基于產(chǎn)學(xué)融合的《測量學(xué)》教學(xué)改革探討

鄧 標(biāo)，徐建輝，艾澤天，李 鵬

(滁州學(xué)院 地理信息與旅游學(xué)院，安徽 滁州 239000)

測量學(xué)既是測繪工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課又是一門技術(shù)基礎(chǔ)課[1]，它的作用是支撐專業(yè)主干課程[2]。學(xué)生操作儀器的動手能力、地形圖測繪能力，以及對誤差、精度等內(nèi)容的認識及理解，都是在測量學(xué)理論學(xué)習(xí)及課程實踐中逐步掌握的。有了這些理論基礎(chǔ)和操作能力，對學(xué)習(xí)《控制測量學(xué)》《工程測量》《測量誤差理論》《攝影測量學(xué)》等主干課程都有直接影響。測量學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)效果對培養(yǎng)懂理論、懂技術(shù)、懂管理、懂溝通等新時代測繪人才起著非常重要的作用。隨著測繪科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，社會對高等院校測繪工程專業(yè)本科畢業(yè)生的綜合素質(zhì)、實踐、創(chuàng)新等能力提出更高的要求[3]。當(dāng)今階段，以“3S”技術(shù)為代表的現(xiàn)代測繪科學(xué)技術(shù)，使得《測量學(xué)》這門課程無論是從基礎(chǔ)理論內(nèi)容還是從課程實踐手段要求都發(fā)生了巨大的變化[4]，而低空無人機航測技術(shù)、傾斜攝影測量技術(shù)、機載激光雷達技術(shù)等新興測量技術(shù)的快速發(fā)展，更豐富了測量學(xué)的內(nèi)容，信息化測繪逐步替代傳統(tǒng)測繪已成為一種不可避免的趨勢。面對信息化測繪的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，現(xiàn)今測量學(xué)課程所采用的培養(yǎng)模式，不能完全滿足社會對學(xué)生能力的需要。為此，眾多高校學(xué)者對該方面的問題進行了研究和探討。林卉等在文獻[5]中主要對測繪教師改變服務(wù)意識及校企合作基地的方式進行了探討；花向紅等在文獻[6]中研究了測繪工程專業(yè)碩士產(chǎn)學(xué)研實踐基地建設(shè)的培養(yǎng)模式，從項目合作到雙導(dǎo)師制的建立及基地管理進行了討論。陸賢東等在文獻[7]中對測繪專業(yè)人才培養(yǎng)方案、構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研合作模式進行了研究。但以上幾種探討和研究都是針對測繪工程專業(yè)的，尚未針對具體課程提出改革措施，同時上述探討的實踐項目學(xué)生參與度未能很好地普及。

當(dāng)前各應(yīng)用型本科院校都在開展轟轟烈烈的專業(yè)改革，測繪工程專業(yè)作為一種既古老又新穎的專業(yè)也在積極地進行改革和探討，而測量學(xué)課程改革是測繪工程專業(yè)改革的主要內(nèi)容之一。文章從分析當(dāng)前測量學(xué)課程教學(xué)中存在的問題入手，結(jié)合測量學(xué)課程特點，對改革教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)手段、注重課程實踐、產(chǎn)學(xué)融合等多個環(huán)節(jié)進行了探索，并以相關(guān)院校測繪工程專業(yè)實施的“產(chǎn)學(xué)”融合的教學(xué)實踐為例進行闡述，效果表明達到了提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)優(yōu)秀人才和提升教學(xué)水平的目的。

1 當(dāng)前教學(xué)中存在的問題

測量學(xué)在眾多高校中均有開設(shè)，已從2000年的十幾所高校發(fā)展到現(xiàn)在的近200所，縱觀近年的教學(xué)效果，還存在一些問題，主要體現(xiàn)在：(1)教材與生產(chǎn)實際脫節(jié)。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，測量技術(shù)也是日新月異，新技術(shù)、新手段、新設(shè)備層出不窮[8]，而現(xiàn)有的測量學(xué)教材未能跟上新技術(shù)的步伐，部分理論體系還停留在20世紀(jì)90年代的水平，例如鋼尺測距、小三角測量、平板法測繪地形圖及手工計算面積等傳統(tǒng)知識，在當(dāng)前教材中仍占有大量篇幅，而時下工程實際中使用廣泛的電子水準(zhǔn)儀、高精度全站儀、GPS定位技術(shù)、無人機航測、機載激光技術(shù)等在教材中反而未能及時體現(xiàn)或體現(xiàn)較少，這勢必導(dǎo)致不利于學(xué)生掌握新知識，不能順應(yīng)時代發(fā)展。學(xué)生未出校門，知識已落后于社會生產(chǎn)了。(2)教學(xué)手段單調(diào)：一是高校教學(xué)多采用多媒體課件教學(xué)，由于多門課程同時使用多媒體教學(xué)，學(xué)生們對課程產(chǎn)生一定的厭倦情緒；二是教師課堂中使用板書頻率降低甚至不用，導(dǎo)致學(xué)生上課感覺就像在看電影，既容易疲倦，又降低了學(xué)生跟著思考的能力，難以調(diào)動學(xué)生積極思考、主動記錄，反而使部分學(xué)生更加依賴PPT課件，認為教師講的都在課件上，課堂上聽不聽講無所謂，只要課后拷貝課件就行[9]。(3)實踐教學(xué)效果不佳：一是實習(xí)課時較少，學(xué)生未能熟練地掌握全部實踐內(nèi)容便結(jié)束了實踐；二是實踐未能與生產(chǎn)相結(jié)合，學(xué)生對理論及實踐知識的理解和掌握往往一知半解。一方面原因是現(xiàn)階段高校把重點放在理論教學(xué)上，而相對忽視工程技術(shù)型人才的培養(yǎng)[10]；另一方面學(xué)校未能強調(diào)學(xué)用結(jié)合、學(xué)做結(jié)合。學(xué)生畢業(yè)后仍需花費大量的時間及精力去與實際工作結(jié)合，導(dǎo)致部分學(xué)生畢業(yè)到工作單位后,儀器使用及工作流程的熟悉過程較長。

2 《測量學(xué)》課程教學(xué)改革

2.1 合理安排教學(xué)內(nèi)容

為解決上述問題，結(jié)合《測量學(xué)》課程內(nèi)容多、知識面廣且知識更新速度快的特點，并適應(yīng)現(xiàn)代測繪向自動化、集成化、一體化和智慧化發(fā)展趨勢的需求，對教學(xué)內(nèi)容做如下調(diào)整：(1)刪減陳舊知識，凝練經(jīng)典知識。需對一些現(xiàn)代測量不再使用的內(nèi)容，如平板儀繪圖、手工勾繪地形圖、面積和體積手工計算[11]等給予摒棄。對于較經(jīng)典且現(xiàn)在測繪工作仍然采用的技術(shù)加以提煉，如三角測量法和交會法等；(2)增加現(xiàn)代測繪科學(xué)新技術(shù)、新知識、新手段等知識點。增加數(shù)字水準(zhǔn)儀、GPS-RTK、無人機航測、機載三維激光掃描及CASS數(shù)字化制圖軟件等內(nèi)容。通過及時地將測繪新技術(shù)引入到教學(xué)活動中，能使學(xué)生更好地理解和掌握課程的相關(guān)內(nèi)容，從而引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)測量學(xué)課程的興趣[12]；(3)更新規(guī)范指標(biāo)?，F(xiàn)階段部分高校測量學(xué)培養(yǎng)方案中已舍棄一些生產(chǎn)中不再使用或者最新相關(guān)測量規(guī)程規(guī)范中刪除的測量方法和手段，新增部分規(guī)范中增加的測量手段和方法，同時更新教材中涉及的新規(guī)范技術(shù)指標(biāo)，避免學(xué)生在校學(xué)習(xí)一套規(guī)范指標(biāo)，畢業(yè)后工作又用一套規(guī)范指標(biāo)，造成學(xué)無所用的結(jié)果[13]。具體增加內(nèi)容、刪除內(nèi)容和減少課時(包括實踐部分)情況的調(diào)整見圖1。

圖1 測量學(xué)課程內(nèi)容調(diào)整示意圖

2.2 豐富教學(xué)方法和手段

教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容是通過與之相匹配的教學(xué)方法與手段來實現(xiàn)的，教師的教學(xué)方法和策略直接決定了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在測量學(xué)教學(xué)改革過程中，主要采用如下方法和手段：(1)理論與實踐相結(jié)合。理論內(nèi)容主要以基本概念、基本原理和操作方法為教學(xué)導(dǎo)向，著重培養(yǎng)學(xué)生穩(wěn)固的基礎(chǔ)理論知識。為及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生理論薄弱處，課后作業(yè)及時批改，對大多數(shù)學(xué)生有疑問或易錯的地方，在下次課前再以實例進行講解和總結(jié)。同時在講授相關(guān)理論知識后及時安排與之匹配的實踐內(nèi)容，以加深理解相關(guān)理論或鞏固相關(guān)知識點，這樣理論和實踐達到相互補充的目的，學(xué)生也因此可以通過理論到實踐再回歸理論的循環(huán)學(xué)習(xí)方法，理解和掌握內(nèi)容要點，以此達到溫故知新的效果。(2)啟發(fā)式、混合式教學(xué)。理論教學(xué)環(huán)節(jié)教師授課時依據(jù)課堂內(nèi)容適時提出問題、學(xué)生根據(jù)問題進行思考并提出解決辦法，既培養(yǎng)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)和思考的能力，又達到了課堂上師生互動的效果；避免了灌輸式和填鴨式教學(xué)造成的課堂沉悶和低頭瞌睡現(xiàn)象；開展翻轉(zhuǎn)式教學(xué)，對于某些教學(xué)內(nèi)容，可課前先提供一個主題，利用學(xué)生人手一部手機的優(yōu)勢和課后玩手機的習(xí)慣，讓其進行資料查閱、預(yù)覽，在課堂上讓學(xué)生主動上講臺講解自己掌握的內(nèi)容，其他同學(xué)參與討論并提問，最后教師及時進行補充和總結(jié)。該方法既提高了學(xué)生的獨立學(xué)習(xí)、主動學(xué)習(xí)能力，又能培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力；實踐教學(xué)方面則以教師示范和師生間討論方式為主，同時進行分組實習(xí)，避免學(xué)生人數(shù)較多，教師少而不能及時處理學(xué)生提出問題的現(xiàn)象；在實踐過程中教師示范儀器操作時，再將理論知識融入實踐操作中去，既避免了只重理論而出現(xiàn)高分低能現(xiàn)象，又降低了學(xué)生在儀器操作過程中知其然而不知其所以然的問題，學(xué)生的知識和能力均得到加強和提高。(3)多種教學(xué)手段并舉。采取形式多樣的授課方式，如板書和多媒體教育相互結(jié)合，根據(jù)授課或?qū)嵺`內(nèi)容加入“微課堂”“移動App結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)課堂”“雨課堂”等手段，既發(fā)揮了學(xué)生的手機功能，又順應(yīng)學(xué)生愛上網(wǎng)的習(xí)慣，課堂教育與網(wǎng)絡(luò)教育相互補充，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，使學(xué)生在多樣化情景下自適應(yīng)處理能力、高水準(zhǔn)的抽象概念化能力和分析問題能力[14]。

3 產(chǎn)學(xué)融合提高教學(xué)質(zhì)量

在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革的基礎(chǔ)上，開展產(chǎn)學(xué)融合的教學(xué)改革。所謂的產(chǎn)學(xué)融合是指將生產(chǎn)、學(xué)習(xí)及應(yīng)用進行綜合，充分發(fā)揮企業(yè)和學(xué)校等資源的優(yōu)勢，將理論學(xué)習(xí)與生產(chǎn)實踐有機結(jié)合，突出教學(xué)面向生產(chǎn)、面向社會的新特點。通過產(chǎn)學(xué)融合的方式教學(xué)，以提高學(xué)生的綜合能力。

3.1 產(chǎn)學(xué)融合對人才培養(yǎng)的意義

產(chǎn)學(xué)融合可使學(xué)生獲得實踐知識、開闊眼界，豐富并活躍學(xué)生的思想，加深對理論知識的理解掌握，進而在實踐中對理論知識進行修正、拓展和創(chuàng)新。在學(xué)生掌握理論課和實踐的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)校的橫向產(chǎn)學(xué)項目、服務(wù)地方項目，集中安排學(xué)生到生產(chǎn)項目中去，通過具體項目，讓學(xué)生在實踐中了解測量學(xué)相關(guān)知識，而后逐步理解相關(guān)理論知識的循環(huán)過程，進而加深知識點的理解和掌握，并很好地對相關(guān)規(guī)范知識點、技術(shù)指標(biāo)等內(nèi)容進行掌握和鞏固。

3.2 產(chǎn)學(xué)融合實施方案

3.2.1 夯實測量學(xué)理論知識

教師需要在測量學(xué)的課堂上抓住水準(zhǔn)測量、角度測量、距離測量、誤差理論基礎(chǔ)、控制測量、數(shù)字地形測量、無人機航測、地形圖應(yīng)用等課程內(nèi)容的重難點，讓學(xué)生扎實掌握專業(yè)理論知識。同時，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人工智能應(yīng)用領(lǐng)域的擴張，多學(xué)科融合成為不可避免的趨勢，測量學(xué)教學(xué)及生產(chǎn)也將面臨的挑戰(zhàn)越來越大。測量學(xué)內(nèi)容對于學(xué)生掌握計算機技術(shù)、高等數(shù)學(xué)及人工智能技術(shù)等學(xué)科知識也提出了更高的要求，學(xué)生在學(xué)習(xí)測量學(xué)理論的過程中要積極拓寬自身的知識面。

3.2.2 參與到生產(chǎn)實踐工作中

測量學(xué)作為一門實踐能力要求較高的課程，學(xué)生只有親自動手參與到生產(chǎn)實際中，才能更好地掌握理論知識。學(xué)生參與實際生產(chǎn)的辦法是：(1)學(xué)校和生產(chǎn)單位進行信息溝通，集中時間安排學(xué)生到相應(yīng)的單位去實踐，有條件的高?？梢园才诺奖拘５膶嵺`機構(gòu)進行實踐，無條件的高?？砂才艑W(xué)生到相關(guān)產(chǎn)學(xué)協(xié)作單位進行實踐。(2)由生產(chǎn)協(xié)作單位指派一定數(shù)額的工程師作為校外指導(dǎo)老師指導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生在實踐中充分地掌握相關(guān)生產(chǎn)流程和技術(shù)，提高實際動手能力和團隊協(xié)作意識。(3)加強實踐考核。為提高產(chǎn)學(xué)融合教學(xué)效果，避免學(xué)生在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生產(chǎn)品質(zhì)量做好做壞與自己無關(guān)的心態(tài)，實行學(xué)分制管理。建立由學(xué)校和生產(chǎn)單位聯(lián)合評分的考核制度，不能按照學(xué)校和企業(yè)要求完成實踐任務(wù)的，無法獲得相應(yīng)學(xué)分。

3.3 產(chǎn)學(xué)融合實施效果

近年來，眾多高校通過產(chǎn)學(xué)融合或服務(wù)地方等教學(xué)改革的方式，使學(xué)生們享受了產(chǎn)學(xué)融合教學(xué)改革的成果，獲得了較好的教學(xué)效果。下面以滁州學(xué)院在做的城鄉(xiāng)建設(shè)用地增加掛項目為例，列出項目涉及的測量學(xué)知識點及相關(guān)實踐項目，具體內(nèi)容如圖2所示。

由圖2可知，通過控制測量的實踐操作，對控制測量的理解更深刻，并可接觸CORS這種比較流行的圖根控制測量的方法和相關(guān)GPS-RTK參數(shù)設(shè)置；通過勘界范圍放樣，學(xué)生能夠很好地掌握測設(shè)方法；地形圖測繪的實踐讓學(xué)生較好地掌握大比例尺地形圖測繪的方法；無人機航測讓學(xué)生既可以掌握無人機的操作方法，又可以培養(yǎng)學(xué)生圖像識別、像控點測量和熟悉相關(guān)內(nèi)業(yè)軟件的能力；質(zhì)量檢查環(huán)節(jié)讓學(xué)生較好地掌握CASS軟件的應(yīng)用和測量生產(chǎn)中應(yīng)注意的問題；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理及分析可以培訓(xùn)學(xué)生掌握使用ARCGIS將測量成果入庫及圖形分析能力等。綜上所述，通過產(chǎn)學(xué)融合項目，學(xué)生真實地感受到學(xué)習(xí)測量學(xué)課程可以做什么事情，能做什么事情，更能激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)和探索的熱情。

測繪工程專業(yè)在人才培養(yǎng)過程中通過教學(xué)與生產(chǎn)相結(jié)合、學(xué)校教育與工程訓(xùn)練一體化教育模式，培養(yǎng)了學(xué)生的實際動手能力、工程應(yīng)用能力及工程管理能力。同時產(chǎn)學(xué)融合的教學(xué)模式給學(xué)生創(chuàng)造了接觸社會、進行社交溝通的機會。同學(xué)們通過自身實踐發(fā)現(xiàn)和解決測繪生產(chǎn)中遇到的實際問題，不僅有利于鞏固課堂學(xué)習(xí)的理論知識，提高測繪技能，鍛煉獨立工作能力，還有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，培養(yǎng)團結(jié)合作、愛崗敬業(yè)的良好職業(yè)精神和職業(yè)品質(zhì)；產(chǎn)學(xué)融合讓學(xué)生和生產(chǎn)單位有了一部分接觸的機會，學(xué)生通過與生產(chǎn)單位的溝通和相互了解，為以后就業(yè)奠定了一定基礎(chǔ)，而且縮短了人才社會化的進程，在走上工作崗位后，能較快地進入相應(yīng)角色。

圖2 城鄉(xiāng)建設(shè)增減掛項目產(chǎn)學(xué)融合培養(yǎng)學(xué)生測量學(xué)應(yīng)用能力示意圖

4 總結(jié)

教學(xué)與改革一直是高等教育工作中永恒的主題，特別是信息技術(shù)的飛速發(fā)展，給測量學(xué)教學(xué)內(nèi)容帶來了全新的感受。滁州學(xué)院測繪工程專業(yè)在測量學(xué)教學(xué)改革中，對課程內(nèi)容、授課方法、培養(yǎng)模式等都進行了一定的變革。采用產(chǎn)學(xué)融合的培養(yǎng)模式，使學(xué)生通過接觸具體工作實際，既培養(yǎng)了實際動手能力，又鞏固了理論知識。

學(xué)生通過項目的參與，掌握了一定的測繪方法和解決實際問題的能力，社會的交往過程提高了學(xué)生的溝通能力，易于培養(yǎng)團隊合作意識，基于產(chǎn)學(xué)融合的《測量學(xué)》改革方法取得了良好的教學(xué)效果并實現(xiàn)了地方高校服務(wù)社會的職能。文中涉及的教學(xué)改革研究成果，可為開設(shè)本專業(yè)的同類院校測量學(xué)教學(xué)改革或者相關(guān)專業(yè)的教學(xué)改革提供一定的參考。