提升高校测绘专业MATLAB课堂教学有效性的对策探讨

刘丽峰，赵威成，孔维华

（1.山东理工大学；2.黑龙江科技大学）

提升高校测绘专业MATLAB课堂教学有效性的对策探讨

刘丽峰1，赵威成2，孔维华1

（1.山东理工大学；2.黑龙江科技大学）

高校测绘专业MATLAB空间数据处理课堂有效教学研究如何提高学生应用MATLAB软件处理测量数据的技能及水平。针对教学效能评估体系，对调查问卷中的评价指标采用专家打分法进行分析，研究提高教学效能的有效方案。根据影响教学效能的主客体，选择三个一级指标（学生因素、教师因素和学校因素），对每一条大指标细分为二级指标，采用层次分析法和专家打分法为每个指标设定权重。研究结果表明改善教学方案略优于提高学生积极性，说明在提高教学效能工作中，教师要着力实现教学方案变革，以适应现代学生的特点；同时，作为学习主因的学生积极性的增强在改善教学效能中起重要因素。应对对策为：教师要深入研究新的教学思路，增加教学责任及精力和时间投入，丰富教学内容，结合学生专业背景，提高教学亲民感，实践、探索和改进往复进行，实现教学效果的螺旋式提升，同时，学校需加大教学条件改善，以激发学生的学习兴趣，提高学习的主动性和自觉性，从而加深教学的效能感。

教学效能感；MATLAB；测绘专业；对策；层次分析法

0　引言

所谓教师的教学效能感，是指教师对自己影响学生学习行为和学习成绩的能力的主观判断。这种判断，会影响教师对学生的期待、对学生的指导等行为，从而影响教师的工作效率（伍新春，2004）［1］。高校教育组织途径是课堂教学，这衡量着高校教学质量。可当下，高校课堂教学面临有效性缺失问题（邢艳丽等，2015）［2］。升课堂教学有效性需要教师、学校、学生采取相应对策.教师要确立有效教学理念，增强教学责任意识和加大教学投入（曹霞等，2012）［3］。本文以MATLAB空间数据处理课堂实践教学结果为基础，从影响测绘专业课堂效果的主体（教师和学生）和环境因素入手，提出并探讨提升影响测绘专业MATLAB课堂教学效能的对策。

1　高校课堂有效教学现状与影响因素之调查

为了提高测绘专业MATLAB空间数据处理的课堂教学效果，通过文献阅读、问卷调查和多年教学实践结果对比分析的方式进行总结和归纳，研究和分析影响教学效果的重要评价指标和影响教学效果的关键因素。课程教学效果调查从教学主体教师和学生，及教学环境三个方面展开。教师方面主要考虑：教师的教学经验、教学时间和教学精力投入，教学课堂与学生专业的结合度、作业量；学生方面主要考虑：学生预习和复习时间、学生课堂配合度、学生提问的频率、学生原有基础知识水平及学生专业背景；教学条件方面主要考虑：教学实验条件、教学及实验课时比和课时数安排。

根据学生调查结果和专家打分情况利用层次分析法对以上影响因素的权重进行计算，得到各因素对教学效果的影响权重。教学效果的有效性等级分为三等：效果甚微（1分）、较有效（3分）和有效（5分）。教师教学经验分为三个等级：无经验（1分）、三年经验（3分）和多年经验（5分）。教学投入（时间和精力）主要指每节课的备课时间分：0-1天/节（1分），1-3天/节（3分），7天/节（5分）三个等级，其中每天工作时间为8小时。教学课堂与测绘专业的结合度，主要指MATLAB空间数据处理教学过程中与测量学、测量平差、GPS等专业课的结合程度，包括温习专业基础知识和例题引用等内容，根据结合程度的不同分为三个等级：零结合（1分），部分结合（3分），系统结合（5分）。选择作业量指标目的是通过课后作业实现对课堂讲授知识的温习，分为三个等级：无作业（1分），过量作用（3分），适量作业（5分）。学生作为主观因素是学习的主体，在学习中起主导作用。学生预习和复习程度，据学生反映课前预习对听课效果有显著影响，课后复习则能加深对知识的理解，将知识串联起来，使之系统化、条理化，分为三个等级：无复习和预习（1分）、简单复习和预习（3分）和认真复习和预习（5分）。学生课堂配合度指学生能否认真听课，跟上教学节奏，这在实验课时比较常见，学生注意力不集中，影响听课效率，分为三个等级：跟不上教学节奏（1分），跟上教学节奏但理解程度不深（3分）紧跟上教学节奏（5分）。学生提问频率主要考虑学生课下复习时发现问题能否向教师求助的问题。根据学生对未知问题解决的方式代表了学习的态度，对提高教学效能有重要的作用。根据对待问题的态度不同分为三个等级：弃之不管（1分）、被动提问（3分）和主动提问（5分）。学生原有基础知识水平指标主要指计算机、专业课基础知识水平，在本门课之前学习计算机语言，良好的计算机知识基础对MATLAB空间数据处理教学有很大的帮助，学生掌握较深刻，教学效果明显。根据原有基础知识水平不同分为：零基础（1分）、有些基础知识（如学过计算机语言课）（3分）和有良好基础知识（5分）。学生专业背景主要是指学生在上这门课之前受到过专业教育，有一定的专业基础对增强MATLAB空间数据处理课程学习效果十分有益。分为三个等级：没有专业基础（1分），有一些专业基础（3分）和良好的专业基础（5分）。教学条件方面主要指学校能够为教学提供实验、学习条件及课时安排等条件。实验条件主要学校提供的机房条件，分为三个等级：实验条件较差（1分）、实验条件较好（3分）和实验条件很好（5分）。安排的教学及实验课时比是在MATLAB空间数据处理教学中教学及实验课课时比例；学生实践环节是授课的巩固和补充，授课怎能加深对基础知识的理解，如何安排实验和授课课时比对提高教学有效性有重要意义。实验和授课课时比分为三个等级：1:1（1分），2:1（3分）和1:2（5分）。课时数安排指标选择：根据多年上课经验课时数对课程内容讲解的详细度和深度都有影响，从而对授课效果有重要意义；分为三个等级：32学时（1分）、48学时（3分）和56学时（5分）。

综上所述，高校测绘工程专业MATLAB空间数据处理教学如何提高教学的有效性是教学者不断探索的问题。教学过程中的教师、学生和学校三方面都对教学效果有影响，学生是内在因素，对提高教学效果有决定作用，而教师和学校是外在因素对教学效果有影响作用。因此，本文从这三方面提出和探讨如何提升MATLAB空间数据处理课程授课有效性的对策。

2　教师要实施有效教学

按照教师、学生和学校三方面对教学有效性有影响的因素通过专家调查的方式对其权重进行分析，结果见表1。有效教学影响因素按程度大小排列依次为教师（0.4915）、学生（0.34706）和学校（0.16141），教师和学生的权重都大于0.3，这说明教师和学生对教学有效性影响较大。

表1　群决策——专家数据集结方法权重表

表2　课堂有效性最终方案权重表

就教师因素而言，二级指标按影响力的大小依次排序为：留作业的次数（0.39635）、讲课内容结合专业程度（0.2889）、教学投入（0.25041）和教师经验（0.06435）。留作业的次数对提高学生的积极性有重要影响，合适作业量能加深学生对知识的理解，作业过量增加学生负担，反而适得其反。对于学生因素：学生专业背景（0.28975）、与教师的配合度（0.27433）、学生复习和预习情况（0.15503）、学生基础知识水平（0.1464）、学生提问次数（0.1349）。学生专业背景是测量学、测量平差课程是否为前导课，若是前导课在MATLAB空间数据处理课程中专业基础知识扎实就理解更深刻、更容易，也提高课堂教学的有效性。学生上课和教师的配合度则是指学生学习的积极性，作为学习内因对提高教学效率有重要意义。在学校因素方面各因素的权重：课时数的安排（0.7449）、教学和实验课时比（0.12923）和实验条件（0.12587）。课时数安排主要是考虑到作为测量和MATLAB语言结合的课程，增加学生综合实验课时数，既可以提高学生实践动手能力，也可以提高学生的主动性。教学实验课时比的合理安排，既可以保证学生对基础知识的掌握，又能够增加学生的实践能力。

图1　层次法权重分布图

3　内因和外因的辩证关系在MATLAB空间数据处理教学中作用

唯物辩证法认为事物的内部矛盾（即内因）是事物自身运动的源泉和动力，是事物发展的根本原因。外部矛盾（即外因）是事物发展、变化的次要原因。内因是变化的根据，外因是变化的条件，外因通过内因而起作用。内因和外因辩证关系原理具有深刻的实践意义，它是“自力更生为主，争取外援为辅”方针的哲学根据。正确处理学生自主学习与教师教学的关系，既反对“闭关自守”，又反对完全依靠教师教授等方针，是它在实践中的运用。用内因与外因的关系原理说明MATLAB课程中学生自学与教师提高教学水平的关系。

内因是事物的内部矛盾，外因是事物的外部矛盾，即事物与其他事物之间的相互影响和相互作用。内因和外因的关系是：第一，内因是事物发展变化的根据，它规定了事物发展的基本趋势和方向；第二，外因是事物发展变化的不可缺少的条件，有时外因甚至对事物的发展起着重大的作用；第三，外因的作用无论多大，也必须通过内因才能起作用。学生学习的主动性对提高学习和教学效果起主导作用。学习的主动性和积极性是学生在学习上的内在动力。激励、鼓舞、调动学生的内在动力是上好数学课程，提高教学质量的关键所在。

在教学过程中，学生不是被动的授育者，而是自觉的积极参与者和主动者。如何能有效调动或激发学生学习的主动性和积极性有重要意义。

在教学方式方面，存在应试教育对学生学习效能的影响：①受应试教育影响，不能有效地调动学生学习的主动性和积极性。应试教育的特点：学校教育是教师教、学生学的过程。教师是知识的传递者，学生是知识的接收者，只要学生能够听懂教师所讲的知识，能够完成作业，那么这个教学过程也就完成了。教师教的目的只是让学生学会，而不是会学。②应试教育认为大学学校教育是终结性教育。应试教育观念认为，人的一生大致可分为三个阶段，即学习阶段、工作阶段、退休阶段，把学习看成是人生某个阶段的任务，而不是贯穿一生的活动。因此应试教育力求将人一生中所需的知识在短短几年的学校教育中全部灌输给学生，认为人在学校学习后会一劳永逸。基于此，学校教育力求通过几年的学校学习使学生尽量学习更多的知识，这无疑加重了学生的课业负担（艾修亮，2000）［4］。

从学生自身方面来看，存在以下影响教学效能的问题：①学习目标不明确。受到大学学习节奏较轻的影响以及经过高考升学的巨大压力，造成了很多学生学习目的不很明确，学习自觉性、自制性、坚持性等意志品质较差，使得学习速度较慢，且MATLAB编程需要实践动手能力较强，造成其学习效率低下。②意志力薄弱和玩手机等不良惯影响。由于手机等通讯工具普遍，学生养成上课注意力不集中，玩手机等多种不良习惯，这对以后的教学效果造成较坏的影响，逐渐形成恶性循环。③学生知识基础薄弱。有些学生由于以前知识基础差，且学习不主动，没有课前预习和课后复习课程，不能跟上进度，逐渐丧失了学习的信心，产生了对MATLAB空间数据处理课程的畏惧心理，形成了完全消极被动学习习惯。

通过综合考虑学生目前学习存在问题，有针对性地提高学生的积极性，发挥学生的内因作用，是提高教学的效能根本，而改善教学应试教育为素质教育，在外因方面引导学生自主学习，积极学习。旨在使MATLAB的教学过程成为“教师主导、学生参与”的过程，从而加强教学效果，目的是培养出专业素质高的复合型人才（戎海龙和彭翠云，2012；郑庆庆和吴谨，2013；马昕，2005）［6-8］。

4　提高学生积极性和主动性的对策

（1）进一步深化课堂教学改革，创设民主、探究、奋进、合作的课堂教学环境

按照讲授知识的深度，对讲授内容分为学生自学部分（学生自主学习）、自学和讲授结合部分（学生自学和教师讲解结合）和教师重点讲解部分（教师重点讲解和学生着重练习结合）。由于授课时间的限制和MATLAB语言简单易懂的特点，教师不可能详细讲解全书内容，也不利于提高学生自学能力，因此通过对全书内容分块分重点授课，既可以实现重点突出又能提高学生的自学的能力。

（2）改变考核方式

改变传统试卷考核方式，采用学生分成5人一个小组，不同小组不同汇报题目采用小组汇报的方式考核，通过提问和回答的方法，根据汇报的情况和回答情况由全班学生和教师共同对汇报者成绩打分，比例各占50%。通过此种方式提高了学生的学习积极性，学生问问题的人数增加5倍以上。学生从不同角度去分析问题，深入研究课本知识，提高了学生对基础知识深度和广度。

（3）教学方法改革

基于MATLAB语言操作性强的特点和多年教学经验的总结，研究教学方法改革如下：

①采用学生带电脑上课，教师课堂讲授和学生操作结合，实现教师和学生讲学同步，解决了学生课下忘记教学内容，下次上课用大部分时间重新温习上节课内容的问题。通过讲授和实践结合，加深了学生对授课内容的深入理解，克服了学生对编程的畏惧心理。

②实验课程采用基础知识温习部分和深入进价内容相结合方式，且提高部分知识内容采用小测试方式随堂提交。通过此种方法改革，一改学生实验课拖沓的习惯，和依赖指导书的情况，由于前堂课做的基础知识练习和加深内容小测试密切相关，有了目的性学生学习的积极性大大提高，实验完成程度大大提高，也提高了操作的效率，随堂学习完本节课的内容，相对降低了学生的作业负担，提高了学生的学习成就感和积极性。

（4）学校教学条件改善

学校实验室机房应满足学生课堂使用的要求，根据MATLAB空间数据处理课程操作性强的特点，熟练掌握MATLAB语言并能够满足测绘工程专业数据处理要求，需要增授课加课时数，并需要增加课程实践环节，巩固学生测绘专业知识和MATLAB语言的结合和灵活运用。

5　课堂改革中存在的问题及解决方案

课堂改革能够提高学生学习的效率和积极性，但也存在着一些问题：①学生上课操作的时间较长，跟不上讲课速度，影响学习听课。因此，需要进一步调节讲课速度，并限定学生操作的速度，上课操作锻炼了学生动手能力，但也影响了授课的速度，因此需要学校安排课时适当增加。②实验课中出现了抄袭现象，原因在于学生习惯了按照指导书按部就班学习的习惯，还缺少主动性和自主学习的能力锻炼。解决问题方法降低进阶试题的难度，循序渐进，逐步提高试题的难度，既增加学生学习的成就感，又提高了学习的兴趣。

［1］伍新春主编.高等教育心理学［M］.北京：高等教育出版社，2004：51.

［2］邢艳丽，石卫华，吴瑞红.提升河北省普通高校课堂教学有效性的对策探讨［J］.智富时代，2015（11）:288.

［3］曹霞，姚利民，黄书真.提升高校课堂教学有效性的对策探讨*［J］.高教探索，2012（2），70-75.

［4］艾修亮，郑长新.从人的可持续发展看应试教育的弊端［J］.山东省教育学院学报，2000（6），82:84-85.

［5］余祖锋，许才军.MATLAB在测量中的应用*［J］.东北测绘，2002（4），25:43-46.

［6］戎海龙，彭翠云.关于MATLAB教学模式的几点探讨［J］.课程教材改革，2012，243:65，75.DOI：10.3969/j.issn.1007-0079.2012. 20.033.

［7］郑庆庆，吴谨.MATLAB语言双语教学模式探索［J］.中国冶金教育，2013（2）:45-46.

［8］马昕.MATLAB语言及其工程应用课程的双语教学［J］.实验室研究与探索，2005，24（增刊）：205-206，223.

刘丽峰（19760-），女，河北邯郸人，博士研究生，讲师，研究方向为地理信息系统应用

赵威成（1981-），男，黑龙江哈尔滨人，硕士研究生，讲师，研究方向为测绘技术应用

孔维华（1968-），男，河南驻马店人，硕士研究生，教授，研究方向为测绘技术应用

Discussion on the Countermeasures of Improving MATLAB Classroom Teaching's Effectiveness of Colleges'Surveying and Mapping Discipline

LIU Li-feng1，ZHAO Wei-cheng2，KONG Wei-hua1

（1.Shandong University of Technology；2.Heilongjiang University of Science and Technology）

Effective teaching research for MATLAB spatial data processing in college surveying and mapping professional is how to improve students'skills and level on application of MATLAB software to deal with the measurement data.In view of teaching effectiveness'evaluation system，the expert scoring method is used to analyze the evaluation index of questionnaire for studying to improve the effectiveness of teaching programs.According to the subject and object's influence of teaching effectiveness，three level indexes（student factors，teacher factors and school factors）is selected and subdivide to secondary indexes set weight for each index by AHP and Delphi method.The study results show that improve teaching scheme slightly superior to improve the enthusiasm of the students，teachers should focus on the realization of teaching reform project in improving teaching efficiency，to adapt to the characteristics of modern students；at the same time，as the main factors of learning，a strengthening students'initiative plays an important role in improving the efficiency of teaching.Countermeasures are suggested:teachers should thoroughly study new teaching ideas，increase energy and time investment in teaching，and rich teaching content in class，according to the students'professional background，improve teaching populist sense，reciprocating practice，exploration and improvement to improve teaching effect in screw type.At the same time，schools need to improve teaching conditions to stimulate students'interest in learning，improve learning initiative and consciousness，and thus deepen the sense of teaching efficacy.

Sense of Teaching Efficacy；MATLAB；Surveying and Mapping Major；Countermeasure；Analytic Hierarchy Process

1007-1423（2016）25-0028-05DOI：10.3969/j.issn.1007-1423.2016.25.006

2016-06-07

2016-08-27