非測繪專業測量學課程之有效教學行為探討

孫灝+蔣金豹+孫文彬+陳偉+袁德寶

（中國礦業大學（北京）地球科學與測繪工程學院，北京 100083）

摘要：本文針對非測繪專業的測量學教學，結合實際教學經驗以及美國教育家鮑里奇的有效教學理論，探討了測量學教學過程中的五種關鍵行為以及五種輔助行為。實際教學經驗表明，這些教學行為的有機結合有助于提高測量學教學效果。

關鍵詞：非測繪專業；測量學；有效教學行為

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）50-0162-03

測量學課程是一門實踐性很強的基礎技術課程，已成為許多專業的基礎必修課之一[1]。我國高等學校的測量學教學，一般可分為面向測繪專業與面向非測繪專業兩類[2，3]。以中國礦業大學（北京）為例，開設測量學課程的非測繪專業包括土木工程、地質工程、采礦工程、安全工程以及遙感科學與技術等專業。面向測繪專業的測量學課程設置往往較為全面，而且實習課程也比較豐富，學生出于專業歸屬感，學習積極性也比較高。但是對于非測繪專業，往往僅有一門測量學基礎課程，而且學時較短；學生又覺得不是本專業的主干課程，學習積極性也有限。因此，面對非測繪專業的測量學教學需要更加強調有效的教學行為，才能達到預期的教學效果[4-9]。美國教育家鮑里奇在《有效教學方法》一書中系統闡述了有效教學理論[10]，本文將結合鮑里奇的教育理論和筆者的教學經驗，探討非測繪專業測量學教學過程中的五種關鍵行為以及五種輔助行為，期望進一步提高筆者的教學水平，同時分享和交流教學經驗，以促進共同進步。

一、五種關鍵行為

1.清晰授課。清晰授課行為是指在教學過程中，向全班清晰地呈現教學內容，其表現之一是明確教學目標和重點，事先通過教學內容的組織，告訴學生每節課的教學目標和重點，指出哪些重點將出現在今后的學習中。第二是為學生提供背景知識，通過查閱或準備一個單元計劃，弄清本節課需要哪些先驗知識，并弄清將來課時所需要的先驗知識在本節課體現了多少。開始上課時，可通過提問或作業檢查的形式，梳理本節課的先驗知識，如有必要還需對先驗知識進行重新講授。講課過程中，清晰地解釋專業術語和概念，使學生能按邏輯的順序逐步理解。講課時應口齒清楚，不分散學生的注意力，不使用過于復雜的句子。對于重點內容或較難理解的概念，要用舉例、圖解和示范等方法來進一步解釋和澄清。最后，在每一節課結束時要進行回顧總結，使用關鍵詞幫助學生有效記憶，以便學生復習。

2.多樣化教學。多樣化教學是指采用多樣化的形式呈現教學內容，它有多種表現形式。當開始一節課時，可以采用挑戰性的問題、綜合視覺聽覺刺激、舉例、講故事等方式引入。筆者常用尼羅河泛濫的故事引出測定的概念，尼羅河是一條流經非洲東北部的河流，自南向北注入地中海。白尼羅河和青尼羅河是其兩條主要的匯入河流，其中青尼羅河出自埃塞俄比亞高原，水量變化很大。濕季河水驟增，夾帶著大量的泥沙涌進尼羅河，淹沒了河岸兩旁的大片田野，逼迫人們紛紛遷往高處暫住。河水退后，泥沙淹沒地產邊界，導致地產糾紛。假如有地產邊界圖，就能有效避免地產糾紛，促進生產。這種從實際地形地貌到“地產邊界圖”的過程，稱為測定。并緊接著引導學生思考，測定的過程可不可以反過來，進而用修建金字塔的故事，解釋測設。學生對這種娓娓道來的故事，表現出很高的興趣，在一種輕松愉快的環境下理解了測定和測設的概念及測量學的作用。另外，在教學過程中可以通過變化目光接觸、語音和手勢來展示熱情和活力，比如在講述等高線的陡崖和懸崖符號時，筆者站在講臺上用身體的傾斜程度演示陡崖和懸崖的區別，配合音量的高低變化和手勢，很能吸引學生的注意力。

3.任務導向教學。任務導向涉及教師把多少課堂時間用于教授教學任務規定的內容，教師用于教授特定課題的時間越多，學生的學習機會就越多。任務導向教學有很多的表現，比如制定單元和課時計劃；將絕大多數時間用在教授切題的內容上，保護教學時間不受侵擾；針對不當行為制定規則，課堂上只確認出違規者和違規行為，之后再進行處理；為教學目標選擇最合適的教學模式等等。筆者擔任的測量學基礎課程有32個學時，其中實驗課4個學時。針對余下的28個授課學時，制定了有效的單元和課時計劃。比如緒論部分，筆者只用1個學時引導學生，只舉一兩個經典的例子，以結余更多的時間用于講授主干或困難內容上。教學模式的選擇也非常重要，通常對于事實、規則和程序性動作知識宜采用直接教學法，即教師通過講解和示范，并結合學生的練習和反饋，進行直接介入式教學。比如對水平角觀測的測回法、水準測量的雙面尺法、地形圖的基本知識等，可采用直接教學法。與直接教學法相對的是間接教學，在間接教學中教師從直接的講解者變成促進者和支持者，即通過創設學習環境，讓學生參與調研或推理，鼓勵學生形成自己的看法或問題解決辦法。比如針對大地水準面這個概念，一些教科書中將其描述為與平均海水面重合并向陸地延伸所形成的封閉曲面，這種描述雖然形象，卻有失嚴謹。因此鼓勵學生調研大地水準面的國際描述方法，學生通過調研發現美國國家大地測量局采用的定義為：The equipotential surface of the Earths gravity field which best fits， in a least squares sense， global mean sea level，即與全球平均海水面最接近的地球重力場等勢能面。此時筆者再通過對地球重力場的圖解描述，使得學生較深入地理解了大地水準面的概念。

4.引導學生投入學習。學生在課堂上心不在焉是一件令教師非常沮喪的事情，除了一些客觀原因，比如臨近午飯時間或臨近假期，教師不能有效地引導學生投入學習也是一個重要原因。在測量學教學中，我們可以通過以下措施引導學生投入學習，例如在講解完導線測量和水準測量的內業計算方法后，立即安排練習或問題，讓學生利用剛剛學過的知識解決實際問題，從而加深對已學知識的掌握；還可以通過有意義的口頭表揚、鼓勵，并站在學生的角度發表意見、分享自己學習的經驗等以維持熱烈的、促進學生進步的課堂氣氛；還比如在講解完一個知識點后安排課堂作業，并在學生進行課堂作業時走入學生中間，頻繁地檢查課堂作業進展情況。

5.確保學生成功率。學生成功率是指學生理解和準確完成練習的比率，研究表明，中高水平成功率的教學能提高學生的成就，并有助于提高學生自尊心，增強學生對學科內容的積極態度，從而使學生朝著更高的成績邁進。為確保學生成功率，筆者會根據教學內容設計一些獨立練習題，并在獨立練習之前，提供有指導的練習。筆者會認真修改學生的練習作業，不僅給出分數還指明錯誤之處，從而使大多數學生從目標達成率上獲得成功的體驗。

二、五種輔助行為

1.利用學生的思想和力量。利用學生的思想和力量是指通過認可、修改、應用、比較和總結學生的回答，從而促成課時目標，并鼓勵學生參加教學過程。例如，筆者曾利用認可的方式，使用學生對測量學基本原則的正確回答，向全班不斷重復，以此提高授課清晰度。另外，教師還可以使用學生的想法來教授一個推論，或用它進一步分析一個問題。比如，使用學生對如何測定某點高程的猜想，逐步引出水準測量的基本原理。此外，比較是指尋找某個學生的想法與其他學生想法之間的聯系，總結是指采用學生的說法對教學內容進行概述或回顧。

2.組織結構。組織結構是指教師用來組織將要呈現的內容（如我們已經學過……我們將要學……其中最重要的是……），或者總結已經呈現內容（如我們已經發現……可以得出結論……）的語言。組織結構能幫助學生自然過渡，并在新舊教學內容之間建立恰當的聯系。使得學生在接受新知識時，邏輯上是連貫的，不會因為思維的跳躍而分散學習注意力。比如，在即將講授測回法測水平角時，可以采用如下組織結構：“我們已經學過測水平角的基本原理，了解了經緯儀的使用步驟。現在我們要學習如何基于水平角測量的基本原理和經緯儀測量水平角度，其中最重要的是，測回法的外業實施步驟和內業計算方法。”

3.提問的藝術。研究表明，教師提出的問題一般可分為內容問題和過程問題。內容問題是與所教內容直接相關的，學生只需要回憶所學內容，而不必概況或推理。與之對應的則是過程問題，過程問題是間接的、高層次的、發散的、開放式的及概念的，它鼓勵更多的思考，要求學生在已學知識的基礎上有所延伸，而不是已學知識的原樣復述。比如針對大地水準面這個概念，可以向學生提出一個內容問題，讓學生解釋這個概念。學生通過回憶課本上的內容，回答出大地水準面是與平均海水面重合并向陸地延伸所形成的封閉曲面。此時，筆者向學生提出一個過程問題，假如我們沿著大地水準面鋪設水管或道路，那么對水流或車輛有什么影響？學生已有大地水準面概念的基礎上，進行延伸想象，回答出水將不會流動、車輛將非常平穩、駕駛員會非常舒服等，從而加深了學生對大地水準面的理解。

4.誘導、探詢和調整。誘導是指誘導學生澄清答案，探詢是指探詢學生回答的額外信息，調整是指調整學生的回答使它沿著更有利的方向發展。通過誘導、探詢和調整的循環進行，可以把討論有計劃地導向更高的復雜水平，尋找相互聯系，概況和解決問題。筆者曾在講授角度測量時，利用該教學行為，達到了較好的教學效果。首先，提問學生在中學階段學過的量角器測角方法是什么，通過誘導使學生答出把量角器放在角上、使量角器的中心和角的頂點重合（對中、整平）、量角器刻度線和角的兩條邊重合（瞄準）、讀數。其次，探詢學生三維空間中的角能否用量角器直接量，最后調整學生的回答，使學生回答出要測量水平角，需要有量角器作用的水平度盤；需要使水平度盤保持對中、水平的裝置；需要提供視線鎖定目標的望遠鏡；需要讀數裝置。進而引出光學經緯儀的構造、操作方法、及其測水平角的原理。課后與學生的交流得知，這種教學更為生動，從中學知識逐步引導到更高水平，學生也教容易接受。

5.教師情感。教師情感是指教師在教學過程中所表現出來的情感，往往通過面部表情、聲調的抑揚頓挫，手勢及整體的動作來顯示出來。如果教師對所教學科感到興奮，并且通過語調揚抑、手勢、目光接觸和運動的巧妙平衡表示這種興奮，則更能吸引學生的注意，更能感染學生。筆者認為教師應注重教師內部情感，不必刻意進行外部表現。只要教師全身心地投入教學、熱愛教學工作、注重教學對學生的影響，那么外在的表現是很自然的。學生能很容易洞察教師行為背后隱藏的情感，并且進行反饋。

本文針對非測繪專業的測量學教學，結合實際教學經驗以及有效教學理論，探討了測量學教學過程中的五種關鍵行為：清晰授課、多樣化教學、任務導向教學、引導學生投入學習、確保學生成功率；以及五種輔助行為：利用學生的思想和力量、組織結構、提問的藝術、教師情感和誘導、探詢及調整。如果說五種關鍵教學行為構成了有效教學的骨架，那么五種輔助行為則是有效教學的血肉，筆者的實際教學經驗表明，這些教學行為的有機地結合有助于提高非測繪專業測量學的教學效果。

參考文獻：

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