大地测量学基础混合式教学的改革与实践

岳胜如，孟福军

(塔里木大学 水利与建筑工程学院，新疆 阿拉尔 843300)

0 引言

大地测量学基础是测绘工程专业的必修课和学科基础课，属于地球科学的分支学科。大地测量学基础课程的主要内容为在一定的时空参考坐标系统下，研究地球和其他行星形状、大小的物理和几何特征，是基础性、应用性较强的一门学科。在测绘工程专业课程设置和专业教育中占有重要地位和作用，主要服务于区域控制网建设、工程建设、城镇建设、土地规划与管理等工作。该课程涉及的理论知识抽象、公式计算推导多且非常复杂，理解难度大，属于学习过程中的难点。

随着信息技术的发展，微课、慕课、翻转课堂、混合式教学模式得到大量应用，并取得了不错的教学效果[1]。混合式教学指将传统教学和在线教学相结合，实现优势互补，属于线下线上相结合的教学模式，改变了传统教学中知识的单向传递模式，增加了线上交流，实现了被动学习与主动学习的结合。混合式教学模式充分发挥了教师的引导作用，利用网络教学便捷、贴近生活的优势，最大限度地调动学生的主动性，培养学生学习交流、创新和独立解决问题的能力[2，3]。

1 课程现状与特点

大地测量学基础是面向测绘工程专业学生开设的一门学科基础课，先修课程为测绘学概论、高等数学、概率论与数理统计、数字地形测量学等课程，后续课程主要有摄影测量学、GNSS原理及应用、精密测量学、变形监测与数据处理等课程。2016年教学大纲设定课程共56学时，其中52个理论学时，4个实验学时。本课程内容丰富，其内容在测绘工程学生专业学习、继续深造以及就业中具有极其重要的地位，课程旨在构建测绘工程专业知识体系框架，包括基本概念、国家控制网建设、仪器的使用和维护、观测数据的归化、测量数据的平差，其他课程基本均在其框架下开设。课程主要分成5部分：A.水平控制网的技术设计。B.控制测量的基本测量技术与方法。C.地球椭球及其数学投影变换的原理与应用。D.常用大地控制测量坐标系及其转换。E.测量控制网平差计算与数据管理。课程结束后有大地测量学课程设计及实习，安排在第6学期的16—18周进行，共3周，其中方案设计1周，外业观测、内业处理和实习报告撰写2周。

课程主要特点：内容多、学时少；涉及区域面积大导致学习过程中的实践机会不多；理论知识抽象，需要丰富的想象力；公式特别多且复杂，推导困难、计算量大；是学习者学习的重点也是难点。

2 大地测量学基础混合式教学改革措施

2.1 构建系统、有效的知识框架

为满足不同知识层次学生的需求，必须建立思路清晰、结构完整的知识框架，知识框架要内容连贯、层次分明，即构建“三模块、三层次”的知识框架[3,4]。

根据大地测量学基础课程的特点、教学大纲要求，大地测量学基础课程内容可分为精密测量、椭球内业计算和平差三大模块。A.精密测量模块包括大区域平面和高程控制网的布设，精密的角度、距离、高程测量4个专题。B.椭球内业计算模块包括地面实测方向和距离向参考椭球面归化、参考椭球面值归算到高斯平面及不同坐标系统下成果的相互转换3个专题。该模块理论知识点多，公式复杂，计算难度大，是大地测量学基础课程的重点和难点。C.测量平差模块包括控制网概算、条件平差和间接平差3个专题，该模块要求较强的数学基础，包含大量的高等数学和线性代数的知识，公式多、计算量大，是课程的难点。这三个模块内容包含了大地测量学基础课程的绝大部分内容，每个模块包含多个相对独立的知识专题，每一专题又包含多个教学单元。

教学单元的资料设置划分为课程预习资料、课堂讲授资料、自主生成资料3个层次。课程预习资料需要借助智慧树等网络教学平台提前发布，旨在使学生熟悉课程目标和知识结构。课堂讲授资料是教师在课堂教学中使用的教学资源，包含多媒体课件、讲稿和教案、专题短视频等具体内容，是连接课程预习资料和自主生成资料的纽带。自主生成资料在教学过程中产生，但区别于传统的作业，涉及内容要具有综合性，成果要能够体现专题知识融合，完成之后由学生发布在网络学习平台上，由学生互评和教师点评、总结，对成果进行综合评价。通过两个年级、四个教学班级的教学实践结果表明，近半数以上学生做到提前预习，自主生成资料质量较往届更高，学生学习积极性得到了极大提高，学生之间的交流更加频繁有效。

2.2 提升教师教学能力，优化课堂教学设计

教师的专业水平和知识储备将直接影响教学质量，是教学活动的基本保障。教师不仅要熟练掌握所授课程的知识点，还要了解相关背景知识和课程设置情况。教师可以通过自主学习、参加学校青年教师培训活动以及外出参加专业知识培训提升知识水平，学习教学方法，同时注重自身人文素养的提高，进而用扎实的专业知识和突出的人格魅力获得学生的认同，激发学生的学习兴趣。

根据课程特点和混合式教学的需求，教师需要提前设计专题导学，并提前发布在网络教学平台上以供学习预习使用。丰富课堂教学资料，包括多媒体课件、讲稿和教案、优质教学辅助视频，使学习过程不再千篇一律、枯燥无味。大地测量学基础课程针对区域面积大，实践机会不多，在学习过程中引入经典工程案例、模拟工作、提出问题和解决方案，使学生身临其境，以此提高学生的学习积极性和学习乐趣，培养学生分析和解决问题的能力。课后作业和在线测试是巩固课堂成果、加深学生对知识理解的保障，主要以主观题和开放性题目为主。通过网上教学平台、QQ群交流学习过程中遇到的问题，鼓励学生之间进行交流和探讨，教师以引导为主。借助线上教学平台发布微视频、学习课件、在线测试等资料，学生自行选择学习资料和适合自己的学习方式。

2.3 建立激励性、多元化的评价体系

混合式教学模式使得教学手段多样化、学习活动更加丰富多彩，很大程度上提高了教学质量，取得了很好的教学效果，但也存在一些问题[5,6]。在导学方面，要求学生进行预习，但实际情况是80%左右的学生不希望有课程预习的任务，或者只是敷衍时间，课后作业或测试直接照抄答案。教学过程是合班进行，70人左右，教师没有时间进行个别教学，对于课后作业的批改和评定力不从心。因为学生的预习不主动，课堂学习中对知识的接受程度参差不齐，导致课后作业或测试成绩很不理想。

激励性、多元化的评价体系是解决以上问题的有效途径之一。学生评价体系必须结合课前预习、课堂学习、课后作业和测试三个环节进行，包括线上平台学习时间、作业和测试成绩、答疑环节的参与度、所提问题的质量和深度、期末考试等方面，成绩公开透明。评价体系以学生为主导，每5～8人为一个学习小组，针对各个环节要进行小组内成员互评、小组间互评，与教师对学生的评价相比，学生互评更加真实。通过学生互评激发学生的竞争意识，以达到通过比较找差距，通过比较促进步的学习效果。在学习的各个环节开展小组内、小组间的学生互评，接触别人的学习成果，评价他人的过程也是对知识重新学习的过程。教师在评价过程中保留一定的权值(40%)，针对学生互评结果进行评价和适度纠正，保证互评的客观性。针对教师在课堂教学活动的表现，要开展“生评师”活动，针对教学方式方法、知识点讲解等各方面，以不记名调查问卷的形式进行，使教师能够了解自身的不足，了解学生学习时的困惑和难点。实践证明，通过生生互评、师生互评的评价体系，2017级和2018级测绘专业学生较2016级学生在大地测量学基础课程的考试中，成绩有明显提高，不及格率大大降低，学生在后续课程实习中表现出的专业素养也有了极大提高。

3 结语

混合式教学模式将传统教学与线上教学相结合，使学习不再受限于时间和空间，提供更加灵活的学习方式，更适应信息化的现代校园，学生的接受度更高。对大地测量学基础混合式教学改革展开探索，建立了更加完整的知识体系框架，无论教师还是学生在学习过程中思路都更加清晰。借助学校的师资培训计划，提升了教师和教学团队的专业知识储备、丰富了教学技巧。优化课堂教学设计使得教学资源更加丰富、教学手段更加灵活，使课堂教学不再枯燥乏味。激励性、多元化的评价体系，充分调动了学生的学习积极性，通过生生互评营造良好的学习氛围。通过师生互评模式保证评价的客观公正，改进教师自身不足。在科学技术飞速发展的大环境下，改变传统的教学模式，适应新时代下教师的新角色，努力为社会培养能够独立思考、会学习、专业扎实的新型测绘人才。