基于項目教學法的測繪軟件設計與開發教學模式綜合改革

張恒璟，王崇倡

(遼寧工程技術大學 測繪與地理科學學院，遼寧 阜新 123000)

為了貫徹落實黨中央、國務院關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的決策部署，推動高校轉型發展，教育部、國家發展改革委和財政部共同發出關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見，2015年11月遼寧省政府辦公廳印發《關于推動本科高校向應用型轉變的實施意見》，遼寧工程技術大學測繪工程專業成為首批應用型轉變試點專業之一。

測繪工程專業向應用型轉變，要求設置的每一門課程都要支撐專業的應用型轉變。“測繪軟件設計與開發”是測繪工程專業必修課程，在學習了“數字測圖原理與方法”“誤差理論與測量平差”“大地測量學基礎”等專業基礎課之后，綜合應用專業理論和技術方法，編程解決測繪工程的數據處理問題。傳統的教學方式是教師作為課堂的主體，學生被動接受知識，無法發揮學生的主動性，學習的效果和技能的掌握就打折扣。因此，必須改革傳統的教學模式，不僅在老師的教法上改變，學生的學法也要改變，不僅是課堂學習，更要體現課后學習，相應的學習評價方式也需要進行相應的變革，將“測繪軟件設計與開發”課程教與學模式綜合改革的目的直接指向專業的應用型轉變。

在應用型專業教育中，項目教學法有其獨特的優勢。在項目教學中，學習過程成為一個人人參與的創造實踐活動，注重的不是最終的結果，而是完成項目的過程。學生在項目實踐過程中，理解和把握課程要求的知識和技能，體驗創新的艱辛與樂趣，培養分析問題和解決問題的思想和方法。項目教學法最顯著的特點是“以項目為主線、教師為主導、學生為主體”，改變了以往“教師講，學生聽”被動的教學模式，創造了學生主動參與、自主協作、探索創新的新型教學模式。目前，在本科教育的VB、JAVA、C語言等程序設計課程中已經開展了項目教學的改革實踐[1-3]，全國高等學校大學生測繪技能競賽、卓越工程師培訓計劃和國家注冊測繪師制度對測繪工程專業課程實踐教學也提出了新要求[4-7]。

1 課程特點與教學思路

“測繪軟件設計與開發”課程與其它相關課程關系密切，校級基礎課“C++程序設計基礎”，專業基礎課“數字測圖原理與方法”單一水準和導線簡易平差、交會定點測量計算、坐標正反算等，專業理論課“誤差理論與測量平差”中誤差計算、間接平差理論等，專業理論課“大地測量學基礎”橢球元素計算、GAUSS投影坐標計算、控制網平差等，它們共同構成程序設計課程的基本內容體系。

本課程的特點：多門測繪專業課程的知識綜合；涉及的理論知識既具有相對獨立性，又有一定的聯系；與計算機程序設計與開發關系密切，實踐性強。

本課程以往教學的思路：課程內容是測繪數據處理理論的應用，學生理解有難度；需要從系統、整體的角度組織教學，避免知識學習的碎片化；課程的實踐性強，實踐能力培養是其重點之一。

“測繪軟件設計與開發”課程教與學模式綜合改革，以“四個轉變”為目標：從以教為主向以學為主的轉變，以課堂教學為主向課內外結合的轉變，以結果評價為主向結果與過程評價結合轉變，從評價教師的教為主向評價學生的學為主的轉變；首先要設計項目教學法的課程項目，教師的教和學生的學以及形成性評價都緊緊圍繞著項目展開；學生完成課程的項目，即掌握了課程規定的內容，達到課程的培養目標。

2 項目設計

2.1 項目總體設計

圖1是課程的核心知識內容以及對應的項目，共設計4個項目覆蓋了本課程的核心知識單元。項目的難度要適中：對于少部分具有充分自信的學生來說，失敗乃成功之母，但對于大部分學生來說，接二連三的失敗會嚴重挫傷學生的信心和學習的動力，從小成功走向成功是比較合適的途徑。項目的任務分工要清晰，項目的工作量可適當加大，同時要考慮學生編程平臺的銜接，從大一學年的Visual C++ 6.0控制臺編程逐漸過渡到MFC框架編程。

2.2 項目詳細設計

圖2是項目二“GAUSS投影正反算程序設計與實現”的具體設計，設計了該項目的成果描述、內容分工、對專業知識點及能力的要求。項目的內容分工對應著小組內每位學生的具體任務，其它項目的設計可以參考該項目。

圖2 項目二具體設計與任務分工

2.3 項目教與學的方案設計

課程教與學模式綜合改革的整個過程體現“四個轉變”，學生在課堂的學習應轉換為課堂與課后實驗相結合的學習，僅僅依靠課堂學時遠遠達不到課程的培養目標。表1是項目二教師課堂“教”與學生課后“學”的詳細設計，課程知識單元的教學設計和實施緊緊圍繞著項目進行，利用上機時間進行項目的編程考核，項目任務安排在課后實施并進行答辯考核。

2.4 形成性評價設計

項目的組織與實施貫穿于整個課程教學過程中，以期末考試的方式來評價項目教學顯然不合適，需要一套形成性(過程)評價機制，教學評價圍繞著項目進行。

表2是本課程的形成性評價方案設計，課程總成績構成包括實驗成績、項目考核成績、課后作品獎勵成績。對于項目考核的每一個構成項，設計了原則性的評價方法和指標。

表1 項目二“教”與“學”的設計

表2 課程形成性評價方案設計

以4個項目的報告和成果作為實驗成績，代替傳統的平時成績；以4個項目的分組考核成績作為過程評價的主要構成部分；為了區分小組內成員的學業差異，期末個人上機考核部分占比30%。

教師在項目考核中的作用是組織各組的答辯考核，依據答辯或考核效果，劃定班級小組的起評分。

3 課程項目教學的組織實施

學生在第一學年學習的VC++6.0和C++語言課程作為基礎，編程軟件也可選VS2010或更高版本，但編程的平臺需要從Win32控制臺過渡到MFC框架。文件讀寫操作是測繪編程的基礎，在課程開始時，利用4個學時，復習C++并設計Win32控制臺下坐標文件讀寫操作的小任務，即檢驗學生C++基礎的掌握情況，又從側面觀察學生對本課程的興趣。基于Win32控制臺，實施“測量典型函數數據處理類設計與實現”項目；轉向面向對象的編程，基于MFC框架/對話框實施“GAUSS投影正反算程序設計與實現”項目，基于MFC菜單編程實施“水準網間接平差程序設計”和“附合導線簡易平差計算”兩個項目。

3.1 教師“教”的組織

教師圍繞項目開展課程教學，包括課前、課中、課后的教法，圖3是教師“教”的組織實施方案。教師在課程開始之前，首先設計并實現課程的項目軟件；在項目(知識單元)教學開始時，向學生演示項目軟件的效果和成果，并拆解項目任務；課堂上，講解項目涉及的專業理論技術，并對重難點進行錄像，輔助多媒體和編程演示；課后，利用網絡平臺與學生互動，解答學生在項目實施中遇到的問題。

圖3 項目教學“教”的組織方案

3.2 學生“學”的組織

學生圍繞項目進行學習，課后實施項目。圖4是學生“學”的實施方案，學生在課程開始時，按照自愿組合或以強帶弱原則分小組；在項目開始前，組內分配項目任務；課前預習項目涉及的專業理論和多媒體錄像；課后組織實施項目，借助網絡平臺討論，與教師互動。

圖4 項目教學“學”的組織方案

3.3 教與學設計的閉循環

課程教與學的設計，必須通過具體的教學活動來檢驗。學生的課程學習能否達到設計的效果，任課教師要進行教學反思，使教學設計與學習效果有機結合，達到教學設計的閉循環。項目教學法只是課程教學的組織方式，通過項目的答辯考核與上機編程考核，不僅是區分學業優劣的手段，更要通過考核，讓學生的學業問題暴露在教師面前，有針對性地安排教學活動。學生任務安排在課后，教師無法對學生的項目實施過程進行持續監控，通過項目考核暴露問題，在該課程的后續教學中，針對具體問題的教學，才是學生的期待。

4 近三屆項目教學的效果

在學校測繪工程專業2012級、2013級和2014級中，“測繪軟件設計與開發”課程分步驟實施項目教學法，邊教邊改，逐漸形成了該課程比較固定的項目教學法課程設計方案，教師駕馭項目教學法，從以前的任務式教學逐漸變成快樂式教學，學生的學習狀態也從以前的完成課堂任務變成課后忙碌并充實起來，最大的變化就是學生“鮮活”起來了。

對于學生：學生的學習主動性明顯增強；學生主動參與到課堂教學活動中；學生分組學習和考核，學生的集體觀念和榮譽感明顯提升；學生課后忙碌起來，社交工具如QQ由原來的聊天交友工具轉換為學習討論的工具；學生的課程學習有明確的成果。學生普遍反映，學習有目標性，開始累，忙碌，但是有成果，逐漸體會到學習的成就感和快樂。

對于教師：教學模式的選擇應該與課程的性質相適應；課程開始前的教學設計很重要，必須具有可操作性，無論是課堂提問、研討、答辯等，凡是涉及評分的教學環節都應有明確可操作的評分標準。學生的學習效果明顯，學生“動”起來，主動的答疑、問問題，對成績也比較看重。教師自己用心去做，多付出一點，學生就能多收獲一些；教師也要相信學生，學生的潛力無限，你給他們信任，他們還你驚喜；心動不如行動，在實踐中探索前行。

5 結束語

“測繪軟件設計與開發”課程教與學模式綜合改革研究將會加快推動遼寧工程技術大學測繪工程專業應用型轉變試點的步伐，提高應用型專業人才培養的教學質量，為測繪工程專業其他課程教學提供借鑒和思路，為社會培養既懂知識，又有能力的高級測繪工程技術人才。