《工程测量》立体化教材开发研究与实践

韩浩　张亚双　张秀梅

[摘           要]  随着社会的发展，职业教育的发展也在国家政策的支持下迅猛发展。其以素质教育为基础，以培养学生的能力为根本中心，同时为社会培养高素质的人才，这些均已成为社会共识。工程测量作为一门专业的基础学科，随着科学技术和社会对人才的要求，现在的工程测量课程教学内容过多，要客观全面地学习掌握其知识体系对学生来说较为困难。鉴于此，教研团队提出《工程测量课程教学改革实践研究》这一课题，针对传统工程测量课堂教学中存在的问题，运用行动研究法、调查研究法等研究方法，结合布鲁纳、赞可夫等教育家的教育理论开发《工程测量》立体化教材，其目的在于提高教师和学生教与学的整体教学素质。

[关    键   词]  立体化教材;工程测量;职业教育;课堂教学

[中图分类号]  G714                   [文献标志码]  A                      [文章编号]  2096-0603（2019）24-0076-02

工程测量是我校工程测量技术、无人机应用技术、水利水电工程施工等专业的基础课程、必修课程，也是一门实践性很强的专业课程，它不仅能够提升中高职学生的实践操作能力，还能够提升学生在社会上的就业竞争力。[1]

工程测量课程教学主要包括理论教学、进行实验、学生实训等环节。课程伴随着测量新技术的发展，尤其是3S、摄影测量以及无人机应用技术的发展和新的测量仪器的产生与应用等方面，对传统教学提出了更高的要求。因此，对课程本身而言，必须探索出一条符合课程要求的教学与考核方式，以培养学生的实操能力，让教学为学生以后的工作服务，并适应社会对本课程提出的实际需要。[2]一方面，从教学实际出发;另一方面，也要考虑到本课程要为学生以后的工作所服务的角度，为了切实解决传统工程测量课堂教学中存在的问题，希求在能力范围内，笔者教研团队提出开发《工程测量》立体化教材的解决方案。

一、立体化教材的相关介绍

立体教材是伴随着实际教学而衍生的一种新的教学教材。对此教材的研究，国内外均已起步并呈迅猛发展之势，并已经在实际教学过程中逐渐运用，同时在实际的教学过程中展现出良好的教学效果。虽然在目前阶段，对立体教材的定义暂无一种确切的说法。但无论哪一种称谓，其最终的设计目的都是为學校和学生提供一种整体的教学资源方案，最大限度地满足教学、教育市场以及学生学习的需要，最终形成教学能力，把教学内容更好、更快地传授给学生，以鞭策教学改革的有效进行。

（一）立体化教材中所涉及的内容

简单说来，立体教材包含主教材、教师的参考书、学生学习的指导书以及试题库等这些最基本的内容。

主教材是整个教学的前提，囊括教学的基本要求和教学大纲中所要求掌握的所有知识点，在设计时应考虑其整体的科学性和系统性。

教师的参考书与主教材相适应，书中除了有对教材的理解外，还应包括与教学内容相关的教学资料以及参考文献等，以供教师在教学中的实际应用，并在设计时要充分考虑个体化教学。

主教材是学生学习的指导书，其服务的主体是学生，在编撰时应考虑在书中渗透课程的要求、课程的难点、课程的重点、如何学习课程、应从哪些方面辅助此课程的学习，这些问题既是教师所关心的，同时也是学生在学习中要面对的问题。

试题库存在的意义在于对教学效果进行适时的评价和测评，以反馈教学效果的优差。

课程内容用不同的编写方式，把教学内容通过立体的方式呈现在教师和学生面前。它们之间既有重复，又有侧重点的交叉补充，其相互配合，最终形成一个有机的整体，以此提高教学质量。

（二）立体化教材所呈现的表现形式

在立体教材整个配套的内容中，其有丰富的表现形式，如纸质的教科书、音像制品和电子及网络出版物等。其中，纸质的教科书、音像制品是传统意义中的教材形式，也是现阶段使用最广的教材形式。电子及网络出版物是由于近些年来计算机技术以及多媒体技术等多种技术的飞速发展所延伸出的新型出版物，大概来说，现阶段可分为电子教案、电子图书、CAI课件、试题库、网络课程和资料库六种。

（三）立体化教材如何为教学服务

通过教学专用网站，在网络上为教师和学生提供交流的平台。在每个学年以及每个学期的各个学科、各门课程以及配套的教材上都应该设置交流平台。在平台上要有教师为学生回答问题的专门端口，也应该设置有互动的教材理念的栏目。平台同时要为学生提供自主学习的空间。当然，这只是宽泛地来讲，具体来说，就是应该在平台上建立一个以网络为纽带、以教学互动为主，用快捷的信息反馈建立高效的教学体制，以促进教学改革，并不断地向学生和教师提供最先进的教学理念和科目体系的新知识。

二、《工程测量》立体化教材开发流程

（一）电子版教材编写

教材编写团队根据成员分工完成《工程测量》教材各章节文字稿件的编写工作。在这里既有前期根据成员知识结构的不同进行的具体编写分工，又有后期团队成员对教材内容的相互整合和不断补充。

（二）总结知识点数量

针对教材中知识点的难易程度，将重点、难点等各类知识点排列成表，《工程测量》立体化教材共设计为绪论、水准测量、角度测量、距离测量等7章内容，划分为大地水准面与椭球面、高斯投影、水准测量原理、连续水准测量、水平角测角原理、全站仪功能介绍、四等水准测量、无人机介绍、GNSS基本定位原理等60个知识点。[3]

（三）确定知识点的表现形式

知识点的表现形式多种多样，一般可分为二维动画、三维动画、模型交互、视频资源、动态图、微课等。同时，根据测量知识点的特点，教研团队将具体知识点表现形式确定如下。

1.二维动画知识点

所谓的二维画面，简单地说指的是运用相关技术把图片、声音以及视频等根据测量知识点的特点，将测量的基本原则、水准测量原理、水平角测角原理、竖直测角原理、方位角的概念、导线测量外业、GNSS基本定位原理等知识点设计为二维动画。

2.三维动画知识点

三维动画又称3D动画，它是随着计算机软硬件技术的发展而延伸产生的一种新兴动画技术，是通过电脑软件等工具将三维物体运动的原理、方式等通过计算机立体形式展现在人们眼前。根据测量知识点的特点，将大地水准面与椭球面、大地坐标、高斯投影、连续水准测量、水准仪介绍、电子经纬仪、全站仪、无人机介绍等知识点设计为三维动画，其优点在于能将枯燥的教学内容变得更生动、有趣，让学生更直观地学习。

3.视频知识点

视频即通过摄像技术捕捉、纪录、摄影的一种资源形式，或将已有的测量教学视频直接应用于立体化教材中。根据测量知识点的特点及现有资料，将水准仪的安置、水准仪的粗平、改变仪器高法测站检核、经纬仪的安置、全站仪测量水平角、曼图拉无人机介绍、GNSS静态操作流程等知识点设计为视频。

4.微课知识点

微课是指运用信息技术，按照认知规律，呈现碎片化学习内容、过程及扩展素材的结构化数字资源。根据测量知识点的特点，将坐标正算、坐标反算、计算高程的方法、四等水准测量、全站仪三维坐标的点位放样等知识点设计为微课。其主要目的是把知识点整合到微课中，以一种学生喜闻乐见的形式学习并运用知识点。

（四）编写知识点脚本

脚本，一般说来就是一条条的文字命令。其意义在于将资源的表现内容、镜头要求、配音、背景音乐、辅助资源等用文字书写详尽，再保证其准确率。

（五）制作资源

根据知识点的不同表现形式，利用仪器设备及电脑软件分别制作二维动画、三维动画、视频、微课等形式多样的课程资源。在制作过程中，可以在内容选材上制作出生活和工作相关的一些情境，以贴近学生的切身实际，更有利于学生对工程测量课程的学习。在制作时，也要在自身条件允许的情况下尽量用前沿的软件制作，以保证资源的可持续利用。

（六）出版教材

出版一般包括投稿、编辑、选题、办理批准手續、签订合同、选出版单位等一系列过程。同时，教材内容的编定一定要与社会对工程测量课程的要求保持一致，要适时地引入最符合人才培养方案的教学内容。另外，因为出版要求等原因，教材的出版一定要做到时间上的提前量化考虑。

三、结语

传统工程测量课堂教学在设置时，由于纸质的教材和不完备的教学设备等客观条件的制约，教学效果并不理想。随着科学技术的发展，其数字化教学资源利用不充分、教学改革模式难推进、日常教学与数字化资源融合度不高、教学内容枯燥乏味、学习方式单一、缺乏个性化、缺少提升自主学习的机会这些问题逐渐显现。笔者教研团队通过多年对传统工程测量课程的教学实践，针对以上问题，以立体化教材为切入点，推动工程测量课程教学改革，但教学改革的深入仍需在校教师结合工程方面的发展对测量知识和技能提出新要求，不断地摸索出更合理、更实用的教学方法、教学理念。这样，才能逐步提高工程测量课程的教学质量，培养出更多符合社会需求的技术应用型人才。[4]

参考文献：

[1]陆天宇.工程测量课程项目化教学改革探索[J].科技资讯，2014（14）.

[2]赵群.工程测量实训课程教学方法改革的探索[J].中外企业家，2015（28）.

[3]岳建平，邓念武.水利工程测量第4版[M].北京：中国水利水电出版社，2008.

[4]田江永.土木工程测量课程改革探讨[J].黑龙江科技信息，2010（36）.

◎编辑 冯永霞