测绘专业视频实验教学平台建设

章 迪 ，郭际明，许才军，花向红

（1.武汉大学 测绘学院，湖北 武汉 430079）

当前实践教学中比较突出的问题有：①仪器类别多、更新换代快，不同教师对于仪器的理解和掌握有差异；②教学呈粗放型倾向，学生人数动辄上百、教师数量有限；③场地受限，存在视野受限、教师示教困难、学生观摩不便等诸多缺点[1-5]。

现在高校中电脑和网络早已普及，因而依托互联网建设视频实验教学平台极具可行性[6,7]。其意义主要体现在：①形象直观，学生喜闻乐见，有助于提升兴趣、加深理解、提高效率；②突破了时间和场地的限制，学生可以反复观看，实现资源的循环利用；③能有效缓解师生比严重不足的情况，保证所有学生学到的都是“一手”知识，有利于实验过程标准化、规范化；④能最大限度地减少仪器安全事故；⑤能提高学生自主学习的意识和能力；⑥能有效弥补传统教学不能揭示抽象原理、难于展示内部构造、难以表现细部操作等不足；⑦将教学内容公开，有利于教师间的相互学习、改进和提高。总而言之，将视频教学与实地操作有机结合，对于提高教学质量和学生技能水平具有重要意义。

1 建设方案

1.1 统筹全局，合理划分教学板块

依据知识结构的不同，实验教学内容可划分为“基本原则”、“基本原理”、“仪器认识”、“仪器操作”、“数据处理”、“常见错误”6大板块，如图1所示。6个板块的内容应相互衔接，各有侧重。其中“基本规则”讲述各种仪器使用的通用原则与注意事项，用于基础训练型实验开始前的通识性教学；“基本原理”用于解析各种测量方法的基本原理，主要用于巩固理论课的学习，使学生知其所以然；“仪器认识”主要展示仪器外观和内部结构，为学生的仪器操作训练奠定基础；“仪器操作”具体介绍某一种仪器进行某种测量工作的流程，是外业操作的核心板块；“数据处理”主要讲述外业数据的下载、格式转换、计算、成图等，即内业工作的主要步骤；“常见错误”用于展示实验过程中易犯的错误，提醒广大学生避免因错误操作影响数据质量，或损坏仪器、导致安全事故。

在设计实验教学视频拍摄剧本时，应注意如下问题：主线要清晰，时间不宜过长。对于基础性的细节操作，可以单列剧本，体现层次感。

图1 教学板块划分示意图

1.2 统一认识，形成标准化操作规程

以国家、行业规范为参照，在充分掌握仪器构造、测量原理和方法的基础上, 吸纳总结行业专家和教学人员的意见, 兼顾实验教学需要和实习场地的现实情况，制订出一系列标准化的仪器操作规程，在教学队伍中统一认识,并在教学实践中不断检验和发展。这些规程不仅能使实验教学有章可循,成为视频剧本的参照；对于测绘行业的规范统一也具有重要意义, 可以产生一定的社会效益。

1.3 以点带面，建立典型案例

当前仪器的种类繁多，同一类产品各个厂家的也不尽相同，教学设备呈现多样性。此外，同一种仪器用到不同目的的测量工作中，其用法也不尽相同。若将每一种仪器的使用都一一制作成视频，则不仅要耗费大量的人力物力，做许多重复性工作；更重要的是剥夺了学生的学习空间，使之完全成为填鸭式教学。因而应根据实验教学需要及实验中心设备实际使用情况，选定一批具有代表性的仪器进行“示范建设”，以点带面，在传授式教学的基础上引入联想式、启发性教学。

1.4 形式多样，依托网络建立开放平台

多样的呈现方式，能更有效地展现实验教学内容。例如，当多媒体技术用于呈现实验事实时，多采用文本、图形和图像；当多媒体技术用于创设情景时，多采用动画或带有活动现场的视音频媒体；当多媒体技术用于提供示范行为时，多采用视频媒体[5]。为便于浏览，应建立专用网站，将视频、图片、说明书等资料上传，开放共享权限，并开设留言板、BBS、QQ群等，充分利用网络环境，最大限度地突破师生交流在时间、空间上的限制。

1.5 自主研发，建立可持续模式

剧本编写、演员选定、拍摄制作、网站开发这些工作，都应充分发挥高校人才优势，尽可能由师生自主研发，利于后期的可持续发展。与此同时，实验教学平台的反馈跟踪工作也要及时有效。对学生的疑问，应及时地予以当面或在线解答；要听取各方面声音，对于教学平台中的不足之处予以改正，实现教学内容和手段的动态更新，使教学平台能够持续发挥其应有的作用。

1.6 学练结合，提升技能水平

视频引入教学绝不意味着轻视或代替实地操作。对于教学人员而言，也不是教学平台和网站一开放，就完全对学生放手不管。要让学生牢固树立“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”的实践意识；提倡“勤于动手、乐于思考、敢于质疑、勇于创新”的钉子精神；并在考核中加大实践动手能力所占的比重，为提升学生技能水平发挥导向作用。

2 初步建设成效

为了充分发挥视频在实验教学中的独特优势，武汉大学测绘实验教学中心在学校实验室与设备管理处及测绘学院的支持下，建设了测绘视频实验教学平台。基于前文所述的建设方案，中心组织实验教学人员在翻译外文说明书、查阅测绘及相关行业的各类国家规范、与外聘的生产单位专家多次研讨协商的基础上，制定了一系列实验教学标准化规程，出版了《数字测图实验与实习教程》《GPS 测量与数据处理实习教程》《大地测量学基础实习教程》等实习教材10余本。选取典型的光学水准仪、全站仪、测量机器人、GNSS接收机等测量仪器，组织师生自主进行了剧本编写、实景拍摄、后期制作和网站开发等一系列工作。

测绘仪器规范化操作实验教学视频网站于2011年建成（网址http://lab.sgg.whu.edu.cn/yq_video/website/），设有“仪器展示”、“在线视频”、“常见错误”、“仪器模拟”、“仪器史话”、“教学应用”、“留言板”等多个子栏目，其中“仪器展示”列举了GNSS接收机、全站仪、水准仪、测深仪、测量机器人、三维激光扫描仪等各类测量设备的图片；“在线视频”栏目含有代表性测绘仪器的原理、构造、操作、数据处理的动画及视频，是网站的核心部分，学生通过观看视频可以对整个实验过程进行系统性学习；“常见错误”总结了以往实习过程中学生普遍容易犯的错误；“仪器模拟”则提供部分设备的模拟软件，可供学生在电脑上进行仿真实验；“仪器史话”主要列举了中国古代测绘仪器的发展历程，可以增强学生的民族自豪感、扩展其知识面；“教学应用”总结了视频实验教学模式的特点及效果；“留言板”用于教师与学生的交流互动，回答他们在学习过程中遇到的各种疑惑。

在实验开始前，先集中学生在教室通过投影观看视频，学生在观看过程中可以随时提问，由教师予以及时解答；当视频观看完毕，学生感到“胸有成竹”之时再到实地开展示教和练习。实验结束后，学生仍可以通过登录网站自主学习来巩固学习效果。经过几年来在各实验课中的推广和应用，证明视频教学的引入使教学效率得到显著提高，师生反映良好。

创建视频实验教学平台以来，取得的主要成效体现在如下几个方面：

1）提高了学生的实验成绩。通过视频教学和实地操作相结合，学生的兴趣和学习效率得到显著提升，自主学习意识和能力大为增强，实验考核平均成绩从85.3分提高到88.6分。2012年测绘学院本科生代表队夺得全国测绘技能大赛一等奖。

2）增强了学生的工程实践能力。视频教学应用以来，生产一线合作单位评价学生工程实践课程中的表现是“上手更快、动手能力更强”，学生毕业后受到工程单位的广泛好评。

3）提升了实验教学人员的水平，通过翻译外文资料、编写实验教材、总结标准化教学规程等一系列工作，提升了教学人员自身素质，形成了教学相长的良好局面。近3年来学生对实验课程的教学评价优良率达98%。

4）保障了测绘仪器安全。以往实验过程中由于学生操作不规范造成的仪器损坏事件时有发生。通过视频教学的引导和强化，不规范操作大大减少，有效保障了仪器的安全。

5）扩大了测绘实验教学示范中心的影响力。视频教学平台上线运行后，不仅在校园内得到广大学子的青睐，还广受兄弟院系的学生、甚至生产单位的欢迎。网络传播突破时空限制，进一步发挥了国家级实验教学中心的示范作用。

3 结 语

视频教学与实地操作相结合，在一定程度上突破了传统测绘实验教学在空间、时间和硬件上的局限，形成了一种学练有机结合的教学模式，激发了学生的学习兴趣、提高了实验教学效率、保障了测绘仪器的安全。然而这种教学模式也存在一些局限性，如“学”和“练”仍未完全同步、感官体验不够真实、学习效果仍需人工考核等等。武汉大学国家级测绘实验教学示范中心正组织师生进行技术研发，以期开发出具有交互式功能的仿真仪器，建立“身临其境”的虚拟测绘实验教学平台，真正实现测绘实验教学“学练考自动化、一体化”，让学生学在其中、乐在其中。

[1]宁津生.对当前测绘高等教育现状与测绘地理信息产业发展的几点思考[J].地理空间信息，2012,10(6) ：1-3

[2]宁津生, 陈俊勇, 李德仁, 等.测绘学概论[M].武汉: 武汉大学出版社, 2008

[3]花向红,汪志明,许才军，等.测绘工程本科专业实验教学改革实践与思考[J].高等理科教育,2003,27(6):58-60

[4]花向红,邹进贵,郭际明.数字测图实习的组织实施与体会[J].实验室研究与探索,2008(6):112-114

[5]章迪，郭际明，花向红.建设测绘实习专用场地的探讨[A].夏建潮.实验管理创新[C].武汉：中国地质大学出版社，2013

[6]章迪，余艳.提高测绘仪器操作的实验教学效果[J].测绘信息与工程，2011(5):52-54

[7]刘翔翔，杨勇平，吉鹏飞.视频实验教学系统实现与应用[J].办公自动化,2011(12):14-16