CDIO模式下土木工程專業(yè)測量學課程改革的研究

覃鋒

[摘 要]按照CDIO工程教育模式對土木工程專業(yè)測量學課程進行教學改革是培養(yǎng)土木工程應用型人才的有效途徑。目前測量學課程體系和傳統(tǒng)教學內(nèi)容與方法不能適應現(xiàn)在工程的需要。為實現(xiàn)應用型人才培養(yǎng)目標，必須構建適應工程需要的課程體系內(nèi)容，創(chuàng)新教學項目及教學案例，完善合理的課程教學評價方法；同時指出基于CDIO模式下對于教師知識水平和能力的要求以及 “雙師型”教師隊伍的建設是很多高校在教學改革中面臨的一個共同的問題。

[關鍵詞]CDIO工程教育模式 測量學 項目化教學 工程能力

[中圖分類號] G423.07 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）10-0157-02

十多年來，國內(nèi)外大學工程教育實踐證明CDIO模式是大學培養(yǎng)高級工程技術人才的有效途徑，同時也為地方高校工科專業(yè)實現(xiàn)國際工程教育認證起到了積極的促進作用。因此，CDIO工程教育模式為我國普通高等學校培養(yǎng)應用型人才提供了借鑒和方法。CDIO工程教育模式注重培養(yǎng)學生扎實的工程基礎理論和專業(yè)知識，并在此基礎上將教育過程放到工程領域的具體情境項目中，倡導“基于項目的教育和學習”，在教學過程中以項目為驅動，讓學生在項目的實施中學習。CDIO模式下的項目化教學要求對現(xiàn)有的教學模式和方法，對教學效果和學生能力的評價等進行大幅度的改革和創(chuàng)新。本文以土木工程專業(yè)測量學課程為例，探索基于CDIO模式下課程教學改革的思路。

一、構建適應工程的新型課程內(nèi)容體系

測量學是土木工程一門重要的專業(yè)基礎課，也是一門理論和實踐緊密結合的技術基礎課。傳統(tǒng)的測繪儀器設備主要指有光學水準儀、經(jīng)緯儀、平板儀等以及和它們配套使用的水準標尺、地形尺、計算器等設備。最近十多年以來，隨著計算機技術和信息技術的快速發(fā)展，測繪科學領域的理論、技術也發(fā)生了革命性的變化。在土木工程中電子全站儀、測量機器人、數(shù)字水準儀、GPS靜態(tài)和動態(tài)RTK測量、激光三維掃描技術已廣泛地應用于工程的規(guī)劃設計施工階段。由于這些技術的應用，控制測量、地形測繪、工程施工放樣、高程傳遞等常規(guī)的工作已經(jīng)與傳統(tǒng)的方法完全不同。很顯然，傳統(tǒng)測量學教材的內(nèi)容在測繪儀器、測繪方法上，都落后于現(xiàn)在理論的發(fā)展、技術的進步和工程的實際應用。綜上所述，采用CDIO工程教育模式，從培養(yǎng)應用型人才的角度出發(fā)，有必要對測量學教材內(nèi)容重新構建，組織篩選適應現(xiàn)代工程需要的課程內(nèi)容體系。

測量學知識內(nèi)容較多，涉及不同的專業(yè)的需要，從提高能力和素質上講，教學的最終目的是學生能夠運用測量的基本理論方法分析解決工程中的問題。因此，對于土木工程專業(yè)來說，測量學的重點應該是測量學的基本理論方法、地形圖的基本知識和應用、土木施工測量、線路工程測量等內(nèi)容。但是由于學時數(shù)的原因，大多數(shù)高校的教學中只講授了測量學的最基礎部分，學生學習了這門課后，僅僅會一些簡單的計算和儀器的操作，而對于測量學知識在工程中的應用知之甚少，這就是現(xiàn)在教學中存在的弊端。筆者根據(jù)20年的教學和工程實踐，同時結合測繪科學理論技術的發(fā)展變化，認為在測量學課程中除了講授基本的理論方法外，還應重點講解測繪技術在工程中的應用，如土木工程施工測量、線路工程測量、橋梁隧道工程測量等，同時還應介紹GNSS、RS、GIS等理論和新技術、新儀器在工程測量中的應用，比如全站儀、數(shù)字水準儀、GPS靜態(tài)測量、GPS RTK測量、激光三維掃描儀等儀器的功能以及在工程中的應用方法。

在土木工程專業(yè)測量學教學結束后，安排有兩周的測量學實習，這對于學生掌握和理解理論知識有很好的幫助，同時也能提高學生的儀器操作技能。但是大多數(shù)的學校安排的實習內(nèi)容是測繪小區(qū)域的地形圖，而在工程施工中常用到的比如高程和坐標的引測、建筑物點位的放樣、土方測量計算、縱橫斷面的測繪、線路的測設、坐標的轉換等沒有得到應有的重視。為了培養(yǎng)學生的實際工程能力，應該將上述的內(nèi)容納入實習中來，施工測量方法才是土木工程專業(yè)測量學的重點內(nèi)容。

二、組織創(chuàng)新項目教學及工程案例教學

基于CDIO工程教育理念，把專業(yè)知識和能力素質融入具體的項目教學中，其特點是學習內(nèi)容圍繞項目這個核心進行，學生在實施項目的過程中學習、探究、應用知識。根據(jù)測量學課程特點，構建以測量基本理論知識為基礎，以工程應用為引導，以現(xiàn)代測繪高新技術為重點，以滿足土木工程需要為目的的項目教學模式。為此，需要將測量學中的內(nèi)容以實際工程為背景進行重組和整合，形成具有工程任務特點的具體項目。在項目實施過程中，教師更多的是充當指導者和輔助者的角色，引導學生主動學習項目涉及的理論知識和操作技能。通過完成項目任務，可以激發(fā)學生主動研究和探索的精神，培養(yǎng)學生獨立思考與分析問題和解決問題的能力，在此過程中也培養(yǎng)學生團結協(xié)作的精神。

在項目教學中，除了以教材內(nèi)容構建項目外，更多地要以綜合性更強的工程案例項目進行教學。對于工業(yè)與民用建筑方向的班級，可以采用某具體的高層建筑施工測量方案向學生講解工業(yè)民用建筑中測量方案的編制依據(jù)、控制點和定位依據(jù)點的檢查、主軸線控制網(wǎng)的建立、基坑土方和樁基礎測量控制、結構測量控制中內(nèi)控點的建立、軸線和高程的測量方法以及建筑物及基礎的沉降觀測等內(nèi)容；而對于道橋方向的班級，則以一條二級公路的規(guī)劃勘測設計階段和施工階段的測量工作任務為例，給學生講解選線、定線、線路控制網(wǎng)的建立方法、縱橫斷面測量和繪制的要求、線型的設計、線路中樁和邊樁坐標的計算、線路挖填方量的計算以及施工中各種不同線型的測設方法等?？梢钥闯?，工程案例是前面的教學項目的更大的綜合，通過工程案例教學，學生掌握了工程項目的流程順序，學生對于土木工程不同方向的測量內(nèi)容方法就會有更深一步的了解和認識。

三、創(chuàng)新課程教學評價體系

（一）對教師學識水平和教學能力的評價

教師是教學的組織者和引導者，教師的學識水平是教學的基礎。在項目化教學中強調學生主動學習去完成項目任務，但是教師在項目實施過程中起著至關重要的作用，教師的學識水平和指導方法對項目是否能夠順利開展有直接的影響。

項目教學不僅要求教師對本門課程的知識點要非常熟悉，而且要有一定的工程實踐經(jīng)驗，要求教師掌握測量學在土木工程中常見的應用方法和技術。教師在構思教學項目時必須明確要實現(xiàn)的能力目標、知識目標、項目任務以及教學進度安排等。從對教師課程項目設計的內(nèi)容是否合理，在項目教學中是否以學生為主體，在項目實施過程中能否靈活運用多種教學方法給學生正確的指導、幫助以激發(fā)出學生的學習熱情，最終是否達到提高學生的工程能力為目的等方面評價考核教師學識水平和教學能力。對教師教學水平和能力的評價應重視學生對教師的評價，畢竟學生是教學的直接參與者和受益者，他們的評價是比較公平合理的。

（二）對學生學習效果和考核成績的評價

對學生學習效果的評價是多方面的綜合。學生學習效果主要表現(xiàn)在對于基本理論知識的理解掌握程度，能否運用理論知識和常規(guī)測繪儀器解決具體工程問題和最終的考試成績上。學生學習效果的評價主要是看經(jīng)過課程項目和工程案例項目的學習參與后學生能否在項目設計的能力、知識和素質上達標，通過多種手段和方式綜合考核學生在這幾個方面達到的程度?；贑DIO的項目教學，不能簡單用考試卷面成績來評價學生的學習效果，而應采用學生在學習過程中參與項目任務的認真程度、完成項目任務的情況、提交項目成果的質量、團隊協(xié)作能力和老師的溝通以及實踐能力來綜合考核評價。在評價方法上應該更多地聽取來自學生的意見，采用學生自評、小組成員互評、教師評價，最后按一定的權重計算學生的考核成績。

（三）對課程項目教學效果的評價

大學承擔為社會培養(yǎng)人才的責任，最終的“產(chǎn)品”就是畢業(yè)生。畢業(yè)生憑借自己的知識和能力回報社會，服務企業(yè)，實現(xiàn)個人價值。通過對畢業(yè)生在用人單位的跟蹤調查，根據(jù)學生在崗位上的工作能力表現(xiàn)以及崗位所需的知識、能力和素質要求與課程項目設計中知識、能力和素質目標的差異，來評價課程的教學效果和人才培養(yǎng)的質量，這是對課程教學效果最客觀最真實的評價。根據(jù)全面跟蹤調查結果和用人單位反饋的意見，進一步調整課程的內(nèi)容和修改項目設計以及相應的教學要求。

四、結束語

對土木工程專業(yè)測量學課程基于CDIO模式下進行深層次的項目教學改革，對教師隊伍的學識水平、知識結構和工程實踐能力均提出了較高的要求；在教學過程中不僅注重理論知識的學習，更強調學生學習能力、分析和解決工程問題能力的培養(yǎng)。基于CDIO模式下的項目化教學課程改革力度大，課程改革能否成功涉及很多方面，其中“雙師型”專業(yè)教師隊伍的建設是大多數(shù)地方高?；贑DIO模式下人才培養(yǎng)和教學改革面臨的一個共同問題。因此，應通過制定與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才，吸引企業(yè)高級工程技術人員到學校任教，選派任課教師到企業(yè)參與工程項目等政策，提升師資隊伍的工程實踐能力，以適應培養(yǎng)應用技術型人才的需要。

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[責任編輯：鐘 嵐]