數字攝影測量學在線開放課程探究

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摘要：針對傳統“數字攝影測量學”課堂教學存在的問題，提出建設“數字攝影測量學”在線開放課程。對“數字攝影測量學”在線開放課程給出了總體建設思路，構建了適合在線開放課程的知識體系。在此基礎上，重建課堂設計，調整教學內容，凝練課程知識點，共分解為15講、47個知識點，精心制作高質量的多媒體課件，并進行了視頻錄制與視頻編輯；完成其他教學資源的建設，包括習題庫、作業庫、試題庫、其他輔助教學資源等；依托超星泛雅平臺和智慧樹平臺，分別搭建“數字攝影測量學”在線開放課程網絡平臺。目前，該在線開放課程已經正式面向學生開放，可以為學生或其他工程技術人員提供線上學習。本研究為測繪類在線開放課程建設途徑提供了借鑒。

關鍵詞：數字攝影測量學；在線開放課程；慕課；教學改革

在“互聯網＋”時代，高等教育與現代信息技術的融合日益深入，如何適應信息化時代下課堂教學的新內涵，解決傳統課堂教學中存在的問題，對當前的高等教育提出了新的挑戰，以慕課（MassiveOpenOnlineCourses，MOOC）、SPOC（SmallPri－vateOnlineCourse）為代表的在線開放課程提供了有效的解決方案。精品在線開放課程的建設可推動優質教學資源的共享共建，實現“互聯網＋”及信息技術背景下的教學改革和教學建設，可促進教育教學觀念變革、改革教學內容、創新教學模式、改變課程評價考核機制，改變學生的學習方式、學習模式，使學習者可突破空間和時間的限制，提高人才培養質量。目前針對在線開放課程、微課堂等的建設已進行了大量的探索［1－5］，但測繪類精品在線開放課程的建設相對滯后，已不能滿足社會對信息化測繪技術人才的培養需求。武漢大學在測繪學科的精品課程建設方面進行了大量研究與探索，以袁修孝教授為代表的教學團隊，在“攝影測量學”精品課程網站建設方面起步較早，并取得了較好的成績，獲批教育部“國家級精品資源共享課程”（2016年）和“中國大學MOOC”（2017年）?，F有的省級或國家級精品課程，多是以全程視頻錄像為主，或者是以MOOC形式，教學模式相對單一，師生缺少有效互動，不能進行線上、線下教學的有效整合，再加之數字攝影測量課程的相關理論比較難懂，學生的學習興趣不高，學習效果不是很理想。當今攝影測量已全面發展到數字攝影測量階段，在信息化變革浪潮中，其數據獲取、數據處理、產品制作、應用領域等都發生了重大變革，如何將攝影測量的最新發展理論及技術融入到數字攝影測量的在線開放課程，提高學生的實踐動手能力就變得十分重要。為此，需要重建課堂設計，梳理課堂教學內容，凝練課程知識點，建設新的“數字攝影測量學”在線開放課程，進而實現線上、線下教學的有效整合。

1“數字攝影測量學”在線開放課程建設

1．1總體建設思路。在線開放課程建設主要包括課程整體設計、核心教學資源開發、輔助教學資源開發、教學活動設計等幾個方面的內容［3］，具體如圖1所示。課程整體設計需要設計課程結構、拆分知識點、規劃課程組織；核心教學資源開發需要設計教學過程、開發教學課件、錄制視頻等；輔助教學資源開發主要包括教學大綱、實驗指導材料、典型案例庫、習題庫、作業庫、試題庫等的建設；教學活動設計主要包括學習任務設計、實時問題設計、測驗檢驗設計、交互式討論、課下拓展設計等。1．2知識體系構建。受到“數字攝影測量學”的課程特點的影響，如基本概念多、理論抽象性強、數學公式推導多、空間關系復雜、知識面廣，導致學生普遍反映課程學習困難，難以消化吸收，對相關知識理解不夠深入。另外，當前攝影測量技術發展迅速，其教學內容仍停留在解析攝影測量階段，不能很好地適應攝影測量技術人才培養的需要［6－10］。為適應當前的攝影測量技術發展的需求，對“數字攝影測量學”在線開放課程的教學內容進行了梳理，既要保證知識點的連貫性，又要考慮知識體系的完整性，弱化解析空中三角測量相關知識，重點突出攝影測量的實用性，如加入了近景攝影測量、無人機低空攝影測量、傾斜攝影測量、數字攝影測量測圖實驗等，弱化數學公式推導，強化攝影測量基本原理與方法的講解，便于不同層次的學生理解學習。在此基礎上，建立了“數字攝影測量學”在線開放課程的知識體系，主要包括空中攝影、單像解析基礎、雙像解析基礎、多像解析基礎、攝影測量測圖（或產品制作）等5個部分的內容，每個部分又包括若干個知識點，各部分之間的內在聯系如圖2所示。

2數字攝影測量學知識點碎片化

根據構建的“數字攝影測量學”在線開放課程知識體系，對“數字攝影測量學”的教學內容進行劃分，共分為15講，每講包括2～5個視頻及其他輔助教學資料；對“數字攝影測量學”的重要知識點重新進行梳理和提煉，實現知識點的碎片化，具體方案如表1所示，共形成47個知識點。學生實踐動手能力的培養至關重要［6，11］，為提高學生的實踐動手能力，根據當前攝影測量的最新發展，該在線開放課程還專門增加了近景與無人機低空攝影測量和攝影測量實踐等內容，以北京航天宏圖信息技術股份有限公司研發的PIEUAV軟件為例，重點介紹無人機低空攝影測量的正射影像圖的拼接與制作，讓學生重點學習無地面點控制條件下和有地面點控制條件下的無人機數據的快速拼接與正射影像圖的制作。后續將根據課程建設需要，再適當增加部分實驗項目或專題實驗。

3教學資源建設及網站平臺搭建教學資源的建設

包括核心教學資源和輔助教學資源的建設，其中最重要的是多媒體課件及視頻資源，其次是文本、音頻、習題庫、作業庫、其他輔助教學資源等。3．1教學視頻的錄制及編輯。根據在線開放課程建設的需求，需要錄制一系列的視頻材料，每個視頻一般不宜超過15min，如果超過15min就需要再拆分知識點。錄制高質量的教學視頻至關重要。在視頻錄制之前，需做好詳細的教學設計，并撰寫視頻拍攝腳本。撰寫腳本時應同時準備文字腳本和多媒體PPT課件。視頻錄制需在專門的多媒體錄播室進行，視頻錄制后還需要精心進行編輯，可借助于AdobePremiere、Camtasiastudio、會聲會影等專業視頻編輯軟件進行。3．2習題庫與作業庫的制作。根據知識內容及講課材料，精心制作了習題庫、作業庫，每講配套20～30道題目，方便后續學生的學習檢測。為方便成績評判，習題庫與作業庫以單選題、多選題、判斷題等客觀題為主，輔以少量的主觀題。3．3其他輔助教學材料的收集。輔助教學材料主要包括與攝影測量相關的國家規范、行業規范，以及注冊測繪師考試學習相關知識，攝影測量學的發展歷史、最新發展綜述、相關的教科書、實踐教學案例等。3．4網站平臺的搭建。依托超星泛雅平臺和智慧樹平臺，分別搭建完成了“數字攝影測量學”在線開放課程網站平臺。3．5教學組織與實施。教學資源建設是在線開放課程的基礎［12］，而教學組織與實施則是在線開放課程的核心。由于該課程是測繪類本科專業的主干課程，相對比較專業，其教學模式最好采用線上、線下結合式教學為宜。線上課程可以作為學生課前預習、課后復習鞏固使用，線下教學主要是以傳統的課堂教學為主，輔以翻轉課堂式教學，可以完成答疑解惑、合作探究、案例式教學等。通過線上、線下教學的相互補充，可以提高教學效果，讓學生更好的掌握攝影測量學的基本知識、基本方法及相關理論。

4結束語

在線開放課程的建設是一個持續改進的過程，需要不斷地更新教學內容，不斷地完善教學資源，優化課堂課程組織與實施。通過建設，形成了一套自主性學習（線上學習）與線下師生互動合作探究的教學模式，可實現教學資源的開放與共享。本課程可以作為測繪工程、遙感科學與技術等測繪類本科專業的學生學習，也可供相關技術人員的在線學習。目前，該課程已經應用到本科生的“數字攝影測量學”教學中，在實際應用中，主要作為課堂教學的一個有效補充，可以作為學生課前預習、課下復習等使用，通過線上、線下教學的有效整合，對學生理解、學習數字攝影測量的知識內容起到了很好的作用。本文的研究可以為測繪類在線開放課程的建設提供借鑒，相信在不久的將來，會涌現出一大批高質量的測繪類在線開放課程，為信息化背景下的測繪類人才的培養提供一條新的途徑。

作者:王志勇 解斐斐 劉健辰 單位:山東科技大學