關(guān)鍵詞：測(cè)繪；《測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)》；教學(xué)創(chuàng)新；知識(shí)轉(zhuǎn)化率

《測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)》是面向非測(cè)繪專(zhuān)業(yè)本科生開(kāi)設(shè)的一門(mén)重要基礎(chǔ)技術(shù)課程，具有課程受眾范圍廣，理論性、實(shí)踐性和應(yīng)用性較強(qiáng)等特點(diǎn)[1-3]。目前全國(guó)開(kāi)設(shè)《測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)》課程的普通高校超過(guò)400所，涉及的非測(cè)繪專(zhuān)業(yè)包括土建、地質(zhì)、地理、采礦、土地、房管、農(nóng)林、交通、港口、水利和管理等[4-5]。《測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)》的教學(xué)目標(biāo)可分為3大類(lèi)：①知識(shí)目標(biāo)，即理解并掌握測(cè)量學(xué)的基本概念、基本理論、相關(guān)知識(shí)和數(shù)學(xué)模型；②技能目標(biāo)，即掌握測(cè)繪工程全周期、全流程的設(shè)計(jì)方法和技術(shù)，常用測(cè)繪儀器的使用方法和技能以及地理空間信息分析與應(yīng)用的方法等；③情感目標(biāo)，即了解影響測(cè)繪設(shè)計(jì)目標(biāo)達(dá)成和技術(shù)方案實(shí)施的儀器、法律、社會(huì)、環(huán)境等因素和局限性，理解測(cè)繪成果對(duì)國(guó)家安全、領(lǐng)土完整的重要性，能夠在測(cè)繪工程實(shí)踐中自覺(jué)履行社會(huì)責(zé)任，理解在測(cè)圖和施工測(cè)設(shè)中測(cè)繪工作人員具有公共安全、健康與福祉以及環(huán)境保護(hù)等責(zé)任。上述教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成并非一蹴而就，近年來(lái)全國(guó)幾乎所有高校都對(duì)原有的專(zhuān)業(yè)課程計(jì)劃進(jìn)行了調(diào)整，諸多非測(cè)繪專(zhuān)業(yè)往往僅開(kāi)設(shè)一門(mén)《測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)》課程，且課程學(xué)時(shí)數(shù)也被普遍壓縮[6]。然而，測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展卻日新月異，測(cè)量學(xué)涉及的內(nèi)容也在逐漸增多，衛(wèi)星導(dǎo)航定位、地理信息系統(tǒng)、遙感等在近20年得到了空前發(fā)展，新理論、新技術(shù)、新儀器不斷涌現(xiàn)，其中遙感科學(xué)與技術(shù)還呈現(xiàn)出向一級(jí)學(xué)科發(fā)展的態(tài)勢(shì)。較少的教學(xué)學(xué)時(shí)與較多的課程內(nèi)容矛盾突出，制約了教學(xué)目標(biāo)的高效達(dá)成[7-8]。《測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)》課程面向的學(xué)生基本為大學(xué)三年級(jí)非測(cè)繪專(zhuān)業(yè)本科生，在知識(shí)體系上他們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)《高等數(shù)學(xué)》《大學(xué)物理》等通識(shí)教育課，具備學(xué)習(xí)該課程的知識(shí)儲(chǔ)備；但與測(cè)繪專(zhuān)業(yè)學(xué)生相比，他們?nèi)源嬖趯?zhuān)業(yè)歸屬感和認(rèn)同度較低、主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性較弱等問(wèn)題，同樣制約了教學(xué)目標(biāo)的完成[9]。鑒于此，如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)促進(jìn)學(xué)生達(dá)成《測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)》的學(xué)習(xí)目標(biāo)，成為教學(xué)實(shí)踐中遇到的重要難題[10-12]。

為解決上述難題，筆者及其教學(xué)團(tuán)隊(duì)將主要教學(xué)創(chuàng)新理念和思路概括為“優(yōu)團(tuán)隊(duì)、創(chuàng)模式、重思政、強(qiáng)實(shí)踐”12字方針。“優(yōu)團(tuán)隊(duì)”是指構(gòu)建老中青結(jié)構(gòu)分布合理、知識(shí)架構(gòu)完整、學(xué)緣結(jié)構(gòu)多樣、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。通過(guò)團(tuán)隊(duì)成員的積極交流與溝通提高教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教學(xué)能力。老教師理論扎實(shí)、經(jīng)驗(yàn)豐富，有自己獨(dú)特的教學(xué)理念和手段；年輕教師思想活躍，敢想敢做。本課程通過(guò)合理配置老中青教師隊(duì)伍，最大程度地發(fā)揮教學(xué)團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)。“創(chuàng)模式”是指教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員在提升本身專(zhuān)業(yè)知識(shí)和理論水平的基礎(chǔ)上，積極吸納先進(jìn)的教育學(xué)理念、理論與方法，融會(huì)貫通，創(chuàng)新性地形成適合《測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)新模式，并在教學(xué)實(shí)踐中不斷優(yōu)化完善。“重思政”是指教學(xué)過(guò)程中結(jié)合國(guó)家大政方針、國(guó)際形勢(shì)、科學(xué)發(fā)展觀(guān)、歷史事件與典型人物等思政元素，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和實(shí)踐興趣，以專(zhuān)業(yè)技能知識(shí)為載體，融合思政元素，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀(guān)、人生觀(guān)、價(jià)值觀(guān)，培養(yǎng)出愛(ài)科學(xué)、愛(ài)國(guó)家、講政治、講奉獻(xiàn)的高技能高素質(zhì)人才。“強(qiáng)實(shí)踐”是指深入挖掘自身特色和社會(huì)資源，建立測(cè)繪校企、校校優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、成果共享的協(xié)同育人模式和實(shí)踐基地合作平臺(tái)；結(jié)合課程特點(diǎn)，通過(guò)強(qiáng)化相應(yīng)實(shí)習(xí)實(shí)踐任務(wù)，使理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，構(gòu)建課程理論與實(shí)踐平衡發(fā)展的新理念，培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)踐的平衡能力。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）《測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)》課程涉及測(cè)繪、遙感、采礦、地質(zhì)、地物、土木和城工等多個(gè)專(zhuān)業(yè)，年均授課班級(jí)接近20個(gè)，授課學(xué)生約為600人，教學(xué)任務(wù)量大。目前已建成由3名教授、6名副教授、5名講師組成的高水平教學(xué)團(tuán)隊(duì)（圖1）。教學(xué)團(tuán)隊(duì)學(xué)緣結(jié)構(gòu)多樣，多數(shù)教師來(lái)自武漢大學(xué)、北京大學(xué)、北京師范大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等高校；團(tuán)隊(duì)成員均具有博士學(xué)位；在年齡結(jié)構(gòu)上，50歲以上1人、40~50歲4人、40歲以下9人。在日常教學(xué)中，積極貼合各專(zhuān)業(yè)的發(fā)展需求，制定了符合各專(zhuān)業(yè)發(fā)展的測(cè)量教學(xué)內(nèi)容，側(cè)重講解相關(guān)的測(cè)量理論和實(shí)踐內(nèi)容；緊抓測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)與不同專(zhuān)業(yè)的契合點(diǎn)，結(jié)合課題組相關(guān)案例，做到學(xué)以致用，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，加深測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程在本專(zhuān)業(yè)的認(rèn)識(shí)。針對(duì)各專(zhuān)業(yè)對(duì)課程的不同需求，結(jié)合測(cè)量學(xué)的特點(diǎn)，對(duì)各專(zhuān)業(yè)該課程的教學(xué)內(nèi)容、模式和評(píng)價(jià)方法等進(jìn)行不定期研討。

圖1《測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)

筆者根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和已有教學(xué)理論的總結(jié)感悟，凝練出知識(shí)轉(zhuǎn)化率模型3。知識(shí)轉(zhuǎn)化率的教學(xué)模式見(jiàn)圖2，認(rèn)為單位學(xué)時(shí)內(nèi)學(xué)生習(xí)得的知識(shí)量（K）是單位學(xué)時(shí)內(nèi)教師輸出的規(guī)定授課知識(shí)量（Ko）、學(xué)生接收的知識(shí)量（Kp）和學(xué)生對(duì)接收到知識(shí)的轉(zhuǎn)化率（ょ）的乘積，即K=KoxKpxE。只有Ko、Kp和：均達(dá)到最優(yōu)，最終的教學(xué)效果才能達(dá)到最優(yōu)；若任何一個(gè)環(huán)節(jié)“大打折扣”，都會(huì)導(dǎo)致最終教學(xué)效果“大打折扣”，并且這種“折扣”會(huì)成倍放大。該教學(xué)模式促使教師在教學(xué)過(guò)程中不僅關(guān)注自身的教學(xué)基本功，而且更加關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

圖2 知識(shí)轉(zhuǎn)化率教學(xué)方法模式示意圖

針對(duì)教師輸出量的優(yōu)化，筆者提出5個(gè)層次的清晰度金字塔：教師發(fā)音清晰一用詞清晰一語(yǔ)言邏輯清晰一組織安排清晰一教學(xué)策略清晰。針對(duì)事實(shí)、規(guī)則和動(dòng)作序列的學(xué)習(xí)，采用直接介入的方式教學(xué)；針對(duì)概念、模式和抽象概念的學(xué)習(xí)，則引導(dǎo)學(xué)生推理，形成自己的見(jiàn)解。針對(duì)學(xué)生接收知識(shí)量的優(yōu)化，筆者凝練出4個(gè)方面的教學(xué)多樣化：教學(xué)手段多樣化、教學(xué)材料多樣化、教學(xué)活動(dòng)多樣化和課后實(shí)踐多樣化。此外，搭配教師情感、口頭表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)等，以達(dá)到吸引學(xué)生注意力的目的。針對(duì)學(xué)生對(duì)接收知識(shí)轉(zhuǎn)化率的優(yōu)化，首先循序漸進(jìn)地安排教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，顧及學(xué)生的背景和經(jīng)歷；其次通過(guò)認(rèn)可、修改、應(yīng)用、比較和總結(jié)學(xué)生思考的方式，促進(jìn)學(xué)生參與教學(xué)過(guò)程；最后采用“提問(wèn)—誘導(dǎo)—探詢(xún)—調(diào)整”的循環(huán)，增加學(xué)生思考的頻次、廣度和深度，從而最大化知識(shí)轉(zhuǎn)化率。

有機(jī)融合傳統(tǒng)測(cè)量知識(shí)與測(cè)繪新技術(shù)，多角度全方位深化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。在新技術(shù)支撐下，探索以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)的教學(xué)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和教學(xué)過(guò)程的參與度，激發(fā)學(xué)生的求知欲，活躍其思維，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。針對(duì)測(cè)繪實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的高精尖測(cè)繪儀器成本高、數(shù)量少，極端環(huán)境下實(shí)驗(yàn)難以開(kāi)展，精細(xì)化質(zhì)量控制難以實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題，將虛擬仿真技術(shù)引入測(cè)繪教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)開(kāi)發(fā)高質(zhì)量、體系化的測(cè)繪地理信息虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，讓學(xué)生開(kāi)展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，與真實(shí)實(shí)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、相互結(jié)合，形成持續(xù)高效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、實(shí)習(xí)效率和實(shí)踐創(chuàng)新能力。在教學(xué)評(píng)價(jià)方面，充分利用微信小程序、釘釘平臺(tái)等設(shè)計(jì)課程調(diào)查問(wèn)題、發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷、統(tǒng)計(jì)調(diào)查結(jié)果、反思總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

課程始終以培養(yǎng)習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想兼?zhèn)淙瞬艦槟繕?biāo)，將課程建設(shè)目標(biāo)系統(tǒng)地融入教學(xué)全過(guò)程。首先，按照思政內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)單元分類(lèi)，按照教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行思政案例匹配，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)知識(shí)與思政元素的深度融合，使學(xué)生深刻了解知識(shí)為國(guó)家服務(wù)的道理，理解測(cè)量對(duì)國(guó)家強(qiáng)國(guó)建設(shè)的重要性。其次，以專(zhuān)業(yè)知識(shí)為教學(xué)基礎(chǔ)，以思政教育為思想引領(lǐng)，構(gòu)建課程思政教學(xué)體系，滿(mǎn)足學(xué)生、社會(huì)與國(guó)家發(fā)展的多維需求，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的新時(shí)代合格人才。

課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)深入挖掘與本課程相關(guān)的思想政治教育資源，素材主要來(lái)源于中國(guó)時(shí)政、專(zhuān)業(yè)人物、身邊事例，通過(guò)專(zhuān)門(mén)的研討會(huì)篩選、提煉材料，形成簡(jiǎn)而精、有教育意義的思政案例。思政素材包括港珠澳大橋測(cè)量世紀(jì)工程的“眼睛”、青藏鐵路測(cè)量、冬奧會(huì)上獨(dú)屬于測(cè)繪人的浪漫、磁懸浮列車(chē)測(cè)量、海洋測(cè)繪等中國(guó)速度背后的測(cè)繪力量以及測(cè)繪名人事跡、光榮的國(guó)測(cè)一大隊(duì)、登頂珠峰觀(guān)測(cè)、國(guó)土疆界、測(cè)繪確立等我國(guó)測(cè)繪人的工匠精神和家國(guó)情懷。《測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)》課程思政注重對(duì)學(xué)生價(jià)值觀(guān)的塑造，追求精神高尚正派而非專(zhuān)注物質(zhì)利益，將課程思政與課程知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)緊密結(jié)合。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)和思政案例，通過(guò)精選歸納形成課程思政單元和思政案例。

深入挖掘自身特色和社會(huì)資源，建立校企、校校優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、成果共享的協(xié)同育人模式和實(shí)踐基地合作平臺(tái)，為培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的應(yīng)用型人才奠定基礎(chǔ)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)持續(xù)深化校企、校校合作，多措并舉，提高測(cè)繪實(shí)踐基地建設(shè)水平，為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)的實(shí)習(xí)實(shí)踐平臺(tái)，推進(jìn)了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)的開(kāi)展，提升了學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量。教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)強(qiáng)化實(shí)踐在課程教學(xué)中的占比，真正做到了實(shí)踐與理論的緊密結(jié)合；掌握技能方式的多樣性，結(jié)合學(xué)生的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和實(shí)踐學(xué)科平臺(tái)，搭建多元化的實(shí)習(xí)實(shí)踐橋梁，構(gòu)建課程理論與實(shí)踐平衡發(fā)展的新理念，培養(yǎng)學(xué)生的理論與實(shí)踐能力。

以《測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)大綱的第二章角度測(cè)量為例，進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新課堂實(shí)踐。經(jīng)過(guò)教學(xué)內(nèi)容與學(xué)情分析發(fā)現(xiàn)，教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)在于促使學(xué)生自然而然地掌握角度測(cè)量的原理與方法，難點(diǎn)在于掌握測(cè)回法及其數(shù)據(jù)整理，知識(shí)目標(biāo)是理解并掌握角度測(cè)量的基本概念和原理，技能目標(biāo)是掌握測(cè)回法的數(shù)據(jù)處理，情感目標(biāo)是領(lǐng)會(huì)測(cè)量學(xué)的原則與思想。

在教學(xué)過(guò)程與方法方面，建立通過(guò)“初中—高中—大學(xué)”的邏輯鏈條來(lái)認(rèn)識(shí)測(cè)量學(xué)的角度。初中階段的靜態(tài)定義為具有公共端點(diǎn)的兩條射線(xiàn)組成的圖形叫做角，這種定義存在一定的模糊；高中階段的動(dòng)態(tài)定義為一條射線(xiàn)繞著它的端點(diǎn)從一個(gè)位置旋轉(zhuǎn)到另一個(gè)位置所形成的圖形叫做角，這里體現(xiàn)了角背后蘊(yùn)含的射線(xiàn)或稱(chēng)方向線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)，對(duì)后續(xù)方位角等概念的理解具有重要作用；大學(xué)階段三維空間上的空間角，不僅包含水平面上的角度差異，還包含豎直面上的角度差異。在認(rèn)識(shí)清楚測(cè)量對(duì)象后，即可學(xué)習(xí)角度測(cè)量原理。筆者建立了從量角器到經(jīng)緯儀的認(rèn)知邏輯，采用易得易用的教具——量角器和A4紙。采用“提問(wèn)—誘導(dǎo)—探詢(xún)—調(diào)整”的循環(huán)，和學(xué)生一起總結(jié)量角器的使用步驟：對(duì)中—整平—瞄準(zhǔn)—讀數(shù)。在此基礎(chǔ)上，順利過(guò)渡指出測(cè)量學(xué)中的角度測(cè)量，也用量角器，只不過(guò)是高級(jí)量角器——經(jīng)緯儀，其使用的基本步驟與普通量角器相似。理解基本原理后，通過(guò)多媒體動(dòng)畫(huà)和經(jīng)緯儀實(shí)操，帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)具體的測(cè)量方法；最后指出測(cè)回法背后的邏輯即步步有檢核。步步有檢核的思想體現(xiàn)在我國(guó)重大工程的測(cè)繪服務(wù)和測(cè)繪專(zhuān)家的工匠精神上。

綜上所述，在教學(xué)過(guò)程與方法中，筆者較好地應(yīng)用了知識(shí)轉(zhuǎn)化率的教學(xué)模式，在組織安排上延續(xù)了深化基礎(chǔ)教育的背景知識(shí)，教學(xué)知識(shí)點(diǎn)組織安排得循序漸進(jìn)。采用從量角器到經(jīng)緯儀的類(lèi)比方式，將角度測(cè)量的基本原理與義務(wù)教育階段的測(cè)角一脈相承，是前期基礎(chǔ)知識(shí)的延續(xù)和深化，利用了學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備優(yōu)勢(shì)和參照學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)。

針對(duì)《測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)，本文構(gòu)建了一套教學(xué)創(chuàng)新理念與思路，即“優(yōu)團(tuán)隊(duì)、創(chuàng)模式、重思政、強(qiáng)實(shí)踐”；并提煉出優(yōu)化測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)高水平教學(xué)團(tuán)隊(duì)、構(gòu)建知識(shí)轉(zhuǎn)化率教學(xué)方法新模式、融入現(xiàn)代化測(cè)繪新技術(shù)和虛擬仿真技術(shù)、建立測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程思政教學(xué)體系和強(qiáng)化課程理論與實(shí)踐平衡發(fā)展理念5種教學(xué)創(chuàng)新方法和途徑。通過(guò)實(shí)施教學(xué)創(chuàng)新，形成了具有較大推廣應(yīng)用潛力的知識(shí)轉(zhuǎn)化率教學(xué)模式和《測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)》課程思政教學(xué)體系。經(jīng)過(guò)多年教學(xué)實(shí)踐，取得了顯著的教學(xué)效果與成果：指導(dǎo)本科生參加競(jìng)賽以及教師獲得多項(xiàng)教育教學(xué)類(lèi)獎(jiǎng)項(xiàng)，發(fā)表多篇教改論文以及指導(dǎo)本科生發(fā)表多篇論文。2016-2022年學(xué)評(píng)教平均分?jǐn)?shù)為99.12，課程教學(xué)受到學(xué)生好評(píng)。隨著測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)內(nèi)涵與外延的發(fā)展以及學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)的變化，還需繼續(xù)堅(jiān)持以學(xué)生為本，不斷創(chuàng)新教學(xué)方法與途徑，促進(jìn)學(xué)生順利達(dá)成測(cè)量學(xué)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)。