張俊 李屹旭 張鵬飛

摘要：隨著計算機網絡技術的日益發(fā)展和普及，“慕課”對傳統的實體教學產生了強烈的沖擊。對“慕課”主要特征進行分析的基礎上，對當下實體大學教學存在的問題進行了反思，并以誤差理論與測量平差基礎課程為例，探討如何從教學內容、課堂教學模式、課程考核方式、課程實踐以及學生能力培養(yǎng)等方面對傳統課堂教學進行教學改革，以有效應對“慕課”帶來的挑戰(zhàn)。

關鍵詞：慕課；誤差理論與測量平差基礎；教學內容模塊化；知識碎片化

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）17-0155-03

一、有關背景

慕課教育平臺的創(chuàng)立理念是希望通過將人們和卓越的教育資源聯系起來，使任何人都能實現無障礙的學習。許多著名專家認為慕課是“印刷術發(fā)明以來教育最大的革新”，并呈現“未來教育”的曙光?！澳秸n”概念自提出以來，迅速在教育領域掀起一股熱潮，影響力越來越強，據Coursera的聯合創(chuàng)始人和董事長吳恩達（Andrew Ng）在參與果殼網MOOC學院2014年度的在線教育主題論壇時的介紹，當時全球“慕課”新增學習者，每8個人中就有一個人來自中國，“慕課”對中國學習者的影響力以及給中國大學教育帶來的沖擊與挑戰(zhàn)由此可見一斑。我國教育部曾制定規(guī)劃，到2017年前，要認證1000門左右的精品在線課程，到2020年，則要認定3000余門。然而截至2015年11月16日，全國2000多所高校推出的教育部官方慕課總數不過233門。這說明，盡管“慕課”熱已經掀起，但在我國教育界尤其是高校中，“慕課”還遠未得到廣大高校的一致認可。這一現象不禁引發(fā)了我們對“慕課”熱的冷思考。的確，“慕課”在許多方面的確有傳統教育不可比擬的優(yōu)勢，但卻不是解決當下教育一切詬病的靈丹妙藥。本文以“慕課”為背景，針對“慕課”的某些特點與不足，以誤差理論與測量平差基礎專業(yè)核心基礎課程為例，從教學內容、課堂教學模式、課程考核方式以及課程實踐教學等方面著手，進行教學改革與實踐，探索出一套系統的、能夠提升學生自主學習能力的、更加人性化的教學模式。

二、“慕課”背景下誤差理論與測量平差基礎課程教學改革與實踐

（一）網絡教學平臺建設

過去，教師與學生的交流主要限定在課堂或課間，而且有些學生并不善于當面表達問題，導致了一些問題長期擱置難以解決，影響了測量平差課程的學習效果。目前，貴州大學已經引進并向師生提供了一套先進的網絡教學平臺，教師只需將課程資源上傳并長期維護即可。目前我們正在積極申報和開辟《誤差理論與測量平差基礎課程的網絡教學平臺》。通過課程的網絡教學平臺，不僅可以實現師生網絡互動，而且可以通過上傳教學日歷、教學大綱和課程簡介、課件和相關模擬測試題目、題庫，使學生方便了解本課程教學目標、要求、進程和教學計劃，并且可以方便訪問我們提供的一切自學資料來輔助本課程學習。學生可以針對本課程匿名提出建設意見，通過收集和分析有價值學生反饋意見，可以幫助教師改進教學方法和完善教學內容，建立師生的聯動機制，改變以往以“教”與“學”的鴻溝。不僅如此，我們還計劃開辟專門的“學科技術前沿”欄目，學生可以通過訪問此欄目，獲取學科前沿動態(tài)，有效擴展知識面，從而改善知識內結構。

（二）課程核心內容模塊化、知識點碎片化

為保證課程教學的系統性、幫助學生理清課程的學習脈絡，我們的做法是將誤差理論與測量平差課程核心教學內容凝縮為為三個教學模塊：誤差理論（包括誤差概念、性質、分類、來源和簡單正態(tài)性檢驗方法等）、測繪數據處理建模與平差處理方法（包括最小二乘理論、條件平差、附有參數的條件平差、間接平差、附有條件的間接平差和概括平差）、平差處理結果的精度評價及描述方法（包括方差—協方差傳播律和誤差橢圓等）。按照這三個內容模塊學習本課程，形成脈絡，從而對本課程內容體系有一個清晰的認識和學習思路，但不是按照這三個模塊進行孤立教學。事實上，我們在教學中，針對具體測量平差問題，教會學生將擬解決的工程數據處理問題分解成三個步驟：第一步提煉題目需要解決的問題，即描述問題，弄清楚“要我做什么”；第二步，平差方法選擇，根據具體需要處理的對象，合理選擇平差模型和方法解算參數，即弄清“我要怎么做”；第三步，對模型參數解算結果進行精度估計和符合性檢驗，即搞清楚“我做得怎么樣”。課程內容改革的另一重點是將知識點碎片化。“慕課”的成功之一是將課程內容按照若干知識點錄制成10—15分鐘的視頻，這些知識點相對獨立但經連續(xù)學習又自成體系，這樣，學習者可在注意力高度集中的時間段內學習完每一個“知識片段”，極大地保證了學習效果?；谶@種理念，我們對誤差理論與測量平差基礎課程各教學內容模塊所涉及的知識點進行碎片化處理。具體實施過程如下：課堂中，每講完一個知識點后做適當停頓，觀察學生反應，以保證學生學習效果。例如，在講授偶然誤差的概念時，將本概念分解為3個基本點。第一，前提，即相同的觀測條件，在講解該知識點時，特別講清楚相同觀測條件，意味著是同精度觀測，為后續(xù)理解精度與誤差大小無關做準備。第二，本質是具有統計規(guī)律性，講清楚偶然誤差中“偶然”本意并未變，只是這里的“偶然”是指單個誤差性質，統計規(guī)律指的是大量誤差表現出來的性質。第三，概念來源，特別說明此概念是按誤差性質分類的結果，側重于從數理統計角度來定義，如果按照學科不同，可能定義會有所不同，如在某些文獻中可能會以“不確定度”、“公差”、“離差”等形式出現，這些概念的描述及其含義與本課程中的“偶然誤差”存在明顯的差異。

（三）改革課堂教學模式，鼓勵學生上臺講課

按照國際工程教育專業(yè)認證要求，測繪人才除了專業(yè)技術和理論的掌握外，尚需具備較好的人文素養(yǎng)和高超的人際關系處理和團隊協作能力，并具備學習新技術和新理論的能力，才能適應和勝任將來的就業(yè)崗位?！澳秸n”雖然為學習者提供了按自身興趣和需求進行選擇性學習的課程，較好地體現了“以學生為本”的教育理念，但是，“慕課”程式化的教學和虛擬的網絡環(huán)境，既不能培養(yǎng)學生的社會交流能力和團隊合作能力，也限制了學生創(chuàng)造性思維，不利于培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高級專業(yè)人才。為此，我們嘗試鼓勵學生上臺講課。具體做法是事先按照碎片化知識點給學生布置若干任務，按照每組3—5人形成一個學習小組，每個小組推選一個代表上臺講解一個知識點。教學中發(fā)現，學生們?yōu)闇蕚鋷追昼姷纳吓_講課，往往在課下準備很久：組員們積極搜集資料，力求“技壓群雄”超過其他小組講課水平，組員們上網查閱相關文獻資料，認真制作PPT，在這個過程中，每個成員都積極參與，為本小組課堂授課出謀劃策，可謂忙得不亦樂乎。事實表明，這種方式，可以極大地刺激學生學習的積極性和主動性，通過文獻資料收集，鍛煉了他們的學習能力，通過小組意見分歧的處理，鍛煉了他們團隊合作與人際交往能力，最終問題的解決又鍛煉了他們一定的科研能力。將課堂教學與課程考核方式直接掛鉤的方式還可進一步刺激學生學習的主動性，長期執(zhí)行，可促使學生成為主動學習的主體，十分有利于培養(yǎng)學生自主學習能力。

（四）改革課程考核方式，建立多元化課程考核體系

“慕課”對課程的學習考核一般是通過測試即為完成學習任務，但缺乏統一的社會認證標準。換句話說，完成在線學習，通過考核，僅意味著取得了課程學分，對于課程完成后能否對取得某一專業(yè)的學位產生貢獻則含糊不清，這使得學習者缺乏社會認同感。而實體大學教育則可以輕松解決這一問題，因為在實體大學教育體系中，課程與學位的關系規(guī)定得非常清楚，學習者并無上述后顧之憂。但實體大學教育對課程的考核也同樣存在一些問題，最常見的就是課程考核方式大多數是“一張卷模式”，即一門課程最終的成績，僅僅通過期末考試成績來決定。這種方式對課程的考核側重于對理論知識體系的考核，而且是否能真正達到對課程理論體系掌握程度考核的目的，主要取決于試卷本身對知識的覆蓋度和教師對課程的主觀理解力，這就使得以這種方式對課程進行學習考核，很可能不能真實反映學生水平，并且很顯然這種方式由于忽略了對學生學習過程的考核，不利于全面考察和了解學生對課程的掌握情況。在工程教育認證條件下，課程擔負著對學生某一方面具體能力的培養(yǎng)任務，糟糕的課程考核方式，可能導致學生將來在相應領域崗位上糟糕的競爭能力。因此，課程考核改革的核心應該加強對學生能力的考核。為此，必須加大對學生學習過程的考核力度。比如，在上述學生上臺講課中，要求全班對某一知識點進行討論，教師任務在于引導和評價學生討論和發(fā)言，助教（由研究生擔任）則記錄下學生課堂討論和發(fā)言情況，并按一定標準進行打分，最后將講課或發(fā)言者的這部分課堂成績按既定標準計入該門課程總成績。除此之外，對于那些未在課堂發(fā)言的同學，則要求針對小組講課內容，查閱相關文獻資料，撰寫提交文獻閱讀報告，對這部分同學，也按照一定標準將報告成績計入課程總成績。另外，我們還鼓勵學生申報與課程相關的SRT項目和自主探索開展專業(yè)領域的數據處理實驗項目，對于這部分同學則給予適當附加分數?？傊?，先進的課程教學改革，必須有相應的課程考核方式加以支撐，否則必將難以提高教學品質，難以收到良好教學效果。

（五）加強實踐教學，理論付諸應用

“慕課”的網絡教學特點導致其不能實時跟蹤和了解學生的學習情況，尤其是對于實踐性很強的課程，由于缺乏實驗場所和現場指導，學生的學習情況將很難及時反映出來。誤差理論與測量平差課程是一門數據處理與應用并重的實踐課程，某些大型數據處理必須通過計算機編程計算才能完成。而要完成測量工程數據處理，則不僅涉及到一定的高等數學、數理統計、線性代數和計算機基礎知識和編程語言，更為核心的是測量平差思想和特定平差方法和精度評定內容，學生如果只通過網絡學習，很可能因為缺乏某一方面知識而導致數據處理任務的失敗。因此，在本課程配套的課程設計中，我們總是特意模擬不同的規(guī)模的較大型工程控制網，并假定一定的觀測條件，要求學生完成一個具有16階以上法矩陣的控制網平差任務，包括參數求解到精度評定全部內容，最終還需要在控制網上繪制未知點的誤差橢圓和相對誤差橢圓。課程設計中，鼓勵學生自己編寫平差程序，也允許學生借助軟件平臺，如利用Excel或Matlab軟件等編寫少量代碼即可完成平差處理的方式解決大型平差問題。但不管是哪一種方式進行數據處理，都會遇到問題，很難想象沒有當面交流和課后答疑的情況下，學生能在很短時間內（一周內）完成這樣一個課程設計。

三、結束語

“慕課”以低成本、高質量的名師課程，吸引正在或潛在的高等教育對象的積極參與，然而“慕課”與傳統高等課堂教育相比，存在實驗條件差、不能與教師面對面互動交流等缺陷，它是互聯網時代通過網絡對課程教學近變革教育的大膽嘗試，與以往任何高等教育變革一樣，需要一個長期實踐與成熟的過程，正如美國學者所指出的那樣：“慕課技術本身還不成熟，是實驗性的，現在尚無研究表明在線學習和其他學習方式一樣有效?！弊鳛橐幻叩冉逃ぷ髡?，一方面必須清醒認識“慕課”所帶來的現實挑戰(zhàn)，另一方面，則要堅信，沒有哪一種教育方式可以解決教育中所有的問題。作為教育的基本方式，“面對面”的實體大學教學在很長一段時期內還必將是主流學習和教育形式。教師最應當考慮的問題是如何將傳統教育和“慕課”或其他形式的在線教育完美結合，大膽探索線上和線下相結合的“混合式教育”，實現不同形式的教育完美融合，呈現多元化教育模式。本文在分析“慕課”特點的基礎上，借鑒“慕課”的某些成果經驗并結合當下測繪行業(yè)國際工程教育專業(yè)認證要求，創(chuàng)新誤差理論與測量平差基礎課程的課堂教學模式，鼓勵學生上臺講課、將核心教學內容模塊化、知識點碎片化、加強實踐教學、改革課程考核方式等，對傳統實體課程教學進行了改革，全面提升學生自主學習能力，從而有效地應對“慕課”所帶來的沖擊。

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