基于多元智能理论的测量学实验教学改革

江 畅，杨立君，高 建

（南京邮电大学 地理与生物信息学院，江苏 南京210046）

测量学是一门理论与实践紧密结合的应用学科。实验教学是测量学教学体系的极为重要的环节，是培养学生科学实验能力不可缺少的重要手段。通过测量学实验教学，学生可以强化所学的理论知识，获得使用仪器设备的技能，提高其实践能力和创新能力，培养团队精神。

近年来，随着测绘新技术的不断发展与应用，原有的测量学实验模式已不能满足实验教学的要求，并制约测量学课程教学质量的提高。许多教师对测量学实验模式进行了积极探索和研究［1－4］。已有的研究主要集中于教学模式实施、融入测绘新技术等内容，忽视了学生学习的主观能动性及其个体差异。20世纪80年代，哈佛大学教授、发展心理学家加德纳提出了“多元智能理论”［6］，引起世界范围的广泛关注，该理论成为许多西方国家90年代以来教育改革的重要指导思想，我国的“十五”教育科学规划中也把它列为重点课题进行研究，有不少高校逐渐将其应用到多种课程的实践教学中，取得一定的效果［7－9］。

本文比较分析传统的测量学实验特点，结合多元智能理论探讨测量学实验教学改革的方法。

1 传统测量学实验存在的问题

测量学围绕“如何准确确定地面点的空间位置”，阐述传统的三项基本测量的原理和交会定点的方法，并面向大比例尺地形图的测绘和施工放样两项测量任务。测量学实验大多以课程知识进度为主线，各学校根据自身特点适当调整测量任务。实验模式主要存在如下问题：

1）实验时间有限。测量学实验一般占用课内时间，学生以组为单位在室外进行，受天气等因素影响较大，教学时数有限，不能保证每个学生在有限的时间内做完实验；

2）实验内容局限。传统实验教学以知识点划分，各自为政，缺少知识点间的衔接以及多层次的划分，以至于学生不清楚实验内部的知识关联；

3）实验模式单一。学生只在规定的框架里按照教师的布置进行实验操作，学习完全处于被动状态，根本无法理解实验的真实内涵；

4）实验指导力量薄弱。测量学实验不同于室内实验，空间分布较大，其实验指导工作量很大，指导教师往往奔波于学生的实验场地，即使每班配备一位指导教师，仍然不足以解决学生可能存在的问题。

2 多元智能理论对测量学实验教学改革的启示

根据加德纳的多元智能理论，人类的智能可以分成语言智能、数理逻辑智能、空间智能、身体运作智能、音乐智能、人际交往智能、自我认识智能、自然探索智能以及生存智能等9个范畴。人的智能是多方面的，智力的不同组合表现了个体间的智力差异，每个人的兴趣特长、爱好以及分析问题、解决问题的方法不同。每个学生的智能都具有各自独特的表现形式和学习风格［10－12］。因此，对待具有个体差异的学生，要善于从多个角度来评价、观察，关注个体差异性和个体内发展的不平衡性。测量学实验不能按单一实验模块进行分离于理论知识的灌输式教育，而应以激发学生兴趣为根本，根据学生认知的规律，构建多元化实验模块及其实验平台，明确相关的知识体系，通过多元化的考核方式引导学生循序渐进完成相关内容。

3 基于多元智能理论的测量学实验教学改革

3．1 构建多元测量实验模块

根据多元智能理论，针对传统测量学实验中存在的问题，本文以空间数据采集与处理为主线，由浅入深分层设计基本测绘仪器的认识与使用、基本测绘技术的应用、综合性实验以及自主设计性实验4个层次的实验内容，构建多元化测量实验模块。

3．2 搭建“三位一体”的实验平台

“三位一体”即教师、实验室、学生构成一体。实验教学不同于理论教学，实验教学需要实验室、仪器设备，学生必须通过具体的实验仪器设备及其他实验条件，才能完成实验教学，而实验室开放的程度决定实验效果。所谓“开放”不是放任自流、撒手不管，而是给学生提供一个充分自由学习、实验、研究的空间和轻松的环境，激发学生的创新思维，培养学生的创新和实践能力［13］。实验室开放的形式有时间开放、内容开放和空间开放。其中，时间开放是指除工作时间外，还要在非工作时间开放实验室；内容开放是根据课程类型、课程性质、科研及课外等不同类型对实验室进行开放；空间开放是指将实验室仪器设备等公共资源提供给教师、学生，供教学科研活动共享。为了确保多元化测量实验模块的实施，实验中心强化实验室开放职能，为学生构建一个具有监督机制的“三位一体”实验平台（如图1所示）。

图1 “三位一体”实验平台

笔者所在学校测绘学科实验室始建于2006年，由“测绘基础实验室”和“移动GIS实验室”组成。实验室面积约300 m2，实验室投入资金约300万元，拥有国内外较为先进的测绘学科教学实践设备及科研设备。现有基础实验基本能满足空间数据的采集与处理等实验教学需求和学生课外创新研究。实验室全天对学生开放，有健全的仪器管理制度，学生可以从实验室中借用仪器开展多元化实验模块。丰富的实验室资源为学生提供全方位的实践空间，学生可以通过多种实验手段提高自己的实践能力。

3．3 完善实验模块的知识结构体系

缺乏知识结构体系的实验教学存在一定的盲目性，学生不了解实践与理论之间的关系，以至于对实验缺乏主动性，不能达到预期的效果，甚至流于形式。例如有的学生虽然选做了不少实验，但却不会设计实验，也不会观察、分析问题，仍然是依赖于指导教师。因此，多元化测量实验模块应以贯穿知识结构体系为基础（见图2），才能激发学生学习的热情。测量学的知识体系主要分为基础知识、综合知识和应用知识3部分，分别与多元化测量学实验模块相关联（见图2），知识结构体系的指向，为学生标定了知识点间的衔接关系，有助于学生先修或复习相关的知识内容，以便开展相关的实验模块。例如，当学生选做综合性实验环节中的“四等水准测量”，首先通过实验模块与知识结构关系以及测量学知识结构体系图寻找其理论根据，查阅相关资料，总结其注意事项及实验步骤，然后与指导教师进行讨论，最后进行实测，评定精度。学生通过自修完成相关内容，大大提高了实验室的仪器利用率，避免传统实验模式中存在的时间有限、模式单一以及指导不及时等问题。

图2 多元化实验模块与测量学知识结构体系关系

3．4 完善学生多元化实验的评价体系

考核是检验学生掌握实验技能的主要手段，实施多元化的实验考核要与实验项目类型紧密结合起来，体现出不同实验类型间实验考核的差异性［14］。符合学科特点的评价体系有助于了解学生对于知识点的掌握情况。单纯的笔试会让学生忽视实验环节的重要性，而全面的技能测试会占用师生大量的时间。因此，以提高学生实践能力为出发点的评价体系有助于多元化实验模块的全面开展。合理的多元化实验评价体系主要从考核形式、考核方案、考试题目以及考核时间等4个方面进行设计并实施。

3．4．1 考核形式

考核形式分为笔试和仪器操作，各为5分，最终考核成绩计为10分。其中，笔试主要针对实验内容中原理及注意事项的问题进行设置，使其达到知“其然”而且知“其所以然”的双重效果；仪器操作主要是注重学生“基本能力”的考查，主要是使用常规的测量仪器完成相关的实验项目，例如 “水准仪的安置”，主要考核水准仪架设和整平的基本操作方法。我校2011级测绘工程专业学生中有23名男生和6名女生，其平均成绩为7．71分，其中女生的仪器操作平均分低于男生（男生：3．52，女生：2．67），而笔试平均分略高于男生（男生：4．25，女生：4．81），最终实验模块考核总成绩中，女生的平均分数低于男生（男生：7．7分，女生：7．48分）。分析其原因，主要是由于多元化测量学实验模块实践能力要求高、理论性强，而分组过程中为了方便沟通，女生自行集中在2个组中。因此，在该模块实施过程中应注意将女生分散到各个男生组中以提高女生的实践能力。

3．4．2 考核方案

针对各项考核项目，制定详细而便于执行的考核方案，并结合学生参与测量实验的实际情况制定合理的计分标准，如依照完成时间列出详细的计分标准，使学生在进行自主性实验操作时，可以根据考核方案，增强对仪器操作的熟练程度。

3．4．3 考核题目

为了便于了解学生的真实情况，该环节建立覆盖实验模块相关知识点的题库。考核题目从题库中随机均匀选取，允许学生携带相关资料在规定时间内完成现场作答，但不能相互讨论。虽然题量较少，但避免了抄袭，可侧面反映出学生们对知识掌握的真实情况。

3．4．4 考核时间

考核时间的正确选取有助于了解学生参与实践体系的进度，从而正确评价学生的掌握情况，因此考核时间设定在知识结构体系的每个模块之后，便于跟踪学生掌握的实际情况。基于学生学习能力多元化的特点，学生可以在规定的时间自选考核的模块，为学生提供宽松的学习空间。

4 结束语

测量实践能力的提高是一项可持续性的系统工程。只有通过不懈的努力，测量学实验教学改革才能培养出满足“懂测绘、会应用、能测绘”要求的测绘人才。本文比较分析传统的测量学实验模式，根据多元智能理论，构建确保知识点衔接的多元化实验模块，搭建“三位一体”的实验平台并完善实验模块的知识结构体系，以确保实验效果。实践证明，通过一系列的改革，测量学实验教学不再拘泥于室内的理论教学，而是为学生提供广阔的实践平台，让学生基于知识点的衔接自主完成实验模块，从而全面提高学生的实验能力。

［1］ 刘尚国，王健，姜岩．测量学实验教学模式的分析与探讨［J］．测绘与空间地理信息，2011，34（1）：15－17．

［2］ 段祝庚，郭丽．模块化测量学新实验教学体系的建立［J］．中国现代教育装备，2011（19）：54－56．

［3］ 夏冬君，王世成，陶泽明．测量学课程实践教学改革的研究与实施［J］．实验室科学，2012，15（19）：154－156．

［4］ 汪金花．地方工科院校创新应用型实践教学集约化模式的构建［J］．教育与职业，2013（5）：121－123．

［5］ 蔡昌盛，匡翠林，戴吾蛟，等．面向卓越工程师培养的测量实践教学探讨［J］．测绘与空间地理信息，2014，37（5）：10－12．

［6］ 霍德华·加德纳．智力的机构［M］．北京：新华出版社，1999：16－29．

［7］ 王海峰，刘文贤．多元智力理论与物理实验教学［J］．山东师范大学学报，2003，18（3）：103－105．

［8］ 戴东海，高洪涛．多元智能理论在实验教学中的探索［J］．实验室研究与探索，2007，26（12）：101－103．

［9］ 花向红，邹进贵，向东．多元化实践教学模式的理论研究与实践探索［J］．实验室研究与探索，2008，27（7）：114－117．

［10］花向红，邹进贵，许才军，等．国家级测绘实验教学示范中心的构建与人才培养模式的创新实践［J］．测绘工程，2011，20（2）：73－76．

［11］张明华，肖桂荣，张爱国，等．面向经济建设的测绘工程专业课程体系探讨［J］．测绘工程，2013，22（3）：93－96．

［12］张健，熊建文，张军朋，等．“通信原理实验”多元实践教学模式的探索及实现［J］．实验室研究与探索，2013，32（3）：136－139．

［13］吴新应，张新桥，李云，等．基于培养大学生创新能力的开放性实验教学质量评价体系的研究［J］．实验室科学，15（2）：161－163．

［14］林伟君．多元化实验考核的实施研究［J］．实验室科学，2011，14（2）：201－204．