教育风暴“慕课”下的测量学课程改革与实践

程效军，刘 春

（同济大学测绘与地理信息学院，上海 200092）

1 “慕课”带来的冲击

在教育领域，2012年可以被称作大规模的网络开放课程之年。大规模开放在线课程，它涵盖的是一个全新的、震动了高等教育界的、一种对于囊中羞涩的学生可能是个好的学习方式在线课程类型。这是因为这些课程对任何地方任何学生都是免费开放的，它就是“慕课”，MOOC（massive open online courses），即大型开放式网络课程。2012年，美国的顶尖大学陆续设立网络学习平台，在网上提供免费课程，Coursera、Udacity、edX 三大课程提供商的兴起，给更多学生提供了系统学习的可能[1]。

“慕课”具有以下特点：（1）大规模的：不是个人发布的一两门课程，“大规模网络开放课程”(MOOC)是指那些由参与者发布的课程，只有这些课程是大型的或者叫大规模的，它才是典型的MOOC；（2）开放课程：尊崇创用共享（CC）协议；只有当课程是开放的，它才可以称之为MOOC；（3）网络课程：不是面对面的课程，这些课程材料分布在互联网上。人们上课地点不受局限，无论你身在何处，只需要一台电脑和网络连接，都可以花最少的钱享受大学的一流课程[2]。

“慕课”成功实现了一种高端的知识交换。它适用于专家培训，各学科间的交流学习以及特别教育的学习模式，任何学习类型的信息都可以通过网络传播。而网络课堂可以给你带来很多益处，例如可调整的时间表，节省出额外时间让你外出、阅读或者游玩，以及可以改善社交生活。

“这场在美国发起的大规模开放在线课程，其运作模式已在根本上开始触动传统高等教育的根基，将引起大学的重新洗牌，最终形成全新的大学格局。”上海交通大学校长张杰说。

“慕课”的到来，让先贤“有教无类”、“得天下英才而教育之”的宏愿越来越近。不少人也为大学的命运担忧：未来，在线课堂，会否取代传统的大学课堂？找到了一条通向免费大学课堂的便捷路径，实体大学靠什么吸引学生？

对“慕课热”进行冷思考就会发现，慕课不是万灵药，对大学面临的很多议题很难提供切实的解决办法，因为校园生活的经历、校园文化的熏陶都是在线课程难以替代的。慕课是标准化的、非个人的，无法做到因材施教，无法适应人的创造性和思想的多样性。有些慕课没有为学生提供他们需要的学习指导，这些慕课的教学设计有待提高[3]。因此，以“慕课”冲击为契机，针对慕课缺乏真正学习所需要的关键因素人际互动的不足，以国家精品课程测量学为例，从教学团队、理论联系实际、课程重点及解决方法、学生上台讲课、改革考试方式等方面进行改革与实践，探寻出更有创造性的、更连贯的、更加个人化的、共同学习的教学模式[4]。

2 国家精品课程测量学的网络资源

同济大学测绘与地理信息学院的“测量学”于 2010年被评为国家精品课程。该教学团队在巩固已取得成绩的基础上，根据国内外测量学教育的发展趋势与社会对人才素质的需求，继续推进课程建设和教学改革，以全面提升教学团队的学术层次和业务水平。首先对现有资源进行整合，发现问题，找出差距，明确目标，把握方向，集中力量，形成优势，通过调研、分析，明确进一步的发展目标和方向；其次，对多媒体课件、网络课件、教学录像等进行编辑、修改、充实和完善，使其能够更好地适应教学需要；第三，加强教学队伍建设，在教学梯队人员学历水平、职称结构等方面不断完善，强化对青年教师的培养；第四，按照国家精品课程的要求整理资料，建立课程档案，保证课程建设的规范化和信息化；第五，邀请校内外专家对本课程进行评价，不断改进课程建设[5]。

测量学教学团队加大了网络教学环境建设步伐，主要体现在以下几方面：

（1）制作了配套的多媒体教学课件，供学生浏览学习；

（2）在测量学精品课程网站上提供“你问我答”的答疑平台；

（3）在测量学精品课程网站上提供“技术前沿”栏目，以便学生了解最新的测绘技术；

（4）根据教学需要，将测量学教学大纲、录像、试题库等教学素材上网。

3 课程改革与实践

3.1 发挥教学团队特长，配置优质教师资源

近年来同济大学测绘与地理信息学院先后有 6位教师共同承担测量学教学工作，其中5位教师有到国外学习、进修和合作科研的经历；具有博士学位的教师6名（博士后2名）；教授4名（博士生导师4名），副教授2名。无论是知识结构还是年龄结构都很合理。教师队伍中，学科专业为大地测量的有1位，工程测量的有1位，GIS的有3位，摄影测量的有1位，知识结构合理。除课程教师参加实习指导外，还配备专职实习指导教师2人，并吸收多名研究生参与实践环节的指导，每届学生中指导教师与学生比例为 1∶10。课程不同内容由不同的教授讲解，如数字测图由童小华讲解，电子全站仪及数据采集由鲍峰讲解，国内数字测图软件由刘春讲解，其余内容由程效军等讲解，这样就可以充分发挥教学团队各成员的特长，给学生提供最好的教师资源[6]。

3.2 理论联系实际，提高实战能力

融知识传授、能力培养、素质教育于一体，课内课外结合的方式，培养学生的实践动手能力。测量学是一门实践性很强的专业基础课，为此学院建立了完善的测量标准实验场地、校内实习基地和校外等高线实习基地。先后启动测量双基实验室改造项目，添置了包括50多台电子全站仪等仪器设备，测量仪器设备得到了根本性的改变。在管理制度上进行了相应的改革，新仪器对学生实行开放，学生可根据需要借用仪器。目前所有的数字测图原理与方法实验和实习都能使用电子全站仪等新仪器。通过实验和实习将已学过的理论知识进行系统的检验，进一步理解、巩固和拓宽理论知识，掌握测量仪器的检验和校正、经纬仪测角、水准仪测高差、电子全站仪使用与数字化测图的操作技能，加深理解从控制到细部施测平面图的全过程及施工放样的基本方法。结合教学实验、校内平面图测量实习、校外等高线地形图测绘实习等过程加强对学生能力的培养。实践教学在培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力具有显著成效[7]。

3.3 梳理课程核心片段，采取最佳教授方法

慕课能够风靡的原因之一，是把整门课程进行碎片化处理，每个教学视频控制在10-15分钟左右[8]，这样可使学习者在每个知识点的学习时间片段都处于注意力最集中的状态。基于这种理念，我们教学团队将测量学课程教学内容进行碎片化、片段化处理，梳理出的核心知识，并采取相应的最佳讲解方法。

①平面直角坐标系概念的建立：从球面到平面的高斯投影是本课程的重点，解决途径主要是采用多媒体教学和课堂讨论相结合，加深对测量平面直角坐标系的理解。

②导线计算：这是测量学中最基本的计算，主要是通过板书讲授、课堂推导、实例计算、课后作业相结合的方式，并将计算器编程和电子计算表Excel应用于导线计算，使学生扎实掌握这些计算技术。

③电子全站仪的使用：电子全站仪的使用是测量工作非常重要的环节，也是本课程要求掌握的重要内容。解决途径一是通过课堂多媒体教学结合课堂实验使学生领会实际操作要领；二是开放实验室，学生可以根据需要借用电子全站仪进行操作与练习，实验员提供相应指导；三是通过教改项目开发电子全站仪模拟器，使学生在无仪器状态下借助于模拟器熟悉电子全站仪使用；四是通过综合实习中的测图和施工放样，提高学生的电子全站仪操作技能和应用水平。

④数字地形图测绘：数字地形图测绘是本课程的主线，数字测图是利用电子全站仪在野外采集地形数据，在成图软件的支持下，对数据和图形处理，获得数字地形图的方法。通过对数字地形图测绘的全过程、国内外现状、常用的测图软件、国家标准和自主开发的测图软件等讲解，并结合课堂实验和综合实习使学生达到掌握的程度[9]。

⑤等高线测绘：等高线是表示地貌的基本方法，通过典型区域等高线分析、多媒体教学和实例等途径相结合进行教学，并要求学生课后分别用手工勾绘和用软件绘制一幅等高线地形图，在综合实习时要求每组用电子全站仪测绘一幅数字等高线地形图。

3.4 学生上台讲课，成为主动学习主体

“慕课”的出现，为教学设计提供了一种改革的可能——教师可以将在线视频作为教学的线上环节，要求学生在课堂外先“听课”，课堂内侧重深入的分享、探讨和解决问题，真正实现“翻转课堂”[2]。由于测量学课程是国家精品课程，本教学团队提供了丰富的网络资源，给学生的自学和预习提供了良好条件，因此采取线上线下相结合的“混合式教学”模式，具体措施如下。

在学习第5章测量误差基本知识时，提前将本章的十个主要内容告诉学生，请他们上台来讲解这些内容，学生们报名非常踊跃，当然也可以考虑给上台讲课的同学适当的奖励。表1为第5章的十个主要内容及同学讲解所需时间。

表1 测量误差基本知识的主要内容和讲解人员

按照次序，学生分别上台讲解相应的内容，他们都非常认真地做了准备，精心制作了PPT，在讲解过程中还不时请其他同学回答问题，实现互动。每一位同学讲完后，教师进行总结和点评，一方面肯定好的方面，另一方面对讲解过程中出现的错误进行纠正，并给出相应的建议。学生们通过这样的准备，自己对课程的内容就相当熟悉，另外对他们的PPT制作能力、表达能力、演讲能力等方面的提高都有很大的促进。这种主动学习形式贯穿于整个测量学课程中，使自主学习成为学习主流。

3.5 改革考试方式，实施全方位评测

对考试方式进行改革，在考试中实行笔试、口试加仪器操作相结合，对于实践部分通过现场仪器操作考核。根据学生测量某个量的时间和精度评定其实验成绩，通过口试测试学生综合运用知识的能力，最后综合课程作业、口试成绩、实验成绩、笔试成绩评定出成绩[10]。

鼓励学生参与笔试试卷的命题，学期结束之前请学生根据课程的内容和考试的题型进行命题。以下是某同学提供的样题：

样题：雨后初晴，A小组携带崭新的水准仪来到同济大学正门国立柱草地进行水准测量实验，同学 X将仪器放于草地上，随即展开操作，他按照“后—前—前—后”的顺序观测，读第一个后尺读数后，手机响了，于是打了几分钟电话，然后回到仪器前继续读数，测完后负责记录的同学Y发现两次测得的高差相差较大，X同学的整平和读数等过程都没有问题，Y同学记录计算也无误，最有可能导致高差相差大的原因是什么？

样题答案：仪器下沉的影响。该同学将仪器放于雨后松软的草地上，立即进行后尺读数，由于他接电话的原因耽搁了几分钟，在这段时间里仪器发生沉降，使得随后的前尺读数偏小，误差由此产生。

这样的试题既贴近学生的实际，又考核了相应的知识点，同时学生自己参与命题，既激励了学生的学习主人翁态度，又消除了考试的神秘感。

4 结语

“慕课”打破了大学的“围墙”，无疑将引发“学习的革命”，给高等教育人才培养和教学方式带来深刻变化将是，翻转课堂，从以教师为中心真正转变为以学生为中心。

线上线下相结合的“混合式教学”，成为许多大学不约而同的探索方向。“慕课”不同于网络公开课，互动性更强。“慕课”的出现，为教学设计提供了一种改革的可能——教师可以将在线视频作为教学的线上环节，要求学生在课堂外先“听课”，课堂内则侧重深入的分享、探讨和问题解决，真正实现“翻转课堂”。

面对“慕课”的冲击，作为大学教师必须有一个清醒的认识，一方面要充分认识到“慕课”带来的严峻挑战，另一方面也要认识到实体大学具有师资、教学平台、实验设备等多方面的优势。对传统的教学方式进行改革，发挥教学团队的优势、加强实践教学、以学生为中心、鼓励学生走上讲台、改革考试方式等，使学生成为课程的主人翁，只有这样才能不被“慕课”冲垮。

[1] 涂皓.在线教育改变高校教学模式[J].教育,2013,29:32-33.

[2] 张红丹.“慕课”背景下大学生学习方式的转变[J].教育评论,2015(1):84-86.

[3] 吴万伟.“慕课热”的冷思考[J].复旦教育论坛,2014,12(1):10-17.

[4] 任友群.“慕课”下的高校人才培养改革[J].中国高等教育,2014,7:26-30.

[5] 宁津生,王正涛．面向信息化时代的测绘科学技术新进展[J].测绘科学，2010,35(5): 5-10．

[6] 程效军,鲍峰,沈云中,等.测绘工程专业培养模式探索与思考[C].2007年全国测绘学科教学改革研讨会,2007.

[7] 顾孝烈,鲍峰,程效军.测量学[M].4版.上海:同济大学出版社,2011．

[8] 吴维仲,关晓辉,曲朝阳.“慕课”浪潮引发的高校教学改革思考[J]. 东北师大学报:哲学社会科学版,2015,274(2):190-194.

[9] 潘正风,程效军,成枢,等.数字测图原理与方法[M].2版.武汉:武汉大学出版社,2009．

[10] 刘春,程效军.注重能力培养的“测量学”课程多样化教学方法探讨[J].中国地质教育,2010(1):105-108.