“測量學”網絡教學的實踐與思考

[摘 要]測量學課程教學一般采用“課堂面授與實踐操作訓練相結合”方式，但作為現代教育方式的網絡教育勢在必行。該文對測量學的網絡教學進行了研究，結合武漢大學水利水電學院水利類學生開展測量學網絡教育的實踐及教學過程進行思考和總結。在教學活動前老師和學生心態應進行調整，教學平臺和教學資料等方面應進行針對性的準備;在教學活動過程中應對課程單元重新分塊，增加師生互動，并加強課中和課后的作業測試。該文最后對基于慕課的SPOC建設、虛擬實驗建設提出了一些改進意見，希望對測量學教學質量的提高有所幫助。

[關鍵詞]測量學;網絡教學;慕課;虛擬實驗

[作者簡介]鄧念武（1968—），男，湖北省仙桃人，博士，武漢大學水利水電學院副教授，主要從事精密工程測量和建筑物安全監控研究。

[中圖分類號] G642.0[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）33-0249-03[收稿日期] 2020-03-19

一、前言

現代技術的快速發展，尤其是互聯網、大數據、人工智能等技術的快速發展，對教育的改革和發展產生著深遠影響，融合信息技術、發展“互聯網+教育”的現代教育具有重大的社會意義和迫切的現實需求[1，2]。

測量學是研究地球的形狀和大小，確定地球表面點位關系，并對這些空間信息進行處理、存儲和管理的科學[3]，是一門理論與實踐結合緊密的課程。如何充分利用現代技術手段組織好測量學課程網絡教學，達到常規教學中“課堂面授與實踐操作訓練相結合”的效果，并且在某些方面超越面授教學，是值得我們思考和研究的問題。我們在網絡教育方面進行了一些嘗試，希望對測量學教育的現代化有所幫助。

二、網絡教學前的準備與調試

（一）教師和學生心態的準備與調整

網絡直播教學與常規課堂教學有很大的區別，常規課堂是教師在臺上講，學生在下面聽，教師的語音語調以及動作都會引起學生的注意，可以提高學生的思想集中度。通過學生的表情及反應，教師能及時了解學生的理解程度，并通過調整上課的節奏來滿足學生的需求。但網絡直播教師面對的是冰冷的電腦屏幕，如何將知識點講通講透，而又不啰嗦，是教師面臨的首要問題，這需要通過教師多年的教學經驗和課后學生的反饋來解決。

網絡教學中，學生習慣的教室不復存在，如何面對電腦（或手機）屏幕聽講而不走神，也是需要學生不斷適應的，并且需要學生具有較好的自律性，否則學習效率將大大降低。

在網絡在線教學中，教師和學生之間應該有意識地增加互動，學生有問題可以通過直播平臺及時提出來，教師應及時反饋，師生都需要滿懷熱情地上好每一節課。課后教師利用業余時間主動詢問學生的聽課情況，耐心回答學生的各種疑問，有利于提高教學質量。

（二）教學平臺的準備與測試

目前網絡教學可以選擇的平臺較多，公共平臺如QQ群視頻+分享屏幕、QQ群直播、騰訊會議、騰訊課堂、釘釘網課等，在線教育軟件有課堂派、雨課堂、學習通、中國大學MOOC（慕課），武漢大學珞珈在線等。

從網絡課堂運行一段時間來看，在線教育軟件和少數公共平臺狀況頻出，經常處于崩潰狀態。據《金融科技時代》介紹[4];騰訊1月29日起8天內擴容超過10萬臺云主機，共涉及超百萬核的計算資源投入用以支撐騰訊會議和騰訊課堂，保證平臺的穩定運行。為了滿足海量用戶對遠程辦公需求，騰訊會議已經正式面向全國用戶免費升級開放300人會議協同能力。這在騰訊云的歷史上尚屬首次，也是中國云計算史上前所未有的記錄。另外，憑借QQ客戶端的優勢，QQ群通過分享屏幕實現在線即時互動教學，并利用QQ積累多年的音視頻能力，提供流暢、高音質的課程直播效果;還為教師提供白板、提問等能力。從一段時間的運行來看，這些平臺除了少數時間略微卡頓外，大部分時間均能正常運行。

通過測試，測量學網絡教學采用“騰訊會議+QQ群”的方式，騰訊會議主要用于在線授課以及授課期間的師生互動，QQ群主要用于重要事項公告、學生簽到、資料上傳和下載、作業布置、作業批改、課后師生互動等。經過一段時間的運行，效果良好。當然我們也設置了預案，當騰訊會議卡頓或者崩潰時，立即向QQ群直播或騰訊課堂等其他平臺轉移。

同時，為了方便學生課后復習，以及實踐環節前的復習，利用QQ進行了授課時的視頻錄制。錄制方法是：打開任意一個QQ對話框，將鼠標移動到輸入框上面的剪切圖標位置，會出現一個選擇框，選擇“屏幕錄制”后按提示操作即可，或者打開任意一個QQ對話框后，按“Ctrl+Alt+S”后按提示進行錄制和存儲。

（三）教學資料的準備

鑒于網絡課堂與常規課堂的區別，必須提前準備更多的電子資料，并且提前發放給學生，讓學生提前預習和準備。根據測量學的特點，提前準備的資料包括：教材《測量學》（鄧念武等編、中國電力出版社出版），《測量學習題與實訓指導》（金銀龍等編、中國電力出版社出版），武漢大學圖書館提供的《測量學》參考教材網址，《測量學》相關MOOC的網址、教學計劃、經過更新后適合于網絡課堂教學的課件資料，水準儀和全站儀現場操作的視頻資料、水準儀和全站儀使用手冊、全站儀模擬器等。

三、教學活動的實施

測量學是理論與實踐結合緊密的課程，課堂授課為32學時[4]，實踐教學為36學時。傳統教學中，課堂教學后及時進行實踐教學，可以鞏固課堂知識、反映教學效果，加深學生對所學知識的認識與理解。網絡教育在實踐課程教學環節遇到了較大的挑戰。如何讓學生較好地理解測量學的基本方法和基本原理，并最大限度地理解如何進行實驗操作，是測量學網絡授課遇到的問題。

鑒于網絡教學的特點，授課時需要放慢講課速度，并要求學生不懂就問，增加討論環節，激發學生主動思考、主動提問的潛力。具體地講，是將“測量學”教材分為46個知識點（如表1所示），以10～20分鐘作為一個授課單元，每個知識點講述1～2個單元，共64個單元，每個單元結束后有5～10分鐘的互動環節，加深學生對該環節知識點的認識和理解，也有利于進行下一環節的授課。實驗環節的講述是通過操作視頻和全站儀模擬器方式進行講解，并進行全程視頻錄制，方便學生實踐課前復習和進行實驗。

同時為了加深學生對課堂知識的理解，我們加大了課后的作業量，不僅增加了復習思考題的內容，而且增加了計算題的數量。

四、對測量學網絡教學的思考與改進

網絡在線教育給傳統的教學方式帶來了很大的挑戰，也引起了我們對傳統教學方式的思考。網絡教學教師如何教、學生怎么學？如何提高網上互動效果，等等。目前解決了網絡教學開起來的問題，后期需要進一步研究將網絡教學開好的問題，進一步提高教學質量。

（一）加強源自慕課的SPOC建設

MOOC是一種大型開放式的網絡課程，具有大規模性、開發性和網絡課程的特點。SPOC是小規模限制性在線課程，具有很強的針對性，強調分小組的研討式學習、面對面學習，基于SPOC的教學包括在線學習、翻轉課堂、線下考試等多個環節，在這些環節中可以對每一位學生進行跟蹤，做到全面掌握每個學生的學習情況，真正做到因材施教。

針對測量學課程的特點，我們已經進行了多方面基礎資料的建設，其中包括：電子教材、教學大綱、課件、知識點的劃分、知識單元系列微課視頻、思考題庫、計算題庫、試題庫、水準儀各項實驗視頻、全站儀各項實驗視頻、GNSS接收機實驗視頻等。接下來的工作就是將其建設在平臺上，并在實際的SPOC教學中不斷完善。

（二）加強虛擬實驗的建設

測量學是一門實踐性很強的課程，網絡教學后，如果不輔助以實驗教學，課堂教學效果將大打折扣。目前網絡授課中，利用了操作視頻和儀器的模擬器來幫助學生對實踐環節的認識和理解，但與現場實驗差距還是較大，對測量學課程來講，虛擬實驗的建設顯得尤為重要。

虛擬仿真實驗是一種“沉浸式教學”的實踐教學方式，具有明顯區別于傳統實踐教學方式的特點。虛擬仿真實驗的最大特點是借助于多媒體、仿真和虛擬現實技術，在計算機上模擬實驗現場環境，可輔助或部分替代傳統實驗各操作環節。實驗者可以像在現實環境中一樣完成實驗項目，實驗效果在一定程度上相對于真實環境中所取得的效果。

虛擬實驗與現場實驗相結合，先進行虛擬實驗，后進行現場實驗，再在虛擬實驗中鞏固和升華實驗，有利于學生進行自主學習與創新性實驗研究，同時可以減少實體實驗室的開放次數與資源共享的難度。

根據對“測量學”實驗項目的研究，如表2所示，“測量學”實驗項目分為10個虛擬實驗，其中9個一般性實驗和1個大型實驗（地形圖測繪），15個單元。虛擬實驗場景的搭建包括實際地形地貌的模擬（mm級）、儀器（包括水準儀、全站儀、GNSS接收機）與腳架的模擬、儀器操作系統的模擬，以及利用儀器在模擬地面上進行測量的實景模擬等。

五、結語

網絡教育是現代教育的發展方向，通過網絡教育的具體實踐，我們也收獲了“網絡教育”的優點。現代化的教育該如何實施和優化，是擺在每個教育工作者面前的課題。通過這次的網絡教學活動，教師和學生對現代教育有了更加深入的理解，也將進一步推動教學改革，包括基于慕課的SPOC建設和虛擬實驗建設。

參考文獻

[1]楊宗凱，吳砥，陳敏.新興技術助力教育生態重構[J].中國電化教育，2019，（2）：1-5.

[2]楊宗凱.中國信息化2.0與教育教學創新發展[J].中國大學教學，2018，（1）：20-22+19.

[3]劉任莉，鄧念武，張曉春，等.基于專業認證標準的測量學課程教學研究[J].教育教學論壇，2019，（42）：167-168.

[4]葉純青.遠程辦公需求大漲，騰訊會議8天擴容超100萬核[J].金融科技時代，2020，（2）：95.

Practice and Thinking of Network Teaching of Surveying

DENG Nian-wu

（School of Water Resources and Hydropower Engineering， Wuhan University， Wuhan， Hubei 430072， China）

Abstract： The combination of face-to-face teaching and practical operation training is the normal teaching method of the Surveying course. However， as a modern education method， network teaching is imperative. The paper studies the network teaching methods of Surveying， considers and summarizes the practice and teaching process of Surveying network teaching for water conservancy students in the School of Water Resources and Hydropower Engineering of Wuhan University. Before teaching， the psychology of teachers and students should be adjusted， and the teaching platform and teaching materials should be prepared. In the process of teaching， the contents of the courses should be re-divided. The teacher-student interaction should be increased， and the homework test in and after class should be strengthened. Finally， the paper puts forward some suggestions on the construction of virtual experiment and the construction of SPOC based on MOOC， with a view to improving of the teaching quality of Surveying.

Key words： Surveying; network teaching; MOOC; virtual experiment