研究將課程拓展為“課程導學+理論課堂+實驗教學+結合實訓+案例討論”的多維度教學空間的交叉與融合，建設網絡課程，嘗試引入PBL教學法，并對教學效果進行調查和分析。

1" 引入PBL教學法的測量學網絡課程建設

1.1" 轉變教育理念，以學生為本

改變傳統教師講、學生聽的灌輸式教學方法，樹立以學生為中心、教師為引導的教學理念。了解課程的特點，明確學生畢業后需要的知識和技能，熟悉學生學習的特點，為后續的教學目標和教學任務設計提供依據。

測量學是一門實踐性很強的課程，對學生的實踐操作技能有較高要求，并且測量技術與各行業結合緊密，農業院校非測繪專業學生學習測量學的主要目的是將所學測量知識應用在專業相關的工程項目中。大學里學生和教師接觸較少，課后有疑問也難以及時找到教師溝通交流。因此，通過建設網絡教學平臺，把一些基礎的資料放到網絡上，方便學生課余學習，學生有不懂的地方可以在線提問，對于共性的問題，教師也可以及時講解，極大地增強溝通的便捷和時效性。設計教學目的和任務時，合理設計與項目相結合的測量案例，讓學生帶著問題去學習，進而主動分析解釋，而不是被動聽教師講解，達到提升學習效率的目的。

1.2" 建設網絡教學平臺

網絡教學平臺作為第二課堂，可以借助校園網提供的網絡資源，架構學生與教師溝通聯系的橋梁。通過網絡教學平臺完成以下教學資源建設和教學內容的更新。

1.2.1" 搭建課程總體框架，合理設計章節內容

梳理課程知識點，安排好講授任務和學時，梳理和歸納知識點，將課程知識點中的重點和難點等課程內容總結并做成微課，方便學生隨時對照問題學習；將實驗課程的操作過程錄像并分步驟分割，做成微視頻，方便學生課后查看和學習。學生除進行課堂授課學習外，可自主進行課程的網絡學習，加深對重點和難點的理解。

1.2.2" 豐富教學課程資源

合理組織課程電子參考圖書資料、技術規范、工程案例、大學生測繪類競賽規程等資源，方便學生根據興趣進行進一步深入學習和探索；制作章節課程導學，加入案例探討，如點位測量與放樣、圖根測量平面、高程控制網設計等，增強學生對知識的總體把握。

1.2.3" 加強對學生學習過程的有效管理

根據學生的反映，不希望網絡課程形式化，也不希望花太長的課余時間去做課程作業，因此，完善在線測驗及試題庫等測試體系，每個章節精心挑選3～5個客觀題，讓學生在學完每一章節后能夠在線進行課程章節測驗，不需要花多長時間，就可以幫助學生復習，鞏固學習知識。同時，每個章節加入主觀題，設置開放性問題進行探討，鍛煉學生應用知識的能力以及培養創造性思維。對于學生在線學習情況和測驗結果，教師能夠利用計算機分析，分析結果將成為教學團隊了解學生學習情況以及對課程體系優化的重要依據。

1.2.4" 建立網絡互動體系

對于學習過程中遇到的問題，通過在線提問和答疑討論，學生可以便捷地進行網絡交流與互動，也鼓勵學有余力的學生參與解答探討，精華問答討論給予加平時分獎勵。

1.3" 引入PBL教學方法

基于測量學實踐性強的特點，靜態的網絡課程僅擁有教學資源或者單純的翻轉性課堂，沒有多動手實踐，沒有良性互動，在測量學教學上并不適用。因此，測量學教學安排先引出相應的實際問題，再講解基本原理與方法，然后配合實驗實習，讓學生多動手多實踐練習，互相探討，在實踐中掌握測量的基本知識與方法，并針對具體問題，讓學生根據所學知識去分析和解決。即在網絡教學平臺的基礎上，建設好相關教學資源，引入PBL教學法，精選典型測量工程應用案例，從真實的案例入手，在課前導學提出相關問題，引導學生帶著問題聽課，再根據所學知識去分析討論，解決相關問題。基于該理念，教學設計如圖1所示。

2" 教學方法改革的實施

2.1" 理論課堂階段

在每一章課程內容的安排中，課前，任課教師將本章節學習目的、要求、重點和疑難點以及課前導學在網絡教學平臺上列出來，讓學生提前進行相關學習，認真了解課前導學發布的案例及問題；課中，學生帶著問題，在課堂上認真聽教師講解相關原理與方法、技術規則、測量過程及誤差分析等內容；課后，學生根據學習的相關知識，在網絡教學平臺上進行在線測驗，并針對發布的案例問題進行討論與解答。

2.2" 實驗實習階段

測量儀器對于大部分學生來說，一開始接觸都是陌生的。測量學實驗課需要掌握水準儀、經緯儀和全站儀的使用，同時有少部分GPS接收機和無人機可以供感興趣的學生進行拓展學習。在實驗課開始前，先鼓勵學生多看分步驟錄制的視頻，以便有個感性的認識和了解，在實驗課程開始后再根據教師講解進行操作。這樣的方式可以增強實驗效果，與往屆學生對比，大部分學生能夠高效完成實驗課程。實驗課程與實習時間間隔有一兩個月，在以往的實習開始階段，有部分學生會忘記儀器某一操作環節的使用，進而影響實習進度和實習效果。而有了在網絡教學平臺上建設的實驗儀器操作使用步驟視頻后，學生可以隨時隨地查看，即時解決儀器使用的問題，提高實習效率。

在實習過程中引入PBL教學法，借助網絡教學平臺，教師發布大比例尺地形圖測繪的實習任務，讓學生分小組根據所學知識制定小組相應的實習計劃和方案，論證可行性，然后實地踏勘選點，選點結果及時在網絡平臺提交，教師再進行指導和建議。由于測區分散，這樣的操作方式可以極大地提高溝通效率，教師可以及時在線處理多組學生的實習問題，騰出時間進行線下指導。

在導線測量和四等水準測量的控制測量階段，對每組學生的實操進行巡回式查看，糾正錯誤的操作，要求學生注意合作意識、科學精神和學術道德的培養，注意觀測精度。在內業計算步驟階段，要求每個學生根據導線和高程觀測數據計算結果，并把結果發布在網絡答疑討論的帖子上，教師及時評閱，這樣可以更加合理地對每個學生進行評價。

學生遇到的實習問題可以在線發布，教師及時解答，學生之間也可以互相協助回答。并且對一些共性的問題及時置頂和加精華，避免同一類問題重復提問。

2.3" 個性化及差異化學習

借助網絡教學平臺，還可以組建研究性學習小組，對于感興趣的學生可以進一步引導，如指導其參加省級測繪技能大賽或創新性實驗項目等。搜集測繪技能競賽規程和參賽資料，讓學生互相討論，教師作引導，根據需求指導學生參與開放性選做實驗，進一步促進學生動手和創造能力的培養，也方便學生對大賽有較為充分的了解和準備。積極鼓勵感興趣的學生參加大學生科創等活動，進一步提高實踐能力。

3" 教學改革評價與教學反思

3.1" 教學改革評價

在課程學習結束后發放調查問卷，了解學生對教學改革的反饋意見并及時總結，不斷完善教學的具體實施過程和方法。92%的學生對該授課模式表示滿意，大部分學生總結說：通過本課程的學習，掌握了測量的基本知識，熟練掌握了測量儀器的使用方法，提升了動手實踐能力，培養了分析問題、解決問題的能力。

通過本次教學改革，學生的學習積極性有較大的提高，討論和答疑也頗為活躍。筆者最深刻的感受是，這種學習方式極大地激發了學生的鉆研精神和精益求精的科學精神。如在網絡教學平臺上的討論中，有學生就對用全站儀進行碎部測量時，棱鏡無法直接放置的地方，如房角、路燈等，相比較于平坦的路面，碎部測量精度能否達到要求提出疑問。教師提問：為何碎部測量精度要比控制測量精度低呢？進而引導學生深刻理解先控制后碎部的基本原則，以及去思考如何提高該類地物的碎部測量精度。

眾多學生在近幾年的省級大學生測繪技能大賽中喜獲佳績，也有學生成功申請了省級大學生創新創業課題，這些成績的獲得充分體現了該教學模式良好的教學效果。

3.2" 教學反思

引入PBL教學法，合理利用網絡教學平臺，需要教師的持續改進和學生的積極參與。在教學過程中，以下幾個方面需要做好：

1）課后作業不宜太多，太多會導致部分學生應付了事，達不到良好的教學效果，每章節精選3～5個問題為宜；

2）在上理論課和實驗實習前，先告知學生考核構成及各部分比例，并把網絡教學平臺的學習記錄和出勤以及討論等作為考核的重要組成部分，這樣能提升學生參與度，也能鼓勵學生參與拓展學習；

3）以賽促學，更新教學知識，提升學生學習興趣，雙向反饋，提高學生培養質量。

4" 結束語

網絡教學平臺可以使得教學資源更好地實現共享，學生與教師交流更便捷，引入PBL教學法，提升學生的學習興趣及教學質量。隨著信息技術的發展，數字測圖虛擬仿真和無人機航測虛擬仿真等系統日趨完善，也可以將虛擬仿真引入實踐課程學習中，用于解決場地局限和儀器限制問題，還可以讓學生沉浸式學習更為復雜的案例，進而提升學生利用測量知識解決實際問題的能力。

參考文獻

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[7] 趙大軍，韓君鵬.PBL教學法在鉆探設備課程實驗教學中的應用[J].實驗室研究與探索，2019（9）：207-209，215.

*項目來源：湖南農業大學教改項目“PBL教學法在測量學混合式教學中的研究與實踐”（編號：2020-145）。

作者：羅飛雪，湖南農業大學資源環境學院土地資源管理系，講師；陳附圖，湖南農業大學資源環境學院（410128）。