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《工程测量》课程“理-虚-实”三位一体沉浸式教学改革探索与实践
摘 要:《工程测量》课程教学改革以“工作项目”为主线,创设工作情景,根据行业需求和职业能力分析,构建模块化课程内容,通过虚拟仿真平台创建创建测量任务及角色操作练习,同时以校园工场实景为依托,设计真实的工程测量项目案例,分组抽签完成测量项目任务,形成“理-虚-实”三位一体沉浸式教学,通过教学改革,极大提升了学生的学习兴趣与主动性,取得良好的教学效果。
关键词:课程教学改革;沉浸式教学;理虚实结合
0引言
《工程测量》作为道路桥梁工程技术专业的专业核心课程,它是工程建设勘测、设计、施工、管理各个阶段所进行的测量工作,为工程提供基础数据与图纸的重要工作,是保障工程质量的基础工作,但是,在传统工程测量教学过程中,教师课堂上主要采用“填鸭式”、“满堂灌”的教学模式,教师在讲台上滔滔不绝地讲,学生没有目标,被动式的接收知识,或是无精打采,又或是忙着做笔记[1][3],学生学习兴趣较差,主动性不强,教学效果较差,因此,对本门课程的教学改革与探索势在必行。
1“理-虚-实”三位一体教学改革介绍
作为职业教育应当以培养适应生产、建设、管理、服务一线的高素质技能型专门人才为根本任务,这要求教师必须对教学、教法进行改革,本课程以“工作项目”为主线,创设工作情景,根据行业需求和职业能力分析,构建模块化课程内容,通过虚拟仿真平台创建创建测量任务及角色操作练习,同时以校园工场实景为依托,设计真实的工程测量项目案例,最终实现“理-虚-实”三位一体沉浸式教学。
1.1理-构建“1+2+8”模块化教学设计
《工程测量》是一门专业性、操作性和应用性很强的课程,本次教学改革将《工程测量》教学内容分两大技能模块和8个测量任务形式,两大模块为基础测量和专业测量,8个测量任务为水准测量、角度测量、距离测量、控制测量、地形图测绘、道路线路测量、道路施工测量、隧道施工测量、桥梁施工测量[5],每个任务的知识点与技能点进行分解,确定需要讲授的内容,确定教材的目录,绘制出课程的导图,做到教师教授完一个任务内容学生就能掌握一项技能;具体模块化设计如下图1。
1.2虚-虚拟仿真沉浸式教学
《工程测量》通过模块化进行任务分解,综合运用VR/AR、大数据等技术,建设新型教学资源体系,完成传统教学资源从静态图文向动态交互的升级转变,提升现场体验感和学习投入性[2][4]。以线上学习为载体,采用理论教学与虚拟仿真技术相结合,在虚拟仿真平台创建测量任务及角色操作练习,学生可通过VR眼镜、VR手套等辅助,完成不同测量任务实操练习操作,加深学生理论知识认识。
1.3实-项目导向实景教学
学生通过理论学习、虚拟平台演练,有一定的基础,利用校内工场生产性实训基地,以真实的任务为载体边做边学,实现教学做一体化的教学方法,工程实际应用案例将引导学生从课程走向实际工程应用,本课程主要的设计模拟工场案例主要如下:项目1:道路线路测量项目;项目2:道路施工测量项目;项目3:隧道施工测量项目;项目4:桥梁施工测量项目。
2“理-虚-实”三位一体教学实施效果
通过“理-虚-实”三位一体沉浸式教学实施设计,主要通过启发互动的教学方法、真实场景的沉浸式体验练习及课堂前中后、线上线下、虚实结合的翻转课堂的设计来实现。通过在老师的引导下开展案例解读、小组团队合作、独立思考、问答互动、小组集体汇报、总结反思等方式并让学生参与真实的工程测量体验,激发学生对工程测量的学习兴趣,提高学生的专注力及学习动机。
3结论
《工程测量》课程采用“理-虚-实”三位一体沉浸式教学改革,取得良好的教学效果,通过本次教学改革的实践与探讨,可以总结以下经验:
(1)理:“1+2+8”模块化教学设计,进行整体布局规划,对各章节进行分模块、分任务设计,使得本课程更加有整体性、统一性及逻辑性,知识点上下衔接紧密;学生参与学习的兴趣浓厚、热情高涨,教学效果良好在教学设计中可起到示范和借鉴作用。
(2)虚拟仿真建设依托虚拟现实和人工智能等新一代信息技术不断提升应用水平,将信息技术和实训设施深度融合,以实带虚、以虚助实、虚实结合, 借助虚拟仿真手段,探索出以学生为中心的“理-虚-实”实训教学新模式,解决交通土建类专业实训环节中高风险、无法复现和设备昂贵等痛点问题。
(3)结合工程案例背景,利用教学工场实景,有效地将“两路精神”融入了课堂思政中,同时也激发学生的学习兴趣,不断提高学生学习自觉性、主动性,可以在其他课程中值得借鉴。
参考文献
[1] 李二俊,蔡庆空.“新工科”背景下《工程测量》课程教学改革与实践[J].地理空间信息,2023,21(03):148-151
[2] 张华,杨敏,郝明等.新工科背景下土建类专业工程测量实践教学改革探讨[J].科教资讯,2022,20(13):159-162
[3] 花向红,邹进贵,许才军等.测绘工程专业测量学课程改革与实践[J].昆明冶金高等专科学校学报,2003,19(4):69-71
[4] 王爱民,韩月娇,唐冲等.虚拟现实技术在工程测量实验课程中的应用[J].中外企业家,2018 (29):187.
[5] 李金娜 左岩岩.工程测量[M].中国建筑工业出版社,2021
作者简介:朱志广(1988年01月-),男,广西合浦,硕士,高工,主要从事工程测量、工程地质与水文教学与实训管理工作。

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