張 冰，許寶成，馬開鋒，丁 婷

（華北水利水電大學(xué)測(cè)繪與地理信息學(xué)院，河南 鄭州 450011）

1 引言

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)著眼于國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要自主建設(shè)運(yùn)行的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，可以為全球用戶提供全天候、全天時(shí)的高精度定位、導(dǎo)航、授時(shí)等服務(wù)。它是繼高鐵和核電站之后的第三張國(guó)家名片。測(cè)繪行業(yè)在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中扮演著越來越重要的角色，智慧城市、智慧小區(qū)、智慧校園的誕生，使得人們的生活更加方便、快捷，5G時(shí)代的位置信息服務(wù)，也離不開定位信息。學(xué)好“衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理及應(yīng)用”課程勢(shì)在必行，如何使學(xué)生在有限課時(shí)內(nèi)學(xué)好這門課程，是需要授課教師解決的主要問題。采用傳統(tǒng)的授課方式難以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，必須采用新的教學(xué)模式。本課題組積極研究線上線下混合教學(xué)模式，并積極地探索改革，使學(xué)生可以在有限時(shí)間內(nèi)學(xué)好本門課程。

2 開展“線上線下”混合式教學(xué)的必要性

“衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理及應(yīng)用”課程的教學(xué)，需要教師針對(duì)課程中GNSS測(cè)量原理、誤差來源、測(cè)量設(shè)計(jì)與實(shí)施、數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)講解，同時(shí)還應(yīng)讓學(xué)生了解GNSS的應(yīng)用。對(duì)學(xué)生而言，衛(wèi)星導(dǎo)航定位知識(shí)比較抽象，涉及的知識(shí)面廣，如“計(jì)算機(jī)”“數(shù)學(xué)”“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”“軟件工程”“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”“數(shù)值分析”“Web GIS網(wǎng)絡(luò)編程”等課程，同時(shí)要想更好地發(fā)揮衛(wèi)星導(dǎo)航定位的應(yīng)用，還要熟悉“城市規(guī)劃”“生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)與規(guī)劃”“旅游資源開發(fā)與規(guī)劃”等課程。該課程應(yīng)充分了解和認(rèn)識(shí)到社會(huì)發(fā)展的特點(diǎn)以及學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，通過引進(jìn)最新的信息技術(shù)促使教學(xué)模式有一個(gè)質(zhì)的飛躍和提升。通過利用先進(jìn)的信息技術(shù)，尤其是疫情期間各教學(xué)平臺(tái)的推出與不斷完善，為“衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理及應(yīng)用”教學(xué)提供了有力的支持，保障了線上教學(xué)有序進(jìn)行。

通過開展“線上線下”混合式教學(xué)，有助于教師在教學(xué)活動(dòng)中結(jié)合知識(shí)點(diǎn)，為選取不同教學(xué)策略提供了保障，包括微課、多媒體教學(xué)及課下實(shí)踐等，順利完成了理論與實(shí)踐的結(jié)合。通過“線上線下”混合教學(xué)模式，教學(xué)團(tuán)隊(duì)可以搭建“衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理及應(yīng)用”的信息化教學(xué)與實(shí)踐平臺(tái)（其中實(shí)驗(yàn)教學(xué)擬采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與線下實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的模式），融合多方資源，共建教學(xué)科研實(shí)踐基地，從而探索出一條在有限課時(shí)內(nèi)，使學(xué)生能夠深刻理解“衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理及應(yīng)用”的理論，熟練操作儀器，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，順利完成工程教育專業(yè)認(rèn)證的課程目標(biāo)。

3 開展“線上線下”混合教學(xué)模式改革的策略

3.1 編制“線上線下”混合式教材

基于“線上+線下”混合的教學(xué)模式，各院校教研人員應(yīng)從適應(yīng)行業(yè)發(fā)展與時(shí)代發(fā)展的角度出發(fā)，編制適用于“線上+線下”教學(xué)模式的新型數(shù)字化教材。教研人員應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)教材進(jìn)行改革，新教材仍以紙質(zhì)版教材為主，同時(shí)提供多種線上輔助資源，如微課、圖片、視頻和在線測(cè)試等。新教材還應(yīng)具備動(dòng)態(tài)性，即能夠根據(jù)行業(yè)的發(fā)展對(duì)教材內(nèi)容及時(shí)進(jìn)行更新：對(duì)教材進(jìn)行新知識(shí)、新技術(shù)的內(nèi)容更新。

教材編制過程中，以實(shí)際工程項(xiàng)目為背景，嚴(yán)格遵循“項(xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”這一基本法則，充分體現(xiàn)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。根據(jù)BDS、GALILO等導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行適時(shí)更新，彰顯時(shí)代特征，同時(shí)借助先進(jìn)的理論與真實(shí)的案例豐富教材內(nèi)容，把注冊(cè)測(cè)繪師的部分案例分析融入到教材?！靶l(wèi)星導(dǎo)航定位原理及應(yīng)用”的混合式教學(xué)能推動(dòng)新型數(shù)字化教材的編寫和教師的教學(xué)、研究水平，“互聯(lián)網(wǎng)+教材”是一種可以把教學(xué)和信息技術(shù)結(jié)合起來的新形式教材。

3.2 完善“線上線下”混合式教學(xué)模式

傳統(tǒng)教學(xué)模式由于受課時(shí)限制，無法給學(xué)生提供自由討論、觀看課程視頻、組織研討的時(shí)間。如果采用“線上線下”混合教學(xué)模式，上述問題便可解決。教師可以將上課要討論的問題、資料線上發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生在課前進(jìn)行，在課堂教學(xué)中，學(xué)生有備而來，教師可以有更多時(shí)間引導(dǎo)他們?cè)谡n程廣度和深度上進(jìn)行拓展與挖掘。容易掌握的知識(shí)部分學(xué)生在線上教學(xué)時(shí)就可以學(xué)會(huì)，疑惑的部分可在課堂教學(xué)中教師著重來為學(xué)生答疑解惑，或是在課堂上通過小組討論和課題展示加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解度。

“線上線下”混合式教學(xué)，需要授課教師結(jié)合課程特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)合理的組織、設(shè)計(jì)，把線上和線下貫穿起來。這種“因課施教”的組織設(shè)計(jì)最費(fèi)精力，也最能考驗(yàn)教師的智慧，同時(shí)也是這一新型教學(xué)模式的精髓所在。

3.3 “線上線下”混合教學(xué)的實(shí)施

3.3.1 課前準(zhǔn)備

微課的制作是線上備課內(nèi)容最重要的方式。微課的制作流程為：選題—教案編寫—制作課件—教學(xué)實(shí)施與拍攝—后期制作—教學(xué)評(píng)價(jià)反思。

微課的選題是微課制作最關(guān)鍵的一環(huán)，一節(jié)微課一般只講授一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，對(duì)于這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的選擇，關(guān)乎知識(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。用教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)來制作微課，是較好的選擇，符合微課制作的初衷：教學(xué)資源分享，為學(xué)生解惑、啟發(fā)教學(xué)。

微課的制作應(yīng)適合多媒體表達(dá)。微課作為一種媒體，內(nèi)容的設(shè)計(jì)要適合多媒體特性。對(duì)于不適合使用多媒體表達(dá)的內(nèi)容，制作微課反而是畫蛇添足，會(huì)使教學(xué)過程平庸無奇，令觀看者失去學(xué)習(xí)欲望。微課的選題應(yīng)適合多媒體表達(dá)，適合加入豐富的圖形、圖像、動(dòng)畫、視頻等教學(xué)資源。

3.3.2 課堂理論授課

“衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理及應(yīng)用”是測(cè)繪工程專業(yè)的一門核心必修課，主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生針對(duì)復(fù)雜測(cè)繪工程問題能提出合理的研究方法和技術(shù)路線，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。教師在講課中應(yīng)緊密結(jié)合工程實(shí)際，實(shí)現(xiàn)教材和工程技術(shù)零對(duì)接，授課內(nèi)容應(yīng)豐富、實(shí)用，授課方式應(yīng)多樣、直觀。授課集板書、PPT、動(dòng)漫、影像、現(xiàn)場(chǎng)錄像等多種手段于一體，豐富課堂，同時(shí)教師上課應(yīng)有激情、有耐心，應(yīng)傳遞給學(xué)生滿滿的正能量。課堂是教育教學(xué)的主陣地，只有課堂進(jìn)行了革命，教育才能真正革新。要緊緊抓住“45 min”課堂主戰(zhàn)場(chǎng)，開展“線上線下”混合式教學(xué)改革，全面實(shí)施互動(dòng)式教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)和批判式討論教學(xué)等。

3.3.3 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

對(duì)于某些難以用語言表達(dá)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容通過視頻進(jìn)行展示。如在講授GNSS接收機(jī)的儀器構(gòu)造與操作方法等內(nèi)容時(shí)，通過放映教學(xué)視頻，或在多媒體課件中插入動(dòng)畫和視頻的手段幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容。尤其是基于虛擬仿真技術(shù)的GNSS-RTK（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)）測(cè)量實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在儀器數(shù)量、類型不足的情況下，學(xué)生可在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行GNSS測(cè)量虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，以得到較好的教學(xué)效果。

3.3.4 實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)

“衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理及應(yīng)用”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)，掌握利用GNSS技術(shù)進(jìn)行導(dǎo)航、數(shù)據(jù)采集、控制測(cè)量和放樣等測(cè)繪工作，使所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，鞏固和加深對(duì)新知識(shí)的理解，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)和提高學(xué)生利用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

實(shí)習(xí)內(nèi)容主要包括：①GNSS靜態(tài)測(cè)量外業(yè)觀測(cè)和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。采用GNSS靜態(tài)測(cè)量技術(shù)，在實(shí)習(xí)區(qū)域內(nèi)布設(shè)控制網(wǎng)。具體實(shí)習(xí)內(nèi)容包括技術(shù)設(shè)計(jì)、選點(diǎn)、外業(yè)觀測(cè)計(jì)劃、外業(yè)觀測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸、基線解算、網(wǎng)平差、成果質(zhì)量控制、技術(shù)總結(jié)。②GNSS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）測(cè)量。通過實(shí)習(xí)會(huì)建立坐標(biāo)系、會(huì)建立參考站及流動(dòng)站配置集、會(huì)參考站及流動(dòng)站的野外工作。③GNSS導(dǎo)航測(cè)量。利用導(dǎo)航GNSS接收機(jī)進(jìn)行導(dǎo)航，會(huì)存儲(chǔ)并查看導(dǎo)航點(diǎn)坐標(biāo)、方位以及航點(diǎn)在航跡線或數(shù)字地圖上的實(shí)時(shí)位置，最后利用導(dǎo)航方法計(jì)算某一區(qū)域的航跡面積。

3.3.5 評(píng)價(jià)機(jī)制

積極探索線上和線下融合、過程性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的多元化考核評(píng)價(jià)模式，促進(jìn)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)、過程性學(xué)習(xí)和體驗(yàn)式學(xué)習(xí)。理論課課程成績(jī)由過程性考核和終結(jié)性考核綜合評(píng)定，平時(shí)出勤和課上、線上互動(dòng)占20%，實(shí)驗(yàn)課成績(jī)占20%，期末考成績(jī)占60%。實(shí)習(xí)課課程成績(jī)由出勤率（約占30%）、實(shí)習(xí)各項(xiàng)工作的參與度（約占20%，由小組成員之間互評(píng)）、實(shí)習(xí)報(bào)告的撰寫（約占20%）、實(shí)習(xí)結(jié)束后每個(gè)學(xué)生進(jìn)行儀器的操作考試（約占30%）組成。

3.3.6 教研能力提升

在實(shí)施“衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理及應(yīng)用”課程線上線下混合式教學(xué)過程中，教研人員是教學(xué)方案的執(zhí)行者，也是教學(xué)互動(dòng)的引領(lǐng)者，對(duì)教研人員有較高要求。首先，院校應(yīng)積極對(duì)教研人員開展培訓(xùn)，使其熟悉現(xiàn)代的各種教育平臺(tái)，高效開展新形式下的教學(xué)活動(dòng)；其次，院校應(yīng)注重培養(yǎng)教研人員的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使得教學(xué)過程中更好地做到理論聯(lián)系實(shí)際；最后，教研人員應(yīng)對(duì)自身提出更高要求，通過網(wǎng)課等形式不斷學(xué)習(xí)，提高自己的理論與實(shí)踐水平。

3.3.7 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

采用創(chuàng)新性教學(xué)理念。通過制作“衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理及應(yīng)用”的精品MOOC（慕課）以及根據(jù)不同的內(nèi)容探索不同的授課方式等，打造一體化線上線下金課，同時(shí)圍繞著“衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理及應(yīng)用”課程教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，采用線上線下相結(jié)合的創(chuàng)新型教學(xué)方法，通過線上線下資源的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，有效幫助學(xué)生深刻記憶、理解教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

采用啟發(fā)式教學(xué)理念。將理論教學(xué)重點(diǎn)講深講透，使學(xué)生能舉一反三?！靶l(wèi)星導(dǎo)航定位原理及應(yīng)用”這門課程理論性知識(shí)較少，實(shí)踐性知識(shí)很多?；诖?，在授課時(shí)就要理論結(jié)合實(shí)踐來進(jìn)行，課堂上應(yīng)以實(shí)驗(yàn)方法為重點(diǎn)與基礎(chǔ)，通過具體的實(shí)踐來講述該課程的理論知識(shí)，達(dá)到最佳教學(xué)效果。

緊密結(jié)合測(cè)繪工程專業(yè)，圍繞衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)課程，結(jié)合線上與線下教學(xué)，將理論與實(shí)踐有效地融合在一起，同時(shí)發(fā)展創(chuàng)新“線上線下”教學(xué)方式，將優(yōu)質(zhì)課堂呈現(xiàn)于學(xué)生面前，完成教學(xué)目標(biāo)。

4 結(jié)語

“線上線下”配合的教學(xué)方法充分體現(xiàn)了信息技術(shù)的有效利用，只有加強(qiáng)信息技術(shù)的利用，才能有效地改變傳統(tǒng)教學(xué)模式。將創(chuàng)新發(fā)展的教學(xué)方式充分利用到課堂上，有效地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，讓學(xué)生通過實(shí)踐掌握理論知識(shí)，提高專業(yè)人才培養(yǎng)。在停課不停學(xué)期間，全國(guó)啟動(dòng)了“停課不停學(xué)”專項(xiàng)行動(dòng)，隨著各線上教學(xué)平臺(tái)的不斷完善和成熟，線下教學(xué)與線上教學(xué)相互融合，以線下為主，線上為輔的混合式教學(xué)模式會(huì)成為常態(tài)。