數字化轉型背景下測繪基礎課程混合式教學實踐

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：0450-9889（2025）21-0165-04

隨著信息技術快速發展和智能設備廣泛普及，數字化轉型已成為測繪行業的必由之路，也倒逼高等教育相關專業革新教學模式。測繪基礎課程是工程測量技術專業的核心課程之一，長期沿襲“課堂講授 + 單一實驗”的傳統教學方式，容易出現理論與實踐脫節、學生自主學習能力不足、新技術融入滯后等問題，難以滿足行業對復合型人才的需求。

本研究以數字化轉型為契機，探索線上線下深度融合的混合式教學改革實踐，通過線上充分利用數字資源與仿真平臺、線下強化項目化實訓與真實場景操作的路徑，把無人機測繪、GIS分析等前沿技術納入課程，以實現教學流程再造、能力培養升級。研究既可豐富測繪教育理論，又能為同類工科課程提供可借鑒、可推廣的實施路徑，切實提高學生的專業技能與創新能力，提升測繪人才培養質量。

一、數字化轉型與混合式教學的理論內涵

（一）數字化轉型的理論基礎

數字化轉型是指利用數字技術重塑業務流程、組織結構和價值創造方式的過程[1]。在教育領域，數字化轉型強調通過信息技術優化教學模式、提升學習體驗，并推動教育體系智能化發展，主要基于以下理論基礎。

一是建構主義學習理論。建構主義學習理論強調學習者在數字化環境中主動構建知識，而非被動接受[2]。數字化轉型提供了豐富的在線資源，支持學生自主探究和協作學習。

二是聯通主義學習理論。聯通主義學習理論由GeorgeSiemens提出，強調知識存在于網絡化的數字環境中，學習是通過連接信息節點實現的[3]。數字化轉型使測繪基礎課程能夠整合在線數據庫、GIS平臺、遙感影像等資源，促進知識的動態更新與共享。

三是教育4.0理論。教育4.0理論強調個性化、智能化、泛在化的學習方式，與工業40的智能化趨勢相呼應[4]。在測繪教育中，體現為智能測繪設備，如影像RTK、測量機器人等，以及在線超星學習通平臺的應用。

（二）混合式教學的理論基礎

混合式教學結合了傳統課堂教學和在線學習的優勢，基于網絡教學平臺和移動教學終端開展線上線下混合式教學，解決教學問題，增加師生互動，在大數據的基礎上掌握學生學習情況，關注每位學生的學習與進步及完成教學任務的教學方式。主要包括以下理論。

一是“以學生為中心”的教學理念。“以學生為中心”的教學理念強調學生的主動參與，教師角色從知識傳授者轉變為學習引導者[5]，可通過線上預習與線下實踐相結合的方式提升學習效果。

二是“翻轉課堂\"教學。學生在課前通過在線資源，如視頻、PPT等線上資源學習理論知識，課中時間用于討論、實驗和問題解決，課后用于完成作業以拓展能力。

三是“社區探究”理論。該理論強調在線學習中認知存在、社會存在和教學存在的平衡。在教學中，可通過在線討論與線下小組合作增強互動。

數字化轉型與混合式教學的理論基礎共同支撐了測繪基礎課程的教學改革。數字化轉型為混合式教學提供了技術支撐，而混合式教學則優化了數字化技術的教育應用，二者的結合能夠提升測繪人才的培養質量，適應智能化測繪行業的發展需求。

二、測繪基礎課程混合式教學改革設計

為回應測繪行業數字化轉型對人才規格的新要求，教學團隊系統地提出“目標一內容一教學一資源一評價”混合式改革實踐，以對接無人機測繪、三維激光掃描、GIS等新技術為能力導向；將課程拆分為“基礎理論數字化、技術技能分層化、實踐流程閉環化”三大模塊；依托超星學習通和虛擬仿真平臺，推行翻轉課堂、項目驅動與跨學科協作；建設微課、案例庫、競賽與證書銜接的多元資源；并以過程、成果、能力并重的多元評價體系替代傳統“一考定論”，全程用數據優化教學反饋，形成可復制、可推廣的測繪課程教學新范式[7-9]

（一）改革目標

課改團隊所設定的教學改革目標如下。一是適應行業數字化轉型需求，在測繪基礎課程中融入無人機測繪、三維激光掃描、GIS等新技術，使課程內容與智能測繪行業接軌，培養具備數字化測繪技能的高素質應用型人才。二是提升學生自主學習與實踐能力，通過線上線下混合式學習，增強學生的自主探究能力，強化實踐教學，提高學生操作儀器、處理數據和解決問題的能力。三是優化教學資源與教學模式，建設數字化教學資源庫，在超星學習通平臺建設豐富的微課及案例庫；采用“翻轉課堂、項目驅動”等混合式教學方法，提高教學效率。四是建立科學合理的評價體系，采用多元化考核方式，結合過程性評價與終結性評價。利用學習數據分析，如在線學習測試、實驗報告質量等優化教學反饋。

（二）教學內容重構

測繪基礎課程改革需打破傳統“理論灌輸+模擬操作”的線性模式，以“數字素養培養”“全流程能力閉環”“跨場景應用”為核心目標，以模塊化、分層化、場景化培養標準重構教學內容，將課程內容重構為“基礎理論數字化升級”“技術技能分層訓練”“實踐流程閉環再造”三大模塊，每個模塊對應不同的能力目標[10，11]

首先是基礎理論模塊，從“概念記憶”到“數字邏輯理解”，教學團隊將傳統理論內容，如測繪概念、坐標系統、誤差理論結合數字技術背景進行升級，重點培養“數字測繪思維”。同時新增“數字測繪發展史”，將“紙質地圖坐標”升級為“實景三維坐標系統”，通過HBIM模型交互讓學生理解“坐標與真實空間的關聯”。其次是技術技能模塊，實現從“單一儀器操作”到“多技術融合應用”，打破“經緯儀 - 水準儀 -全站儀”的傳統技能訓練順序。團隊以“數字測繪工具鏈”為核心，將內容分為基礎技能層與高階應用層。在基礎技能層，利用超星學習通平臺、虛擬實驗平臺，模擬全站儀、GNSS、無人機、三維激光掃描儀等測繪儀器的操作流程，降低設備損耗風險；在高階應用層，設計真實項目任務，讓學生融合三維激光掃描采集建筑點云數據、無人機傾斜攝影獲取立面紋理、BIM建模構建建筑信息模型，完成“數據采集 -點云處理 -模型構建”的全流程。最后是實踐流程模塊，從“碎片化實驗”到“全流程閉環”重構。重構后采用“虛擬預練 - 實地操作 - 云端處理 - 智能評價”的閉環流程。

（三）教學目標

測繪基礎課程要求學生通過理論知識的學習，充分掌握測繪專業基本概念、專業名詞，掌握測繪觀測的基本觀測方法；通過學習有關測量儀器結構功能知識，了解并初步掌握基本測量觀測的工作原理、作業程序、操作與計算方法以及質量控制的理論和操作實踐；通過測量儀器的實訓和測量基本工作的實習，學生應能初步掌握工程測量實際操作的基本技能、精度控制和作業程序。上述學習和實際操作的訓練使學生畢業后很快適應各種測量工作，甚至能夠較快地具備獨立組織一般的測量工作的能力。

（四）教學方法

本項目采用混合式教學，結合線上超星學習通平臺與線下實地操作、小組討論，解決傳統課堂重理論輕實踐的問題。同時進行項目驅動學習，以真實項目為載體，讓學生在解決實際問題中學習。此外，進行跨學科協作，銜接建筑學科、計算機學科，培養“跨領域思維”[12.13]

（五）課程資源建設

數字化時代背景下，課程資源建設是提升教學質量、培養適應新時代測繪技術發展需求人才的關鍵環節。課改團隊借助超星學習通平臺，建設項目化模塊，包括測繪基礎知識、水準測量、角度測量、距離測量、誤差基礎知識、控制測量、大比例尺地形圖測繪、地形圖應用等項目以及課程思政模塊。課程資源圍繞基礎知識、實踐技能、創新能力等方面進行深度整合與優化。在線學習資源建設豐富多樣，包括微課視頻、PPT及文檔、話題討論、思政案例、在線題庫及拓展資源等。課程資源與崗課賽證深度融合，重難點章節設有分組任務逐層剖析，為學生提供全方位、多元化的在線學習資源。

（六）評價方式

評價從結果導向轉向“過程 .+ 能力”導向，傳統評價以“考勤 + 實驗報告 + 閉卷考試”為主，本項目則為總評 σ=σ 過程性評價 40% +成果性評價 30% +能力性評價（ 30% ），采用“多維度、全流程”的多元評價體系。其中過程性評價包括線上平臺操作日志、課堂小組討論參與度、階段性任務。成果性評價以數字測繪成果為核心，如考核三維模型精度及完整性。能力性評價重點考核創新應用能力，鼓勵學生提交個性化成果，如AI地形識別的準確性考核，為校園繪制“實景三維地圖”等。

三、測繪基礎課程線上線下混合式教學實踐

本項自以廣西安全工程職業技術學院工程測量專業測繪基礎課程為例，面向大一學生（2024級工程測量專業1班，48人/班），進行混合式教學實踐。項目依托虛擬仿真測繪元宇宙平臺及超星學習通平臺，以“專業技能主線”和“職業素養主線”雙線引領，達成教學目標。教學團隊結合學生學情特征，分“課前（知學情）課中（導任務一學新知一演實例一練技能一評成效）課后（拓能力）”三個階段開展教學活動。同時，系統化設計課程思政。下面以測繪基礎課程中的核心實踐內容“水準測量”模塊為例，展開具體的混合式教學實踐過程。

課前線上自主學習階段。學生通過超星學習通教學平臺觀看水準測量原理微課，完成虛擬仿真軟件基礎操作練習，系統自動記錄操作誤差并生成反饋報告。在線測試重點概念，正確率達 80% 方可進入下一階段[14]。

課中“五步”混合互動教學，夯實技能階段。第一步，導任務。線上展示昆侖山測量隊員工作影像，設問“如何通過水準測量確定珠峰高程變化？”激發學生探究欲。同時引導學生思考所學知識和專業對社會的價值，從而樹立正確的人生觀、價值觀和民族自豪感。線下，教師通過介紹案例背景，引導學生思考并引入新知學習。

第二步，學新知。線上，教師結合學習通平臺課前測評情況分析教學重點和難點，結合動態課件解析連續水準測量路線確定教學重點，對比1975年與2020年珠峰測量數據差異，引出誤差控制的要點、教學難點；線下，教師針對重點進行講解，組織學生開展小組合作，討論重難點。

第三步，演實例。教師通過案例演示操作。線上，教師利用虛擬仿真測繪元宇宙平臺演示水準測量路線明確操作過程以及誤差控制要點，為學生掌握重點、突破難點做準備；線下，組織學生分組合作、探究質疑，及時解決他們在學習過程中的困惑，落實學習重點。

第四步，練技能。教師在線上學習通平臺發布測試題，分組實操。首先虛擬考核，在仿真系統中完成3個測站連續測量任務，組內互評操作規范性。其次，實地測量，使用水準儀對預設A、B、C三點進行高差測定，同步提交紙質記錄與電子數據；線下，學生分組討論線上任務完成情況，教師巡回指導，同時教師通過線上數據分析平臺，針對共性問題進行現場糾錯演示，解決難點問題。

第五步，評成效，完成多主體評價。線上，教師組織學生根據各小組提交學習通平臺的作品結合評分標準進行小組自評、小組互評，引導學生學會認識自我，同時還要學會客觀評價他人，在評價環節中不斷反思與改進。之后，教師以過程性評價 （40%）+ 成果性評價（ 30% ）+能力性評價（ 30% 的權重，開展“多維度、全流程”的多元總評。最后，教師結合超星學習通平臺的知識圖譜對本節課內容進行總結，使學生鞏固新知，落實重點，突破難點[5]。

課后鞏固提升，拓展能力階段。教師組織學生在線上學習通平臺提交測量報告，含數據處理、誤差分析及改進方案。同時在線上超星學習通平臺發布拓展任務，利用奧維地圖軟件標注校園水準路線，形成數字化成果并展示。通過課后拓展任務，鞏固學生專業能力，提升職業素養和崗位競爭力。

四、測繪基礎課程線上線下混合式教學實踐反思

通過線上線下混合式教學模式，測繪基礎課程教學有效整合信息技術與傳統教育方法的優勢，為學生提供了更加多元化和定制化的學習策略，實現了從傳統的單向教學向個性化、互動參與式及探索性學習的轉變。這種變革不僅顯著提升了教學品質，激發學生的學習熱情，促進學生的實踐技能和創新思維的發展，而且有效培育了學生的主動探索精神和問題解決能力，進一步滿足了測繪行業對高素質應用型人才的迫切需求[15]。

課改團隊在教學實踐過程中發現一些問題，并提出未來可改進的方向。首先是在技術應用層面，由于硬件設備更新滯后及軟件系統兼容性問題，不同教學平臺數據互通率不高，形成“信息孤島”，虛擬仿真實訓平臺有待進一步優化。其次是數字化教學手段和新技術滲透不足，當前的教學手段主要以超星平臺為主，虛擬仿真測繪元宇宙平臺為輔，運用的信息化教學手段較為單一，對數智化新技術應用不夠豐富。

據此，課改團隊將攜手企業進一步開發更加豐富的教學資源，改良教學仿真實訓模塊，加強與企業的合作，對接崗位新標準，持續優化虛擬仿真實訓平臺。同時，緊貼新興技術發展，合理運用信息化教學手段，將VR等技術手段更深層次地融入課程教學，以更好地調動學生的學習興趣，有效提升教學效果。

綜上所述，混合式教學為測繪基礎課程賦予了更強的適應性和創新性，但其持續優化需依托校企協同與智能技術。教學團隊將進一步深化產教融合，加強校企合作，引入真實項目，共建實踐平臺，與測繪企業合作開發基于真實工程案例的線上資源庫，線下實訓直接對接企業項目，強化職業能力培養，探索智能化、個性化的教學模式，以適應測繪行業的持續發展。學校應積極打造“雙師”課堂，聘請行業工程師通過線上直播參與教學，或線下指導綜合實訓，確保教學內容與行業技術發展同步。此外，探索人工智能技術在教學中的深度應用，利用其自動評估學生測繪數據處理的準確性，如坐標計算、誤差分析，并提供實時修正建議，減輕教師重復性工作。數字轉型的混合式教學將推動測繪教育向“精準化、個性化、職業化\"方向發展，為行業輸送高素質技術技能人才。

參考文獻

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注：本文系廣西教育科學“十四五”規劃2023年度專項課題“鄉村振興背景下高校工程測量技術專業創新創業人才培養模式研究”（2023ZJY1928）、廣西安全工程職業技術學院2024年度校級教改項目“混合式教學背景下高職教師TPACK發展模式研究：以安全應急類高職院校為例\"（GAZY2024JGB005）的研究成果。

（責編羅異豐）