基于项目教学法的测绘软件设计与开发教学模式综合改革

张恒璟，王崇倡

(辽宁工程技术大学 测绘与地理科学学院，辽宁 阜新 123000)

为了贯彻落实党中央、国务院关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的决策部署，推动高校转型发展，教育部、国家发展改革委和财政部共同发出关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见，2015年11月辽宁省政府办公厅印发《关于推动本科高校向应用型转变的实施意见》，辽宁工程技术大学测绘工程专业成为首批应用型转变试点专业之一。

测绘工程专业向应用型转变，要求设置的每一门课程都要支撑专业的应用型转变。“测绘软件设计与开发”是测绘工程专业必修课程，在学习了“数字测图原理与方法”“误差理论与测量平差”“大地测量学基础”等专业基础课之后，综合应用专业理论和技术方法，编程解决测绘工程的数据处理问题。传统的教学方式是教师作为课堂的主体，学生被动接受知识，无法发挥学生的主动性，学习的效果和技能的掌握就打折扣。因此，必须改革传统的教学模式，不仅在老师的教法上改变，学生的学法也要改变，不仅是课堂学习，更要体现课后学习，相应的学习评价方式也需要进行相应的变革，将“测绘软件设计与开发”课程教与学模式综合改革的目的直接指向专业的应用型转变。

在应用型专业教育中，项目教学法有其独特的优势。在项目教学中，学习过程成为一个人人参与的创造实践活动，注重的不是最终的结果，而是完成项目的过程。学生在项目实践过程中，理解和把握课程要求的知识和技能，体验创新的艰辛与乐趣，培养分析问题和解决问题的思想和方法。项目教学法最显著的特点是“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”，改变了以往“教师讲，学生听”被动的教学模式，创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。目前，在本科教育的VB、JAVA、C语言等程序设计课程中已经开展了项目教学的改革实践[1-3]，全国高等学校大学生测绘技能竞赛、卓越工程师培训计划和国家注册测绘师制度对测绘工程专业课程实践教学也提出了新要求[4-7]。

1 课程特点与教学思路

“测绘软件设计与开发”课程与其它相关课程关系密切，校级基础课“C++程序设计基础”，专业基础课“数字测图原理与方法”单一水准和导线简易平差、交会定点测量计算、坐标正反算等，专业理论课“误差理论与测量平差”中误差计算、间接平差理论等，专业理论课“大地测量学基础”椭球元素计算、GAUSS投影坐标计算、控制网平差等，它们共同构成程序设计课程的基本内容体系。

本课程的特点：多门测绘专业课程的知识综合；涉及的理论知识既具有相对独立性，又有一定的联系；与计算机程序设计与开发关系密切，实践性强。

本课程以往教学的思路：课程内容是测绘数据处理理论的应用，学生理解有难度；需要从系统、整体的角度组织教学，避免知识学习的碎片化；课程的实践性强，实践能力培养是其重点之一。

“测绘软件设计与开发”课程教与学模式综合改革，以“四个转变”为目标：从以教为主向以学为主的转变，以课堂教学为主向课内外结合的转变，以结果评价为主向结果与过程评价结合转变，从评价教师的教为主向评价学生的学为主的转变；首先要设计项目教学法的课程项目，教师的教和学生的学以及形成性评价都紧紧围绕着项目展开；学生完成课程的项目，即掌握了课程规定的内容，达到课程的培养目标。

2 项目设计

2.1 项目总体设计

图1是课程的核心知识内容以及对应的项目，共设计4个项目覆盖了本课程的核心知识单元。项目的难度要适中：对于少部分具有充分自信的学生来说，失败乃成功之母，但对于大部分学生来说，接二连三的失败会严重挫伤学生的信心和学习的动力，从小成功走向成功是比较合适的途径。项目的任务分工要清晰，项目的工作量可适当加大，同时要考虑学生编程平台的衔接，从大一学年的Visual C++ 6.0控制台编程逐渐过渡到MFC框架编程。

2.2 项目详细设计

图2是项目二“GAUSS投影正反算程序设计与实现”的具体设计，设计了该项目的成果描述、内容分工、对专业知识点及能力的要求。项目的内容分工对应着小组内每位学生的具体任务，其它项目的设计可以参考该项目。

图2 项目二具体设计与任务分工

2.3 项目教与学的方案设计

课程教与学模式综合改革的整个过程体现“四个转变”，学生在课堂的学习应转换为课堂与课后实验相结合的学习，仅仅依靠课堂学时远远达不到课程的培养目标。表1是项目二教师课堂“教”与学生课后“学”的详细设计，课程知识单元的教学设计和实施紧紧围绕着项目进行，利用上机时间进行项目的编程考核，项目任务安排在课后实施并进行答辩考核。

2.4 形成性评价设计

项目的组织与实施贯穿于整个课程教学过程中，以期末考试的方式来评价项目教学显然不合适，需要一套形成性(过程)评价机制，教学评价围绕着项目进行。

表2是本课程的形成性评价方案设计，课程总成绩构成包括实验成绩、项目考核成绩、课后作品奖励成绩。对于项目考核的每一个构成项，设计了原则性的评价方法和指标。

表1 项目二“教”与“学”的设计

表2 课程形成性评价方案设计

以4个项目的报告和成果作为实验成绩，代替传统的平时成绩；以4个项目的分组考核成绩作为过程评价的主要构成部分；为了区分小组内成员的学业差异，期末个人上机考核部分占比30%。

教师在项目考核中的作用是组织各组的答辩考核，依据答辩或考核效果，划定班级小组的起评分。

3 课程项目教学的组织实施

学生在第一学年学习的VC++6.0和C++语言课程作为基础，编程软件也可选VS2010或更高版本，但编程的平台需要从Win32控制台过渡到MFC框架。文件读写操作是测绘编程的基础，在课程开始时，利用4个学时，复习C++并设计Win32控制台下坐标文件读写操作的小任务，即检验学生C++基础的掌握情况，又从侧面观察学生对本课程的兴趣。基于Win32控制台，实施“测量典型函数数据处理类设计与实现”项目；转向面向对象的编程，基于MFC框架/对话框实施“GAUSS投影正反算程序设计与实现”项目，基于MFC菜单编程实施“水准网间接平差程序设计”和“附合导线简易平差计算”两个项目。

3.1 教师“教”的组织

教师围绕项目开展课程教学，包括课前、课中、课后的教法，图3是教师“教”的组织实施方案。教师在课程开始之前，首先设计并实现课程的项目软件；在项目(知识单元)教学开始时，向学生演示项目软件的效果和成果，并拆解项目任务；课堂上，讲解项目涉及的专业理论技术，并对重难点进行录像，辅助多媒体和编程演示；课后，利用网络平台与学生互动，解答学生在项目实施中遇到的问题。

图3 项目教学“教”的组织方案

3.2 学生“学”的组织

学生围绕项目进行学习，课后实施项目。图4是学生“学”的实施方案，学生在课程开始时，按照自愿组合或以强带弱原则分小组；在项目开始前，组内分配项目任务；课前预习项目涉及的专业理论和多媒体录像；课后组织实施项目，借助网络平台讨论，与教师互动。

图4 项目教学“学”的组织方案

3.3 教与学设计的闭循环

课程教与学的设计，必须通过具体的教学活动来检验。学生的课程学习能否达到设计的效果，任课教师要进行教学反思，使教学设计与学习效果有机结合，达到教学设计的闭循环。项目教学法只是课程教学的组织方式，通过项目的答辩考核与上机编程考核，不仅是区分学业优劣的手段，更要通过考核，让学生的学业问题暴露在教师面前，有针对性地安排教学活动。学生任务安排在课后，教师无法对学生的项目实施过程进行持续监控，通过项目考核暴露问题，在该课程的后续教学中，针对具体问题的教学，才是学生的期待。

4 近三届项目教学的效果

在学校测绘工程专业2012级、2013级和2014级中，“测绘软件设计与开发”课程分步骤实施项目教学法，边教边改，逐渐形成了该课程比较固定的项目教学法课程设计方案，教师驾驭项目教学法，从以前的任务式教学逐渐变成快乐式教学，学生的学习状态也从以前的完成课堂任务变成课后忙碌并充实起来，最大的变化就是学生“鲜活”起来了。

对于学生：学生的学习主动性明显增强；学生主动参与到课堂教学活动中；学生分组学习和考核，学生的集体观念和荣誉感明显提升；学生课后忙碌起来，社交工具如QQ由原来的聊天交友工具转换为学习讨论的工具；学生的课程学习有明确的成果。学生普遍反映，学习有目标性，开始累，忙碌，但是有成果，逐渐体会到学习的成就感和快乐。

对于教师：教学模式的选择应该与课程的性质相适应；课程开始前的教学设计很重要，必须具有可操作性，无论是课堂提问、研讨、答辩等，凡是涉及评分的教学环节都应有明确可操作的评分标准。学生的学习效果明显，学生“动”起来，主动的答疑、问问题，对成绩也比较看重。教师自己用心去做，多付出一点，学生就能多收获一些；教师也要相信学生，学生的潜力无限，你给他们信任，他们还你惊喜；心动不如行动，在实践中探索前行。

5 结束语

“测绘软件设计与开发”课程教与学模式综合改革研究将会加快推动辽宁工程技术大学测绘工程专业应用型转变试点的步伐，提高应用型专业人才培养的教学质量，为测绘工程专业其他课程教学提供借鉴和思路，为社会培养既懂知识，又有能力的高级测绘工程技术人才。