“测量学”网络教学的实践与思考

[摘 要]测量学课程教学一般采用“课堂面授与实践操作训练相结合”方式，但作为现代教育方式的网络教育势在必行。该文对测量学的网络教学进行了研究，结合武汉大学水利水电学院水利类学生开展测量学网络教育的实践及教学过程进行思考和总结。在教学活动前老师和学生心态应进行调整，教学平台和教学资料等方面应进行针对性的准备;在教学活动过程中应对课程单元重新分块，增加师生互动，并加强课中和课后的作业测试。该文最后对基于慕课的SPOC建设、虚拟实验建设提出了一些改进意见，希望对测量学教学质量的提高有所帮助。

[关键词]测量学;网络教学;慕课;虚拟实验

[作者简介]邓念武（1968—），男，湖北省仙桃人，博士，武汉大学水利水电学院副教授，主要从事精密工程测量和建筑物安全监控研究。

[中图分类号] G642.0[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）33-0249-03[收稿日期] 2020-03-19

一、前言

现代技术的快速发展，尤其是互联网、大数据、人工智能等技术的快速发展，对教育的改革和发展产生着深远影响，融合信息技术、发展“互联网+教育”的现代教育具有重大的社会意义和迫切的现实需求[1，2]。

测量学是研究地球的形状和大小，确定地球表面点位关系，并对这些空间信息进行处理、存储和管理的科学[3]，是一门理论与实践结合紧密的课程。如何充分利用现代技術手段组织好测量学课程网络教学，达到常规教学中“课堂面授与实践操作训练相结合”的效果，并且在某些方面超越面授教学，是值得我们思考和研究的问题。我们在网络教育方面进行了一些尝试，希望对测量学教育的现代化有所帮助。

二、网络教学前的准备与调试

（一）教师和学生心态的准备与调整

网络直播教学与常规课堂教学有很大的区别，常规课堂是教师在台上讲，学生在下面听，教师的语音语调以及动作都会引起学生的注意，可以提高学生的思想集中度。通过学生的表情及反应，教师能及时了解学生的理解程度，并通过调整上课的节奏来满足学生的需求。但网络直播教师面对的是冰冷的电脑屏幕，如何将知识点讲通讲透，而又不啰嗦，是教师面临的首要问题，这需要通过教师多年的教学经验和课后学生的反馈来解决。

网络教学中，学生习惯的教室不复存在，如何面对电脑（或手机）屏幕听讲而不走神，也是需要学生不断适应的，并且需要学生具有较好的自律性，否则学习效率将大大降低。

在网络在线教学中，教师和学生之间应该有意识地增加互动，学生有问题可以通过直播平台及时提出来，教师应及时反馈，师生都需要满怀热情地上好每一节课。课后教师利用业余时间主动询问学生的听课情况，耐心回答学生的各种疑问，有利于提高教学质量。

（二）教学平台的准备与测试

目前网络教学可以选择的平台较多，公共平台如QQ群视频+分享屏幕、QQ群直播、腾讯会议、腾讯课堂、钉钉网课等，在线教育软件有课堂派、雨课堂、学习通、中国大学MOOC（慕课），武汉大学珞珈在线等。

从网络课堂运行一段时间来看，在线教育软件和少数公共平台状况频出，经常处于崩溃状态。据《金融科技时代》介绍[4];腾讯1月29日起8天内扩容超过10万台云主机，共涉及超百万核的计算资源投入用以支撑腾讯会议和腾讯课堂，保证平台的稳定运行。为了满足海量用户对远程办公需求，腾讯会议已经正式面向全国用户免费升级开放300人会议协同能力。这在腾讯云的历史上尚属首次，也是中国云计算史上前所未有的记录。另外，凭借QQ客户端的优势，QQ群通过分享屏幕实现在线即时互动教学，并利用QQ积累多年的音视频能力，提供流畅、高音质的课程直播效果;还为教师提供白板、提问等能力。从一段时间的运行来看，这些平台除了少数时间略微卡顿外，大部分时间均能正常运行。

通过测试，测量学网络教学采用“腾讯会议+QQ群”的方式，腾讯会议主要用于在线授课以及授课期间的师生互动，QQ群主要用于重要事项公告、学生签到、资料上传和下载、作业布置、作业批改、课后师生互动等。经过一段时间的运行，效果良好。当然我们也设置了预案，当腾讯会议卡顿或者崩溃时，立即向QQ群直播或腾讯课堂等其他平台转移。

同时，为了方便学生课后复习，以及实践环节前的复习，利用QQ进行了授课时的视频录制。录制方法是：打开任意一个QQ对话框，将鼠标移动到输入框上面的剪切图标位置，会出现一个选择框，选择“屏幕录制”后按提示操作即可，或者打开任意一个QQ对话框后，按“Ctrl+Alt+S”后按提示进行录制和存储。

（三）教学资料的准备

鉴于网络课堂与常规课堂的区别，必须提前准备更多的电子资料，并且提前发放给学生，让学生提前预习和准备。根据测量学的特点，提前准备的资料包括：教材《测量学》（邓念武等编、中国电力出版社出版），《测量学习题与实训指导》（金银龙等编、中国电力出版社出版），武汉大学图书馆提供的《测量学》参考教材网址，《测量学》相关MOOC的网址、教学计划、经过更新后适合于网络课堂教学的课件资料，水准仪和全站仪现场操作的视频资料、水准仪和全站仪使用手册、全站仪模拟器等。

三、教学活动的实施

测量学是理论与实践结合紧密的课程，课堂授课为32学时[4]，实践教学为36学时。传统教学中，课堂教学后及时进行实践教学，可以巩固课堂知识、反映教学效果，加深学生对所学知识的认识与理解。网络教育在实践课程教学环节遇到了较大的挑战。如何让学生较好地理解测量学的基本方法和基本原理，并最大限度地理解如何进行实验操作，是测量学网络授课遇到的问题。

鉴于网络教学的特点，授课时需要放慢讲课速度，并要求学生不懂就问，增加讨论环节，激发学生主动思考、主动提问的潜力。具体地讲，是将“测量学”教材分为46个知识点（如表1所示），以10～20分钟作为一个授课单元，每个知识点讲述1～2个单元，共64个单元，每个单元结束后有5～10分钟的互动环节，加深学生对该环节知识点的认识和理解，也有利于进行下一环节的授课。实验环节的讲述是通过操作视频和全站仪模拟器方式进行讲解，并进行全程视频录制，方便学生实践课前复习和进行实验。

同时为了加深学生对课堂知识的理解，我们加大了课后的作业量，不仅增加了复习思考题的内容，而且增加了计算题的数量。

四、对测量学网络教学的思考与改进

网络在线教育给传统的教学方式带来了很大的挑战，也引起了我们对传统教学方式的思考。网络教学教师如何教、学生怎么学？如何提高网上互动效果，等等。目前解决了网络教学开起来的问题，后期需要进一步研究将网络教学开好的问题，进一步提高教学质量。

（一）加强源自慕课的SPOC建设

MOOC是一种大型开放式的网络课程，具有大规模性、开发性和网络课程的特点。SPOC是小规模限制性在线课程，具有很强的针对性，强调分小组的研讨式学习、面对面学习，基于SPOC的教学包括在线学习、翻转课堂、线下考试等多个环节，在这些环节中可以对每一位学生进行跟踪，做到全面掌握每个学生的学习情况，真正做到因材施教。

针对测量学课程的特点，我们已经进行了多方面基础资料的建设，其中包括：电子教材、教学大纲、课件、知识点的划分、知识单元系列微课视频、思考题库、计算题库、试题库、水准仪各项实验视频、全站仪各项实验视频、GNSS接收机实验视频等。接下来的工作就是将其建设在平台上，并在实际的SPOC教学中不断完善。

（二）加强虚拟实验的建设

测量学是一门实践性很强的课程，网络教学后，如果不辅助以实验教学，课堂教学效果将大打折扣。目前网络授课中，利用了操作视频和仪器的模拟器来帮助学生对实践环节的认识和理解，但与现场实验差距还是较大，对测量学课程来讲，虚拟實验的建设显得尤为重要。

虚拟仿真实验是一种“沉浸式教学”的实践教学方式，具有明显区别于传统实践教学方式的特点。虚拟仿真实验的最大特点是借助于多媒体、仿真和虚拟现实技术，在计算机上模拟实验现场环境，可辅助或部分替代传统实验各操作环节。实验者可以像在现实环境中一样完成实验项目，实验效果在一定程度上相对于真实环境中所取得的效果。

虚拟实验与现场实验相结合，先进行虚拟实验，后进行现场实验，再在虚拟实验中巩固和升华实验，有利于学生进行自主学习与创新性实验研究，同时可以减少实体实验室的开放次数与资源共享的难度。

根据对“测量学”实验项目的研究，如表2所示，“测量学”实验项目分为10个虚拟实验，其中9个一般性实验和1个大型实验（地形图测绘），15个单元。虚拟实验场景的搭建包括实际地形地貌的模拟（mm级）、仪器（包括水准仪、全站仪、GNSS接收机）与脚架的模拟、仪器操作系统的模拟，以及利用仪器在模拟地面上进行测量的实景模拟等。

五、结语

网络教育是现代教育的发展方向，通过网络教育的具体实践，我们也收获了“网络教育”的优点。现代化的教育该如何实施和优化，是摆在每个教育工作者面前的课题。通过这次的网络教学活动，教师和学生对现代教育有了更加深入的理解，也将进一步推动教学改革，包括基于慕课的SPOC建设和虚拟实验建设。

参考文献

[1]杨宗凯，吴砥，陈敏.新兴技术助力教育生态重构[J].中国电化教育，2019，（2）：1-5.

[2]杨宗凯.中国信息化2.0与教育教学创新发展[J].中国大学教学，2018，（1）：20-22+19.

[3]刘任莉，邓念武，张晓春，等.基于专业认证标准的测量学课程教学研究[J].教育教学论坛，2019，（42）：167-168.

[4]叶纯青.远程办公需求大涨，腾讯会议8天扩容超100万核[J].金融科技时代，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