宇超群，王同合*，魏 田，張 靜，鄧 勇

（1.中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學，河南 鄭州 450002）

2018年6月21日教育部陳寶生部長在新時代全國高等學校本科教育工作會議上第一次提出，對大學生要有效“增負”，要提升大學生的學業(yè)挑戰(zhàn)度，合理增加課程難度，拓展課程深度，擴大課程的可選擇性，真正把“水課”轉(zhuǎn)變成有深度、有難度、有挑戰(zhàn)度的“金課”。金課具有“兩性一度”的標準[1]，即高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，其中創(chuàng)新性就包含了教學形式的先進性和互動性。所謂混合式教學就是要把傳統(tǒng)教學方式的優(yōu)勢與線上自主學習的優(yōu)勢結(jié)合起來，既要發(fā)揮教師引導、啟發(fā)、監(jiān)控教學過程的主導作用，又要充分體現(xiàn)學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創(chuàng)造性[2]。而線上線下混合式“金課”也是五大“金課”類型之一。

《現(xiàn)代測量學》是一門面向測繪類專業(yè)本科學生的專業(yè)基礎(chǔ)必修課，也是專業(yè)入門課。與之類似的課程包括《測量學》《測量學基礎(chǔ)》等，在測繪類高校中廣泛開設(shè)?！冬F(xiàn)代測量學》不僅擁有豐富的理論知識，而且包括大量的實踐內(nèi)容。因此，在學時數(shù)有限的情況下，討論如何借助線上資源、虛擬仿真資源開展混合式教學，提高學生自主學習能力和創(chuàng)新思維能力，具有十分重要的意義。

1 傳統(tǒng)《現(xiàn)代測量學》課程特點分析

《現(xiàn)代測量學》能幫助學生建立測繪科學與技術(shù)的整體概念、了解測繪學科的總貌，培養(yǎng)學生良好的業(yè)務(wù)作風，為進一步學習其他專業(yè)課打下堅實基礎(chǔ)，具有不可替代的重要作用和意義。

1.1 課程特點

《現(xiàn)代測量學》包括理論和實踐兩個部分的內(nèi)容，90學時的課程分為校內(nèi)授課50學時（含課間實習16學時）和野外綜合實習40學時?？偟膩碚f，該課程具有概念多、內(nèi)容多、計算多、實踐多、交叉多的“五多”特性。課程組基于OBE教育理念[3]，對標學生綜合素養(yǎng)要求，反向設(shè)計確定了該課程的教學目標：

1）知識目標。通過該課程的學習，幫助學生了解測繪學科的總貌，建立測繪科學與技術(shù)的整體概念；在具備現(xiàn)代測量技術(shù)基本知識、基本理論和基本方法的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學生大比例尺數(shù)字地形圖測繪的基本實踐技能。

2）能力目標。通過該課程的學習，鍛煉和提高學生實際操作儀器的能力以及解決實際問題的能力；使學生能靈活運用控制網(wǎng)的布設(shè)和觀測方法、碎部點測量方法，掌握控制測量的計算方法、數(shù)字地形圖的數(shù)據(jù)采集與編輯成圖的基本技能。

3）素質(zhì)目標。通過該課程的學習，培養(yǎng)學生“真實、準確、細致、及時”的測繪業(yè)務(wù)作風，提升他們對軍事測繪事業(yè)的職業(yè)認同感、責任感和自豪感，樹立不怕吃苦、勇于克服困難的專業(yè)精神，具有良好的團隊意識。

由于實踐課學時有限，為了更好地幫助學生打牢基礎(chǔ)、掌握操作技能，課程團隊建立了多樣化、形象化、趣味化、精煉化的課程網(wǎng)絡(luò)資源、虛擬仿真實習軟件以及基于人工智能技術(shù)的半實物仿真地形測量模擬訓練系統(tǒng)。上述資源為混合式教學的實施奠定了堅實基礎(chǔ)。

1.2 擬解決的主要問題

針對傳統(tǒng)教學的不足，采用混合式教學的方式擬解決的主要問題包括：①解決師生交互少、教學方法靈活性差，教師對學生了解不足等傳統(tǒng)課堂中存在的教學方法問題；②解決學生自主學習動機不足、獨立思考能力和創(chuàng)新能力缺乏的問題，實現(xiàn)“課前、課中、課后”知識體系連貫融合，打通從現(xiàn)代測繪的基礎(chǔ)知識傳授到測繪工程技術(shù)與應(yīng)用培養(yǎng)的通道；③解決學生動手實踐能力偏弱的問題?！冬F(xiàn)代測量學》包括大量的課內(nèi)實踐課，但時間有限、動手能力培養(yǎng)不足，這是實踐環(huán)節(jié)的瓶頸。

2 教學內(nèi)容重塑與資源配套

為幫助學生深刻理解教學內(nèi)容，課程組對課本內(nèi)容進行了重塑，即將內(nèi)容梳理為“一個核心、四大模塊”。課程教學內(nèi)容圍繞大比例尺數(shù)字地形圖測繪方法這個核心展開，主要分為基礎(chǔ)知識、角度與距離測量、控制測量和地形測圖4個模塊，各模塊內(nèi)容相對獨立又緊密聯(lián)系。基礎(chǔ)知識模塊從概念上闡述了測量學的基本理論知識；角度與距離測量模塊的內(nèi)容是實地測圖的基本手段；后面兩個模塊即為大比例尺數(shù)字地形圖測繪的核心流程，先控制測量再地形測圖，如圖1所示。

圖1 課程內(nèi)容關(guān)系

課程內(nèi)容主線清晰，但實際教學過程中，不時穿插的實踐環(huán)節(jié)對理論課程的連貫性存在一定的沖擊。為了避免學生“只見樹木不見森林”，在混合式教學過程中，課程組借助豐富的線上資源，對不同單元的教學內(nèi)容配套了不同的線上資源。

1）對于基礎(chǔ)知識模塊，關(guān)鍵在于幫助學生奠定扎實的理論基礎(chǔ)。由于知識點瑣碎、內(nèi)容多，主要借助愛課程線上資源進行預(yù)習、復(fù)習，充分利用雨課堂、問卷星等教學工具調(diào)動課堂情緒。對于學生已有先驗知識的教學內(nèi)容，通常采取翻轉(zhuǎn)課堂等教學手段。

2）對于角度與距離測量模塊，關(guān)鍵在于熟練基本測量操作。借助微課程等線上短視頻資源以及半實物仿真地形測量模擬訓練系統(tǒng)，幫助學生詳細了解測量過程，反復(fù)記憶、模仿操作，并最終順利付諸實踐。

3）對于地形測圖核心流程等內(nèi)容，關(guān)鍵在于幫助學生領(lǐng)會測圖思想、掌握測圖流程。借助在線虛擬仿真實驗環(huán)境進行知識串聯(lián)和操作練習，并采用競賽的形式檢驗學習成果。

4）對于綜合實習環(huán)節(jié)，課程組專門編寫了《現(xiàn)代測量學實習指導》，并在軍事職業(yè)教育平臺錄制了《數(shù)字測圖原理與方法》相關(guān)課程。

3 混合式教學設(shè)計

根據(jù)教學目標和課程特點，該課程教學以建設(shè)“金課”為目標，構(gòu)建的教學理念為：①教書不忘育人，素質(zhì)提升比知識傳授更重要；②理論實踐并重，通過實踐強化理論學習；③以學為中心，突出學生的學習主體地位；④教學有方、教無定法，強調(diào)教師組織課堂教學、駕馭課堂的能力[4]。

3.1 整體思路

課程實施過程中，主要以大比例尺數(shù)字地形圖測繪方法為主線，將教學過程分為3大任務(wù)：①建立基準面和坐標系，該任務(wù)對應(yīng)基礎(chǔ)知識模塊；②精確測定點的空間位置，該任務(wù)對應(yīng)角度與距離測量、控制測量模塊；③根據(jù)地形信息、控制點信息測制地形圖，該任務(wù)對應(yīng)地形測圖模塊。3大任務(wù)將課程內(nèi)容連貫成一個邏輯緊密的體系，如圖2所示。

圖2 以任務(wù)解決為驅(qū)動的教學知識體系

3.2 教學設(shè)計

課程組提出了“積木式”課堂活動構(gòu)建方法，將教學活動分為以基本知識講解為主的線上學習、以虛擬仿真技術(shù)為支撐的在線技能訓練營、以重難點知識釋疑為主的線下學習、以實地實踐為主的線下學習、以學生研討為主的線下學習等形式（圖3）。除此之外，課程組充分利用答疑時間，組織“走進軍事測繪”專業(yè)思政系列主題活動，將其作為該課程的重要補充和延展。

圖3 “積木式”課堂活動構(gòu)建方法

《現(xiàn)代測量學》課程理論內(nèi)容與實踐內(nèi)容緊密相依、穿插進行，實踐環(huán)節(jié)可加深學生對理論內(nèi)容的理解，但不時穿插的實踐環(huán)節(jié)又將影響理論學習的連續(xù)性。因此，該課程混合式教學設(shè)計的主要思路為線下突出骨架、線上豐滿細節(jié)。在面對面的線下環(huán)節(jié)，教師幫助學生梳理內(nèi)容，突出主線和上下節(jié)關(guān)系、解釋重難點；而在學生自主學習的線上環(huán)節(jié)，由學員自由思考并自主掌握學習進度。教無定法，在實際教學過程中，根據(jù)不同的內(nèi)容和課程目標，將“積木”靈活組合、搭建，采取線上+線下混合、虛實混合等不同的混合方式。

3.3 教學實施案例

本文以GNSS RTK碎部點測量這一知識點為例，進行混合式教學設(shè)計，教學實施過程中將教學活動劃分為課前、課中、課后3個基本教學階段，課前主要完成知識理解和學情分析，課中通過創(chuàng)設(shè)意境實現(xiàn)生生之間和師生之間的質(zhì)疑反思、探究體驗，進而鞏固提高，課后則實現(xiàn)個性化學習，從而達到知識遷移[5]。該知識點的實施過程為（圖4）：

圖4 碎部點測量混合式教學活動構(gòu)建框架

1）預(yù)習階段。該階段以線上精品課程學習為主，通過學生自主學習的方式完成，解決學生的基本概念構(gòu)建問題。

2）課堂教學階段。該階段為面對面線下學習，首先幫助學生梳理RTK碎部點測量的關(guān)鍵流程，并結(jié)合學生預(yù)習時提出的重難點問題進行系統(tǒng)解答，側(cè)重分析與綜合；再引入戰(zhàn)場測繪保障案例，強調(diào)八字業(yè)務(wù)作風，進行課程思政。

3）課堂練習階段。學生全員參與虛擬仿真在線技能訓練營，教師為不同學生設(shè)置不同的訓練內(nèi)容，分層作業(yè)，促使學生獨立完成；訓練營成績良好的學生可按組申領(lǐng)儀器，實地測量。

4）課后研討階段。通過智慧教室在線集中展示學生的測圖成果，并互評實習成果；敦促學生思考最優(yōu)解決方案，并暢想新的技術(shù)方法；教師最后進行點評，并強調(diào)測繪工作中的工程倫理等思政問題。

4 《現(xiàn)代測量學》混合式教學改革創(chuàng)新與特色

在《現(xiàn)代測量學》混合式教改過程中，整個“教”和“學”活動以促進學生深度學習行為發(fā)生為出發(fā)點，過程性評價為著眼點，學生思維進階為落腳點，將互聯(lián)網(wǎng)自主學習貫穿始終，構(gòu)建了基于任務(wù)驅(qū)動的“線上+線下+虛擬”混合式教學模式。其創(chuàng)新與特色主要表現(xiàn)在：

1）任務(wù)驅(qū)動式的混合式教學方法。通過具體任務(wù)激發(fā)學生學習的動力，并通過線上線下混合式教學方式達到隨時學習、闖關(guān)進階的效果。

2）“積木式”課堂模式構(gòu)建。將教學活動進行“積木式”分解，根據(jù)不同的內(nèi)容和課程目標，將“積木”靈活組合、搭建，采取線上+線下混合、虛實混合等不同的混合方式。

3）基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的線上訓練營。通過在線虛擬仿真環(huán)境，實現(xiàn)人機交互教學和漫游體驗，并可進行線上實時互動、分組競賽等。

4）基于“互聯(lián)網(wǎng)+智慧教育”的師生合作關(guān)系。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)和智慧教室等的支持下，實現(xiàn)更好的師生互動、生生互動以及學習研討。

課程組的混合式教改經(jīng)驗，在實踐類課程中具有很好的推廣價值。

5 《現(xiàn)代測量學》混合式教學改革反思

混合式教改的路途十分艱難?！冬F(xiàn)代測量學》作為測繪類專業(yè)領(lǐng)域歷史最悠久的課程，身負啟迪學生、引領(lǐng)入門的重任。深厚的積淀給這門課程帶來過無數(shù)的光環(huán)，但這種“完美”也給課程體系的改進、發(fā)展帶來了一定的阻力。

1）積極意義。在混合式教改的推動下，課程努力靠近“兩性一度”的標準：在任務(wù)驅(qū)動的教學過程中，學生主動設(shè)計實踐方案，接近學習目標；通過教師的自主性障礙設(shè)置和隨機性任務(wù)布置，加大學生完成任務(wù)時的難度，有效激發(fā)學生獨立思考的能力。

2）主要困難。①學生自主學習時間有限，軍校管理的特殊性使得學生缺乏獨立、大塊的自主學習時間，這是混合式教改最大的困難，很多課程同時要求觀看慕課，導致學生在混合式教改中也很疲累；②不同性格的學生對混合式教改的接受程度不同，課堂研討環(huán)節(jié)出現(xiàn)“高頻”回答問題的學生，少數(shù)學生并不積極主動；③課程設(shè)計、重塑力度不夠，課程團隊還需擺脫傳統(tǒng)束縛，開闊視野、大膽創(chuàng)新。

3）改進計劃[6-7]。①加速推動《現(xiàn)代測量學》慕課上線，并注重慕課課程體系的科學性和高階性；②繼續(xù)完善混合式教改過程中教學資源的整合，形成資源庫，并升級、重塑課堂PPT；③延續(xù)靈活搭建混合式教學課堂的理念，不拘泥于特定的教學模式，深挖學情動態(tài)，并據(jù)此調(diào)整教學步驟。

6 結(jié)語

混合式教學已成為高校課堂中的“家常菜”，《現(xiàn)代測量學》課程團隊從課程實際出發(fā)，以打造混合式教學“金課”為目標，對課程內(nèi)容進行了重構(gòu)，設(shè)計了線上線下混合、虛實混合等混合式教學模式，并提出了“積木式”課堂教學活動構(gòu)建方法，努力將課程建設(shè)靠近“金課”標準?！冬F(xiàn)代測量學》混合式教學設(shè)計案例在2020年榮獲第二屆全國混合式教學創(chuàng)新設(shè)計大賽一等獎。