工程测量课程混合式教学设计与实践

2021-11-27 00:16王洪敏
魅力中国 2021年44期
关键词:测绘测量教学内容

王洪敏

(辽源职业技术学院,吉林 辽源 136200)

引言

工程测量作为土木工程专业、水利工程专业、道路桥梁工程专业等许多非测绘专业的一门专业基础课程,培养学生分析解决施工中实际测量问题的能力和基本素质,为学生将来从事各类工程施工和施工技术管理等工作打下一定的基础。然而,目前在高校非测绘专业工程测量课程的实际教学过程中,普遍存在着“填鸭式”教学、课堂互动少等问题,教学活动和实践课程往往无法充分发挥其作用,学生缺乏实践、深入讨论和思考的机会和时间,甚至部分学生感到学习十分困难,因此害怕学习,对积极学习缺乏信心,影响了教学效果。因此,在工程教育专业认证的背景下,传统教学模式已经不再适应“工程测量”的学习,课程改革创新势在必行。

一、当前测绘专业工程测量课堂教学存在的问题

(一)教学内容与时代脱节且冗杂不清

新兴的测量设备和测量技术总是能更好地激发学生的学习兴趣和主动性,GNSS-RTK、无人机、三维激光扫描仪等较为先进的测量设备和测量手段也早已广泛应用于工程建设中。然而,目前工程测量课内容没有涉及这些,仍保留落后的测量仪器和测量方法,如钢尺量距和经纬仪平板测图,教学内容与时代脱节。此外,在课堂上除了要讲授与地形图测绘和施工测量相关的诸多理论知识之外,还要安排课堂内的演示实验,让学生认知多种测量设备并熟悉其操作使用方法,导致课程内容冗杂不清,缺少知识模块,重难点难以突出。因此,在保证课程体系完整性的前提下,对教学内容进行如下优化设计:首先,删除当前较少使用、已被淘汰的测量技术和方法等教学内容,及时引入测绘新知识和新技术;其次,构建以“知识模块”为主线的工程测量课程知识体系,合理细分课程资源,突出教学中的重难点。

(二)教学方法和手段单调落后

现课堂教学过程中,教师仍采用传统板书和PPT 相结合的教学方式,师生互动机会较少。如在学习地形图测绘和施工放样等章节时,教师们只是基于简单的PPT 文本,采用灌注式教学方法机械地讲解地形图测绘、施工放样的方法和步骤,没能联系具体工程案例来调动学生学习的积极性和能动性。此外,实习教学方法上的弊端也会进一步降低学生对本课程的兴趣。目前的工程测量实习教学仍采用教师现场讲解和学生查阅实习指导书的方式进行。由于实习学生众多,教师分身乏术,只能采用“围观式教学”,从而导致离教师和演示仪器较远的学生看不清仪器构造,难以领会仪器的操作要领,导致数次实验后,学生的积极性明显下降。如果能够让学生通过虚拟仿真实验平台实现测量仪器的模拟操作,通过测量视频了解测量的方法和步骤,通过实际工程案例感受施工测量的实施过程,则能迅速扭转目前的工程测量教学局面。

(三)课程学时不足且分配不合理

工程测量理论课程被压缩至60 学时,要在60 学时内讲授完工程测量基本理论和方法,并补充测绘新技术和新方法,还要与学生进行课堂互动,难度非常大。此外,现在授课重点仍放在三要素测量、控制测量和碎部测量上,施工测量的内容却很少,有“虎头蛇尾”之感。对于非测绘专业工科学生来讲,控制测量和地形图测绘固然重要,但是重中之重应该是地形图的应用和施工测量,这些测量知识才是其日后工作中会经常涉及的。相应的工程测量实习课程被压缩至24 学时,除了要求学生熟悉常规测量仪器的基本操作使用和“三要素”测量外,还要求学生分组完成小区域的控制测量,碎部测量以及1 ∶500 比例尺的地形图成图。此外,目前的工程测量实习教学中没有安排施工测量的内容,这与生产实际严重脱节,直接影响到相关专业人才的培养质量。在非常有限的课时内,既要保证课程知识的有效传授,又要实现与学生的交流互动,这就要求创新教学模式。

二、工程测量课程混合式教学设计与实施过程

(一)教学内容体系的设计

紧紧围绕课程教学知识的重点和难点,利用信息技术平台,整合适合学生自学的教学视频、练习、讨论问题等资源,形成统一的知识教学内容体系。首先,教学知识点的设计与规划;其次,交互式教学主题的设计与选择;最后,要考虑数量和难度。工程测量是一门非常实用的课程,教学重点也非常多,所以在设计视频内容时要考虑一个视频中知识点的数量以及难度,数量不宜过多也不能太少,难度适中。在教学中设计讨论主题时,出发点应该是理论与实践相结合,以发展“实践项目”为主线,目的是提高学生的知识和技能。

(二)教学评价体系设计

科学的教学评价体系不仅能客观反映学生的学习效果,还能提高学生参与学习活动的主动性和积极性。教学评价体系采用基于教师评价、学生互评和学生自我评价的多种评价方法。教师评价是对信息技术平台上学生在线学习时间、课前测验次数和参加作业、班级讨论、学习报告和测评结果的综合评价,教师根据近因律和反思策略引导学生巩固本节课的内容。学生互评是合作学习小组组长对小组成员在合作学习过程中表现的评价。学生自我评价是学生在整个学习期间对自我学习效果的评价,方便教师了解学生的个人感受,调整教学方案。教师可以根据不同的教学对象和教学目标灵活配置这三部分的比例,最终得到科学的评价结果。

(三)优化课程内容,突出重难点,增强教学针对性

工程测量课程总体而言结构清晰、重点突出,但理论教学内容较多。因此,需要对教学内容进行调整,并依照“有详有略、有舍有留”“少而精”的原则,对课程内容进行适当的增减。对于高职院校的学生而言,可适度淡化理论知识的教学,强化学生仪器操作、测量实操的锻炼。若条件允许,可将工程测量课程拆分基础及实习、工程测量与实习及现代测绘技术这三部分的课程,其中基础及实习部分是基础部分,主要包括基本测量(水准、角度、距离)、测量误差基本知识、小地区控制与测量地形图基本知识;工程测量与实习主要为实际工程的测量,如放线、变形监测等;而现代测量技术以PTK、GPS、测量机器人、三维激光扫描仪、无人机、激光雷达测量等现代化的测量技术等知识为主,此部分可以以选修课或网课形式开展。

(四)工程测量课程混合式教学的实施过程

1)课前准备是实施翻转课堂的重要前提条件。课中师生的有效互动和课堂时间的高效利用均取决于课前教师的教学活动设计。教师不仅要依据课程体系和教学大纲设置本节课教学内容,发布微视频及文本性资料等课程资源到MOOC 平台,还要对学生的线上学习情况进行总结和归纳,分析本节课疑难点并据此设计课中活动内容。学生则须在MOOC 平台上观看教学微视频并阅读相关文本资料进行自主学习。在学习过程中,学生可以对微视频中的讲授内容做适时停顿或者重复,从而解决在传统课堂上跟不上教师授课节奏的问题。MOOC 学习的这种优势在学生学习测量仪器基本操作时显得尤为突出。对于实习课,学生还须登录虚拟仿真实验平台进行上机操练,完成教师设置的训练关卡,掌握常规测量仪器的基本操作技能,为后续的线下测量实习奠定基础。最后,学生还须总结课前自学过程中存在的问题并准备课中提问,带着疑问去课堂,针对性强且学习效果佳。2)课中活动是整个翻转课堂实施过程的关键所在,知识的传递发生在课前自主学习,而知识的内化发生在课中活动。对于理论课,教师应结合本节课重难点知识和学生线上学习中遇到的疑难问题进行针对性地讲解,而非面面俱到。简单、小众的问题可通过小组互助讨论方式完成;疑难、大众的问题由教师集中解答。教师还可以提出一些探究性问题,顺势引导学生展开小组讨论以促成课程知识的内化。随后,各小组依次派出代表向全班汇报展示小组学习成果,教师和其他小组成员可对其进行点评。这种教学模式让学生真正变为学习的主体,在活跃了课堂气氛的同时也提高了课堂效率。对于实习课,各小组成员在收到实习任务和测量设备后,由线上虚拟仿真平台转换到线下真实测量场景,有序开展测量实习。教师在实习巡视期间针对性的解答各小组在线上学习以及线下实习过程中遇到的问题,并强调团队协作精神和严谨认真、实事求是的实习态度的重要性。3)课后升华是指学生对课堂知识的巩固和拓展以及教师对教学效果的总结和反思。首先,教师可根据本节课重,难知识点设计课后测验题,以检验学生是否牢固掌握课程知识。其次,教师可依据本节课程内容来展示相关工程案例,让学生思考如何应用所学知识解决工程实际问题,完成课程知识的拓展,培养学生的创新思维。最后,教师根据学生在课前、课中、课后等环节的反馈情况以及实际教学效果,与时俱进的优化教学内容和教学方法,在后续教学过程中因势利导,更好地发挥混合式教学的优势。

结束语

综上所述,在工程教育专业认证的背景下,针对高校非测绘专业工程测量课程,搭建合理的线上线下混合教学体系可以彻底突破传统被动式教学模式的弊端,充分发挥学生在学习过程中的主体作用,培养学生的自主学习能力,从而有效提高了工程测量课程的教学水平,实现了提高高校教学质量的目标。

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