线上线下混合的数字测图技术课程实训设计与实践

2022-11-24 03:32闫世伟张霆浩
科技资讯 2022年20期
关键词:教学资源线下实训

闫世伟 张霆浩

(兰州资源环境职业技术大学 甘肃兰州 730000)

信息技术和教育教学深入结合后,诞生了线上教学平台,而在新冠肺炎疫情期间,线上教学模式更是发挥了更明显和有效的作用。在疫情常态化的当下,继续利用线上平台做好课程实训教学,与线下实训教学相结合,能逐渐形成一种成熟的混合式教学模式,充分满足日常和特殊时期教师和学生的教与学需求,保证教与学有途径、有资源、有互动,进而实现课程教与学的不间断。现在,各个学校已开发并投入使用了各类线上教学平台,除了具有教学功能外,还包括学习管理、动态展示、在线考试、教学评价等模块。而为了确保线上线下课程教学更有效地结合和服务于教师学生,应设计出科学的教学内容。该文以数字测图技术课程实训为例,介绍线上线下课程实训设计与实践过程。

1 数字测图技术课程基本介绍

1.1 课程定位

该课程属于工程测量技术、测绘地理信息技术等测绘类专业的核心课程之一,通过系统的课程教学让学生掌握数字测图理论知识和基本技能,取得《工程测量员》《不动产测绘员》《地图绘制员》等国家级职业资格证书[1],适应对应岗位的人才需求,从而成功就业、发展。

1.2 课程价值

通过数字测图技术课程掌握的地形图、地形测量等方面的知识和技能,奠定了学习施工勘察测量课程的基础。

1.3 课程的教学目标

课程实训是该课程教学的重要环节,目标在于巩固学生的技术知识,并强化学生对这些知识和技术的应用能力,具备相应的综合素养以及创新创造思想,最终成长为高素质强技能的复合型专业人才。大致包括以下两个目标。

1.3.1 知识目标

数字测图技术课程实训,主要是深化学生理论课程学习的原理与知识。社会各行各业日新月异,但基本原理始终不会变,因此实训也在于让学生掌握融会贯通的理论应用方法,利用基本原理和知识,再加上后期自主学习,不断适应飞快发展和演变的市场行业需求,为行业乃至国家发展做出贡献。

1.3.2 技能目标

作为一门实践性较强的课程,数字测图技术课程实训旨在让学生以理论知识指导现实操作,包括和其他工作人员共同依据测量标准顺利测量地形,完成甲方提出的测量任务等。即基于理论知识来分析和完成与数字测图相关的工作。

2 数字测图技术课程实训线上线下教学情况分析

2.1 教师教学面临的问题

首先,教学内容的设计要考虑线上平台的特点[2],有些实训内容并不适合线上教学模式,要与线下实训区分开,且两者之间要存在合理的衔接性。同时,线上教学只能单线呈现教学资源,这意味着教学内容只能按照先后顺序来设计,如何在有限的课时内填充进丰富而完整的内容,是个难题。其次,教学资源的准备及有效利用。线上教学的虚拟性意味着实训教学资源几乎都是通过图文、音视频等形式呈现,且大多只能进行口头讲解,与传统课堂教学差别不大,效率较低,互动较少,且教学资源是面向所有学生的,个性化不明显。有些线上教学利用的是提前录制好的教学视频,教与学之间存在时差,导致学生对教学资源的反馈存在滞后性,进而造成教学资源调整不及时,学生也很容易失去学习兴趣。如何保证教学资源新颖有趣又及时,吸引学生注意力,取得高效的教学成果,是个难题。最后,一些年龄较大的教师,还未完全适应线上教学模式,尤其是在在线实时教学中,常常力不从心,因此线上教学开展效果差强人意。普遍提高教师的信息技术应用能力,是当前开展线上教学需解决的重点问题之一。

2.2 学生学习面临的问题

首先,线上课程实训对学生所处的学习地点没有太大要求,再加上无需和老师面对面,传统以教师为主导的教学模式,变成了学生凭自主自律意识参与学习的模式,综合来说,就是学生的学习环境、学习时间等变得相对自由和宽松,教师的管理有心无力。那么如何保证学生真实地在线学习并完成了学习任务,是个难题,更需要学生有坚定的自主学习意识和自律精神,同时也离不开家庭成员以及学校教师的共同监督。其次,线上实训教学仍以讲授为主,学生无法接触到实际的设施设备,也无法开展现场模拟训练,因此更突出的是理论教学功能,实践教学功能较弱,所以在培养学生技能方面效果较差。如何补充实训教学所需的设施设备等实物,是个待研究和解决的难题。最后,受限于实际条件,如有些学生缺少硬件设备、有些学生时间不确定等,学生线上学习的出席率始终无法得到保证。如何实时跟进学生的学习情况,让每一位学生都按时学习并达到学习目标,是需要解决的又一问题。

3 线上线下混合的数字测图技术课程实训设计

3.1 确定线上教学平台

目前几乎每所学校都已具备线下实训场地,而线上教学也同样需要基于线上平台来开展。当前的线上教学平台主要包括两种:一是学校自建的线上教学平台;二是有偿借助企业开发的线上教学平台。相比之下,前一种对资金和技术要求较高,而后一种则更为省心省力,也比较灵活,因此成为更多学校的选择。比较知名的线上教学平台有钉钉、腾讯课堂、智慧树等,该校采用的是学银在线平台、科力达工程测量教学平台以及学习通App。

3.2 线上实训教学的方式

目前主要有共享式和定制式两种线上实训教学方式[3]。共享式,顾名思义就是教学内容是共享的,所以其是提前制作好的课程,经审核无误后通过线上教学平台展示出来,平台注册用户可在线选择、浏览和学习。这种方式的教学内容,一经发布,在无人为删除和系统出现故障的情况下,将永久存在,师生可随时查阅、学习,受限较小,所以更容易激发学生的学习积极主动性。定制式,就是实时在线教学,即教师与学生利用线上教学平台面对面实时地开展教学活动,通俗来讲就是教师进行网络教学直播,学生参与观看,同时师生可借助平台具有的互动功能进行互动,尽可能地还原课堂教学环境。这两种线上实训教学方式是共存的,灵活运用符合当前信息时代的教育创新发展趋势,也能提高课程实训的教学成效。

3.3 线上线下混合的数字测图技术课程实训设计

线上线下混合的数字测图技术课程实训,共分为线上实训教学、线下实训教学以及自主实训学习这3个部分,其叙述具体如下。

3.3.1 线上实训教学部分

又分为线上共享式教学和翻转课堂两大块。线上共享式教学:以打造该校精品课程项目为目标,数字测图技术专业的教师利用学银在线平台、科力达工程测量教学平台以及学习通App,上传数字测图技术专业课程,方便学生在线选课、观看学习。同时,这些线上平台还支持线上翻转课堂学习模式,学生可在线了解课程详细信息、课程章节,进行师生互答、课程评价等,教师可利用该平台设计更科学的线上翻转课堂。

3.3.2 线下实训教学部分

当前专业开展的实训教学包括课堂实训和实地实训两部分。课堂实训主要是教师讲解实训知识,给出实训任务,然后按照相应的标准将学生分为若干小组,到合作单位、定点现场等开展实训活动。线下实训教学中,教师与学生是能及时双向观察、互动的,因此学生的学习和改正几乎是现场完成的,与线上实训教学正好形成互补。

3.3.3 自主实训学习部分

自主实训要与无限制的自由实训区分开,它仍然指的是在教师指导下学生依照相应的规范标准开展实训。只不过教师指导不再是现场指导,而变成了提前制作好的图文、音视频指导[4],结合以往教师讲解的知识和现场实训中的指导以及实训指导手册,自主开展实训,最后撰写实训报告或实训课程作业。旨在强化学生自主学习和应用知识与技术的能力。

4 线上线下混合的数字测图技术课程实训实践

这里选取《GNSS-RTK野外数据采集》实训课程为例来介绍具体实践过程。《GNSS-RTK 野外数据采集》是野外数据采集模块之一,属于《数字测图技术》课程项目三大比例尺数字测图野外数据采集环节。

4.1 线上实训实践

4.1.1 课前任务发布,提升学生自学能力

通过在科力达工程测量教学平台、学习通App 提前发布课前任务。要求学生在学习通进行技能点任务工单、教学课件、教学视频的学习,并完成章节测验,在课前对技能点的重难点问题进行了解和掌握,让学生做到在课前有备而来,有助于学生提升自学能力和对课堂知识的精准掌握。

4.1.2 课中虚拟仿真示范,提高学生学习兴趣

一是针对课前任务,精准解决问题。首先处理课前任务出现的问题。为了提高学生对课前任务的重视,根据课前学习统计情况,提醒未学习学生,以后按照课前任务执行。为了了解学生对该技能点的掌握情况,采取提问的方式,分别对章节测验成绩为100分的学生,成绩为25 分的学生进行提问,对好的解决办法进行分享,对不正确的回答给予评析。根据章节测验统计情况,精准分析并解决易错问题。

二是虚拟仿真示范操作,学生学习身临其境。首先是模拟装备架设,感受真机设备架设。教师利用虚拟仿真平台示范操作,在训练营关卡里分别进行基准站的架设、移动站的架设、手簿的操作这3个模块的演示,并采取边操作边讲解的方式进行,同步对演示流程进行屏幕录制,便于课后学生可以边看视频边操作。该仿真模块的特点是仪器型号、操作方式完全等同于实训室真机设备,学生观看虚拟仿真操作等同于线下真机识别操作观摩。其次是模拟数据采集流程,熟悉真机操作流程。通过进入虚拟测图模块,根据教学任务点需要对房屋及周边地物进行采集,包括控制点的验证、房屋特征点的选取、房屋附属地物特征点的选取等,逐一按照实操流程进行演示操作,并根据学生实时反馈了解学生的学习状况,有针对性地重复操作演练,加深学生对流程操作的熟悉程度。

三是实时发布讨论,提升课堂学习成效。通过对基准站的架设流程、RTK求转换参数的基本流程、RTK数据采集流程、RTK 虚拟仿真数据采集流程等在虚拟仿真平台的操作演练,在学生对以上各流程有了一定的认识和了解基础上,组织学生线上讨论和研究各阶段操作过程中没有完全理解和掌握的技能点,在此过程中实时了解和掌握学生对课堂技能点的学习和掌握情况,从而加强针对性的学习,有效提高课堂教学和学生学习成效。

4.2 线下实训实践

线下,教师布置实操演练,学生利用仿真实验软件,在训练营关卡里分别进行基准站的架设、移动站的架设和手簿的操作和GNSS-RTK房屋及附属地物特征点的采集,并将各操作流程截图和观测数据进行分享。教师通过核对操作截图的准确性,以及学生提交于仿真平台的观测数据的精准度进行核查验证,同时对操作过程通过仿真平台进行动态监控,实时掌握学生实际操作的正确率,整理学生实操过程中出现的个性化问题和共性化问题,逐一进行分类解答,有效提升学习效果和学生的实操能力。

4.3 自主实训实践

自主实训实践主要是让学生依据所掌握的知识自主操作实践。通常测量类专业的课程实训均配有实训指导手册,其中详细说明了实训的目的、规范和标准,实训环境的创设、具体的内容以及流程和注意事项,还附带相应的实训问答题[5]。学生以该手册为指导,结合线上实训和线下实训积累的知识和技能,单独或和其他同学合作,反复地操作直至能熟练地应用知识、相关设施设备、技能完成GNSS-RTK野外数据采集任务,解决遇到的问题,并从中领会到实训的意义,独立与合作意识同时得到强化,动手操作能力得到提高。

4.4 课程实训实践的不足与改进

通过阶段性在线上教学中对于虚拟仿真教学软件的使用体验,虚拟仿真教学存在以下几点不足。

(1)虚拟仿真可了解和掌握学生对于实操过程的熟练程度,但对于细节化的课程实践动手操作能力的锻炼不够。

(2)虚拟仿真操作是单人单机,难以实现测绘中需要团队协作的实操,缺乏团队的协作、交流、帮助等亲身体验。

(3)虚拟仿真操作避免了现场仪器操作的危险性,但也导致学生在操作过程中过于放松警惕,增强操作的随意性,不利于培养学生严谨求实的专业精神。

针对虚拟仿真教学软件在教学中存在的不足,可通过以下措施改进。

(1)可通过线上虚拟仿真实操教学与线下真机操作相结合的方式,有效弥补真机操作和虚拟仿真操作的相互不足。

(2)在虚拟仿真教学中,加强关于团队协作、严谨求实等专业精神课程思政教学,提前预防虚拟仿真操作过程中学生协作能力弱、麻痹大意等现象。

虚拟仿真技术作为一项新型技术,应用于测绘类专业课实践教学中,具有教学真实、节约实践成本、打破时空限制、教学互动性强、提高教师教研水平、有利用教师建设在线教学资源等众多优点[6],对促进测绘类专业课教学改革,提高训练效率和质量有重要意义,在测绘类专业实践教学中具有广阔的应用前景。虚拟仿真技术的诸多优点能有效弥补测绘类传统课堂教学的不足,是传统教学的有益补充。因此,在传统测绘类专业课教学中如何应用虚拟仿真技术,做到取长补短,二者有机结合,最大限度地提高教学质量,是学校教育工作者不断思考和探索的课题。

5 结语

近些年,课程改革进一步促进了线上线下混合教学模式的发展及应用,并促使其从理论教学延伸到了实训教学中。不过由于仍处于探索阶段,因此线上线下混合的课程实训教学模式,还存在诸多问题,需要教师提前设计好线上线下课程实训的内容,充分利用教学资源,使学生真正掌握理论知识与实践技能,取得教学实效。而后将这种线上线下混合的课程实训教学模式,从数字测图技术课程推广到其他技能型专业课程,促进高等教育发展,培养具有综合素养的应用型人才。

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