項(xiàng)目教學(xué)法用于“攝影測(cè)量學(xué)”課程實(shí)踐體系的構(gòu)建

王淑晴　李淑慧　李麗華

摘 要 面向卓越工程師的培養(yǎng)訴求，引入項(xiàng)目教學(xué)法，構(gòu)建以項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)和項(xiàng)目評(píng)價(jià)的課程實(shí)踐體系，完善了卓越工程師人才培養(yǎng)的模式。

關(guān)鍵詞 項(xiàng)目教學(xué)法 攝影測(cè)量學(xué) 實(shí)踐體系

中圖分類號(hào)：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2020.09.065

Project Teaching Method Used in the Construction

of the Practice System of Photogrammetry

WANG Shuqing， LI Shuhui， LI Lihua

（China University of Geosciences （Beijng）， School of Land Science and Technology， Beijing 100083）

Abstract Facing the demands of excellent engineers， this paper introduced the method of project teaching and constructed a practice system based on project design， realization and evaluation to improve the model of excellent engineers.

Keywords project pedagogy; photogrammetry; practice system

0 引言

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是促進(jìn)我國工程類教育改革的重大舉措，該計(jì)劃通過學(xué)校和企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)的方式，重點(diǎn)培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要和良好工程素質(zhì)及實(shí)踐能力的工程技術(shù)人才。中國地質(zhì)大學(xué)（北京）測(cè)繪工程專業(yè)作為我國首批卓越工程師培養(yǎng)的試點(diǎn)院校，按照“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的基本要求，通過借鑒發(fā)達(dá)國家的工程師培養(yǎng)方式和國內(nèi)工程教育實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，主要在學(xué)生工程實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等方面進(jìn)行了相應(yīng)的改革。

項(xiàng)目教學(xué)法作為一種師生共同參與的教學(xué)活動(dòng)，能有效提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力，而卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃更是強(qiáng)調(diào)學(xué)生工程實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)及加快實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革。因此，本文以我校測(cè)繪工程專業(yè)的攝影測(cè)量學(xué)課程為例，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)上，引入項(xiàng)目教學(xué)法進(jìn)行實(shí)踐體系的構(gòu)建，以提高學(xué)生在工程實(shí)踐中的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)過程中的能力培養(yǎng)和素質(zhì)提高。

1 攝影測(cè)量學(xué)課程實(shí)踐體系現(xiàn)狀分析

攝影測(cè)量學(xué)作為測(cè)繪專業(yè)的主干課，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，在測(cè)繪工程卓越工程師的實(shí)踐體系培養(yǎng)中占據(jù)重要地位。目前大部分的課程實(shí)踐以校內(nèi)的課間實(shí)習(xí)為主，以攝影測(cè)量工作站或教育版軟件的4D產(chǎn)品的生產(chǎn)流程為主線，通過該環(huán)節(jié)的實(shí)踐使學(xué)生掌握4D產(chǎn)品的生產(chǎn)流程。從近幾年的教學(xué)效果看，仍然存在以下問題：

（1）實(shí)踐與新理論新技術(shù)相脫節(jié)。目前主要根據(jù)傳統(tǒng)的攝影測(cè)量理論與技術(shù)進(jìn)行實(shí)習(xí)，而且實(shí)習(xí)以常規(guī)的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量軟件為主。對(duì)于最新的攝影測(cè)量新技術(shù)，如GPU并行計(jì)算和網(wǎng)格技術(shù)、多參數(shù)無人機(jī)空三模型、密集DSM自動(dòng)提取、真正射影像自動(dòng)糾正、實(shí)時(shí)PPK空中三角測(cè)量等技術(shù)，由于實(shí)驗(yàn)室很難在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)軟件進(jìn)行更新，學(xué)生只能在理論學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)進(jìn)行學(xué)習(xí)，而在相應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)則與最新的理論和技術(shù)脫節(jié)。同時(shí)，大部分專業(yè)學(xué)生不能到實(shí)際生產(chǎn)單位進(jìn)行實(shí)習(xí)，不利于學(xué)生理解攝影測(cè)量的完整性和系統(tǒng)性。

（2）實(shí)習(xí)與項(xiàng)目完整性脫節(jié)。攝影測(cè)量實(shí)踐是一個(gè)完整的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，包括了項(xiàng)目設(shè)計(jì)、航攝數(shù)據(jù)采集、航攝外業(yè)、航攝內(nèi)業(yè)處理、項(xiàng)目驗(yàn)收和精度評(píng)價(jià)等完整過程。很多院校受條件所限，更偏重于航攝數(shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)處理，只能完成4D產(chǎn)品的生產(chǎn)。缺少如何根據(jù)攝區(qū)和生產(chǎn)任務(wù)，完成航攝項(xiàng)目設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟，學(xué)生難以培養(yǎng)工程實(shí)踐能力，脫離卓越工程師“以工程技術(shù)為主線，以實(shí)際工程為背景”的培養(yǎng)目標(biāo)。

綜上所述，要構(gòu)建攝影測(cè)量學(xué)完善的實(shí)踐體系，必須根據(jù)卓越工程師培養(yǎng)的具體要求，以工程實(shí)踐與科研訓(xùn)練為主線，構(gòu)建學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的核心培養(yǎng)體系，切實(shí)提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，建立攝影測(cè)量學(xué)的實(shí)踐教學(xué)體系，在測(cè)繪人才培養(yǎng)過程中，實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力培養(yǎng)和素質(zhì)提高的協(xié)調(diào)發(fā)展。[1]

2 基于項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建

（1）項(xiàng)目教學(xué)法理論基礎(chǔ)。項(xiàng)目教學(xué)法起源于美國，盛行于德國，在20世紀(jì)中后期，逐漸成為一種適合于職業(yè)教育的重要理論思潮和勞動(dòng)教育思想。項(xiàng)目教學(xué)法是以行動(dòng)作為活動(dòng)導(dǎo)向，通過項(xiàng)目的形式進(jìn)行的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。它將整個(gè)學(xué)習(xí)過程設(shè)置為與專業(yè)課程相關(guān)的具體工程，老師根據(jù)理論和項(xiàng)目的要求，設(shè)計(jì)出實(shí)踐項(xiàng)目教學(xué)方案，在教學(xué)思路設(shè)計(jì)時(shí)按行動(dòng)回路進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要目的是傳授給學(xué)生理論知識(shí)和操作技能，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生處理工程項(xiàng)目的職業(yè)能力和職業(yè)經(jīng)驗(yàn)。[2]常規(guī)的教學(xué)方法是老師指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)踐的每個(gè)環(huán)節(jié)，項(xiàng)目教學(xué)法則是建立一個(gè)完整的工程項(xiàng)目，學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目的規(guī)范和要求，獨(dú)立完成項(xiàng)目信息的收集、項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)和具體的項(xiàng)目實(shí)施以及項(xiàng)目的評(píng)價(jià)，教師變成了學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的指導(dǎo)者和配角，而不是領(lǐng)導(dǎo)者，教師不再占據(jù)教學(xué)的主導(dǎo)地位，學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)在學(xué)習(xí)過程本身而非學(xué)習(xí)結(jié)果。[3]項(xiàng)目教學(xué)法的特點(diǎn)是不以傳授知識(shí)技能為目的，而是以項(xiàng)目為主線、學(xué)生為主體去尋求項(xiàng)目的解決途徑。對(duì)于學(xué)生而言，項(xiàng)目教學(xué)法轉(zhuǎn)變了學(xué)習(xí)方式，能夠做到人人動(dòng)手參與實(shí)踐，提高了學(xué)習(xí)積極性。對(duì)于教師而言，從單純的知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者和監(jiān)督者。對(duì)學(xué)校而言，以項(xiàng)目教學(xué)法為全新的教學(xué)方式，能夠建立新的課程概念，激勵(lì)老師探索不同的課程組織形式、活動(dòng)內(nèi)容以及考核評(píng)價(jià)，從而完善和重新整合學(xué)校課程體系。

（2）項(xiàng)目教學(xué)法用于課程實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建的設(shè)想。項(xiàng)目教學(xué)法通過設(shè)計(jì)項(xiàng)目教學(xué)，以項(xiàng)目為主線的特點(diǎn)，契合卓越工程師教學(xué)改革的“以工程技術(shù)為主線，實(shí)際工程為背景”的培養(yǎng)目標(biāo)。因此，在攝影測(cè)量學(xué)課程實(shí)踐體系構(gòu)建中，按照卓越工程師培養(yǎng)要求，從優(yōu)化攝影測(cè)量學(xué)課程教學(xué)結(jié)構(gòu)入手，按照項(xiàng)目教學(xué)法，以項(xiàng)目進(jìn)行課程實(shí)踐體系的建立，探索性建立兩個(gè)層次的實(shí)踐教學(xué)體系：基礎(chǔ)實(shí)踐和綜合實(shí)踐。在多層次的實(shí)踐教學(xué)體系中，強(qiáng)調(diào)攝影測(cè)量?jī)蓚€(gè)不同的項(xiàng)目層次，面向工程。

（3）多層次實(shí)踐體系構(gòu)建。探索性建立兩個(gè)層次的實(shí)踐教學(xué)體系：基礎(chǔ)實(shí)踐和綜合實(shí)踐。基礎(chǔ)實(shí)踐主要針對(duì)校內(nèi)實(shí)習(xí)平臺(tái)，建立以VirtuoZo軟件為主的攝影測(cè)量4D產(chǎn)品生產(chǎn);綜合實(shí)踐主要針對(duì)校企結(jié)合的實(shí)習(xí)基地，通過以實(shí)際生產(chǎn)為標(biāo)準(zhǔn)的4D產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)習(xí)、航攝像控測(cè)量和航片野外調(diào)繪，深入掌握現(xiàn)代攝影測(cè)量學(xué)的基礎(chǔ)理論，全數(shù)字?jǐn)z影成圖全過程。包括VirtuoZo軟件主要功能模塊、4D的制作工藝與流程、像控測(cè)量的外業(yè)工作和航片調(diào)繪。

項(xiàng)目教學(xué)法的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)和制定一個(gè)項(xiàng)目的工作任務(wù)。以兩個(gè)教學(xué)實(shí)踐體系為例，根據(jù)項(xiàng)目教學(xué)法的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。第一個(gè)為基礎(chǔ)實(shí)踐體系的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，項(xiàng)目名稱為4D產(chǎn)品生產(chǎn)。項(xiàng)目重點(diǎn)和難點(diǎn)在于4D產(chǎn)品生產(chǎn)流程與理論的結(jié)合。第二個(gè)實(shí)踐體系為綜合實(shí)踐體系的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，項(xiàng)目名稱為1：1000地形圖數(shù)字?jǐn)z影處理生產(chǎn)。項(xiàng)目重點(diǎn)和難點(diǎn)在于設(shè)計(jì)書編寫和完整的數(shù)字航空攝影產(chǎn)品生產(chǎn)的完整流程。

3 項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)踐教學(xué)實(shí)施步驟

（1）項(xiàng)目布置：以小組為單位，指定特定區(qū)域，布置項(xiàng)目。包括項(xiàng)目目標(biāo)，實(shí)施方案，預(yù)期實(shí)施結(jié)果。項(xiàng)目布置環(huán)節(jié)對(duì)于項(xiàng)目能否實(shí)施起到至關(guān)重要的作用。[4]教師在此環(huán)節(jié)需要將精心設(shè)計(jì)好的項(xiàng)目布置傳達(dá)給學(xué)生，目標(biāo)要明確，實(shí)施步驟以提綱方式給出，需要學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中查閱資料。對(duì)于航測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施而言，國家測(cè)量規(guī)范至關(guān)重要，在布置過程中，需要指出項(xiàng)目需要參考的測(cè)量規(guī)范，教會(huì)學(xué)生如何查閱規(guī)范，讀懂規(guī)范，在項(xiàng)目實(shí)施中務(wù)必遵循規(guī)范的要求，理解為達(dá)到規(guī)范要求在實(shí)施過程中的每一個(gè)步驟。

（2）項(xiàng)目實(shí)施：項(xiàng)目實(shí)施以小組為單位，開展小組討論，組員分工協(xié)作，共同完成工程項(xiàng)目。實(shí)踐過程中，教師應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生分析問題，修正錯(cuò)誤。在航測(cè)項(xiàng)目實(shí)施步驟中，航測(cè)項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)書的編寫作為項(xiàng)目第一步至關(guān)重要。學(xué)生應(yīng)查詢并參考已有項(xiàng)目設(shè)計(jì)書，根據(jù)本項(xiàng)目中給定的研究區(qū)域地形特點(diǎn)、范圍大小和成圖比例尺要求，首先制定合理的航攝飛行計(jì)劃，包括飛行平臺(tái)的選擇，飛行高度，飛行方式和地面分辨率等。完成航飛任務(wù)后，學(xué)生應(yīng)檢查航攝質(zhì)量能否滿足測(cè)圖要求。在滿足要求的前提下，根據(jù)制圖規(guī)范，制定4D產(chǎn)品的生產(chǎn)流程。在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)前，教師應(yīng)檢查該計(jì)劃是否合理，能否滿足特定比例尺的制圖要求。

（3）項(xiàng)目評(píng)價(jià)：項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)所提出的項(xiàng)目大綱、項(xiàng)目任務(wù)書和項(xiàng)目計(jì)劃來進(jìn)行考核和評(píng)價(jià)。由于項(xiàng)目教學(xué)法以小組為單位，考核和評(píng)價(jià)時(shí)將其分為項(xiàng)目小組評(píng)價(jià)和個(gè)人評(píng)價(jià)兩部分，項(xiàng)目小組評(píng)價(jià)重點(diǎn)考核實(shí)習(xí)工作質(zhì)量是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，個(gè)人則考核在項(xiàng)目小組任務(wù)完成過程中所承擔(dān)工作量的大小和難度。對(duì)于實(shí)習(xí)基地部分則結(jié)合學(xué)生校外實(shí)習(xí)期間企業(yè)導(dǎo)師給出的評(píng)價(jià)，綜合校內(nèi)實(shí)習(xí)質(zhì)量給出評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)判學(xué)生最終實(shí)習(xí)效果。在校企共建實(shí)習(xí)基地實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，從教學(xué)效果、人才培養(yǎng)、市場(chǎng)認(rèn)可度等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)和總結(jié)。

4 總結(jié)

針對(duì)攝影測(cè)量學(xué)課程實(shí)踐體系的工程化特點(diǎn)，分析了目前實(shí)踐與新理論新技術(shù)相脫節(jié)、實(shí)習(xí)與實(shí)際生產(chǎn)相脫節(jié)、實(shí)習(xí)與項(xiàng)目完整性脫節(jié)等實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀，面向卓越工程師的培養(yǎng)訴求，本文引入項(xiàng)目教學(xué)法，通過分析項(xiàng)目教學(xué)法用于構(gòu)建攝影測(cè)量學(xué)課程實(shí)踐體系的契合性和可行性，構(gòu)建了項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)和項(xiàng)目評(píng)價(jià)的課程實(shí)踐體系，并以中國地質(zhì)大學(xué)（北京）測(cè)繪工程專業(yè)為例，驗(yàn)證了該方法對(duì)提高學(xué)生工程實(shí)踐能力的可行性，在人才培養(yǎng)過程中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)和素質(zhì)提高的綜合發(fā)展，完善了卓越工程師人才培養(yǎng)的模式。

基金項(xiàng)目：工科優(yōu)勢(shì)高?！靶鹿た啤本C合改革項(xiàng)目“面向新工科的工程實(shí)踐教育體系與實(shí)踐平臺(tái)構(gòu)建”

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