测量学实践教学环节线上线下混合教学模式探索

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  摘 要:随着“互联网+教育”的兴起,众多高校建立了线上线下混合教学模式,并进行了积极探索与实践。本文介绍了线上线下混合教学的一般模式,以测量学实践教学环节为例,进行了线上线下混合教学模式探索,分析了混合教学模式在该课程实践教学环节中取得的效果、存在的问题并提出了改进的设想,为高校测量学实践教学环节的线上线下混合教学模式改革提供借鉴。
  关键词:线上线下;混合教学;测量学实践环节
  Exploration of Online and Offline Mixed Teaching Modefor Practice Teaching
  of Engineering Surveying
  Liu Min Zhou Guoshu Liu Saiyan Li Zhen
  College of Hydraulic Science and Engineering Yangzhou University JiangsuYangzhou 225009
  Abstract:With the rising "Internet plus education",many universities have established online and offline hybrid teaching models,and have conducted active exploration and practice.This paper first introduces the general mode of online and offline mixed teaching,and then takes the practice teaching of engineering surveying as an example to explore the online and offline mixed teaching mode.Finally,it analyzes the effect of the mixed teaching mode in the practice teaching of engineering surveying and proposes improvement ideas.This paper will provide reference for the reformation of the online and offline hybrid teaching mode of practice teaching of engineering surveying in Chinese universities.
  Keywords:online and offline;mixed teaching;practice teaching of engineering surveying
  
  1 緒论
  线上线下混合教学是指一种由任课教师基于慕课、专属在线课程和虚拟仿真实验教学平台等网络教学平台,运用适当的数字化教学工具,对传统教学环节进行合理的改造和设计,将学生线上自主学习与线下面授有机结合起来,开展翻转课堂、混合式教学的全新教学模式。随着互联网技术的快速发展和网络教学资源的普及,教育部下发相关教育改革文件,明确提出了各高校应在慕课平台和实验资源平台服务等支持带动下,依托各级各类在线课程平台、校内网络学习空间等,积极探索线上线下混合教学模式。
  为响应教育部的号召,众多高校结合自身资源与学科特色建立了各类工科实践环节的线上线下混合教学模式,进行了多方向的探索实践[15]。丁妍等详细分析了2019年“全国混合式教学设计创新大赛”30门获奖课程的教学设计,总结了当前混合教学的主要问题,提出教师应该重点关注混合教学活动规则和评价标准则,需要教师自身在混合教学活动中的角色,最后提出了混合教学中教与学关系等问题的重要性[6]。浙江工业大学化学化工国家级实验教学示范中心王祁宁等开展了化工专业混合式实验教学模式的实践探索,整合了浙江工业大学丰富的数字化教学资源,通过实验微课、虚拟仿真项目展现的线上教学环节,发挥线上与线下教学的互补性优势,强化了学生的强化基于自主学习观的工程实践能力,为地方高校工科专业混合教学探索提供了有益的借鉴[7]。杨贵荣和李亚敏探讨了新工科背景下专业课程多元混合式教学,并以工科专业课程“特种塑性成形”为例,指出混合教学模式能够在课前自学、课堂讲解、重点分析与归纳、课堂测验练习、分析讨论以及综合论文六个学习环节中实现学生的高参与度学习,极大提高了学生上课的积极性和专注力,拓展了学生的创新思维,改善了课堂的教学效果,是互联网与大数据技术在工科教学的良好应用。   就实践教学而言,相较于传统线下的教学模式,线上线下混合教学模式的优势主要体现在以下三方面:
  (1)充分利用信息化教学技术,使实践教学的内容更具丰富性和前沿性,对于开拓学生的创新思维大有益处;
  (2)线上理论学习和线下答疑及实践操作,使得实践教学的时间安排更加灵活、合理;
  (3)线上实践教学将传统线下教师面授改成了线上学生自学,充分提高了学生的主观能动性,培养了其自主学习与独立思考的能力。这种混合教学模式将线上教学作为传统线下教学的补充,既有以上三方面的线上优势,也保留了线下实践教学师生互动的真实感与趣味性,培养学生的实际动手能力,充分利用两者的優势,可以相得益彰。
  2 线上线下混合教学的一般模式
  为了发挥线上线下混合教学模式的突出优势,展现其强大改革生命力,势必需要统筹规划线上线下混合教学模式的具体实施,落实教学的相关具体要求,使“线上”和“线下”有机结合起来,融会贯通。其中实践性教学环节线上线下混合教学的一般模式大体上可分成课前学习实验理论知识、课中反馈问题及实验操作、课后补充学习拓展资料这三个环节[6]。
  2.1 课前学习实验理论知识
  课前的线上学习以学习理论知识为主,利用网络途径,可以克服传统实践教学模式的一些缺点。教师可以利用已有网络资源或自行拍摄授课视频,通过网络平台中国大学慕课MOOC,学习通等软件上传教学课件、教学视频等资料供学生学习,学生可以在线学习理论知识,同时观看实验设备使用,实验现象等视频,将理论知识与实验现象相结合进行充分理解[7]。教师还可以通过这些线上学习平台与学生进行线上交流,利用学习平台设置相关实验内容讨论,激发学生自主学习的积极性和培养学生的创新思考能力。通过学习平台,学生可以随时进行课前预习,预习完成后回答相关问题。教师根据学生的回答,可以给出实践教学的部分成绩,这也增加了教师对学生学习成绩的评分方式。
  2.2 课中反馈问题及实验操作
  通过课前的理论学习,学生对实验内容会有了解和思考,教师通过线上教学平台布置思考题及习题,根据学生的反馈,了解学生理论知识掌握不到位的重、难点问题,并在线下和学生面对面的答疑解惑。这种教学模式可以激发学生的学习兴趣,学生通过线上的独立思考后可以更好地接受教师的讲解,加深对实验过程的了解,从而能更快地上手实验。教师针对实验的重、难点讲解后,再根据实验的内容和具体目标分配学生实验任务,学生自主开展分组实验,根据小组各位成员对实验内容的掌握情况,进行合理的分工,动手能力强的同学进行主要操作,其他同学进行辅助操作,例如读取数据,记录实验现象及数据等。学生在实验中会主动思考,根据实验结果验证结论。这种实践教学模式有助于提升学生发现问题、解决实际问题的能力,为以后的学习和工作奠定良好的基础。这种模式还利于形成教师和学生之间的良好互动,拉近师生之间的距离,增强学生的实践兴趣,提高实践教学的整体效果。
  2.3 课后补充学习拓展资料
  对于课后的教学,教师要及时更新补充线上的学习资料,增加新的课程资源,以便于学生能够及时有效的复习和巩固已学知识。教师通过布置教学内容的讨论题及作业,检验学生实验理论知识、实验操作步骤以及相关注意事项的掌握情况。同时教师还可以根据自身教育经历以及知识储备并且结合科研内容,适当地发布一些具体的案例供学生自主参考学习,扩展学生的学习内容,开阔学生视野,激发学生学习兴趣,激发学生创新能力,避免固化学生思想。此外,在线上教学平台上还可以开设讨论渠道,便于学生询问关于课程内容的问题,并提出教学过程中哪些方面还值得改进,发表自己的意见和建议。教师收集学生的问题后进行总结,把学生的问题集中归类,在线上通过录制教学视频的方式统一回答同学的问题,或者在线下回答学生的问题,这样既节约了答疑的时间,又可以提高答疑的效果,使整体实践教学效果得到有效提升。
  3 测量学实践教学环节线上线下混合教学模式的探索与实践
  测量学是一门实践性很强的课程,有大量的实验和实习教学环节。通过实践环节,学生才能对课程的理论知识进一步理解,清晰角度测量、距离测量和高程测量三项基本测量工作的方法和要求,初步具备控制测量、地形测量、施工测量等综合性实验、实习的方案设计和组织能力。此外,通过实践环节,让学生熟悉常用测量仪器的使用,特别是应尽可能多地了解现代电子测量仪器及使用,同时完成各项实验的观测、记录、计算和成果检核,并编写实验报告。
  近几年来,我校已经对测量学实践教学环节的线上线下混合教学模式开展了试点研究和探索,进行了加强和面上推广。下面以测量学课程实践环节的水准测量实验项目教学为例,介绍我们对该实验项目的线上线下混合教学过程的具体实施。
  3.1 线上理论学习
  对于水准测量的实验项目教学来说,课程的教学大纲要求学生理解水准测量原理,掌握水准仪的构造及使用,水准测量观测、记录的实施方法,水准路线闭合差的调整与高程计算。学生在课前登录“中国大学MOOC”、学校的网络教学平台、专门建立的QQ群等网络平台,对实验相关的理论知识进行学习,包括通过文本学习水准测量的原理及实验步骤,理解水准路线的布设形式,通过观看视频熟悉水准仪的构造及使用方法,掌握普通水准测量的观测、校核及内业计算,熟悉水准仪的检验方法并了解校正方法,明晰水准测量的误差来源及消减误差的措施。在学习完基本内容后,教学平台生成思考题及习题用以检验学生的学习情况。通过学习平台的讨论区功能发布学习过程中的疑问,供学生和学生之间及学生和教师之间的讨论,激发学生的学习兴趣。学生完成相应的学习任务可以获得相应的线上学习分数,作为最后实践考核成绩的一部分。
  3.2 现场实践教学   在实训现场,教师再次对仪器的构造进行讲解,对使用方法和注意事项进行示范,以便实训顺利进行。然后按照实训小组为单位,完成既定的教学任务和目标。主要包括:(1)了解水准仪的整体构造、各种旋钮名称、位置和作用,了解水准尺的分划和读数方法,掌握水准仪的使用操作即安置仪器、粗略整平、照准目标、消除视差、精平读数,以及记录及计算高差;(2)熟悉水准仪的检验与校正,即进行主要轴线互相关系正确性的检验与校正;(3)踏勘现场,选择观测路线,编制仪器设备、工具、人员使用计划,拟定施测方案,根据水准测量相关规范技术要求,进行观测、记录、计算;(4)对观测结果进行数据检核,若有超限情况,找出数据超限原因并返工重测。
  3.3 实验成果处理
  学生在课后完成实验数据处理,包括精度评定、平差计算,以及编写实验报告,线上提交或书面提交,最后制作PPT进行实验答辩及课堂汇报。
  4 分析总结
  测量学实践环节的线上线下混合教学模式,取得的效果是明显的,一方面使得预习准备的时间安排更灵活、课堂实践实施效率更高;另一方面有助于学生自主学习与独立思考能力的培养,学生的主观能动性有明显提高。具体来说,学生可以在各网络教学平台自主学习理论知识、仪器构造与使用方法、实践操作过程以及相关注意事项等,提前对线下实践做预习,从而能够留出更多的时间进行实践操作,使得教学时间安排更加合理,课堂效率更高。此外,通过网络教学平台的自主学习可以充分培养学生自主学习与独立思考的能力,信息化的新颖教学手法也激发了学生的学习兴趣。而保留的原本线下实践过程则是以学生“学”和“实践”为主,以教师鼓励、引导为辅,通过实践活动增强学生的动手能力和理论联系实践的能力。另外,在线下实践过程中,学生根据自身特点既有独立的操作,又有分工合作,锻炼学生间的互帮互助、团队合作的能力。由此可见,将线上线下混合教学模式相结合,可以做到优势互补,较之单一模式的传统线下教学方式具有一定的优势。
  不过在测量学实践环节中实施线上线下混合教学模式的过程中也发现了一些问题,比如学生难于对网上的教学资源进行遴选,网上资源的内容与学校实验室中设备不能很好匹配,部分学生主动性不够,自我要求低等。因此,我们提出一些设想:首先,对于发布于线上的教学资源教师要给学生进行指导筛选,要根据学生水平将不符合教学实际的内容过滤;对于网上难以找到的教学资源,教师应自行录制;再者,若是资源允许,建议为测量学实践环节配备对应的虚拟仿真实验教学平台,以便让学生利用虚拟仿真实验教学平台与线下实践结合,从而获得更佳的实践学习效果。此外,教师要多关注每一个学生的学习动态,研究切实可行的检查和考核方法,尽力地引导和督促每一个学生实实在在地完成学习任务。
  5 结语
  随着“互联网+教育”的兴起,线上线下混合教学模式被众多高校认可,并得到广泛研究、探索与实践。本文先从课前、课中和课后三方面介绍了线上线下混合教学的一般模式,然后以测量学实践环节为例,进行了线上线下混合教学模式的探索与实践,并以理论学习、现场实践和成果处理三部分详细介绍了我校该课程实践环节的水准测量实验教学,最后分析了混合教学模式在该课程实践环节中取得的效果并提出了改进的设想,旨在对高校测量学实践环节的线上线下混合教学模式改革进行交流和提供借鉴。
  参考文献:
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  [3]欧阳建明,彭刚,何焰兰,罗剑,郑浩斌.线上线下混合式大学物理实验教学设计——以示波器使用实验为例[J].物理实验,2020,40(04):3841.
  [4]刘茜,刘向国,洪燕,张凯.疫情防控背景下“组织学与胚胎学”课程线上教学实践[J].科教文汇(下旬刊),2021(02):9293+101.
  [5]蔡洲.应用型高校“對分课堂+翻转课堂”的混合教学模式的探究[J].科技风,2021(07):3940.
  [6]丁妍,范慧慧,苏永康,等.混合式课程教学设计质量与倾向的研究——以全国30门获奖混合式课程为例[J].电化教育研究,2021,42(1):107114.
  [7]王祁宁,许轶,张建庭,等.化工专业实验混合式教学模式改革[J].化工管理,2021(3):3738,49.
  [8]杨贵荣,李亚敏.新工科背景下专业课程多元混合式教学实践与思考[J].高教学刊,2021(9):128131.
  [9]孔令琴,李翠玲,郑猛,杨亚楠.混合教学模式在《光电仪器电子学实验》中的运用探索[J].光学技术,2020,46(02):253256.
  [10]郭丙君.工科课程的线上线下混合教学实践[J].电子技术,2020,49(06):100101.
  基金项目:扬州大学教改课题(课程思政在工程测量课程建设中的探索与实践,YZUJX2020D17)
  作者简介:刘敏,汉族,江苏盐城人,硕士,助理实验师;周国树,汉族,安徽霍邱人,硕士,副教授;刘赛艳,汉族,江西东乡人,博士,讲师;李振,汉族,山东枣庄人,博士,讲师。
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