線上線下混合的數(shù)字測圖技術(shù)課程實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

閆世偉 張霆浩

(蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)大學(xué) 甘肅蘭州 730000)

信息技術(shù)和教育教學(xué)深入結(jié)合后，誕生了線上教學(xué)平臺(tái)，而在新冠肺炎疫情期間，線上教學(xué)模式更是發(fā)揮了更明顯和有效的作用。在疫情常態(tài)化的當(dāng)下，繼續(xù)利用線上平臺(tái)做好課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)，與線下實(shí)訓(xùn)教學(xué)相結(jié)合，能逐漸形成一種成熟的混合式教學(xué)模式，充分滿足日常和特殊時(shí)期教師和學(xué)生的教與學(xué)需求，保證教與學(xué)有途徑、有資源、有互動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)課程教與學(xué)的不間斷。現(xiàn)在，各個(gè)學(xué)校已開發(fā)并投入使用了各類線上教學(xué)平臺(tái)，除了具有教學(xué)功能外，還包括學(xué)習(xí)管理、動(dòng)態(tài)展示、在線考試、教學(xué)評價(jià)等模塊。而為了確保線上線下課程教學(xué)更有效地結(jié)合和服務(wù)于教師學(xué)生，應(yīng)設(shè)計(jì)出科學(xué)的教學(xué)內(nèi)容。該文以數(shù)字測圖技術(shù)課程實(shí)訓(xùn)為例，介紹線上線下課程實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐過程。

1 數(shù)字測圖技術(shù)課程基本介紹

1.1 課程定位

該課程屬于工程測量技術(shù)、測繪地理信息技術(shù)等測繪類專業(yè)的核心課程之一，通過系統(tǒng)的課程教學(xué)讓學(xué)生掌握數(shù)字測圖理論知識和基本技能，取得《工程測量員》《不動(dòng)產(chǎn)測繪員》《地圖繪制員》等國家級職業(yè)資格證書[1]，適應(yīng)對應(yīng)崗位的人才需求，從而成功就業(yè)、發(fā)展。

1.2 課程價(jià)值

通過數(shù)字測圖技術(shù)課程掌握的地形圖、地形測量等方面的知識和技能，奠定了學(xué)習(xí)施工勘察測量課程的基礎(chǔ)。

1.3 課程的教學(xué)目標(biāo)

課程實(shí)訓(xùn)是該課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，目標(biāo)在于鞏固學(xué)生的技術(shù)知識，并強(qiáng)化學(xué)生對這些知識和技術(shù)的應(yīng)用能力，具備相應(yīng)的綜合素養(yǎng)以及創(chuàng)新創(chuàng)造思想，最終成長為高素質(zhì)強(qiáng)技能的復(fù)合型專業(yè)人才。大致包括以下兩個(gè)目標(biāo)。

1.3.1 知識目標(biāo)

數(shù)字測圖技術(shù)課程實(shí)訓(xùn)，主要是深化學(xué)生理論課程學(xué)習(xí)的原理與知識。社會(huì)各行各業(yè)日新月異，但基本原理始終不會(huì)變，因此實(shí)訓(xùn)也在于讓學(xué)生掌握融會(huì)貫通的理論應(yīng)用方法，利用基本原理和知識，再加上后期自主學(xué)習(xí)，不斷適應(yīng)飛快發(fā)展和演變的市場行業(yè)需求，為行業(yè)乃至國家發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

1.3.2 技能目標(biāo)

作為一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，數(shù)字測圖技術(shù)課程實(shí)訓(xùn)旨在讓學(xué)生以理論知識指導(dǎo)現(xiàn)實(shí)操作，包括和其他工作人員共同依據(jù)測量標(biāo)準(zhǔn)順利測量地形，完成甲方提出的測量任務(wù)等。即基于理論知識來分析和完成與數(shù)字測圖相關(guān)的工作。

2 數(shù)字測圖技術(shù)課程實(shí)訓(xùn)線上線下教學(xué)情況分析

2.1 教師教學(xué)面臨的問題

首先，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)要考慮線上平臺(tái)的特點(diǎn)[2]，有些實(shí)訓(xùn)內(nèi)容并不適合線上教學(xué)模式，要與線下實(shí)訓(xùn)區(qū)分開，且兩者之間要存在合理的銜接性。同時(shí)，線上教學(xué)只能單線呈現(xiàn)教學(xué)資源，這意味著教學(xué)內(nèi)容只能按照先后順序來設(shè)計(jì)，如何在有限的課時(shí)內(nèi)填充進(jìn)豐富而完整的內(nèi)容，是個(gè)難題。其次，教學(xué)資源的準(zhǔn)備及有效利用。線上教學(xué)的虛擬性意味著實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源幾乎都是通過圖文、音視頻等形式呈現(xiàn)，且大多只能進(jìn)行口頭講解，與傳統(tǒng)課堂教學(xué)差別不大，效率較低，互動(dòng)較少，且教學(xué)資源是面向所有學(xué)生的，個(gè)性化不明顯。有些線上教學(xué)利用的是提前錄制好的教學(xué)視頻，教與學(xué)之間存在時(shí)差，導(dǎo)致學(xué)生對教學(xué)資源的反饋存在滯后性，進(jìn)而造成教學(xué)資源調(diào)整不及時(shí)，學(xué)生也很容易失去學(xué)習(xí)興趣。如何保證教學(xué)資源新穎有趣又及時(shí)，吸引學(xué)生注意力，取得高效的教學(xué)成果，是個(gè)難題。最后，一些年齡較大的教師，還未完全適應(yīng)線上教學(xué)模式，尤其是在在線實(shí)時(shí)教學(xué)中，常常力不從心，因此線上教學(xué)開展效果差強(qiáng)人意。普遍提高教師的信息技術(shù)應(yīng)用能力，是當(dāng)前開展線上教學(xué)需解決的重點(diǎn)問題之一。

2.2 學(xué)生學(xué)習(xí)面臨的問題

首先，線上課程實(shí)訓(xùn)對學(xué)生所處的學(xué)習(xí)地點(diǎn)沒有太大要求，再加上無需和老師面對面，傳統(tǒng)以教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式，變成了學(xué)生憑自主自律意識參與學(xué)習(xí)的模式，綜合來說，就是學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)時(shí)間等變得相對自由和寬松，教師的管理有心無力。那么如何保證學(xué)生真實(shí)地在線學(xué)習(xí)并完成了學(xué)習(xí)任務(wù)，是個(gè)難題，更需要學(xué)生有堅(jiān)定的自主學(xué)習(xí)意識和自律精神，同時(shí)也離不開家庭成員以及學(xué)校教師的共同監(jiān)督。其次，線上實(shí)訓(xùn)教學(xué)仍以講授為主，學(xué)生無法接觸到實(shí)際的設(shè)施設(shè)備，也無法開展現(xiàn)場模擬訓(xùn)練，因此更突出的是理論教學(xué)功能，實(shí)踐教學(xué)功能較弱，所以在培養(yǎng)學(xué)生技能方面效果較差。如何補(bǔ)充實(shí)訓(xùn)教學(xué)所需的設(shè)施設(shè)備等實(shí)物，是個(gè)待研究和解決的難題。最后，受限于實(shí)際條件，如有些學(xué)生缺少硬件設(shè)備、有些學(xué)生時(shí)間不確定等，學(xué)生線上學(xué)習(xí)的出席率始終無法得到保證。如何實(shí)時(shí)跟進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，讓每一位學(xué)生都按時(shí)學(xué)習(xí)并達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)，是需要解決的又一問題。

3 線上線下混合的數(shù)字測圖技術(shù)課程實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)

3.1 確定線上教學(xué)平臺(tái)

目前幾乎每所學(xué)校都已具備線下實(shí)訓(xùn)場地，而線上教學(xué)也同樣需要基于線上平臺(tái)來開展。當(dāng)前的線上教學(xué)平臺(tái)主要包括兩種：一是學(xué)校自建的線上教學(xué)平臺(tái)；二是有償借助企業(yè)開發(fā)的線上教學(xué)平臺(tái)。相比之下，前一種對資金和技術(shù)要求較高，而后一種則更為省心省力，也比較靈活，因此成為更多學(xué)校的選擇。比較知名的線上教學(xué)平臺(tái)有釘釘、騰訊課堂、智慧樹等，該校采用的是學(xué)銀在線平臺(tái)、科力達(dá)工程測量教學(xué)平臺(tái)以及學(xué)習(xí)通App。

3.2 線上實(shí)訓(xùn)教學(xué)的方式

目前主要有共享式和定制式兩種線上實(shí)訓(xùn)教學(xué)方式[3]。共享式，顧名思義就是教學(xué)內(nèi)容是共享的，所以其是提前制作好的課程，經(jīng)審核無誤后通過線上教學(xué)平臺(tái)展示出來，平臺(tái)注冊用戶可在線選擇、瀏覽和學(xué)習(xí)。這種方式的教學(xué)內(nèi)容，一經(jīng)發(fā)布，在無人為刪除和系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下，將永久存在，師生可隨時(shí)查閱、學(xué)習(xí)，受限較小，所以更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性。定制式，就是實(shí)時(shí)在線教學(xué)，即教師與學(xué)生利用線上教學(xué)平臺(tái)面對面實(shí)時(shí)地開展教學(xué)活動(dòng)，通俗來講就是教師進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)直播，學(xué)生參與觀看，同時(shí)師生可借助平臺(tái)具有的互動(dòng)功能進(jìn)行互動(dòng)，盡可能地還原課堂教學(xué)環(huán)境。這兩種線上實(shí)訓(xùn)教學(xué)方式是共存的，靈活運(yùn)用符合當(dāng)前信息時(shí)代的教育創(chuàng)新發(fā)展趨勢，也能提高課程實(shí)訓(xùn)的教學(xué)成效。

3.3 線上線下混合的數(shù)字測圖技術(shù)課程實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)

線上線下混合的數(shù)字測圖技術(shù)課程實(shí)訓(xùn)，共分為線上實(shí)訓(xùn)教學(xué)、線下實(shí)訓(xùn)教學(xué)以及自主實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)這3個(gè)部分，其敘述具體如下。

3.3.1 線上實(shí)訓(xùn)教學(xué)部分

又分為線上共享式教學(xué)和翻轉(zhuǎn)課堂兩大塊。線上共享式教學(xué)：以打造該校精品課程項(xiàng)目為目標(biāo)，數(shù)字測圖技術(shù)專業(yè)的教師利用學(xué)銀在線平臺(tái)、科力達(dá)工程測量教學(xué)平臺(tái)以及學(xué)習(xí)通App，上傳數(shù)字測圖技術(shù)專業(yè)課程，方便學(xué)生在線選課、觀看學(xué)習(xí)。同時(shí)，這些線上平臺(tái)還支持線上翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)模式，學(xué)生可在線了解課程詳細(xì)信息、課程章節(jié)，進(jìn)行師生互答、課程評價(jià)等，教師可利用該平臺(tái)設(shè)計(jì)更科學(xué)的線上翻轉(zhuǎn)課堂。

3.3.2 線下實(shí)訓(xùn)教學(xué)部分

當(dāng)前專業(yè)開展的實(shí)訓(xùn)教學(xué)包括課堂實(shí)訓(xùn)和實(shí)地實(shí)訓(xùn)兩部分。課堂實(shí)訓(xùn)主要是教師講解實(shí)訓(xùn)知識，給出實(shí)訓(xùn)任務(wù)，然后按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)將學(xué)生分為若干小組，到合作單位、定點(diǎn)現(xiàn)場等開展實(shí)訓(xùn)活動(dòng)。線下實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，教師與學(xué)生是能及時(shí)雙向觀察、互動(dòng)的，因此學(xué)生的學(xué)習(xí)和改正幾乎是現(xiàn)場完成的，與線上實(shí)訓(xùn)教學(xué)正好形成互補(bǔ)。

3.3.3 自主實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)部分

自主實(shí)訓(xùn)要與無限制的自由實(shí)訓(xùn)區(qū)分開，它仍然指的是在教師指導(dǎo)下學(xué)生依照相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)開展實(shí)訓(xùn)。只不過教師指導(dǎo)不再是現(xiàn)場指導(dǎo)，而變成了提前制作好的圖文、音視頻指導(dǎo)[4]，結(jié)合以往教師講解的知識和現(xiàn)場實(shí)訓(xùn)中的指導(dǎo)以及實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)手冊，自主開展實(shí)訓(xùn)，最后撰寫實(shí)訓(xùn)報(bào)告或?qū)嵱?xùn)課程作業(yè)。旨在強(qiáng)化學(xué)生自主學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識與技術(shù)的能力。

4 線上線下混合的數(shù)字測圖技術(shù)課程實(shí)訓(xùn)實(shí)踐

這里選取《GNSS-RTK野外數(shù)據(jù)采集》實(shí)訓(xùn)課程為例來介紹具體實(shí)踐過程。《GNSS-RTK 野外數(shù)據(jù)采集》是野外數(shù)據(jù)采集模塊之一，屬于《數(shù)字測圖技術(shù)》課程項(xiàng)目三大比例尺數(shù)字測圖野外數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)。

4.1 線上實(shí)訓(xùn)實(shí)踐

4.1.1 課前任務(wù)發(fā)布，提升學(xué)生自學(xué)能力

通過在科力達(dá)工程測量教學(xué)平臺(tái)、學(xué)習(xí)通App 提前發(fā)布課前任務(wù)。要求學(xué)生在學(xué)習(xí)通進(jìn)行技能點(diǎn)任務(wù)工單、教學(xué)課件、教學(xué)視頻的學(xué)習(xí)，并完成章節(jié)測驗(yàn)，在課前對技能點(diǎn)的重難點(diǎn)問題進(jìn)行了解和掌握，讓學(xué)生做到在課前有備而來，有助于學(xué)生提升自學(xué)能力和對課堂知識的精準(zhǔn)掌握。

4.1.2 課中虛擬仿真示范，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

一是針對課前任務(wù)，精準(zhǔn)解決問題。首先處理課前任務(wù)出現(xiàn)的問題。為了提高學(xué)生對課前任務(wù)的重視，根據(jù)課前學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)情況，提醒未學(xué)習(xí)學(xué)生，以后按照課前任務(wù)執(zhí)行。為了了解學(xué)生對該技能點(diǎn)的掌握情況，采取提問的方式，分別對章節(jié)測驗(yàn)成績?yōu)?00分的學(xué)生，成績?yōu)?5 分的學(xué)生進(jìn)行提問，對好的解決辦法進(jìn)行分享，對不正確的回答給予評析。根據(jù)章節(jié)測驗(yàn)統(tǒng)計(jì)情況，精準(zhǔn)分析并解決易錯(cuò)問題。

二是虛擬仿真示范操作，學(xué)生學(xué)習(xí)身臨其境。首先是模擬裝備架設(shè)，感受真機(jī)設(shè)備架設(shè)。教師利用虛擬仿真平臺(tái)示范操作，在訓(xùn)練營關(guān)卡里分別進(jìn)行基準(zhǔn)站的架設(shè)、移動(dòng)站的架設(shè)、手簿的操作這3個(gè)模塊的演示，并采取邊操作邊講解的方式進(jìn)行，同步對演示流程進(jìn)行屏幕錄制，便于課后學(xué)生可以邊看視頻邊操作。該仿真模塊的特點(diǎn)是儀器型號、操作方式完全等同于實(shí)訓(xùn)室真機(jī)設(shè)備，學(xué)生觀看虛擬仿真操作等同于線下真機(jī)識別操作觀摩。其次是模擬數(shù)據(jù)采集流程，熟悉真機(jī)操作流程。通過進(jìn)入虛擬測圖模塊，根據(jù)教學(xué)任務(wù)點(diǎn)需要對房屋及周邊地物進(jìn)行采集，包括控制點(diǎn)的驗(yàn)證、房屋特征點(diǎn)的選取、房屋附屬地物特征點(diǎn)的選取等，逐一按照實(shí)操流程進(jìn)行演示操作，并根據(jù)學(xué)生實(shí)時(shí)反饋了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，有針對性地重復(fù)操作演練，加深學(xué)生對流程操作的熟悉程度。

三是實(shí)時(shí)發(fā)布討論，提升課堂學(xué)習(xí)成效。通過對基準(zhǔn)站的架設(shè)流程、RTK求轉(zhuǎn)換參數(shù)的基本流程、RTK數(shù)據(jù)采集流程、RTK 虛擬仿真數(shù)據(jù)采集流程等在虛擬仿真平臺(tái)的操作演練，在學(xué)生對以上各流程有了一定的認(rèn)識和了解基礎(chǔ)上，組織學(xué)生線上討論和研究各階段操作過程中沒有完全理解和掌握的技能點(diǎn)，在此過程中實(shí)時(shí)了解和掌握學(xué)生對課堂技能點(diǎn)的學(xué)習(xí)和掌握情況，從而加強(qiáng)針對性的學(xué)習(xí)，有效提高課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)成效。

4.2 線下實(shí)訓(xùn)實(shí)踐

線下，教師布置實(shí)操演練，學(xué)生利用仿真實(shí)驗(yàn)軟件，在訓(xùn)練營關(guān)卡里分別進(jìn)行基準(zhǔn)站的架設(shè)、移動(dòng)站的架設(shè)和手簿的操作和GNSS-RTK房屋及附屬地物特征點(diǎn)的采集，并將各操作流程截圖和觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行分享。教師通過核對操作截圖的準(zhǔn)確性，以及學(xué)生提交于仿真平臺(tái)的觀測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度進(jìn)行核查驗(yàn)證，同時(shí)對操作過程通過仿真平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，實(shí)時(shí)掌握學(xué)生實(shí)際操作的正確率，整理學(xué)生實(shí)操過程中出現(xiàn)的個(gè)性化問題和共性化問題，逐一進(jìn)行分類解答，有效提升學(xué)習(xí)效果和學(xué)生的實(shí)操能力。

4.3 自主實(shí)訓(xùn)實(shí)踐

自主實(shí)訓(xùn)實(shí)踐主要是讓學(xué)生依據(jù)所掌握的知識自主操作實(shí)踐。通常測量類專業(yè)的課程實(shí)訓(xùn)均配有實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)手冊，其中詳細(xì)說明了實(shí)訓(xùn)的目的、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)訓(xùn)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)、具體的內(nèi)容以及流程和注意事項(xiàng)，還附帶相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)問答題[5]。學(xué)生以該手冊為指導(dǎo)，結(jié)合線上實(shí)訓(xùn)和線下實(shí)訓(xùn)積累的知識和技能，單獨(dú)或和其他同學(xué)合作，反復(fù)地操作直至能熟練地應(yīng)用知識、相關(guān)設(shè)施設(shè)備、技能完成GNSS-RTK野外數(shù)據(jù)采集任務(wù)，解決遇到的問題，并從中領(lǐng)會(huì)到實(shí)訓(xùn)的意義，獨(dú)立與合作意識同時(shí)得到強(qiáng)化，動(dòng)手操作能力得到提高。

4.4 課程實(shí)訓(xùn)實(shí)踐的不足與改進(jìn)

通過階段性在線上教學(xué)中對于虛擬仿真教學(xué)軟件的使用體驗(yàn)，虛擬仿真教學(xué)存在以下幾點(diǎn)不足。

（1）虛擬仿真可了解和掌握學(xué)生對于實(shí)操過程的熟練程度，但對于細(xì)節(jié)化的課程實(shí)踐動(dòng)手操作能力的鍛煉不夠。

（2）虛擬仿真操作是單人單機(jī)，難以實(shí)現(xiàn)測繪中需要團(tuán)隊(duì)協(xié)作的實(shí)操，缺乏團(tuán)隊(duì)的協(xié)作、交流、幫助等親身體驗(yàn)。

（3）虛擬仿真操作避免了現(xiàn)場儀器操作的危險(xiǎn)性，但也導(dǎo)致學(xué)生在操作過程中過于放松警惕，增強(qiáng)操作的隨意性，不利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的專業(yè)精神。

針對虛擬仿真教學(xué)軟件在教學(xué)中存在的不足，可通過以下措施改進(jìn)。

（1）可通過線上虛擬仿真實(shí)操教學(xué)與線下真機(jī)操作相結(jié)合的方式，有效彌補(bǔ)真機(jī)操作和虛擬仿真操作的相互不足。

（2）在虛擬仿真教學(xué)中，加強(qiáng)關(guān)于團(tuán)隊(duì)協(xié)作、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)等專業(yè)精神課程思政教學(xué)，提前預(yù)防虛擬仿真操作過程中學(xué)生協(xié)作能力弱、麻痹大意等現(xiàn)象。

虛擬仿真技術(shù)作為一項(xiàng)新型技術(shù)，應(yīng)用于測繪類專業(yè)課實(shí)踐教學(xué)中，具有教學(xué)真實(shí)、節(jié)約實(shí)踐成本、打破時(shí)空限制、教學(xué)互動(dòng)性強(qiáng)、提高教師教研水平、有利用教師建設(shè)在線教學(xué)資源等眾多優(yōu)點(diǎn)[6]，對促進(jìn)測繪類專業(yè)課教學(xué)改革，提高訓(xùn)練效率和質(zhì)量有重要意義，在測繪類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中具有廣闊的應(yīng)用前景。虛擬仿真技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)能有效彌補(bǔ)測繪類傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足，是傳統(tǒng)教學(xué)的有益補(bǔ)充。因此，在傳統(tǒng)測繪類專業(yè)課教學(xué)中如何應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，做到取長補(bǔ)短，二者有機(jī)結(jié)合，最大限度地提高教學(xué)質(zhì)量，是學(xué)校教育工作者不斷思考和探索的課題。

5 結(jié)語

近些年，課程改革進(jìn)一步促進(jìn)了線上線下混合教學(xué)模式的發(fā)展及應(yīng)用，并促使其從理論教學(xué)延伸到了實(shí)訓(xùn)教學(xué)中。不過由于仍處于探索階段，因此線上線下混合的課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，還存在諸多問題，需要教師提前設(shè)計(jì)好線上線下課程實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容，充分利用教學(xué)資源，使學(xué)生真正掌握理論知識與實(shí)踐技能，取得教學(xué)實(shí)效。而后將這種線上線下混合的課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，從數(shù)字測圖技術(shù)課程推廣到其他技能型專業(yè)課程，促進(jìn)高等教育發(fā)展，培養(yǎng)具有綜合素養(yǎng)的應(yīng)用型人才。