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摘要:文章首先分析了測繪編程技術課程改革的背景,然后闡述了課程改革的思路和目標,接著從課程結構、教學方法和教學理念三個方面探討了具體的改革創新點,最后提出了基于工作過程的測繪編程技術課程改革的具體實踐,包括教學路徑,教學手段,教學評價體系。
關鍵詞:多元化教學;測繪編程技術課程;工作過程
在當前社會,以衛星、航天、航空器搭載、GNSS、RS、GIS測量系統為特征,將3S技術、網絡技術、通信技術與4D產品結合,綜合利用移動互聯網和從源地理信息技術,利用云計算、數據挖掘、深度學習等智能技術實現測繪地理信息大數據管理和應用,是測繪地理行業的新業態。而面對這樣的新環境,高校的課程設置遠不能適應社會環境的發展,教學改革迫在眉睫。
一、測繪編程技術課程改革的背景
從2014年起每兩年就會在全國范圍內舉辦測繪技能大賽,以增進各大高校的交流,促進各大高校的發展。山西工程技術學院在2016年參加了第二屆測繪技能大賽。通過參加比賽,發現各大高校測繪能力的培養側重點都有明顯的差異。行業領先的大學,學生測繪編程能力特別強,但一些處于行業靠后位置的學校,還是一味強調對學生傳統測繪技能的培養,對測繪編程的培養不夠重視[1]。具體情況是一些高校很早就開設了編程方面的課程,已經走在了行業前沿。比如,武漢大學給大一學生就開設了“C語言”,大二開設了“C#語言”,還有各種專業課程都帶著編程方面的課程設計。有這樣完整的教學系統,學生的編程能力自然得到了很好的培養。相比之下,山西工程技術學院在這方面幾乎為零。學生只是在大二時,作為公共課學習過“VisualBasic可視化編程”,之后就再也沒有相關課程,根本就沒有形成一套體系。其主要原因是很多教師的知識儲備沒有更新,跟不上時展的步伐。所以,結合山西工程技術學院測繪專業現狀,學校必須深度研究和參考行業前沿高校的培養方案,制定出適應山西工程技術學院測繪專業學生學習的測繪編程課程。為了能培養出適應社會發展要求的合格測繪人才,就必須要進行課程改革[2]。
二、測繪編程技術課程改革的思路和目標
課程改革的主體思路是以測繪程序庫為具體教學內容,以蔣大源專家提出的工作過程為教學過程。課程改革目標是制作出適合測繪專業學生學習的編程課程體系。測繪程序庫的建立,是學校經過嚴格論證和討論研究,最終確立三個階段。具體分為:初級、中級、高級三個階段。這三個階段分別面向大學一年級、二年級、三年級學生。學生從大一開始,就逐漸滲透測繪程序庫,并逐年加強,最終達到課程培養目標。
三、測繪編程技術課程建設創新點
(一)課程結構創新
本課程結構共分為三個部分,即電腦桌面應用程序開發、網站程序開發、手機App程序開發。第一部分是電腦桌面應用程序開發,對應初級程序庫,主要是培養學生的電腦編程興趣及基礎的編程能力。第二部分是網站程序開發,對應中級程序庫,主要是進一步對學生的編程能力的提升。第三部分是手機App程序開發,對應高級程序庫,主要是以學生自主開發為主,培養學生的自學能力[3]。課程建設完成后,學生可以掌握三種當下最流行的軟件開發方法和編程技能。目前,測繪編程行業里,還沒有一本同時具有三種開發方法的教材,我們這次課程改革是首創,具有很大的行業前瞻性。
(二)教學方法創新
整個課程引入項目教學法、翻轉課堂教學、移動教學等多種教學方法。所謂項目教學法就是在教師的指導下,將一個相對獨立的項目交由學生處理,從信息的收集、方案的設計、項目的實施到最終評價,都由學生自己負責。學生通過該項目的進行,了解并把握整個過程及每一個環節中的基本要求[4]。項目教學法最顯著的特點是以項目為主線、教師為引導、學生為主體,具體表現在:目標指向的多重性;培訓周期短,見效快;可控性好;注重理論與實踐相結合。項目教學法是師生共同完成的項目,共同取得進步的教學方法。所謂翻轉課堂教學模式,是指學生可以下載教師課件或操作視頻在家反復觀看,完成學習任務,把課堂變成了教師學生之間和學生與學生之間互動的場所,包括答疑解惑、知識的運用等,從而達到更好的教育效果。所謂移動教學就是充分利用現有電子設備,比如,手機QQ、微信,在室外的一些場所里,教師與學生可以隨時隨地進行交流,解答學生的疑惑。這三種的不同的教學方法,不是孤立存在的,而是交錯在一起的。在課堂里,主要使用項目教學法,而在課堂外,可以使用翻轉課堂教學和移動教學。全方位360度開展教學活動,縮短了時間,提高了效率,學生和教師都在這個過程中得到了快速的成長。
(三)教學觀念創新
首先,教師應該認識到課堂不一定非要在教室里,要把傳統的面對面的上課形式擴大到互聯網平臺教學中來。通過網絡教學平臺,充分利用一些瑣碎的時間來解決遇到的問題。其次,教師應該認識到隨著學生的成長,自身也在成長。學生的學習能力是非常快速的,因為在當今的互聯網社會里,有很多免費的視頻可以在網上隨時找到,學生可以隨時隨地的學習。所以隨著學生學習能力的大大提高,同時會促進教師不斷的快速學習,否則就會落伍[5]。這個過程是個相互增長的過程。最后,教師要做學生的指引者,就必須保持不斷接受新事物、新觀念、新思維、新做法,不斷武裝自己,才能不被淘汰。
四、基于工作過程的測繪編程技術課程改革實施
(一)構建健全的測繪編程技術課程教學路徑
測繪編程技術課程的整體實施理論是依循蔣大源專家提出的工作過程。所謂的工作過程為教學指導,是旨在達到工作目標而采用的行為邏輯結構的一種管理學思想。這種理論認為,在主體需求與環境條件相適應的過程中,產生了問題及為解決問題所具備的功能,明確預期目標與能夠達到的效果之間的偏差和縮小差距的路徑[6]。路徑的分解表現在工程分解為項目、部署分解為布局、項目的落實和布局的具體化體現為流程,同時,流程也是組織權責劃分的重要途徑。在企業管理中以流程及流程具體化為導向的管理思想、方法、技術集成為工作過程導向體系。具體應用到課程中是將每個測繪程序設置為一個獨立的項目開發對象。將學生分成不同的小組,并指定具體的項目負責人,由負責人分配小組成員任務。教學過程采用過程化控件管理。主要通過表格記錄整個項目開發過程。教師首先給學生下達任務書(任務單:主要提出具體要求,需要做什么,時間怎么安排,達到什么目標等),學生根據任務單要求填寫資訊單(資訊單:能夠根據任務單準備有關硬件、軟件及相應知識等),再與老師溝通,再填寫信息單(信息單:對項目進行具體需求分析、功能劃分、界面設計等),符合要求后,可填寫計劃單(計劃單:分組制定計劃,安排每個階段完成的任務和時間的安排等)。小組成員各盡其職,完成自己的任務[7]。主要有:概要設計任務書設計(模塊設計)、詳細設計任務書設計(算法設計)、測試報告(由測試數據測試程序的穩定性、正確性)、安裝說明書(安裝時要安裝的要求)、用戶手冊(用戶具體使用的方法說明)、驗收報告(用戶試用后的反饋及修改意見)等。在這個過程中,可以填寫交流單(交流單:分析、比較、判斷出各組制定計算的優點與不足;可操作性如何?)和實施單(實施單:將各小組完成的功能進行組合、測試、運行),最后由教師給出各個小組開發情況的書面評價,并填寫證明價單(評價單:學生的專業能力、知識儲備、項目成果等方面進行綜合評價)。整個過程都用表格形式記錄處理過程,做到痕跡管理的要求,也是模仿工作單位的實際工作流程進行的。
(二)創新測繪編程技術課程教學手段
教學手段主要是“翻轉課堂+移動教學”模式。通過構建基于工作過程為導向的“兩主三段七環節”教學模式,利用現代教學技術進行科學教學,有效地解決了教學課時不足,學生上課玩手機的問題。所謂“兩主三段七環節”是指,以教師、學生為主體活動,以課前、課中、課后為三個教學階段,以教師教學準備、知識講解、學生認真聽課、課中教師現場指導、學生實踐、課后教師反思、學生學結為環節。教師和學生建立教學討論群,可以在課上、課下進行交流教學,還可將教師上課初試的實例過程進行現場錄像,上傳到群里,進行無限次的回放[8]。
(三)完善測繪編程技術課程教學評價體系
采用“注重過程,實施多元化”的科學教學評價體系。對學生成績評價,可以從課堂前、中、后三個階段表現,項目實踐操作與期末成果驗收等多個方面進行考核。其中學生課堂表面占20%,項目的過程實施完成度占40%,期末成果驗收完成度占20%,整個課程學習過程中與教師溝通度占20%。改變傳統單一評價模式,即能解決教學過程中一考定成績的局面,又能增加學生提高成績的機會,還能促進整個教學過程的推進,達到很好的教學效果[9]??傊?,在整個開發過程中,主要依靠專業教師的理論指導,中青年教師的動手實踐,和學生的教學互動,三位一體,開發出適合非計算機專業學生學習的測繪編程課程。
作者:王紅梅 單位:山西工程技術學院