注重能力培养的“测量学”课程多样化教学方法探讨

刘 春，程效军

同济大学 测量与国土信息工程系，上海 200092

注重能力培养的“测量学”课程多样化教学方法探讨

刘 春，程效军

同济大学 测量与国土信息工程系，上海 200092

提高课程教学质量是当前高校开展精品课程建设的主要目标，加强课程多媒体教学建设历来是教学改革的重要内容之一。本文以“测量学”课程建设为讨论对象，针对该课程的具体特点，肯定多媒体教学的同时，也要求顾及传统教学中优秀的教学方法和思路。为具体说明两者的关系，本文详细介绍了“测量学”教学中多媒体教学资源的统一建设和安排，并就实验环节说明了传统教学在教学互动上的不可替代性。提出了多媒体教学和传统教学相结合的具体思路。

测量学；多媒体教学；传统教学

计算机辅助多媒体教学目前在国内高校课程教学中广为提倡。一方面学校鼓励开展这方面的课程设计和改革；另一方面，也从硬件上加大投入，完善和优化教学环境。这些成果在很大程度上帮助学生更好地进行抽象思维，同时也辅助教师把问题深入展开，拓展了课程教学的信息量。但同时需要注意的是，针对不同课程的特点，有些传统教学的思路和方法具有其不可替代性。完全依赖多媒体教学对一些工科课程在讲授的方法、模型的展示、问题的思考以及操作能力的培养都有一定的影响，比如在公式推导教学中，传统教学具有很强的优势。因此针对课程的特点，探讨多媒体教学和传统教学的互补，发挥各自的特点，借助新的手段，保存传统优秀的教学思路是目前高校课程教学中值得深入探讨的问题。因此在课程教学中既不能抵触新的多媒体辅助教学手段，也不能完全否定传统教学方法的优势。

本文以“测量学”课程教学为例，在介绍该课程特点的基础上，分别介绍开展多媒体教学和传统教学以及各自教学的优势所在，并探讨如何平衡多媒体教学和传统教学，从而发挥各自优势，为其他课程的教学改革提供借鉴。

一、“测量学”课程特点

测量学早期是研究地球形状大小、确定地面点位置的学科，当前随着测量新技术的发展，测量学发展为研究地球表面三维空间中各种物体的形状、大小、位置、方向和其分布的专业基础学科。“测量学”课程具有非常明显的工科课程特点，一方面强调基本概念、基本定义；另一方面非常重视实验和操作。比如对于地球大地坐标系的定义，涉及的地球基准是一个抽象的概念，而在整个课程中又贯穿了仪器操作、计算、绘图和工程应用等内容。

此外，测量学本身发展特别快，以空间信息处理为主要目标，近年来延伸了很多新的信息处理手段和相应学科，如全球定位系统、地理信息系统、摄影测量和遥感等[1]。所有这些新技术的引入都在很大程度上扩展了测量学课程的信息量。完全依赖传统的课程教学手段已不能充分地表达该学科的发展，同时也不能展示该课程依托空间信息技术的优势。因而加强该课程的多媒体教学建设是精化课程建设的必然之路。然而也需要注意的是，测量学因为具有非常悠久的学科发展历史，传统精髓以及对数理知识的严格要求是该课程的基础，也是整实学生基本功的前提。因此，合理选择课程教学内容，注重多媒体教学与传统教学相互结合，既保证传统教学手段在实验教学环节上的不可替代性，又能通过多媒体教学扩展教学信息量，辅助学生对抽象空间的认识。

二、课堂多媒体教学

精品课程建设是目前高校为提高教学质量而实施的一项教学改革措施。精品课程建设的一项非常重要的内容就是加强多媒体教学的分量，借助新的计算机技术，增强教学信息量，通过各种形式的CAI（计算机辅助教学）课件来帮助学生理解和掌握一些抽象的概念，加深对一些基本概念的理解。对于“测量学”课程，多媒体教学同样也占了非常重要的比例。同济大学目前开设的“测量学”课程全部采用多媒体教学课件。然而在课程开设过程中，多媒体教学不完全借助多媒体教学课件，而是通过多种形式的多媒体教学资源来实施多媒体教学。

1.多媒体教学资源

对于多媒体教学涉及的所有教学资源应作为一个整体来进行建设，而不是单纯制作课件。“测量学”课程本身信息量大，涉及内容多，同时也是一门非常重要的专业基础课。首先这些多媒体教学资源依托“测量学”课程建设的网站，通过网络链接所有不同类型的多媒体教学资源。这些信息一方面直接提供给学生进行课程学习，与课堂教学内容相吻合；另一方面也是教学交流的一个很好的平台。以同济大学测量学课程建设教学资源为例，包括以下内容：

（1）完整的数字化教学资料。同济大学测量学教学面对的对象非常广泛，包括土木工程、交通工程、城市规划、海洋地质、港口和测绘等多个专业，每年近1500名学生选修该课程。不同专业对该课程要求的内容有所不同，所以针对不同专业，根据教学大纲的要求，提供不同版本的数字化教学资料。

（2）多媒体教学课件。课程课件是教师与学生进行沟通的重要渠道，学生对课程内容的掌握80%是在课堂通过教师课程的讲授中获取的。对于教学课件的要求历来也是衡量教师教学质量的一个重要指标。充分顾及不同教学内容的特点，制作了“测量学”全部内容的多媒体教学课件。这些课件一方面用于标准化教学讲授的内容，另一方面也给教师更多的时间对教学内容进行精化，并作更充分的教学准备。

（3）“测量学”习题库。由于“测量学”是重要的专业基础课，所以对该课程的要求非常严格。而要很好地掌握该课程，需配合习题练习，所以教学资源里也提供了习题库，让学生课内和课外根据教师的要求进行巩固练习。

（4）教学录像。由于课程很多内容涉及仪器操作，具有很大的重复性，所以有必要提供操作录像，让学生观摩和学习，同时一些优秀教师讲授的范例课程也可制作成录像供学生以及青年教师学习。

（5）网上互动交流。大学教学的特点是加强学生个人能力和自学能力的培养，在课程学习过程中，遇到的问题需要及时得到解决。借助网络资源，教师可以让学生通过网络交作业，网上互动回答提问，目前同济大学“测量学”教学网上论坛已经投入使用，访问量在不断提高，也取得了预期的效果。

2.教学要点

根据上述的教学资源，在教学过程中，根据课程特点，归纳起来，课程教学需要掌握：（1）课程围绕定位参考为中心（坐标系、投影、基准等），讲述基本概念；（2）通过讲课和实验环节掌握基本测量方法（水准测量、角度测量、距离、三角高程）；（3）以工程应用和数字测图为背景讲述控制测量、数字测图和工程测量等内容；（4）以测绘产品质量为根本，建立数据处理和数据精度的概念和方法；（5）以3S技术为基础，对测量学课程内容作适当拓展介绍[2]。

三、实验环节的传统教学

“测量学”工程应用的特点，使得该课程具有很强的操作性。课程随堂40%的时间和额外的两周教学实践用以加强课程应用和巩固课堂教学涉及概念的理解。传统教学在该环节具有明显的不可替代性，而为了保证传统教学的质量，也同样需要进行精心准备，配套必要教学设备和软件，提高实验环节的教学质量。

1.操作能力培养

实验是在掌握好基本概念的基础上，用以提高和加强学生的动手操作能力。在整个环节中，教师以示范为主，并详细系统地介绍各种操作方法，同时结合课堂涉及的基本概念、基本原理讲述工程规范、质量评定的来由。作为工程职业素质的培养，工程质量和施工规范应该作为实验环节中非常重要的内容来进行介绍，并在整个实验环节予以严格要求。

实验任务书是规范整个教学过程的重要教学资料，在实验任务书中，既要明确实验内容、实验目的和实验成果，同时也要给出各种规范操作方法，数字化处理的新技术等。

2.实验配套软件的开发

在实验中，“测量学”课程对计算、数字化处理的要求非常高。为了让学生通过实验能更快更好地接触新的技术方法，与实践应用充分接轨或适当的超越也非常重要。所以为了在实验中提高传统教学的质量，有目的地开发了一系列实验和教学配套软件。常规的测量计算、地形图绘制、数字地面模型的建立和应用等内容都是需要重点掌握。图1是配合该课程教学和实验的数字测图软件系统，该软件包含了“测量学”课程中所涉及的基本计算、基本符号、基本数字测图方法等内容，对于工程应用，又提供学生进行数字地面模型建立、道路放样、地籍测量、数据加工等多个内容。软件完全用于学生实习中，并提供必要的扩展，让学生根据对课程内容的掌握进行修改和更新，逐步完善软件的功能。目前基于实习用的该软件已走向商业化，可见实验环节所带来的成果。

此外，实验环节往往是单调和枯燥的。而这时，在教学中引入一些新技术，或提前介绍学科的最新发展，让学生及时了解自己的实习成果，很大程度上有利于培养学生专业兴趣，有利于加深他们对于实习内容和方法的掌握。

例如进行野外地形测量实习，每个实习小组配备最新的全站仪一台、笔记本电脑一台和实习软件。整个实习采用数字化数据采集和内业计算机处理，晚上回驻地即可了解到白天的实习成果，根据当天所测的成果制定第二天的实习计划，在实习中，教师开始逐步介绍数字地面模型的概念和生成方法，基于数字地面模型生成地形景观的原理和实现方法，在各小组实习结束时，教师综合各实习小组所有测量成果，生成如图2所示的实习场地地形景观，由于学生一周以来冒着酷暑奋战在该区域，该景观的生成对于他们是非常直观和有感情的，很多学生由此产生了极大的兴趣，并加深了对该专业新技术的关注，所以从长远来看，这是培养学生兴趣和能力的一个非常好的机会。

四、多媒体教学与传统教学关系

多媒体教学和传统教学在课程建设中应该互取其长，单纯地否定某一方面都是不科学的。完全依赖多媒体教学的课件，在课堂教学中过多地注重形式，忽略教学互动势必会降低教学质量，同时否定多媒体教学，完全通过传统教学方法也会降低学生学习兴趣，不能很好地突出课程的特点。

所以在课程教学中，正确地认识多媒体教学与传统教学两者之间的关系。应该看到，多媒体教学能发挥一些信息技术为特点课程的优势，通过多媒体手段，也能很好地解释一些抽象的概念。而传统教学则更能发挥一些感性知识讲授的优势，在课堂教学中，合理补充一些经验和应用例子是其他教学手段不可替代的。因此可以注意到抽象思维和感性思维的合理互补。

当然无论是采用多媒体教学还是传统教学，对于课程的精心准备都是必需的，照本宣科在大学课程教学中应该极力避免，同时不同的教师在课程教授过程中，也允许有个性的东西，因为这与教师个人的理解和专业经验有很大的关系。这可以通过多媒体课件的制作加以弥补，而对于传统教学中一些经典的教学方法，则更需要青年教师学习和锻炼。在统一两者关系的时候，对于一门课程需要长时间有计划的整理和积累，即尽量保留好的教学资源，又要学习和掌握好的教学的互动方法。

图1 同济大学实习用数字化测图与计算软件

图2 实习基地地形景观表达

五、结论

当前在进行精品课程建设中，如何把新的教学方法和传统经典的方法的统一起来是常遇到的问题之一。注重两者统一，取长补短则需要大量的工作积累和有计划的教学准备。本文针对测量学课程的特点，介绍了如何准备多媒体教学资源，为了弥补单纯课堂多媒体教学的不足，在实验环节则又介绍了如何采用传统教学方法提高课程教学的互动性。这两者的关系往往因课程的不同而不同，但又是需要被注意的。

[1]顾孝烈，鲍峰，程效军.测量学[M].上海：同济大学出版社，1999.

[2]鲍峰，程效军.土木工程测量[M].北京：高等教育出版社，2001.

Discussion of Variety Teaching Method on Survey Course by Focusing on Capacity Building

LIU Chun, CHENG Xiao-jun
Tongji University, Shanghai 200092, China

Building excellent curriculum in universities is now encouraged in order to improve the education quality. Actually,enhancing the multimedia teaching in curriculum building is one of most important contents in education reform. Survey curriculum is used as the discussion object model in this paper. By considering on the curriculum characteristic, the traditional teaching methods should be paid attention for its the excellent teaching method and teaching idea inside, when the multimedia teaching method is affirmed. Then, a unified plan of the education resources is made in detail surrounding the survey curriculum. The traditional teaching is thought not replaceable in the practical part after giving the detail explanation. Finally, the multimedia teaching and traditional teaching shall be integrated in order to emphasis on the capacity building.

survey curriculum; multimedia teaching; traditional teaching

G642

A

1006-9372 （2010）01-0105-04

2009-11-13。

上海市教委重点课程建设项目资助。

刘春，男，教授，博士生导师，主要从事测绘科学与技术相关的教学和研究工作。