基于微课的《测量平差基础》翻转课堂教学模式研究

孙 杰，赖祖龙

（1.中国地质大学（武汉）信息工程学院，湖武汉 430074）

基于微课的《测量平差基础》翻转课堂教学模式研究

孙 杰1，赖祖龙1

《测量平差基础》是测绘专业的核心基础课程，该课程内容抽象、理论性较强、公式繁多，学生理解起来比较困难，课程难度和教学方法的不足导致学生很难学好这门课程。将基于微课的翻转课堂教学模式引入《测量平差基础》教学，可以提高学生的兴趣、减少课堂讲授时间、增加课堂互动、强化重难点知识、提高教学质量。

翻转课堂；测量平差基础；微课；教学模式

《测量平差基础》是测绘类学科的专业必修课程,学好这门课程可为后续的测绘专业知识体系打下坚实的理论基础。但是，《测量平差基础》内容抽象、理论性较强、公式繁多，学生理解起来比较困难，课程自身的难度和教学方法的不足导致多数学生很难学好这门课程。如何设计合适的教学模式，提高该课程的教学质量，一直都是测绘学科教学改革关注的重点[1]。

翻转课堂是近年来逐渐兴起的一种教学模式，能够给师生更多的交互时间，但是课前教育缺乏针对性。微课针对性强、授课形式丰富。将微课的优势应用于翻转课堂，可提高学生学习的主动性与自主学习能力，也使教师有更多时间组织课堂教学。为了探索《测量平差基础》课程的教学新方法，提高该课程的教学水平，帮助学生学好这门课程，本文首先阐述了翻转课堂和微课的概念与基本特征，然后通过分析《测量平差基础》课程的教学内容、现有的手段与不足，设计了基于微课的《测量平差基础》翻转课堂教学模式。

1 翻转课堂与微课

1.1 翻转课堂定义与特征

2011年，萨尔曼·可汗在Technology Entertainment Design大会上的演讲报告中提到了一种新的教学方式——“翻转课堂（flipped class-room）”[2]。在这种教学方式下，学生可在家观看可汗学院的数学教学视频并完成相关作业，对于视频中的难点和作业中遇到的问题可及时在课堂上和老师同学交流讨论。翻转课堂具有以下特征：

1）教学角色换位，学生成为教学过程的主要执行者，教师成为学生学习过程的指导者、辅助者。

2）交流评价及时，师生间能及时针对某一问题进行交流反馈。

3）教学目标升级，翻转课堂以教学过程为重心，以学生的情感、态度与价值观为最终目标。教学过程中着重采用讨论、探究的方法，这些方法能够聚焦于难点，促进学生思考、交流，使学生的思维空间变得多维化，从而培养其情感、态度与价值观。

1.2 微课定义与特征

随着微博、微信等互联网词汇的出现，出现了“微课”的概念，即以短小的视频为教学载体，按照课程大纲和教学目标[3]，针对某个知识点进行设计，记载教师和学生在课堂内外开展教学活动的过程。微课的主要特点有：

1）教学时间较短，视频素材是微课课前教学的核心部分，考虑到学习者的注意力集中时间，每个微课时间不宜过长。

2）主题突出，“微课”针对某一知识点进行设计，尽量突出主题。

3）满足自主学习、移动学习的需求。

4）反馈及时，学生能够及时地将问题向老师进行反馈。

2 《测量平差基础》教学内容与现状

2.1 课程内容

《测量平差基础》的主要内容是对一系列带有观测误差的观测值进行处理，求出观测值的最或然值，并对结果进行精度评定[4]。课程具体包括：

1）测量平差基本理论方法，包括各类误差分布与精度指标、误差传播率与定权。

2）平差方法，包括条件平差、间接平差等平差函数模型与估计准则、误差椭圆。

3）近代平差，主要包括平差系统的统计假设检验、抗差估计等[5]。

2.2 教学现状

《测量平差基础》公式复杂繁多、推导过程复杂、教学板书量大。想要完整推导出某个原理，可能需要板书几个版面，首尾不能同时展现，影响系统讲解的效果，同时又因板书时间过多而导致授课效率不高。因此，现代多媒体教学成为大多数教师常用的一种手段。但通过实际调研分析，这种教学手段效果差强人意，主要问题有：

1）多媒体教学信息量大，缺乏必要的推算过程，讲课速度快，学生反应相对缓慢，给学生带来理解和掌握上的困难。

2）师生之间交流太少，教师不能及时了解学生理解和掌握课程内容的情况，不能调动课堂气氛。

此外，该课程的学时数一直被压缩，但习题量又较大，习题课占据了较多学时。因此应根据课程的特点，将重要知识点及其推导过程做成微课的形式让学生在课前学习，并以任务的形式布置相关习题，将课堂时间留给师生交流，针对问题进行讨论，提高教学质量。

3 基于微课的翻转课堂教学模式

通过对现有的翻转课堂模式调研，在分析微课特点和翻转课堂应用方法的基础上[6]，针对《测量平差基础》课程特点，本文设计了一种基于微课的《测量平差基础》翻转课堂教学模式。该模式主要由3部分组成：课前知识传播、课中知识内化、课后反思[7]。

3.1 课前知识传播

课前知识传播是翻转课堂的重要步骤。老师在课前需要根据教学目标制作微课并为学生设计学习任务单；学生在课前需要按照任务单进行自学，重点对微课中的知识点进行理解。

1）教学目标制定与知识分解。根据《测量平差基础》教学目标，结合教学内容，对课程进行逐层分解，确定哪些内容需采用探究式教学，哪些内容直接讲授。例如，整个课程第一层可以分解为误差理论基础、平差方法、近代平差；第二层平差方法又可以细分为条件平差、间接平差、附有限制条件的间接平差等8个微单元。

2）微课制作。微课制作要点：①明确微课教学内容，确定微单元的知识点和重难点；②对教学材料进行归纳整理、搜集各种相关素材；③严格控制时间，每节微课的时长不要太长，最好控制在15 min以内；④教学过程结构设计。

3）自学任务单设计。自主学习任务单就是学生课前自学要完成的任务，任务单包含学习的目的、任务、问题设计、相关习题练习、问题总结等。

4）学生课前自学。学生根据任务单学习教材上的知识点，对应微单元观看微课，然后对观看的微课单元里的知识进行梳理和总结，完成配套的课堂练习，将疑难点进行记录总结供课堂交流。

3.2 课中知识内化

完成课前知识传播后接着是课内知识强化环节，这是翻转课堂教育过程的核心。该环节主要包括重难点分析和交流讨论。

重难点分析针对学生在学习过程中遇到的问题进行交流讨论、难点解答，进而帮助学生填补知识空缺，构建知识架构。例如条件平差公式推导、必要观测数的确定、以不同观测要素为观测值的条件方程都是条件平差章节中的重难点。针对这些知识点设计相应问题，结合学生在观看微课视频或做课后练习时发现的问题综合确定课内讲授的内容。

交流讨论是针对设立的问题进行课堂内互动。这一环节可以根据学生总结的问题将学生分成多个小组进行交流讨论，小组间也可交叉讨论，最后教师选择适当的时机参与其中为学生讲解。通过讨论实现相关知识的内化，使学生深入掌握《测量平差基础》的理论，并能实际应用。

3.3 课后反思

课后反思是提升教学质量的重要环节，教师通过学生课前学习、课内讨论的情况，及时调整教学计划，完善教学方法。此外，还需要通过访谈等方式获得相关反馈信息，对微课进行改进。学生通过反思课前学习遇到的问题以及课上的讨论过程，促进对相关内容的理解。

4 结 语

翻转课堂作为一种全新的教学模式，得到了广泛的认可与应用，但在应用过程中发现一些不足，如重点不突出、学生参与的积极性不高等。微课可以针对教学重点进行设计，教学互动性强，将微课与翻转课堂结合应用于《测量平差基础》教学能够提高学生的积极性，充分利用课堂时间增加教学互动，确保顺利完成教学目标。目前，微课和翻转课堂在国内还处于发展初期，需要结合不同学科的特点进行改进与完善。随着这种教学模式日趋成熟，最终会为提高高等教育教学水平提供坚实的基础。

[1] 邱卫宁,陶本藻,姚宜斌.误差理论与测量平差基础精品课程的建设与实践[J].测绘工程,2011,20(1)：77-80

[2] 张金磊,王颖,张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志,2012(4)：46-51

[3] 胡铁生.微课——区域教育信息资源发展的新趋势[J].电化教育研究,2011,10(10)： 61-65

[4] 潘雄.“测量平差基础”课教学探讨[J].中国地质教育,2006,15(4)：121-123

[5] 胡圣武,陈艳玲.新形势下《测量平差基础》课程内容的改革[J].地理空间信息,2014,12(1)：166-169

[6] 汪岩.微课支持下的翻转课堂模式设计研究[J].中国教育技术装备，2014(10)：39-41

[7] 凡妙然.基于MooC的翻转课堂在高校教学中的应用[J].软件导刊,2014(9)：47-50

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1672-4623（2016）08-0100-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.08.034

孙杰，博士，讲师，现主要从事摄影测量与遥感方面的应用工作。

2015-05-22。

项目来源：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（CUG120832）。