基于卓越計(jì)劃的工程測(cè)量學(xué)實(shí)踐教學(xué)綜合改革

齊修東

(河南理工大學(xué) 測(cè)繪與國(guó)土信息工程學(xué)院,河南 焦作 454000)

為了滿足社會(huì)對(duì)測(cè)繪工程本科畢業(yè)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力要求，當(dāng)前，教育教學(xué)研究的重心正從知識(shí)傳授向能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)變。自從2011年，國(guó)家相繼實(shí)行了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”“工程教育專業(yè)認(rèn)證”和“專業(yè)綜合改革”等質(zhì)量工程，以期提高學(xué)生的解決復(fù)雜工程問(wèn)題的實(shí)踐能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。

實(shí)踐教學(xué)是學(xué)生能力培養(yǎng)的重要平臺(tái)[1-2]，傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)中，學(xué)生只是被動(dòng)機(jī)械地執(zhí)行實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有獨(dú)立思考和創(chuàng)新，嚴(yán)重阻礙了學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)眾多高校專家學(xué)者都對(duì)實(shí)踐教學(xué)改革進(jìn)行了嘗試。文獻(xiàn)[3]提出了通過(guò)構(gòu)建開放式實(shí)踐教學(xué)體系提高學(xué)生工程實(shí)踐能力。文獻(xiàn)[4-6]從深度融合校企合作方面對(duì)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了有益探索，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。文獻(xiàn)[7]提出“以基本知識(shí)掌握為先導(dǎo)，基本技能實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心，知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，培養(yǎng)卓越工程應(yīng)用人才。文獻(xiàn)[8]提出通過(guò)行業(yè)參與制定人才培養(yǎng)方案，共同制定實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。文獻(xiàn)[9]提出通過(guò)多元化的實(shí)踐教學(xué)考核，提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。借鑒前人研究成果，結(jié)合近幾年學(xué)院測(cè)繪工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)情況，從實(shí)驗(yàn)大綱制定、實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、師資隊(duì)伍建設(shè)和考評(píng)方法等方面對(duì)工程測(cè)量學(xué)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革探討。

1 校企共同制定工程測(cè)量學(xué)教學(xué)大綱

多年來(lái)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目只憑教師經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行制定和設(shè)置，學(xué)生畢業(yè)后不能適應(yīng)生產(chǎn)單位工程需要并快速進(jìn)入角色。經(jīng)過(guò)近幾年的探索，校企在培養(yǎng)方案制定上必須深度融合[10]，特別在大綱和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置上，企業(yè)最有發(fā)言權(quán)。因此，在2016級(jí)測(cè)繪工程培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱制定上，請(qǐng)進(jìn)戰(zhàn)略合作企業(yè)導(dǎo)師，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)內(nèi)容，共同制定工程測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、集中基礎(chǔ)實(shí)習(xí)、綜合設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)和企業(yè)工程實(shí)踐方案。例如課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)12學(xué)時(shí)，設(shè)置鉛垂儀掃平儀陀螺儀使用、軸線曲線放樣、傾斜撓度平面高程監(jiān)測(cè)等項(xiàng)目，主要以學(xué)會(huì)儀器使用為目的。集中實(shí)習(xí)分兩階段，第一階段為基礎(chǔ)實(shí)習(xí)1周，設(shè)置控制測(cè)量、豎井聯(lián)系測(cè)量、地下管線測(cè)量、道路放樣和建筑物變形監(jiān)測(cè)等項(xiàng)目，主要培養(yǎng)學(xué)生工程測(cè)量基本技能；第二階段綜合設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)4周，主要對(duì)設(shè)置的實(shí)踐項(xiàng)目進(jìn)行方案設(shè)計(jì)、實(shí)施和總結(jié)。企業(yè)實(shí)踐也是分兩階段，第一階段為以項(xiàng)目生產(chǎn)為目的的技術(shù)和技能實(shí)踐；第二階段為以項(xiàng)目生產(chǎn)為目的的管理實(shí)踐。這樣以企業(yè)需求為導(dǎo)向，使學(xué)生實(shí)踐技能與企業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，極大地提升了學(xué)生工程實(shí)踐能力，也為學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)打下了專業(yè)基礎(chǔ)。

2 多元實(shí)踐教學(xué)方法

創(chuàng)新思維是要突破思維定式，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考[11]。創(chuàng)新能力離不開創(chuàng)新思維，而且必須在實(shí)踐中培養(yǎng)。在教學(xué)方法上，采用探究式實(shí)踐教學(xué)、案例式和開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)收到良好的效果。

2.1 探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

探究式教育是一種啟發(fā)式的教育、引導(dǎo)式的教育。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生不僅學(xué)習(xí)到知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[12]。探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)讓學(xué)生以大綱為基礎(chǔ)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目目的和要求，通過(guò)獨(dú)立思考、查閱資料或相互討論等手段查清實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵問(wèn)題，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟和過(guò)程，形成初步實(shí)驗(yàn)方案。最后指導(dǎo)教師和學(xué)生共同對(duì)方案進(jìn)行審核，幫助學(xué)生分析原因，找出設(shè)計(jì)缺陷和實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵，指導(dǎo)方案修改。如道路軸線曲線放樣實(shí)驗(yàn)課，教師給出控制點(diǎn)坐標(biāo)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)坐標(biāo)和曲線要素，學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。學(xué)生設(shè)計(jì)的方案有坐標(biāo)法、切線支距法和偏角法，儀器設(shè)備有選全站儀的，有選GPS-RTK的。老師審核方案后，和學(xué)生一起分析每種方法的關(guān)鍵、適用條件、特點(diǎn)。對(duì)于設(shè)備，同樣分析適用條件，然后修改方案，最后提示學(xué)生注意全站儀和GPS-RTK實(shí)地放樣位置，分析原因，比較精度高低。通過(guò)設(shè)計(jì)、分析、修改、實(shí)驗(yàn)4個(gè)環(huán)節(jié)，不僅能讓學(xué)生知其然，而且讓學(xué)生知其所以然。探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)法相對(duì)于傳統(tǒng)的教條式僵化的實(shí)踐教學(xué)，它能有效地激發(fā)學(xué)生興趣，為學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展創(chuàng)造意境，體現(xiàn)了以人為本的教學(xué)理念。

2.2 案例式實(shí)踐教學(xué)

案例式實(shí)踐教學(xué)主要針對(duì)工程測(cè)量學(xué)綜合設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，把整個(gè)環(huán)節(jié)分成橋梁控制網(wǎng)建設(shè)及墩臺(tái)坐標(biāo)計(jì)算及放樣、道路曲線坐標(biāo)計(jì)算及放樣、建筑物變形監(jiān)測(cè)及地下工程測(cè)量等模塊，進(jìn)行案例實(shí)踐教學(xué)。其中地下工程測(cè)量實(shí)習(xí)包含一井陀螺定向、高程導(dǎo)入、井下導(dǎo)線及高程測(cè)量、貫通誤差預(yù)計(jì)及方案設(shè)計(jì)等內(nèi)容。所有這些模塊的實(shí)施，均由學(xué)生以小組為單位自主進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，在指導(dǎo)教師的引導(dǎo)下在校建實(shí)習(xí)基地實(shí)施。實(shí)施過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析原因，調(diào)整方案，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。模塊實(shí)踐結(jié)束，集中進(jìn)行答辯，講述各自的設(shè)計(jì)原則、過(guò)程和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。實(shí)現(xiàn)要我學(xué)到我要學(xué)的模式轉(zhuǎn)變，激發(fā)學(xué)生潛能，培養(yǎng)學(xué)生自主運(yùn)用綜合知識(shí)，解決復(fù)雜實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力，為進(jìn)入企業(yè)實(shí)訓(xùn)打下基礎(chǔ)。

2.3 開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)

受學(xué)時(shí)等因素限制，僅開設(shè)實(shí)驗(yàn)大綱規(guī)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，很難培養(yǎng)滿足社會(huì)需要的實(shí)用型人才。一些具有前瞻性性研究型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，作為開放實(shí)驗(yàn)，讓有興趣的學(xué)生自主選擇。如把三維激光掃描繪制地形圖、三維激光掃描古建筑物建模、地下管線探測(cè)、數(shù)字地形圖的工程應(yīng)用、干涉測(cè)量成像系統(tǒng)邊坡監(jiān)測(cè)及測(cè)量機(jī)器人變形監(jiān)測(cè)等作為開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，供有興趣的學(xué)生進(jìn)行開放實(shí)驗(yàn)，以開闊學(xué)生視野。

3 分層次的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)

實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)是開展各項(xiàng)實(shí)踐活動(dòng)的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和實(shí)踐是一個(gè)遞進(jìn)的過(guò)程，又是一個(gè)整體。特別對(duì)測(cè)繪工程專業(yè)來(lái)說(shuō)，很多實(shí)驗(yàn)是不能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成的，受時(shí)間、地域和能力水平限制，又不能直接到企業(yè)從事生產(chǎn)實(shí)踐，中間必須有校建實(shí)習(xí)基地過(guò)度。結(jié)合測(cè)繪工程專業(yè)特點(diǎn)，建設(shè)了虛擬仿真平臺(tái)、校建實(shí)習(xí)基地和校企合作實(shí)踐基地3個(gè)層次實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。

3.1 虛擬仿真平臺(tái)

為使學(xué)生盡快了解儀器使用和實(shí)驗(yàn)過(guò)程，提高實(shí)驗(yàn)效率。同時(shí)，減少儀器損害。學(xué)院錄制了儀器使用視頻，開發(fā)了水準(zhǔn)測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量、陀螺定向等虛擬仿真軟件。作為第一層次，主要為學(xué)生盡快掌握儀器使用方法服務(wù)。

3.2 校建實(shí)習(xí)基地

為了建立課堂實(shí)驗(yàn)、集中實(shí)習(xí)和企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐之間的聯(lián)系，學(xué)院建設(shè)了第二層次平臺(tái)。主要是校建實(shí)習(xí)基地，包括焦作市控制測(cè)量實(shí)習(xí)基地、沙河橋橋梁墩臺(tái)控制測(cè)量及放樣實(shí)習(xí)基地、新校區(qū)廣場(chǎng)道路曲線坐標(biāo)計(jì)算及放樣實(shí)習(xí)基地、龍?jiān)春ㄖ镒冃伪O(jiān)實(shí)習(xí)基地、老校區(qū)人防工程地下工程測(cè)量實(shí)習(xí)基地等校建實(shí)習(xí)基地。它是第一平臺(tái)和第三平臺(tái)的紐帶通過(guò)校內(nèi)實(shí)習(xí)，使學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)和技能通過(guò)實(shí)踐得以加強(qiáng)，為到企業(yè)從事生產(chǎn)實(shí)踐打下良好基礎(chǔ)，使學(xué)生到企業(yè)后對(duì)項(xiàng)目真正拿得起放得下。這方面過(guò)去是有教訓(xùn)的，第一屆卓越測(cè)繪工程還不如一般測(cè)繪工程“卓越”。究其原因，首先校建實(shí)習(xí)基地內(nèi)的實(shí)習(xí)時(shí)間大大縮短，實(shí)踐技能不強(qiáng)；其次，前幾年合作企業(yè)一直在做宅基地確權(quán)一類的項(xiàng)目，學(xué)生實(shí)踐鍛煉項(xiàng)目有限。這樣兩方面的實(shí)踐鍛煉都沒(méi)達(dá)到預(yù)期培養(yǎng)目標(biāo)。

3.3 校企合作實(shí)踐基地

三年校內(nèi)學(xué)習(xí)，能不能初步被社會(huì)認(rèn)可，進(jìn)入第三平臺(tái)企業(yè)實(shí)踐是關(guān)鍵，企業(yè)對(duì)學(xué)生實(shí)踐效果評(píng)價(jià)也是最好的證明。校企合作實(shí)踐基地是“海闊憑魚躍，天高任鳥飛”的地方。學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力只有在真實(shí)的項(xiàng)目環(huán)境中才能培養(yǎng)和激發(fā)。簽約合作企業(yè)不能僅限于測(cè)繪公司，要多樣化，必須有水利、公路、鐵路等工程企業(yè)及市政公司等，并在合作協(xié)議中確定實(shí)習(xí)模塊。企業(yè)什么時(shí)間(指一年企業(yè)實(shí)踐期內(nèi))有相應(yīng)的實(shí)踐模塊項(xiàng)目，就什么時(shí)間委派學(xué)生。只有這樣才能讓學(xué)生得到鍛煉，才能建立校企合作的良性循環(huán)。避免學(xué)生成為企業(yè)廉價(jià)勞動(dòng)力，重復(fù)一些簡(jiǎn)單項(xiàng)目，達(dá)不到實(shí)踐效果。

目前，學(xué)院已經(jīng)和山西華晉巖土工程勘察有限公司、黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司、河南中緯測(cè)繪規(guī)劃信息工程有限公司、中鐵十五局集團(tuán)公司及中鐵隧道工程集團(tuán)有限公司等單位建立了實(shí)踐基地。培養(yǎng)方案要求學(xué)生在第六學(xué)期全部進(jìn)入校企合作實(shí)踐基地，進(jìn)行第一階段以項(xiàng)目生產(chǎn)為目的的技術(shù)和技能實(shí)踐，其中4周為工程測(cè)量學(xué)綜合設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，主要以企業(yè)項(xiàng)目為依托，參與項(xiàng)目實(shí)施。第八學(xué)期同樣為企業(yè)實(shí)踐，進(jìn)行第二階段以項(xiàng)目生產(chǎn)為目的的管理實(shí)踐(方便學(xué)生考研，16級(jí)培養(yǎng)方案在第七學(xué)期安排課程)，同樣依托企業(yè)項(xiàng)目，學(xué)生參與組織管理。校建實(shí)習(xí)基地和校企合作實(shí)踐基地二者是相輔相成的，沒(méi)有前者，培養(yǎng)不出具有工程概念和工程意思的學(xué)生，企業(yè)不愿接收。沒(méi)有后者，學(xué)生不能身臨其境，鍛煉解決真正復(fù)雜工程問(wèn)題。后者單一化，固定化，造成學(xué)生學(xué)不到知識(shí)，不愿到企業(yè)去。

4 效果評(píng)價(jià)

科學(xué)有效且多樣化的考核評(píng)價(jià)體系是監(jiān)測(cè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要手段，是學(xué)校教學(xué)的指揮棒，對(duì)人才的培養(yǎng)起著舉足輕重的作用[7]。結(jié)合近幾年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出了一種多元化實(shí)踐考核評(píng)價(jià)體系，構(gòu)建對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力考核機(jī)制。

把課堂實(shí)驗(yàn)納入過(guò)程評(píng)價(jià)，占課程總成績(jī)20%，即20分。其中方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)習(xí)報(bào)告各占8、7、5分，其考核方式集體評(píng)議、過(guò)程考核和報(bào)告批改。

集中實(shí)習(xí)和企業(yè)實(shí)踐評(píng)價(jià)。其中方案設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)(踐)過(guò)程和實(shí)習(xí)(項(xiàng)目)總結(jié)報(bào)告分別占40分、40分和20分，設(shè)計(jì)方案采用答辯考核，實(shí)習(xí)(踐)過(guò)程采用過(guò)程考核，實(shí)習(xí)(項(xiàng)目)總結(jié)報(bào)告采用批改方式，其他考核過(guò)程由校內(nèi)指導(dǎo)老師和企業(yè)指導(dǎo)老師共同進(jìn)行。

該體系通過(guò)激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，分析、研究和解決實(shí)際復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)近幾年改革探索，主要取得以下成果和結(jié)論。在培養(yǎng)方案和實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)兩方面校企必須深度融合，企業(yè)專家參與培養(yǎng)方案制定和實(shí)踐指導(dǎo)，企業(yè)提供實(shí)踐平臺(tái)，這樣才培養(yǎng)出企業(yè)想要的人才。以學(xué)生為核心的探究式和案例式教學(xué)法有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。在實(shí)踐考核上不僅憑實(shí)習(xí)報(bào)告定成績(jī)的多元考核辦法。最后形成了以培養(yǎng)方案、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)和評(píng)價(jià)方法為中心的校企深度融合的工程測(cè)量實(shí)踐教學(xué)體系。

目前，實(shí)施過(guò)程中在師資力量和管理方面還存在一些問(wèn)題。學(xué)院具有企業(yè)工作經(jīng)歷的教師只有3位，“雙師”型指導(dǎo)教師缺乏。學(xué)生在企業(yè)實(shí)踐期間沒(méi)有常住教師，學(xué)生的安全責(zé)任劃分和企業(yè)效益等問(wèn)題在合作協(xié)議中沒(méi)有涉及。希望今后學(xué)院向企業(yè)輪換派遣常住教師，這樣不但有利于學(xué)生管理，而且可以鍛煉教師隊(duì)伍。