测绘编程技术课程改革与实践

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测绘编程技术课程改革与实践

摘要:文章首先分析了测绘编程技术课程改革的背景,然后阐述了课程改革的思路和目标,接着从课程结构、教学方法和教学理念三个方面探讨了具体的改革创新点,最后提出了基于工作过程的测绘编程技术课程改革的具体实践,包括教学路径,教学手段,教学评价体系。

关键词:多元化教学;测绘编程技术课程;工作过程

在当前社会,以卫星、航天、航空器搭载、GNSS、RS、GIS测量系统为特征,将3S技术、网络技术、通信技术与4D产品结合,综合利用移动互联网和从源地理信息技术,利用云计算、数据挖掘、深度学习等智能技术实现测绘地理信息大数据管理和应用,是测绘地理行业的新业态。而面对这样的新环境,高校的课程设置远不能适应社会环境的发展,教学改革迫在眉睫。

一、测绘编程技术课程改革的背景

从2014年起每两年就会在全国范围内举办测绘技能大赛,以增进各大高校的交流,促进各大高校的发展。山西工程技术学院在2016年参加了第二届测绘技能大赛。通过参加比赛,发现各大高校测绘能力的培养侧重点都有明显的差异。行业领先的大学,学生测绘编程能力特别强,但一些处于行业靠后位置的学校,还是一味强调对学生传统测绘技能的培养,对测绘编程的培养不够重视[1]。具体情况是一些高校很早就开设了编程方面的课程,已经走在了行业前沿。比如,武汉大学给大一学生就开设了“C语言”,大二开设了“C#语言”,还有各种专业课程都带着编程方面的课程设计。有这样完整的教学系统,学生的编程能力自然得到了很好的培养。相比之下,山西工程技术学院在这方面几乎为零。学生只是在大二时,作为公共课学习过“VisualBasic可视化编程”,之后就再也没有相关课程,根本就没有形成一套体系。其主要原因是很多教师的知识储备没有更新,跟不上时展的步伐。所以,结合山西工程技术学院测绘专业现状,学校必须深度研究和参考行业前沿高校的培养方案,制定出适应山西工程技术学院测绘专业学生学习的测绘编程课程。为了能培养出适应社会发展要求的合格测绘人才,就必须要进行课程改革[2]。

二、测绘编程技术课程改革的思路和目标

课程改革的主体思路是以测绘程序库为具体教学内容,以蒋大源专家提出的工作过程为教学过程。课程改革目标是制作出适合测绘专业学生学习的编程课程体系。测绘程序库的建立,是学校经过严格论证和讨论研究,最终确立三个阶段。具体分为:初级、中级、高级三个阶段。这三个阶段分别面向大学一年级、二年级、三年级学生。学生从大一开始,就逐渐渗透测绘程序库,并逐年加强,最终达到课程培养目标。

三、测绘编程技术课程建设创新点

(一)课程结构创新

本课程结构共分为三个部分,即电脑桌面应用程序开发、网站程序开发、手机App程序开发。第一部分是电脑桌面应用程序开发,对应初级程序库,主要是培养学生的电脑编程兴趣及基础的编程能力。第二部分是网站程序开发,对应中级程序库,主要是进一步对学生的编程能力的提升。第三部分是手机App程序开发,对应高级程序库,主要是以学生自主开发为主,培养学生的自学能力[3]。课程建设完成后,学生可以掌握三种当下最流行的软件开发方法和编程技能。目前,测绘编程行业里,还没有一本同时具有三种开发方法的教材,我们这次课程改革是首创,具有很大的行业前瞻性。

(二)教学方法创新

整个课程引入项目教学法、翻转课堂教学、移动教学等多种教学方法。所谓项目教学法就是在教师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生处理,从信息的收集、方案的设计、项目的实施到最终评价,都由学生自己负责。学生通过该项目的进行,了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求[4]。项目教学法最显著的特点是以项目为主线、教师为引导、学生为主体,具体表现在:目标指向的多重性;培训周期短,见效快;可控性好;注重理论与实践相结合。项目教学法是师生共同完成的项目,共同取得进步的教学方法。所谓翻转课堂教学模式,是指学生可以下载教师课件或操作视频在家反复观看,完成学习任务,把课堂变成了教师学生之间和学生与学生之间互动的场所,包括答疑解惑、知识的运用等,从而达到更好的教育效果。所谓移动教学就是充分利用现有电子设备,比如,手机QQ、微信,在室外的一些场所里,教师与学生可以随时随地进行交流,解答学生的疑惑。这三种的不同的教学方法,不是孤立存在的,而是交错在一起的。在课堂里,主要使用项目教学法,而在课堂外,可以使用翻转课堂教学和移动教学。全方位360度开展教学活动,缩短了时间,提高了效率,学生和教师都在这个过程中得到了快速的成长。

(三)教学观念创新

首先,教师应该认识到课堂不一定非要在教室里,要把传统的面对面的上课形式扩大到互联网平台教学中来。通过网络教学平台,充分利用一些琐碎的时间来解决遇到的问题。其次,教师应该认识到随着学生的成长,自身也在成长。学生的学习能力是非常快速的,因为在当今的互联网社会里,有很多免费的视频可以在网上随时找到,学生可以随时随地的学习。所以随着学生学习能力的大大提高,同时会促进教师不断的快速学习,否则就会落伍[5]。这个过程是个相互增长的过程。最后,教师要做学生的指引者,就必须保持不断接受新事物、新观念、新思维、新做法,不断武装自己,才能不被淘汰。

四、基于工作过程的测绘编程技术课程改革实施

(一)构建健全的测绘编程技术课程教学路径

测绘编程技术课程的整体实施理论是依循蒋大源专家提出的工作过程。所谓的工作过程为教学指导,是旨在达到工作目标而采用的行为逻辑结构的一种管理学思想。这种理论认为,在主体需求与环境条件相适应的过程中,产生了问题及为解决问题所具备的功能,明确预期目标与能够达到的效果之间的偏差和缩小差距的路径[6]。路径的分解表现在工程分解为项目、部署分解为布局、项目的落实和布局的具体化体现为流程,同时,流程也是组织权责划分的重要途径。在企业管理中以流程及流程具体化为导向的管理思想、方法、技术集成为工作过程导向体系。具体应用到课程中是将每个测绘程序设置为一个独立的项目开发对象。将学生分成不同的小组,并指定具体的项目负责人,由负责人分配小组成员任务。教学过程采用过程化控件管理。主要通过表格记录整个项目开发过程。教师首先给学生下达任务书(任务单:主要提出具体要求,需要做什么,时间怎么安排,达到什么目标等),学生根据任务单要求填写资讯单(资讯单:能够根据任务单准备有关硬件、软件及相应知识等),再与老师沟通,再填写信息单(信息单:对项目进行具体需求分析、功能划分、界面设计等),符合要求后,可填写计划单(计划单:分组制定计划,安排每个阶段完成的任务和时间的安排等)。小组成员各尽其职,完成自己的任务[7]。主要有:概要设计任务书设计(模块设计)、详细设计任务书设计(算法设计)、测试报告(由测试数据测试程序的稳定性、正确性)、安装说明书(安装时要安装的要求)、用户手册(用户具体使用的方法说明)、验收报告(用户试用后的反馈及修改意见)等。在这个过程中,可以填写交流单(交流单:分析、比较、判断出各组制定计算的优点与不足;可操作性如何?)和实施单(实施单:将各小组完成的功能进行组合、测试、运行),最后由教师给出各个小组开发情况的书面评价,并填写证明价单(评价单:学生的专业能力、知识储备、项目成果等方面进行综合评价)。整个过程都用表格形式记录处理过程,做到痕迹管理的要求,也是模仿工作单位的实际工作流程进行的。

(二)创新测绘编程技术课程教学手段

教学手段主要是“翻转课堂+移动教学”模式。通过构建基于工作过程为导向的“两主三段七环节”教学模式,利用现代教学技术进行科学教学,有效地解决了教学课时不足,学生上课玩手机的问题。所谓“两主三段七环节”是指,以教师、学生为主体活动,以课前、课中、课后为三个教学阶段,以教师教学准备、知识讲解、学生认真听课、课中教师现场指导、学生实践、课后教师反思、学生学结为环节。教师和学生建立教学讨论群,可以在课上、课下进行交流教学,还可将教师上课初试的实例过程进行现场录像,上传到群里,进行无限次的回放[8]。

(三)完善测绘编程技术课程教学评价体系

采用“注重过程,实施多元化”的科学教学评价体系。对学生成绩评价,可以从课堂前、中、后三个阶段表现,项目实践操作与期末成果验收等多个方面进行考核。其中学生课堂表面占20%,项目的过程实施完成度占40%,期末成果验收完成度占20%,整个课程学习过程中与教师沟通度占20%。改变传统单一评价模式,即能解决教学过程中一考定成绩的局面,又能增加学生提高成绩的机会,还能促进整个教学过程的推进,达到很好的教学效果[9]。总之,在整个开发过程中,主要依靠专业教师的理论指导,中青年教师的动手实践,和学生的教学互动,三位一体,开发出适合非计算机专业学生学习的测绘编程课程。

作者:王红梅 单位:山西工程技术学院