基于混合式教学的大地测量学基础课程教学设计与实践

岳胜如　胡雪菲　许丽　刘松江

［摘 要］随着测绘新仪器以及数据处理方法和手段的持续更新，传统的大地测量学基础课堂教学模式已不能适应现代教学的要求。项目组针对传统教学方式的问题和测绘技术的更新，以问题为导向进行大地测量学基础课程教学改革，进一步改革教学内容，融入思政元素，建设教学资源库，建立多元评价体系，以构建基于混合式教学的大地测量学基础课程教学体系，以提高教学质量。

［关键词］大地测量学基础；教学改革；混合式教学

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）04-0078-03

自塔里木大学测绘工程专业2016年招生以来，笔者即开始承担测绘工程专业大地测量学基础课程授课任务，目前已完成2016—2019级共4个年級、7个班级、230名学生的授课任务。在充分学习和借鉴他人教学经验的基础上[1-4]，授课方式从最初的“课堂讲授+实验”的传统方式，转变为“基于智慧树教学平台的线上线下混合教学+思政教学+多元评价体系+学风建设”教学模式。本文主要介绍近几年大地测量学基础课程教学及改革的要点、教学方式、评价体系建立及学风建设等内容，通过教育实践，培育出具有“艰苦奋斗、自强不息、扎根边疆、甘于奉献”胡杨精神的应用型测绘专业人才。

一、大地测量学基础课程现状与特点

大地测量学基础课程针对测绘工程本科学生开设，属学科基础课，先修课程为高等数学、测绘学概论、数字地形测量学、概率论与数理统计、工程测量学等，后续课程主要有 GNSS原理及应用、误差理论与测量平差基础、矿山测量学、房地产测绘与估价、变形监测与数据处理、精密工程测量学等。教学大纲设定本课程共56个学时，3.5学分，分为52个理论学时，4个实验学时。课程内容大致分为控制网布设及精密测量、地面—椭球—高斯平面改正计算和平差计算3个模块。控制网布设及精密测量模块包括国家水平和高程控制网布设、精密的角度、距离、高程测量等内容；地面—椭球—高斯平面改正计算模块包括地面观测元素向参考椭球面归化、高斯投影、不同坐标系统下的成果转换等内容，该模块涉及的知识点多，推导过程和计算公式复杂、难度大，是重点也是难点；平差计算模块包括控制网概算、条件和间接平差，要求学生具有扎实的高等数学、概率论与数理统计、线性代数知识，这也是课程的难点。这3个模块内容包含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，每一个专题又包含多个教学单元。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15天，其中方案设计5天、外业观测5天、内业处理和实习报告撰写5天。

本课程主要特点为内容多、学时少；实验课时少且实践机会不多；理论知识点抽象，需要学生具备一定的想象力和理解力；公式特别多且复杂，推导困难、计算难度大，是学生学习的重点也是难点。

二、大地测量学基础课程混合式教学改革措施

（一）改革教学内容

教学内容改革指的是在现行教学大纲下，删除或简化一部分已经不用或基本不用的理论和方法，增加部分测量新理论新技术新手段。

第一，删去测量觇标建设的相关内容。受测距仪器限制，1954年北京坐标系和1980年西安坐标系在建设的过程中主要采用三角测量方法。三角网的主要优点是图形简单，网的精度较高，有较多的检核条件，易发现观测中的粗差，便于计算；缺点是在平原或隐蔽地区易受障碍物的影响，布网困难大，有时不得不建造较高的觇标。随着电磁波测距仪的不断完善和普及，导线网和边角网逐渐得到广泛应用，尤其在平原或隐蔽地区已基本代替了三角网作为等级控制网。全球卫星定位系统的出现和完善使得其逐渐成为各等级控制网的主要手段[5-6]，因其控制点间无须通视，已不用建立各种觇标，因此建设觇标的相关内容可在课堂上一带而过。

第二，简化控制测量概算的内容。传统三角网等控制网在控制测量外业结束后，会获得大量的外业观测值（如水平方向、边长和天文方位角等）和其他必要的测绘资料（如归心投影用纸等），紧接着需进行控制测量的概算。概算的目的是系统地检查外业成果质量，把好质量关；将地面上观测成果化算到高斯平面上，为平差计算做好数据准备工作；计算各控制点的资用坐标，为数字测图或放样等提供未经平差的控制测量基础数据。然而概算针对的只是三角网等传统控制手段，在目前全站仪、GNSS和相关数据处理软件普及的情况下，最终结果均可一次解算，时间短、效率高且无须概算。而三角网概算涉及的内容多，公式多且复杂，需要较强的数学基础，这将大大地降低学生的学习兴趣。在此背景下，可简化该部分内容，重点讲解控制测量概算的基本概念和目的即可，无须讲解三角网概算的计算实例和涉及的计算公式[7]。

第三，增加GNSS控制测量的内容。基于GNSS技术的控制网建立方法相对于传统三角网、导线等有很多优点，如无须通视、全天候、精度高、速度快等，已经成为各等级控制网建立的首选方法，大地测量已由传统的几何大地测量转变为空间大地测量。因此，在大地测量学基础课程中应将GNSS控制测量应用作为一个重要的知识点进行讲解，少讲原理、多讲应用，原理部分可放在GNSS原理及应用课程中讲解。这样既能提高课程和实际生产的联系程度，又能建立起课程间的联系，有利于学生构建完整的知识体系。

第四，简化工程控制网条件平差和间接平差的内容。针对平差计算部分，现行教学大纲安排了6学时，占总学时的10.7%，占比较大。由于同一学期误差理论与测量平差基础课程同时开展，内容存在部分重叠，可将平差计算部分的课程安排为4学时，其中条件平差2学时、间接平差2学时，主要讲解条件平差和间接平差的基本概念与条件，以期建立起两门课程的联系。

（二）融入思政元素

高等学校教育的根本任务是立德树人。大学阶段是学生建立和完善世界观、人生观、价值观的重要时期，当前部分学生对社会和使命的认识并不充分，如何培养出具有独立思想、政治认同、家国情怀、文化素养、法治意识、道德修养、职业修养以及有担当的社会主义建设者和接班人非常重要[8]。近年来，以短视频为主的自媒体平台，如快手、抖音、西瓜、头条等不断发展，任一用户均可在平台发布各种类型的信息，伴随海量信息增加，内容审核难度大，一些含有错误思潮的信息对部分学生的思想意识造成了冲击[9]。因此，改变传统思政教育模式，将思政教育融入非思政课堂，符合新时代思政教育要求。基于智慧树平台，项目组在相应章节多媒体课件制作中，融入思政元素，课程思政元素及融入点如表1所示。

（三）建设教学资源库

教学资源是学生学习的根本基础，可基于智慧树平台进行教学资源收集整理。大地测量学基础课程教学坚持以问题为导向，发布各章节问题导学案例12个、多媒体课件11个、教学大纲及电子版参考教材3份、武汉大学等相关课程资源53个、测试卷3套、课程视频20个，建立试题库1个（试题500道）。学生可在具有丰富的教学资源的智慧树教学平台上，选择自己喜欢的学习方式，学习效率得到了提高。遇到疑点难点时可通过查找资料、生生交流等方式解决，无法自主解决的问题亦可发布在课程平台的讨论区。学生带着问题看资源，充分利用线上资源的丰富性和可重复性，使得他们在线下课堂交流的针对性更强、学习效果更明显。

（四）建立多元评价体系

大地测量学基础课程学生成绩评价体系必须摆脱传统评价方法，要结合线上线下混合式教学特点进行。在课前预习、课堂学习、课后测试3个环节进行评价，课前预习环节可根据线上资源下载次数和学习时间、讨论区参与度、所提问题的质量和深度等各个方面进行，成绩公开透明。在课堂学习环节成立学习小组，针对学习表现，小组内成员互评、小组间互评，通过生生互评激发学生个人荣誉感、学习积极性和竞争意识，营造良性竞争氛围。课后测试环节则主要通过线上测试卷成绩给出客观的评价。最后，保留教师在评价过程中的一定权值（30%～40%），教师可对评价体系进行评价和适度纠正。

三、教学效果评价

课程结束后，项目组基于腾讯问卷平台开展了线上教学效果调查。参与调查的为2018级、2019级4个班级共128名学生，共回收问卷118份，调查结果显示，93.2%的学生认为基于混合式教学模式的教学效果为优。有关不同教学形式获益情况的调查结果显示，网络资源学习是仅次于课堂讲授的获益方式，远远高于自学、讲座等其他形式的教学方式。在学习情况调查中，11%的学生会利用学习平台的网络资源进行课前预习，以了解准备讲授的内容；54.2%的学生选择在课堂上认真听讲，以充分掌握课程内容；13.6%的学生选择在课后利用学习平台的网络资源进行课后复习，以巩固所学知识；需要注意的是，21.2%的学生选择在考试前及时复习，以便顺利通过考核，这反映出一部分学生学习的主动性和积极性不够高，需进一步加以引導，以便其树立正确的学习观和远大目标。99.2%的学生表示，非常愿意和尝试通过学习平台学习与课程相关的微课程。

四、结语

近年来，迅速兴起的混合式教学模式将线上学习和课堂教学有机结合起来，更符合移动设备被大量使用的新时代教学要求，使得学习过程不再受制于空间和时间。基于混合式教学的大地测量学基础课程从构架完整知识框架的基础上，删去或简化冗余知识点，引入思政教学相关内容，建设线上线下教学资源，在多元评价体系中充分调动学生的积极性，最后通过调查问卷的方式了解学生的学习状况，以进一步改进教学方式，进行教学反思，拓展学生的学习空间。基于混合式教学的大地测量学基础课程教学设计与实践大幅度地提高了大地测量学基础课程的教学质量，完善了评价体系。

［ 参 考 文 献 ］

[1］ 田桂娥，黄声享，杨久东，等.大地控制测量的混合式教学设计与实践[J].实验室研究与探索，2019，38（6）：152-156.

[2］ 周冬梅，黄海虹.“混合式教学”模式下《控制测量》课程教学方法探讨[J].地矿测绘，2021，37（1）：60-62.

[3］ 高西宁，韩亚东，李玥，等.思想政治教育融入专业课程教学的探索与实践：以沈阳农业大学数值天气预报课程为例[J].沈阳农业大学学报（社会科学版），2020，22（1）：64-69.

[4］ 朱骏，孔维华.“地理信息系统原理与应用”混合式教学模式探索[J].教育教学论坛，2021（12）：157-160.

[5］ 尧小强. GPS技术在高速铁路特大桥控制测量中的应用研究[D].南昌：华东交通大学，2019.

[6］ 姜雄基. 铁路轨道控制测量方法应用比较分析[D].大连：大连交通大学，2017.

[7］ 周冬梅，曹晓亮.提高《控制测量》课程教学效果的探讨[J].北京测绘，2019，33（1）：124-126.

[8］ 李秀红，张云飞.高校思想政治工作的逻辑结构略论[J].学校党建与思想教育，2019（22）：81-82.

[9］ 马颖忆，刘志峰，冯年华.基于媒介融合的课程思政建设：以超星学习通、学习强国、自媒体平台融合为例[J].电脑知识与技术，2020，16（34）：200-202.

［责任编辑：苏祎颖］