[摘 要]測量學(xué)課程教學(xué)一般采用“課堂面授與實踐操作訓(xùn)練相結(jié)合”方式，但作為現(xiàn)代教育方式的網(wǎng)絡(luò)教育勢在必行。該文對測量學(xué)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)進(jìn)行了研究，結(jié)合武漢大學(xué)水利水電學(xué)院水利類學(xué)生開展測量學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育的實踐及教學(xué)過程進(jìn)行思考和總結(jié)。在教學(xué)活動前老師和學(xué)生心態(tài)應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，教學(xué)平臺和教學(xué)資料等方面應(yīng)進(jìn)行針對性的準(zhǔn)備;在教學(xué)活動過程中應(yīng)對課程單元重新分塊，增加師生互動，并加強課中和課后的作業(yè)測試。該文最后對基于慕課的SPOC建設(shè)、虛擬實驗建設(shè)提出了一些改進(jìn)意見，希望對測量學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高有所幫助。

[關(guān)鍵詞]測量學(xué);網(wǎng)絡(luò)教學(xué);慕課;虛擬實驗

[作者簡介]鄧念武（1968—），男，湖北省仙桃人，博士，武漢大學(xué)水利水電學(xué)院副教授，主要從事精密工程測量和建筑物安全監(jiān)控研究。

[中圖分類號] G642.0[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）33-0249-03[收稿日期] 2020-03-19

一、前言

現(xiàn)代技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展，對教育的改革和發(fā)展產(chǎn)生著深遠(yuǎn)影響，融合信息技術(shù)、發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的現(xiàn)代教育具有重大的社會意義和迫切的現(xiàn)實需求[1，2]。

測量學(xué)是研究地球的形狀和大小，確定地球表面點位關(guān)系，并對這些空間信息進(jìn)行處理、存儲和管理的科學(xué)[3]，是一門理論與實踐結(jié)合緊密的課程。如何充分利用現(xiàn)代技術(shù)手段組織好測量學(xué)課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，達(dá)到常規(guī)教學(xué)中“課堂面授與實踐操作訓(xùn)練相結(jié)合”的效果，并且在某些方面超越面授教學(xué)，是值得我們思考和研究的問題。我們在網(wǎng)絡(luò)教育方面進(jìn)行了一些嘗試，希望對測量學(xué)教育的現(xiàn)代化有所幫助。

二、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)前的準(zhǔn)備與調(diào)試

（一）教師和學(xué)生心態(tài)的準(zhǔn)備與調(diào)整

網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)與常規(guī)課堂教學(xué)有很大的區(qū)別，常規(guī)課堂是教師在臺上講，學(xué)生在下面聽，教師的語音語調(diào)以及動作都會引起學(xué)生的注意，可以提高學(xué)生的思想集中度。通過學(xué)生的表情及反應(yīng)，教師能及時了解學(xué)生的理解程度，并通過調(diào)整上課的節(jié)奏來滿足學(xué)生的需求。但網(wǎng)絡(luò)直播教師面對的是冰冷的電腦屏幕，如何將知識點講通講透，而又不啰嗦，是教師面臨的首要問題，這需要通過教師多年的教學(xué)經(jīng)驗和課后學(xué)生的反饋來解決。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，學(xué)生習(xí)慣的教室不復(fù)存在，如何面對電腦（或手機(jī)）屏幕聽講而不走神，也是需要學(xué)生不斷適應(yīng)的，并且需要學(xué)生具有較好的自律性，否則學(xué)習(xí)效率將大大降低。

在網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)中，教師和學(xué)生之間應(yīng)該有意識地增加互動，學(xué)生有問題可以通過直播平臺及時提出來，教師應(yīng)及時反饋，師生都需要滿懷熱情地上好每一節(jié)課。課后教師利用業(yè)余時間主動詢問學(xué)生的聽課情況，耐心回答學(xué)生的各種疑問，有利于提高教學(xué)質(zhì)量。

（二）教學(xué)平臺的準(zhǔn)備與測試

目前網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可以選擇的平臺較多，公共平臺如QQ群視頻+分享屏幕、QQ群直播、騰訊會議、騰訊課堂、釘釘網(wǎng)課等，在線教育軟件有課堂派、雨課堂、學(xué)習(xí)通、中國大學(xué)MOOC（慕課），武漢大學(xué)珞珈在線等。

從網(wǎng)絡(luò)課堂運行一段時間來看，在線教育軟件和少數(shù)公共平臺狀況頻出，經(jīng)常處于崩潰狀態(tài)。據(jù)《金融科技時代》介紹[4];騰訊1月29日起8天內(nèi)擴(kuò)容超過10萬臺云主機(jī)，共涉及超百萬核的計算資源投入用以支撐騰訊會議和騰訊課堂，保證平臺的穩(wěn)定運行。為了滿足海量用戶對遠(yuǎn)程辦公需求，騰訊會議已經(jīng)正式面向全國用戶免費升級開放300人會議協(xié)同能力。這在騰訊云的歷史上尚屬首次，也是中國云計算史上前所未有的記錄。另外，憑借QQ客戶端的優(yōu)勢，QQ群通過分享屏幕實現(xiàn)在線即時互動教學(xué)，并利用QQ積累多年的音視頻能力，提供流暢、高音質(zhì)的課程直播效果;還為教師提供白板、提問等能力。從一段時間的運行來看，這些平臺除了少數(shù)時間略微卡頓外，大部分時間均能正常運行。

通過測試，測量學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)采用“騰訊會議+QQ群”的方式，騰訊會議主要用于在線授課以及授課期間的師生互動，QQ群主要用于重要事項公告、學(xué)生簽到、資料上傳和下載、作業(yè)布置、作業(yè)批改、課后師生互動等。經(jīng)過一段時間的運行，效果良好。當(dāng)然我們也設(shè)置了預(yù)案，當(dāng)騰訊會議卡頓或者崩潰時，立即向QQ群直播或騰訊課堂等其他平臺轉(zhuǎn)移。

同時，為了方便學(xué)生課后復(fù)習(xí)，以及實踐環(huán)節(jié)前的復(fù)習(xí)，利用QQ進(jìn)行了授課時的視頻錄制。錄制方法是：打開任意一個QQ對話框，將鼠標(biāo)移動到輸入框上面的剪切圖標(biāo)位置，會出現(xiàn)一個選擇框，選擇“屏幕錄制”后按提示操作即可，或者打開任意一個QQ對話框后，按“Ctrl+Alt+S”后按提示進(jìn)行錄制和存儲。

（三）教學(xué)資料的準(zhǔn)備

鑒于網(wǎng)絡(luò)課堂與常規(guī)課堂的區(qū)別，必須提前準(zhǔn)備更多的電子資料，并且提前發(fā)放給學(xué)生，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備。根據(jù)測量學(xué)的特點，提前準(zhǔn)備的資料包括：教材《測量學(xué)》（鄧念武等編、中國電力出版社出版），《測量學(xué)習(xí)題與實訓(xùn)指導(dǎo)》（金銀龍等編、中國電力出版社出版），武漢大學(xué)圖書館提供的《測量學(xué)》參考教材網(wǎng)址，《測量學(xué)》相關(guān)MOOC的網(wǎng)址、教學(xué)計劃、經(jīng)過更新后適合于網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)的課件資料，水準(zhǔn)儀和全站儀現(xiàn)場操作的視頻資料、水準(zhǔn)儀和全站儀使用手冊、全站儀模擬器等。

三、教學(xué)活動的實施

測量學(xué)是理論與實踐結(jié)合緊密的課程，課堂授課為32學(xué)時[4]，實踐教學(xué)為36學(xué)時。傳統(tǒng)教學(xué)中，課堂教學(xué)后及時進(jìn)行實踐教學(xué)，可以鞏固課堂知識、反映教學(xué)效果，加深學(xué)生對所學(xué)知識的認(rèn)識與理解。網(wǎng)絡(luò)教育在實踐課程教學(xué)環(huán)節(jié)遇到了較大的挑戰(zhàn)。如何讓學(xué)生較好地理解測量學(xué)的基本方法和基本原理，并最大限度地理解如何進(jìn)行實驗操作，是測量學(xué)網(wǎng)絡(luò)授課遇到的問題。

鑒于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的特點，授課時需要放慢講課速度，并要求學(xué)生不懂就問，增加討論環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生主動思考、主動提問的潛力。具體地講，是將“測量學(xué)”教材分為46個知識點（如表1所示），以10～20分鐘作為一個授課單元，每個知識點講述1～2個單元，共64個單元，每個單元結(jié)束后有5～10分鐘的互動環(huán)節(jié)，加深學(xué)生對該環(huán)節(jié)知識點的認(rèn)識和理解，也有利于進(jìn)行下一環(huán)節(jié)的授課。實驗環(huán)節(jié)的講述是通過操作視頻和全站儀模擬器方式進(jìn)行講解，并進(jìn)行全程視頻錄制，方便學(xué)生實踐課前復(fù)習(xí)和進(jìn)行實驗。

同時為了加深學(xué)生對課堂知識的理解，我們加大了課后的作業(yè)量，不僅增加了復(fù)習(xí)思考題的內(nèi)容，而且增加了計算題的數(shù)量。

四、對測量學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的思考與改進(jìn)

網(wǎng)絡(luò)在線教育給傳統(tǒng)的教學(xué)方式帶來了很大的挑戰(zhàn)，也引起了我們對傳統(tǒng)教學(xué)方式的思考。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)教師如何教、學(xué)生怎么學(xué)？如何提高網(wǎng)上互動效果，等等。目前解決了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)開起來的問題，后期需要進(jìn)一步研究將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)開好的問題，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

（一）加強源自慕課的SPOC建設(shè)

MOOC是一種大型開放式的網(wǎng)絡(luò)課程，具有大規(guī)模性、開發(fā)性和網(wǎng)絡(luò)課程的特點。SPOC是小規(guī)模限制性在線課程，具有很強的針對性，強調(diào)分小組的研討式學(xué)習(xí)、面對面學(xué)習(xí)，基于SPOC的教學(xué)包括在線學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂、線下考試等多個環(huán)節(jié)，在這些環(huán)節(jié)中可以對每一位學(xué)生進(jìn)行跟蹤，做到全面掌握每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，真正做到因材施教。

針對測量學(xué)課程的特點，我們已經(jīng)進(jìn)行了多方面基礎(chǔ)資料的建設(shè)，其中包括：電子教材、教學(xué)大綱、課件、知識點的劃分、知識單元系列微課視頻、思考題庫、計算題庫、試題庫、水準(zhǔn)儀各項實驗視頻、全站儀各項實驗視頻、GNSS接收機(jī)實驗視頻等。接下來的工作就是將其建設(shè)在平臺上，并在實際的SPOC教學(xué)中不斷完善。

（二）加強虛擬實驗的建設(shè)

測量學(xué)是一門實踐性很強的課程，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)后，如果不輔助以實驗教學(xué)，課堂教學(xué)效果將大打折扣。目前網(wǎng)絡(luò)授課中，利用了操作視頻和儀器的模擬器來幫助學(xué)生對實踐環(huán)節(jié)的認(rèn)識和理解，但與現(xiàn)場實驗差距還是較大，對測量學(xué)課程來講，虛擬實驗的建設(shè)顯得尤為重要。

虛擬仿真實驗是一種“沉浸式教學(xué)”的實踐教學(xué)方式，具有明顯區(qū)別于傳統(tǒng)實踐教學(xué)方式的特點。虛擬仿真實驗的最大特點是借助于多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在計算機(jī)上模擬實驗現(xiàn)場環(huán)境，可輔助或部分替代傳統(tǒng)實驗各操作環(huán)節(jié)。實驗者可以像在現(xiàn)實環(huán)境中一樣完成實驗項目，實驗效果在一定程度上相對于真實環(huán)境中所取得的效果。

虛擬實驗與現(xiàn)場實驗相結(jié)合，先進(jìn)行虛擬實驗，后進(jìn)行現(xiàn)場實驗，再在虛擬實驗中鞏固和升華實驗，有利于學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新性實驗研究，同時可以減少實體實驗室的開放次數(shù)與資源共享的難度。

根據(jù)對“測量學(xué)”實驗項目的研究，如表2所示，“測量學(xué)”實驗項目分為10個虛擬實驗，其中9個一般性實驗和1個大型實驗（地形圖測繪），15個單元。虛擬實驗場景的搭建包括實際地形地貌的模擬（mm級）、儀器（包括水準(zhǔn)儀、全站儀、GNSS接收機(jī)）與腳架的模擬、儀器操作系統(tǒng)的模擬，以及利用儀器在模擬地面上進(jìn)行測量的實景模擬等。

五、結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)教育是現(xiàn)代教育的發(fā)展方向，通過網(wǎng)絡(luò)教育的具體實踐，我們也收獲了“網(wǎng)絡(luò)教育”的優(yōu)點?，F(xiàn)代化的教育該如何實施和優(yōu)化，是擺在每個教育工作者面前的課題。通過這次的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)活動，教師和學(xué)生對現(xiàn)代教育有了更加深入的理解，也將進(jìn)一步推動教學(xué)改革，包括基于慕課的SPOC建設(shè)和虛擬實驗建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1]楊宗凱，吳砥，陳敏.新興技術(shù)助力教育生態(tài)重構(gòu)[J].中國電化教育，2019，（2）：1-5.

[2]楊宗凱.中國信息化2.0與教育教學(xué)創(chuàng)新發(fā)展[J].中國大學(xué)教學(xué)，2018，（1）：20-22+19.

[3]劉任莉，鄧念武，張曉春，等.基于專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的測量學(xué)課程教學(xué)研究[J].教育教學(xué)論壇，2019，（42）：167-168.

[4]葉純青.遠(yuǎn)程辦公需求大漲，騰訊會議8天擴(kuò)容超100萬核[J].金融科技時代，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