專業(yè)認(rèn)證制度下變形觀測(cè)分析與預(yù)報(bào)課程教學(xué)改革

張為成，李秀海，曹先革，梅曉丹，張 雷，司海燕

(黑龍江工程學(xué)院 測(cè)繪工程學(xué)院， 黑龍江 哈爾濱 150050)

專業(yè)認(rèn)證制度下變形觀測(cè)分析與預(yù)報(bào)課程教學(xué)改革

張為成，李秀海，曹先革，梅曉丹，張 雷，司海燕

(黑龍江工程學(xué)院 測(cè)繪工程學(xué)院， 黑龍江 哈爾濱 150050)

文章從落實(shí)專業(yè)認(rèn)證的現(xiàn)實(shí)需要出發(fā)，論述了工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念。并籍此對(duì)變形觀測(cè)分析與預(yù)報(bào)課程的教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行了深刻反思，提出了以目標(biāo)導(dǎo)向?yàn)橹鞯恼n程體系改革，以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)改革，以內(nèi)外反饋信息為導(dǎo)向的持續(xù)改進(jìn)的課程教改方案。教學(xué)各環(huán)節(jié)中，以專業(yè)“產(chǎn)出”衡量專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，“看學(xué)不看教”，階段性考核，確保教學(xué)改革落到實(shí)處。

工程教育；專業(yè)認(rèn)證；變形觀測(cè)分析與預(yù)報(bào)；教學(xué)理念；教學(xué)改革

1989年來自美國(guó)、英國(guó)、加拿大、愛爾蘭、澳大利亞、新西蘭6個(gè)國(guó)家的民間工程專業(yè)團(tuán)體發(fā)起和簽署了關(guān)于相互承認(rèn)已認(rèn)證工程專業(yè)點(diǎn)的《華盛頓協(xié)議》。該協(xié)議主要針對(duì)國(guó)際上本科工程學(xué)歷(一般為四年)資格互認(rèn)，確認(rèn)由簽約成員認(rèn)證的工程學(xué)歷，并建議畢業(yè)于任一簽約成員認(rèn)證課程的人員均應(yīng)被其他簽約國(guó)(地區(qū))視為已獲得從事初級(jí)工程工作的學(xué)術(shù)資格。隨著時(shí)間的推移，無論是發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家，加入華盛頓協(xié)議的成員越來越多，華盛頓協(xié)議所提出的工程質(zhì)量保證體系日益得到國(guó)際上的認(rèn)可，華盛頓協(xié)議的國(guó)際地位越來越高。可見，工程教育認(rèn)證是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，也是實(shí)現(xiàn)工程教育國(guó)際互認(rèn)和工程師資格互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。我國(guó)于2006年開始建立工程教育認(rèn)證體系，并于當(dāng)年開始了認(rèn)證試點(diǎn)工作。2012年開始著手申請(qǐng)加入《華盛頓協(xié)議》，2013年6月19日，在韓國(guó)首爾召開的國(guó)際工程聯(lián)盟大會(huì)上，《華盛頓協(xié)議》全會(huì)一致通過接納中國(guó)為該協(xié)議簽約成員，中國(guó)成為該協(xié)議組織第21個(gè)成員國(guó)。

1 工程教育專業(yè)認(rèn)證的基本理念

工程教育專業(yè)認(rèn)證有三個(gè)基本理念，即：目標(biāo)導(dǎo)向，以學(xué)生為中心和持續(xù)改進(jìn)[1]。認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)也是緊緊圍繞三個(gè)基本理念設(shè)計(jì)的。認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中有七個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn)，即：學(xué)生、培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、持續(xù)改進(jìn)、課程體系、師資隊(duì)伍、支持條件?？梢钥闯銎邆€(gè)通用標(biāo)準(zhǔn)中最核心的標(biāo)準(zhǔn)就是“學(xué)生”?！罢n程體系”、“師資隊(duì)伍”、“支持條件”都是緊緊圍繞能夠有效促進(jìn)“學(xué)生”達(dá)到“畢業(yè)要求”，進(jìn)而達(dá)成“培養(yǎng)目標(biāo)”而設(shè)置的。而“持續(xù)改進(jìn)”是為了確?！皩W(xué)生”達(dá)到“培養(yǎng)目標(biāo)”而設(shè)置的。這七個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn)之間的邏輯關(guān)系如圖1所示。

圖1 通用標(biāo)準(zhǔn)之間的邏輯關(guān)系

2 變形觀測(cè)分析與預(yù)報(bào)課程的教學(xué)現(xiàn)狀

變形觀測(cè)分析與預(yù)報(bào)是一門比較年輕的科學(xué)，是測(cè)繪科學(xué)與土木工程科學(xué)間的邊緣科學(xué)。在發(fā)達(dá)國(guó)家，變形觀測(cè)的研究始于上世紀(jì)50～60年代，而國(guó)內(nèi)對(duì)變形觀測(cè)的研究起步于上世紀(jì)60年代初。上世紀(jì)80年代，變形觀測(cè)才被國(guó)人所重視。此課程也是最近十幾年才被納入到測(cè)繪工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的課程體系中。受其它課程傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響，教學(xué)中仍存在重理論、輕實(shí)踐，與社會(huì)需求脫節(jié)的傾向[2]。目前，隨著城市化進(jìn)程的加速發(fā)展，土地資源緊張，城市中新地標(biāo)、高層、超高層建筑越來越多，對(duì)變形觀測(cè)分析與預(yù)報(bào)要求越來越高，但教學(xué)中依然采用以教師為主的單向灌輸課堂;以學(xué)知識(shí)、考知識(shí)為目標(biāo)的學(xué)習(xí)導(dǎo)向;教師以自身醒悟和感覺來改進(jìn)教學(xué)方式[3]。這些傳統(tǒng)的教學(xué)模式嚴(yán)重地束縛了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的發(fā)揮，違背了工程教育專業(yè)認(rèn)證的三個(gè)基本理念，因此，對(duì)該課程進(jìn)行教學(xué)改革勢(shì)在必行。

3 變形觀測(cè)分析與預(yù)報(bào)課程教改驅(qū)動(dòng)力

經(jīng)濟(jì)全球化致人才流通更加頻繁，因此專業(yè)認(rèn)證是工程教育改革的大勢(shì)所趨。筆者供職學(xué)院順應(yīng)時(shí)代要求，深入學(xué)習(xí)和領(lǐng)會(huì)工程教育專業(yè)認(rèn)證理念，依據(jù)教育部頒布的應(yīng)用型工程師培養(yǎng)的國(guó)家通用標(biāo)準(zhǔn)，參照工程教育專業(yè)認(rèn)證，借鑒國(guó)際工程教育的先進(jìn)理念，參考測(cè)繪行業(yè)對(duì)測(cè)繪人才的知識(shí)、能力和素質(zhì)及注冊(cè)測(cè)繪師認(rèn)證要求，結(jié)合學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的定位，提出借鑒工程教育專業(yè)認(rèn)證理念培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展，基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的測(cè)繪工程應(yīng)用型高級(jí)專門人才的教育發(fā)展思路。為此，重新修訂了測(cè)繪工程人才培養(yǎng)方案，在專業(yè)體系的構(gòu)建和課程設(shè)置上進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。變形觀測(cè)分析與預(yù)報(bào)作為測(cè)繪專業(yè)的主干課程，對(duì)人才的培養(yǎng)起著重要的作用。此課程改革的成功與否，在一定程度上對(duì)測(cè)繪應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。

3.1 以目標(biāo)為導(dǎo)向的課程體系改革

全新的人才培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)，決定了認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)中的“培養(yǎng)目標(biāo)”、“畢業(yè)要求”和“課程體系”的重新搭建。其中課程體系改革，首先是對(duì)教學(xué)大綱的改革。按照國(guó)際工程教育專業(yè)認(rèn)證的目標(biāo)導(dǎo)向理念，課程的教學(xué)大綱要反向設(shè)計(jì)，即：首先根據(jù)內(nèi)部和外部需求確定本門課程的培養(yǎng)目標(biāo)；根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)確定考試要求；根據(jù)考試要求確定知識(shí)結(jié)構(gòu)；根據(jù)知識(shí)結(jié)構(gòu)確定培養(yǎng)方式；根據(jù)知識(shí)結(jié)構(gòu)與培養(yǎng)方式進(jìn)行課程設(shè)置，形成課程體系?；诖耍谛薷恼n程教學(xué)大綱之前，筆者先走訪了很多具有變形觀測(cè)分析與預(yù)報(bào)資質(zhì)的測(cè)繪單位和兄弟院校，對(duì)目前測(cè)繪市場(chǎng)最需要的變形觀測(cè)分析與預(yù)報(bào)的人才所必須具備的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分的了解，并在此基礎(chǔ)上重新對(duì)課程體系進(jìn)行了構(gòu)建。

3.2 以學(xué)生為中心的教學(xué)改革

變形觀測(cè)分析與預(yù)報(bào)課程教學(xué)內(nèi)容多，學(xué)時(shí)相對(duì)較少。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是以教師為主導(dǎo)的課堂教學(xué)為主，固定于教師加課堂、粉筆加黑板的教學(xué)模式[4-5]。教師在教學(xué)中滿堂灌，教與學(xué)互動(dòng)少，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)知識(shí)的生硬接受，不能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。國(guó)際工程教育專業(yè)認(rèn)證要求“以學(xué)生為中心，教師為輔助，以能力培養(yǎng)為主線，以素質(zhì)培養(yǎng)為目標(biāo)”，因此必須對(duì)本課程的教學(xué)方法進(jìn)行改革。

3.2.1 借助慕課形式營(yíng)造開放課堂

傳統(tǒng)的課堂是封閉的，“三固定”(固定時(shí)間、地點(diǎn)、教學(xué)內(nèi)容)。在這種封閉模式下，教學(xué)活動(dòng)圍繞著“三教(教師、教室、教材)”在轉(zhuǎn)[6-8]。開放課堂就是打破傳統(tǒng)的封閉教學(xué)模式，以學(xué)生為中心，借助慕課(MOOCs)教學(xué)形式營(yíng)造開放式課堂，實(shí)現(xiàn)“三開放”，即實(shí)現(xiàn)時(shí)間、空間和內(nèi)容上的開放。時(shí)間上從課內(nèi)向課外延伸，打破固定的上課時(shí)間，學(xué)生可以自己掌控學(xué)習(xí)，做題闖關(guān)，遇疑難問題可以和教師或同學(xué)交流，通過直接面對(duì)面輔導(dǎo)、打電話、發(fā)郵件等方式進(jìn)行交流；空間上從教室向?qū)嶒?yàn)室和圖書館拓展，學(xué)生可以將書本上的知識(shí)到實(shí)驗(yàn)室去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，出現(xiàn)問題通過圖書館查找資料，鍛煉學(xué)生的綜合素質(zhì)；內(nèi)容上從教材向參考資料擴(kuò)充，有些知識(shí)是社會(huì)需要的，但教材上沒有現(xiàn)成的答案，就需要學(xué)生查找參考資料，追尋答案。為了達(dá)到開放課堂應(yīng)有的教學(xué)效果，每次課教師都根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和悟性設(shè)置適當(dāng)?shù)囊蓡?，要想得到正確的答案，必須在課外去查閱資料或者親自做實(shí)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)了課堂的開放。例如，在講授“沉降觀測(cè)”這一節(jié)時(shí)，讓學(xué)生思考“沉降”能帶來哪些其它方面的變形？學(xué)生通過課下查資料，做實(shí)驗(yàn)，打電話求助等方法，更加全面的認(rèn)識(shí)了沉降對(duì)變形的危害，也對(duì)產(chǎn)生的其它形變有了初步的認(rèn)識(shí)。

3.2.2 營(yíng)造討論問題式的翻轉(zhuǎn)課堂

借助于慕課形式的先導(dǎo)性學(xué)習(xí)，為翻轉(zhuǎn)式課堂創(chuàng)造了條件。把滿堂灌變?yōu)閱栴}課堂、討論課堂、對(duì)話課堂。充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的聰明才智，加強(qiáng)師生之間的互動(dòng)，采用啟發(fā)式、討論式、互動(dòng)式和參與式等多種教學(xué)模式，將單向的灌輸課堂變?yōu)槎嘞蚪涣?，師生設(shè)問、置疑、思辨，尋根求底，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性。例如，在講授“緒論”中“變形監(jiān)測(cè)技術(shù)”一節(jié)內(nèi)容時(shí)，通過相應(yīng)的前導(dǎo)性學(xué)習(xí)后，提出世界上是否存在永恒靜止的物體？對(duì)不同的物體進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，所用的方法是否都一樣？到目前為止，學(xué)過的知識(shí)能解決哪些簡(jiǎn)單的變形監(jiān)測(cè)？然后分小組討論，再對(duì)學(xué)生的討論做總結(jié)，對(duì)沒有時(shí)間討論到的問題進(jìn)行引導(dǎo)，學(xué)生積極性得到了調(diào)動(dòng)，熱情高漲，收到了預(yù)期的效果。

3.2.3 從強(qiáng)調(diào)知識(shí)的課堂轉(zhuǎn)向強(qiáng)化能力的課堂

傳統(tǒng)的課堂由知識(shí)主宰，教師講的是知識(shí)，學(xué)生學(xué)的是知識(shí)，考試考的是知識(shí)。但知識(shí)不等于能力，變形觀測(cè)分析與預(yù)報(bào)這門課更強(qiáng)調(diào)是學(xué)生的能力，學(xué)生僅掌握孤零零的知識(shí)點(diǎn)是完全不夠的，更應(yīng)該注重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)。在教學(xué)大綱中，對(duì)能力的培養(yǎng)有重要體現(xiàn)，要求學(xué)生有監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)能力、數(shù)據(jù)采集能力、數(shù)據(jù)分析能力和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)能力。為了實(shí)現(xiàn)能力的培養(yǎng)，教師通過一些工程實(shí)例來讓學(xué)生撰寫相關(guān)的方案設(shè)計(jì)，通過課程實(shí)習(xí)來進(jìn)行變形數(shù)據(jù)的采集、分析和預(yù)報(bào)。整個(gè)過程以學(xué)生為主，并且對(duì)這些過程給予考查，作為平時(shí)成績(jī)記錄下來，這樣提高了學(xué)生的積極性，提高了學(xué)生的綜合能力。例如在“工程建筑變形監(jiān)測(cè)”這一節(jié)中，讓學(xué)生以學(xué)校實(shí)驗(yàn)樓為例，來寫一份監(jiān)測(cè)方案的設(shè)計(jì)，通過學(xué)生親自采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，大大提高了學(xué)生的思考能力，寫作能力，動(dòng)手能力和綜合能力。

3.2.4 從注重“教”的課堂轉(zhuǎn)向注重“做”的課堂

實(shí)踐性是變形觀測(cè)分析與預(yù)報(bào)課程的一個(gè)顯著特點(diǎn)，教會(huì)學(xué)生“做”是本課程的重要環(huán)節(jié)之一，也是學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的重要手段。本門課程的實(shí)踐教學(xué)方式建立在以學(xué)生為中心的“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目”的新型實(shí)踐教學(xué)模式上。包括兩類：一類是以課堂實(shí)習(xí)為主的基礎(chǔ)性操作實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)；另一類是與企事業(yè)單位聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生。目前，與哈爾濱市勘察測(cè)繪研究院，黑龍江測(cè)繪地理信息局第一工程院、第二工程院、第三工程院，黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局測(cè)繪院等單位建立了良好的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系，學(xué)生可以頂崗實(shí)習(xí)，承擔(dān)實(shí)際生產(chǎn)任務(wù)，如哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院鍋爐房改建項(xiàng)目、哈爾濱國(guó)際農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心沉降監(jiān)測(cè)項(xiàng)目等，學(xué)生積極參與整個(gè)項(xiàng)目的作業(yè)過程，鍛煉了學(xué)生的工程應(yīng)用能力。

3.3 以內(nèi)、外反饋信息進(jìn)行課程的持續(xù)改進(jìn)

變形觀測(cè)分析與預(yù)報(bào)這門課程是測(cè)繪工程專業(yè)比較深?yuàn)W和晦澀的專業(yè)課之一，需要用到高等數(shù)學(xué)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)與概率論、測(cè)量平差、工程測(cè)量等許多前導(dǎo)課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)會(huì)遇到很多問題，前面問題不解決將影響后面課程的學(xué)習(xí)[9-10]。為此，增加了學(xué)生的內(nèi)部反饋信息機(jī)制和企事業(yè)單位以及往屆畢業(yè)生的外部反饋信息機(jī)制，并對(duì)反饋信息進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。內(nèi)部反饋就是每節(jié)課后都會(huì)和學(xué)生進(jìn)行溝通和交流，對(duì)學(xué)生提出的意見進(jìn)行研究，并加以改進(jìn)，對(duì)學(xué)生共性的問題集中解決；外部反饋就是通過對(duì)企事業(yè)單位和往屆畢業(yè)生的調(diào)研對(duì)所學(xué)內(nèi)容和實(shí)際工作內(nèi)容有哪些差距，需要更新哪些新知識(shí)，剔除哪些舊知識(shí)，哪些應(yīng)該多講，哪些應(yīng)該少講進(jìn)行反饋。例如，通過外部反饋得出：全球性變形監(jiān)測(cè)應(yīng)該少講；區(qū)域性變形監(jiān)測(cè)中應(yīng)對(duì)城市地面沉降監(jiān)測(cè)多講；工程和局部變形監(jiān)測(cè)中應(yīng)把工程建筑物的變形觀測(cè)所涉及的各方面重點(diǎn)講等，為教學(xué)改革提供了依據(jù)。

4 考核模式的改革

以往變形觀測(cè)分析與預(yù)報(bào)課程的考核分為兩大部分：一是結(jié)課后的卷面考試，占總成績(jī)的70%，考試一般注重基本理論、基本知識(shí)的考核，對(duì)學(xué)生的方案設(shè)計(jì)能力、數(shù)據(jù)采集能力、數(shù)據(jù)分析能力、解決問題能力和實(shí)際動(dòng)手操作能力的考核涉及較少；二是平時(shí)成績(jī)的考核，占總成績(jī)的30%，以課堂點(diǎn)名、學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容進(jìn)行考核。有很多學(xué)生平時(shí)上課應(yīng)付，考前突擊，嚴(yán)重影響了學(xué)習(xí)質(zhì)量。為落實(shí)專業(yè)認(rèn)證注重實(shí)效的原則，考核模式要進(jìn)行深入的改革。在教學(xué)各環(huán)節(jié)中以客觀、多樣化考核為原則，在翻轉(zhuǎn)課堂中，以學(xué)生的討論、互動(dòng)、提問、解惑等情況考核學(xué)生；在開放課堂中，以學(xué)生課外查閱資料或?qū)嶒?yàn)情況考核學(xué)生；在能力課堂，以學(xué)生對(duì)某監(jiān)測(cè)對(duì)象的方案設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、分析、處理、預(yù)報(bào)能力對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核；在實(shí)踐課堂，以學(xué)生的動(dòng)手操作能力、解決問題能力對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。把考核指標(biāo)多元化，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，形成“理論—探討—查閱資料—實(shí)踐—理論”這一良性循環(huán)學(xué)習(xí)模式。

5 結(jié)束語

工程教育專業(yè)認(rèn)證是我國(guó)高等教育與世界教育接軌的一項(xiàng)重要舉措，對(duì)盡快提升我國(guó)工程教育水平和職業(yè)工程師能力水平，實(shí)現(xiàn)國(guó)家新型工業(yè)化的戰(zhàn)略目標(biāo)，提升中國(guó)工程制造業(yè)總體實(shí)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義，它的實(shí)現(xiàn)離不開課程教學(xué)的具體實(shí)施。只有牢固樹立工程教育專業(yè)認(rèn)證的教育理念，培養(yǎng)學(xué)生以社會(huì)需求目標(biāo)為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，并對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行持續(xù)的改進(jìn)，才能培養(yǎng)國(guó)際互認(rèn)的職業(yè)工程師。只有認(rèn)真研究變形觀測(cè)分析與預(yù)報(bào)的教學(xué)改革的策略，對(duì)每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)、每一個(gè)教學(xué)模塊進(jìn)行深入的設(shè)計(jì)和改革，才能落實(shí)工程教育專業(yè)認(rèn)證的培養(yǎng)目標(biāo)。

[1]李志義.適應(yīng)認(rèn)證要求推動(dòng)工程教育教學(xué)改革[G].第1期工程教育認(rèn)證專業(yè)培訓(xùn)會(huì)大會(huì)報(bào)告匯編，北京：中國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)，2014.

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[責(zé)任編輯：王文福]

Teaching reform of deformation observation analysis and forecast course under professional certification system

ZHANG Wei-cheng, LI Xiu-hai, CAO Xian-ge, MEI Xiao-dan, ZHANG Lei, SI Hai-yan

(College of Surveying and Mapping Engineering,Heilongjiang Institute of Technology, Harbin 150050, China)

For the needs of implementation of professional certification, it presents the core idea of engineering education professional certification, which has carried on the profound reflection of deformation observation analysis and forecast course teaching present situation, and put forward to target-oriented concept of curriculum system reform, student-centered classroom teaching reform, and the continuous improvement of internal and external feedback information oriented curriculum educational reform scheme. In each link of teaching, it takes the professional “output” to measure the quality of talent cultivation, with “l(fā)ook at learning not teaching”. And it takes periodic assessment to ensure the teaching reform into effect.

engineering education; professional certification; deformation observation analysis and forecast; teaching concept; teaching reform

2014-05-02

黑龍江省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目(JG2201201232;JG2013010480)

張為成(1980-),男，博士研究生，講師.

H191；TU196+.1

：A

：1006-7949(2014)08-0077-04