“互聯(lián)網(wǎng)+”時代攝影測量學混合式教學探討

李雪瑞，李邦杰，郝 輝

（火箭軍工程大學 作戰(zhàn)保障學院，陜西 西安 710025）

攝影測量學是通過影像研究信息的獲取、處理、提取和成果表達的一門信息科學，主要是利用相片研究被攝物體的形狀、位置、大小、特性及相互位置關(guān)系等內(nèi)容［1］。2015年7月，“互聯(lián)網(wǎng)+”首次出現(xiàn)于國務院的政府工作報告中?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+教育”就是利用通信技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)平臺，使得互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)教學深度融合，對教學的實施場所、組織形式、交流方式、評價指標等進行創(chuàng)造性地改革，呈現(xiàn)一種信息化時代下的新型教育形態(tài)。借助移動終端、互聯(lián)網(wǎng)等平臺，運用雨課堂、MOOC課程、多媒體等教學應用程序，采用線上+線下、課內(nèi)+課外、面對面+點對面等多種混合式教學模式，對攝影測量學課程教學進行創(chuàng)造性改革，有效地解決課程學時壓縮與課程內(nèi)容增加之間的矛盾，發(fā)揮教師主導作用，凸顯學生主體地位，教學雙方共同努力全面提升課堂教學效果，促進新時代創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

一、混合式教學模式基本思想

混合式教學是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)催生的產(chǎn)物，經(jīng)歷了技術(shù)應用階段、技術(shù)整合階段、“互聯(lián)網(wǎng)+”三個發(fā)展階段，以在線學習的方式打破了傳統(tǒng)的面對面教學模式［2］。起初，美國斯隆聯(lián)盟界定“混合式教學是面對面教學與在線教學的結(jié)合，糅合了兩種歷史上各自獨立的教學模式：傳統(tǒng)的面對面教學與在線學習。即在教學內(nèi)容上結(jié)合了一定比例的在線教學及面對面教學”［3-4］?；旌鲜降脑诰€教學模式從根本上改變了傳統(tǒng)面對面的單一授課模式，歸納起來主要有以下幾個特點。

（一）授課模式多樣化

混合式教學模式的最表層含義，即借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)線上網(wǎng)絡教學與傳統(tǒng)課堂教學的混合。線上教學利用互聯(lián)網(wǎng)、微課平臺、雨課堂、視頻媒體等信息傳播媒介，線下教學則以面對面的教學活動為主要形式。通過線上+線下的授課方式，教師與學生、學生與資源之間實現(xiàn)了無形連接和及時互通。

（二）課程資源多元化

混合式教學模式的優(yōu)勢，即借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，教師可以將課程相關(guān)的PPT課件、課前預習任務、課后習題作業(yè)，以及知識點的相關(guān)文獻、研究熱點等資源均上傳到網(wǎng)絡上，以便學生查閱翻看和完成任務。同時，教師也可以在教室、實驗室等線下場所為學生提供學習資源。

（三）學習形式靈活化

混合式教學模式以學生為中心，突出學生的積極性和主動性，在注重學生個性化的前提下實現(xiàn)課程的創(chuàng)新教學和有效教學。線上教學不受時間和空間的限制，學生可以根據(jù)自己的學習興趣、學習進度和學習時間靈活地安排課程學習，可以利用碎片化的時間，通過手機、電腦、平板電腦等移動終端設備來完成。

（四）教學評價綜合化

混合式教學模式下，學生的最終評價不再拘泥于傳統(tǒng)的卷面成績，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和授課平臺，可以根據(jù)學生平時的簽到次數(shù)、課堂互動積極性、作業(yè)提交情況、線上學習完成程度等給予相應的形成性評價，結(jié)合線下實踐操作、實驗報告、卷面成績等，再得出最終的綜合性評價。

二、基于混合式教學模式的課程教學設計

教學設計過程中，應該從教學雙方的主導和主體地位出發(fā)，遵循開放性、互動性、協(xié)作性原則，建立層次分明的知識目標體系，整合線上線下教學資源，創(chuàng)建以學生為中心的教學環(huán)境，明確教學實踐活動體系，實行綜合性的測評體系，構(gòu)建完整的混合式教學模式。

（一）知識目標體系

為促進教學效果的有效提升和學生綜合能力的全面培養(yǎng)，教學目標的設計應該本著需求引導的原則，從單位的任職需求和學生的長遠發(fā)展出發(fā)，結(jié)合學生的興趣、情境和能力設定，兼顧理論性、實用性、基礎性和拓展性，構(gòu)建層次分明、邏輯清晰的課程知識體系結(jié)構(gòu)。構(gòu)建過程中，對教學目標進行詳細的分層設計，從總體目標到分類目標，由階段性目標到終結(jié)性目標，總體目標對應課程內(nèi)容，分類目標對應章節(jié)內(nèi)容，將課程的知識要點、掌握程度、教學方法、實踐活動、階段成果等各方面有機地結(jié)合在一起。

（二）教學資源體系

教學資源應該具有較強的實用性、有效性和完備性，有助于學生理解知識點的內(nèi)涵和外延，有助于學生基于知識的創(chuàng)作和創(chuàng)新。通過雨課堂、微課、慕課等形式，教師可以將授課視頻、教學課件、課后習題、參考資料等共享給學生?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時代下，愛課程、中國大學MOOC、嗶哩嗶哩等各大網(wǎng)絡平臺為高等院校教學資源的分享交流提供了便捷渠道，CSDN、GitHub、知乎等交互平臺也提供有大量的實踐程序代碼和疑難知識解答?？梢哉f，攝影測量學及相關(guān)的課程教學資源素材層出不窮，但這些資源良莠不齊。因此對資源進行有效整合、精心提煉，對教師提出了更高的要求。

（三）實踐教學體系

課程實踐是攝影測量學教學中必不可少的一個重要環(huán)節(jié)。近年來，為給學生提供優(yōu)質(zhì)的實踐環(huán)境，經(jīng)過多方努力和教學條件建設，課題組購置了測量型和非測量型的大疆無人機、GPS RTK、人工智能高性能計算機等硬件設備，并配備了ENVI、Geoway、ContextCapture 等圖像處理軟件，以保證課堂實踐教學的順利開展和學生實踐能力的培養(yǎng)。從人才培養(yǎng)目標和崗位任職需求出發(fā)，結(jié)合學生的學習動機和興趣特長，教學組設置了驗證性實驗、綜合性實驗、創(chuàng)新性實驗三種類型的實驗［5］，實踐方式分為獨立自主式和小組合作式，通過編程設計、軟件操作、硬件使用、外業(yè)實踐等環(huán)節(jié)，充分鍛煉學生的信息再塑能力、實踐動手能力、解決實際問題能力，潛移默化地塑造其認真細致、嚴謹求實、精益求精的測繪人士專業(yè)素養(yǎng)。

（四）綜合測評體系

為了促進課程教學的改革和發(fā)展，需要建立完整的教學評價體系。以學生為中心的評價不能僅關(guān)注考試成績，而應同時注重硬性成績和軟性測評兩個方面。結(jié)合在線測試成績、線上線下簽到率、課程實踐完成情況、期末閉卷考試成績等方面；同時，考慮學生的情感認知，采用個人自評、團隊互評、同學測評、教師評價等方式，將學生的品德修養(yǎng)、心理素質(zhì)、業(yè)務能力、合作協(xié)調(diào)能力、人際溝通能力納入互評范疇，并給予適當?shù)姆峙浔壤ㄔ诰€測試成績15%+課堂簽到5%+課程實踐15%+期末成績60%+測評5%），以此全面考查學生知識掌握程度和品德修養(yǎng)。

三、教學案例分析

下面以單像空間后方交會知識點為例，分為課前預習準備、課中講授翻轉(zhuǎn)、課后小結(jié)反思、集體總結(jié)探究四個階段，說明采用混合式教學模式進行教學的具體實施過程和策略。

（一）課前預習準備階段

課前，教師需要對教學內(nèi)容和方法、教學資源和體系構(gòu)建基本的邏輯順序和框架結(jié)構(gòu)，學生需要復習以往知識、預習新知識，并且初步形成自己的知識理解和網(wǎng)絡層次。同時，通過搜索資源、消化吸收、知識重組逐步完善自身的知識體系。除此之外，教師和學生均需積極主動地溝通交流，教師掌握每個學生的興趣特長和學習習慣，學生明確課程的知識作用、知識框架及教師授課風格等，并且對所學知識的迷惑不解之處面對面進行詳細的交流和匯總，為下一步授課環(huán)節(jié)做好充分準備。

（二）課中講授翻轉(zhuǎn)階段

課中階段即課堂面授階段，是教學中最重要的階段，師生需要在較短的時間內(nèi)以較高的效率完成教學任務。整個過程中教師、學生均要參與教學信息的傳遞、接受與互動，是以教師為主導、學生為主體的充分體現(xiàn)。采取翻轉(zhuǎn)課堂、研討交流、動手實踐等多樣化的教學形式，鼓勵學生發(fā)表自己的見解和看法，教師予以個人或小組中肯的評價，并且根據(jù)學生的預習效果和實際情況，基于在線視頻資源和反饋問題，對疑點和難點知識著重講解和闡述。單像空間后方交會是共線條件方程的直接應用之一，學生熟悉形式，但對其內(nèi)涵理解不夠透徹。為此，教師在此需要引導講解，讓學生理解坐標系之間的關(guān)系實則隱含著旋轉(zhuǎn)矩陣的三個角元素；之后創(chuàng)設條件讓學生匯報前期預習總結(jié)的計算流程圖，教師予以評價和糾正，以此共同形成對問題的理解和知識的構(gòu)建；最后教師將配備GPS和INS的測量性無人機新技術(shù)作為拓展和延伸并提出問題：在單像空間后方交會求解外方位元素的基礎上，通過兩張立體像對如何解算地面點的物方坐標系？借此布置下一階段的線下預習準備任務。

（三）課后小結(jié)反思階段

有限的課內(nèi)時間解決學生所有的疑惑問題是不太現(xiàn)實的，因此課后加強互動交流，對知識進行及時的總結(jié)反思是教學的鞏固階段?；旌鲜浇虒W中，互聯(lián)網(wǎng)為師生提供了論壇、博客、微信群、微課等多樣化的交流平臺。其中，論壇適合學生交流討論，博客適合學生自我反思，微信群則適用于即時互動。教師對講授過程進行反思總結(jié)，學生對學習過程進行歸納整理，師生對教學過程進行方法探討和知識梳理，并對課程教學實施互評，由此形成一個完整的教學過程閉環(huán)，從而更好地優(yōu)化教學模式，提高教學質(zhì)量和效果。

（四）集體總結(jié)探究階段

集體總結(jié)探究階段，是對章節(jié)知識的階段性歸納凝練、探究升華。通過“線下—線上—線下”循環(huán)的混合式教學過程，學生完成攝影測量作業(yè)基本理論的學習。但此時的知識點在學生腦海中還未形成系統(tǒng)性的知識框架，單像空間后方交會、空間前方交會和模型坐標計算、絕對定向等理論知識點在使用中如何逐一實現(xiàn)、互相銜接，從而達到工程實用的要求，學生對于這些問題還比較茫然。因此，教學過程中需要對章節(jié)知識進行階段性總結(jié)，挖掘知識點之間的邏輯關(guān)系，尋找其潛在本質(zhì)。對于一些對本課程具有濃厚興趣且學有余力的學生，教師可指導其參加課題研究任務，通過集體研討和團隊協(xié)作繼續(xù)進行專業(yè)學術(shù)研究。

結(jié)語

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的混合式教學模式，將專業(yè)課程、教學資源、在線平臺、信息技術(shù)整合于網(wǎng)絡大環(huán)境下，實現(xiàn)了教師與學生、學生與資源、課程與教學之間多維化的立體交互式教學，有利于課堂教學的在線管理、交流互動、實時分析?；诨ヂ?lián)網(wǎng)實施攝影測量學混合式教學，需教學雙方齊心協(xié)力、集思廣益、全方位地建設課程資源、平臺、評價體系等配套體系，真正實現(xiàn)教為主導、學為主體的教學雙方一體化，優(yōu)化教學關(guān)系并提升教學效果，共同完成教學目標。