基于工作过程系统化和混合式学习的测量技术基础课程教学改革

喻怀义 高照忠 陈蔚珊 黄铁兰

一、引言

近年来随着全球卫星定位导航技术、卫星重力探测技术、航空航天遥感技术、地理信息系统技术、信息高速公路和计算机网络技术、虚拟现实技术等技术的发展，以及空间信息服务大众化的到来，测绘技术的发展已经由数字测绘全面转向信息化测绘。[1]

为了适应测绘行业的快速发展，满足企业人才需求，我校对测绘地理信息技术专业的人才培养方案进行了改革，这其中就对《测量技术基础》课程的课时进行了压缩，原有教学安排已不能适应现有的课程需要，同时测量技术基础课程教学还存在诸多问题，课程改革迫在眉睫。

二、《测量技术基础》课程教学存在的问题

《测量技术基础》是我校测绘地理信息技术专业的专业基础课，主要使学生在理解测量学的基本概念、基本原理和方法的基础上，能够使用水准仪和全站仪进行小区域控制测量。虽然我校对该课程进行了一些改革，但是课程内容始终脱离不了按学科知识体系编排的现象，导致工学不能较好结合、学生职业技能不能得到较好训练。

1.课程内容布局不够合理，理论教学内容较多

测量技术基础课程教材按学科知识体系编排，教学内容主要按照未来职业生涯中可能使用到的知识进行组织，学生和教师都必须像知识的容器一样储备大量的知识以备不时之需。目前理论教学内容较多，实践教学内容较少，缺少社会能力和方法能力的培养，课程教学与实际岗位衔接不强，导致学生“只见树木，不见森林”。

2.学生被动学习，学习兴趣不高

教师主要按照知识的内在逻辑编制教学课件，在课堂教学中，教师大部分采用“满堂灌”的教学方法，教师与学生的互动太少，纯粹的知识传授难以有效激发学生的自主性和能动性。

3.实验教学，缺乏对知识整合应用、迁移能力的培养

课堂教学采用先理论后技能的教学设计，学生在理论课程完成后，不能将记忆中的知识转换为技能。实验教学中，学生需要手把手教，遇到不同实验环境，不能整合所学知识独立完成，不能独立解决实验中遇到的问题，缺乏创新能力。

4.考核评价单一

课程总成绩由平时成绩和期末试卷成绩构成。期末试卷成绩权重较大，占总成绩70%。临近考试时，学生通过教师提供的考试大纲死记硬背。这种考核方式难以反映学生的职业技能。

本文针对教学过程中存在的以上问题，运用工作过程系统化教学范式和混合教学模式，在教学内容、教学方法和教学手段、课程成绩评价等方面进行课程教学改革。

三、基于工作过程系统化的课程开发

工作过程是指在为了达成任务目标而采取的结构化、序列化的职业活动。工作过程可能是自发的、离散的、随机的过程，必须通过归纳和概括等方法使真实工作过程的各个离散的工作环节和工作任务之间形成一定的逻辑关系，突出其主要工作环节的典型特征，这个处理手段就称作工作过程的系统化。[2]工作过程系统化课程是指运用工作过程系统化的理念对课程进行完整的、系统化的教学设计。[3]

1.分析典型工作任务，形成行动领域

通过企业调研、问卷调查、专家座谈等方式，对测绘地理信息技术专业的岗位进行调研，对与专业相应的岗位群的所有工作任务进行筛选，获取水准测量、导线测量、三角高程测量、GPS测量、房产测量等23个典型工作任务，按照工作性质相同、行动维度一致的原则，将典型工作任务归纳为12个行动领域。

2.重构课程

在12个行动领域中，“小區域控制测量”这一行动领域所使用的测量仪器历史悠久、应用面广、原理简单、易学易用，特别适合作为测绘地理信息技术专业的专业入门课程。以小区域控制测量典型工作岗位能力出发，对比全国职业技能大赛工程测量比赛项目，参照测绘地理信息国家职业标准的职业功能、工作内容及各等级工作要求，融入测量基础理论等教育要素，构建测量技术基础课程。

3.学习情境设计

根据职业特征的六要素即对象、内容、手段、组织、产品、环境，以及完整思维的六个步骤即咨询、决策、计划、实施、检查、评价，[4]将测量技术基础课程分解为水准测量、三角高程测量、导线测量、控制测量4个学习情境。这4个学习情境之间既相互独立，又有递进和包容关系。每个学习情境下包含若干个子情境，每个子情境都是进行教学化处理后与其他情境存在逻辑关系的独立的、完整的、客观存在的工作过程。学习情境设计如表1所示。

学习情境：水准测量，主要介绍测量学的概念，地球体的有关概念，平面坐标系统和高程系统的概念。

学习情境一：水准测量，主要教会学生利用水准仪测量地面点的高程，按照测量精度由低到高，工作任务难度由小到大，划分为知识准备、图根水准测量、四等水准测量和二等水准测量等4个子情境。

学习情境二：三角高程测量，主要教会学生利用全站仪测量地面点的高程。按照测量精度由低到高，工作任务难度由小到大，划分为知识准备、竖直角测量和五等三角高程测量等3个子情境。

学习情境三：导线测量。主要教会学生利用全站仪测量地面点的平面坐标。按照测量精度由低到高，工作任务难度由小到大，划分为知识准备、图根导线测量、三级导线测量和一级导线测量等4个子情境。

学习情境四：控制测量，与学习情境2和3 呈包容关系。主要教会学生综合运用三角高程测量和导线测量完成地面点的平面坐标和高程的测量。

按照知识的逻辑关系和布鲁姆学习分类法的学习层次由低到高的原则，在学习情境中的适当位置融入必须掌握的学科知识，并以典型性、结构化、序列化的工作任务为载体，将抽象的学习内容具体化。例如水准测量学习情境中，将水准测量要掌握的理论知识和实践知识整合，嵌入到水准测量的整个工作过程之中，在第一个子情境中主要融入水准测量的原理、水准仪的使用等记忆性知识，在第二个子情境中主要融入水准仪器设备的检验等理解、应用性知识，在第三个子情境中主要融入水准测量误差分析等分析、评价性知识。

4.基于混合式学习模式，创新教学方法

在教学过程中，教师通过“手把手，放开手，甩开手”的渐进过程，逐步提升学生的实践动手能力。以水准测量为例：子情境1图根水准测量，教师以演示为主，学生跟着教师做;子情境2四等水准测量，教师以指导为主，学生试着做;子情境3二等水准测量，教师以引导为主，学生自己做。越简单的内容教师越多讲，使学生熟练掌握实际工作过程，越复杂的内容越少讲，使学生逐步获得知识迁移的职业能力（见表2）。

充分利用信息化教学手段，开展线上线下教学。借助虚拟仿真实训平台，实现“理虚实”一体化，加深学生对抽象理论知识的理解，提高实验课堂效率。

学生在课前通过小组合作学习、制定计划、评估计划，在自己“做”的实践中，逐渐掌握职业技能、习得专业知识，从而构建属于自己的经验和知识体系。教师在教学中时刻关注学生学习情况，学生在学习过程中出现的问题，教师及时地做出积极的反应，帮助学生修正自我构建的路径和方法。

5.实施能力本位的考核评价方法

采用开放的、灵活多样的考核评价方法，把对学生的考核评价贯穿于教学过程的始终，全面考核评价学生的综合能力。测量技术基础课程考核分为平时考核、阶段考核、期末考核三部分。

平时考核主要考查学生在课前自学、课中表现、课后复习情况，每次课学生都有一个平时考核成绩，最终的平时考核成绩取平均成绩。由于理论教学与实践教学的特征不同，平时考核在课中考核内容也有所不同。理论教学的课堂，考核内容包含随堂测试和师生互动;实践教学的课堂，考核内容包含虚拟仿真平台仿真练习和实验成果。 师德征文在那片天空下阶段考核在每个学习情境结束后实施，包括单元测试和仪器操作2个部分。期末考核，主要采用闭卷统一考试的形式。测量技术基础课程考核方式如表3所示。

四、总结

在基于工作过程系统化范式和混合式学习模式的测量技术基础课程中，学生在学习过程中处于中心地位，学生的学习自主性和能動性得到提升。课程以工作任务为载体设计情境教学，使学生逐步习得知识、技能和情感，并能够举一反三地应用知识从容应对新的工作任务和工作情境，完成专业素质的塑造，实现工学一体化的课程教学目标。

参考文献：

[1]李德仁，苗前军，邵振峰.信息化测绘体系的定位与框架[J].武汉大学学报（信息科学版），2007，32（3）：189-192.

[2]吴全全.工作过程系统化课程开发范式的内涵与特征[J].中国职业技术教育，2017（15），57-64.

[3]姜大源.关于工作过程系统化课程结构的理论基础[J].理论研究，2006（1），111-113.

[4]姜大源.工作过程系统化课程的结构逻辑[J].教育与职业，2017，13（1），5-12.

[5]杜世纯，傅泽田.混合式学习探究[J].中国高教研究，2016（10），52-55.

[6]钟月辉.英国莱斯特大学远程教育混合式学习模式研究[J].中国远程教育，2015（10），27-32.

[课题项目：2017年院级重大（点）专项研究项目“以行业职业技能竞赛为支点，创新测绘地理信息技术专业教学改革的研究与实践”（GDGM2017-ZD-C06）资助。]