非測(cè)繪專(zhuān)業(yè)測(cè)量學(xué)課程教學(xué)改革的研究與探索

周鶴峰　曾旸　華小強(qiáng)　龔佑興　趙云

[摘 要] 教學(xué)改革是一項(xiàng)貫徹教學(xué)始終、艱巨復(fù)雜的任務(wù)。針對(duì)非測(cè)繪專(zhuān)業(yè)的學(xué)科特色和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，從教學(xué)目標(biāo)定位、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)以及教學(xué)方法改進(jìn)三個(gè)方面對(duì)測(cè)量學(xué)課程教學(xué)改革進(jìn)行了研究與探索。研究?jī)?nèi)容對(duì)解決非測(cè)繪專(zhuān)業(yè)測(cè)量學(xué)課程教學(xué)改革中存在的一系列問(wèn)題具有重要借鑒意義。

[關(guān)鍵詞] 非測(cè)繪專(zhuān)業(yè);測(cè)量學(xué);教學(xué)改革

[作者簡(jiǎn)介] 周鶴峰（1987—），男，安徽池州人，博士，國(guó)防科技大學(xué)氣象海洋學(xué)院助理研究員，主要從事測(cè)量學(xué)、地圖學(xué)以及地理信息系統(tǒng)方面的研究。

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.0? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2021）12-0097-04? ?[收稿日期] 2020-09-28

一、引言

測(cè)量在城鄉(xiāng)規(guī)劃、資源勘查、交通運(yùn)輸、水利建設(shè)、軍事等領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用。測(cè)量學(xué)是測(cè)繪專(zhuān)業(yè)的一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課，也是土木工程、地質(zhì)工程、交通工程、環(huán)境工程，以及地球信息科學(xué)與技術(shù)等非測(cè)繪專(zhuān)業(yè)的必修課之一[1]。該課程是研究地球整體及其表面和外層空間中與地理空間分布有關(guān)的各種幾何、物理、人文及其隨時(shí)間變化的信息的獲取、處理、管理、更新和利用的科學(xué)與技術(shù)，可以極大地豐富學(xué)生的測(cè)繪相關(guān)知識(shí)，有助于學(xué)生掌握測(cè)圖、讀圖、用圖、放樣等方面的技能，形成良好的實(shí)踐動(dòng)手能力[2]。

參考資料顯示，全國(guó)目前有一百多所本科院校開(kāi)設(shè)了測(cè)量課程，還有大量的高職院校開(kāi)設(shè)了測(cè)量相關(guān)課程。測(cè)繪專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)模式主要分為兩類(lèi)，一類(lèi)是以武漢大學(xué)為代表的學(xué)術(shù)型培養(yǎng)方案，另一類(lèi)是以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)為代表的行業(yè)特色培養(yǎng)方案[3]。這兩類(lèi)培養(yǎng)方案都是以包括測(cè)量學(xué)在內(nèi)的大量必修課程和選修課程為基礎(chǔ)，系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生的測(cè)繪專(zhuān)業(yè)知識(shí)和應(yīng)用技能。然而，對(duì)于非測(cè)繪專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，由于知識(shí)結(jié)構(gòu)、課程體系、培養(yǎng)目標(biāo)、分配學(xué)時(shí)等方面與測(cè)繪專(zhuān)業(yè)的學(xué)生存在一定差異，顯然不能直接套用測(cè)繪專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案來(lái)指導(dǎo)非測(cè)繪專(zhuān)業(yè)的測(cè)量課程學(xué)習(xí)[4，5]。因此，根據(jù)非測(cè)繪專(zhuān)業(yè)的學(xué)科特色和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，開(kāi)展有針對(duì)性、集約高效的教學(xué)改革工作，是十分必要的[6，7]。本文從教學(xué)目標(biāo)定位、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)以及教學(xué)方法改進(jìn)三個(gè)方面進(jìn)行了研究和探索。

二、教學(xué)改革背景

隨著教育改革工作不斷深入，各學(xué)科為了保證自身發(fā)展必須開(kāi)展相應(yīng)改革，以確保學(xué)科影響力。在以前，學(xué)校常常使用考試的方式檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)，“逼迫”學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，久而久之，學(xué)生將會(huì)產(chǎn)生厭學(xué)心理?；诖?，為改變這一情況，為了緩解學(xué)生對(duì)考試的恐懼感，應(yīng)開(kāi)展考試改革，減少不必要的測(cè)試，除必要的期末考試與日常測(cè)驗(yàn)外，還應(yīng)開(kāi)展兩次階段性考試，然后將各次考試成績(jī)綜合在一起作為學(xué)生最終成績(jī)，其具體內(nèi)容如圖1所示。

而且在開(kāi)展考試改革時(shí)，教師還應(yīng)改變自身教學(xué)習(xí)慣，放棄傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)，以學(xué)生興趣愛(ài)好為切入點(diǎn)開(kāi)展教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)，讓學(xué)生成為課堂的主導(dǎo)者。

三、教學(xué)目標(biāo)定位

測(cè)量學(xué)是一門(mén)既強(qiáng)調(diào)書(shū)本知識(shí)又注重動(dòng)手能力的課程。具體來(lái)說(shuō)，測(cè)量工作的開(kāi)展離不開(kāi)正確的理論知識(shí)和嚴(yán)格的規(guī)范流程的指引，但是學(xué)生學(xué)到的知識(shí)不能僅僅停留在腦海中，而是要付諸實(shí)踐去檢驗(yàn)效果，進(jìn)而形成測(cè)量能力。測(cè)量學(xué)也是一門(mén)既古老又年輕的學(xué)科。說(shuō)其古老，是因?yàn)闇y(cè)量學(xué)具有悠久的歷史，早在公元前14世紀(jì)，幼發(fā)拉底河與尼羅河流域的人們就開(kāi)始了土地邊界測(cè)量工作;說(shuō)其年輕，是因?yàn)殡S著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，測(cè)量學(xué)逐漸發(fā)展形成了廣泛集成電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、3S技術(shù)的現(xiàn)代測(cè)量學(xué)。此外，由于缺少測(cè)繪相關(guān)課程的學(xué)習(xí)與實(shí)踐鍛煉，非測(cè)繪專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)測(cè)量學(xué)課程時(shí)存在知識(shí)基礎(chǔ)薄弱、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)匱乏、重視程度不夠等問(wèn)題，而有限的學(xué)時(shí)數(shù)進(jìn)一步加大了保證教學(xué)質(zhì)量的難度。

綜合上述因素，非測(cè)繪專(zhuān)業(yè)測(cè)量學(xué)的教學(xué)目標(biāo)定位應(yīng)該以“理論與實(shí)踐、經(jīng)典與前沿、專(zhuān)業(yè)與通識(shí)”為基本思路。具體來(lái)說(shuō)，“理論與實(shí)踐”指的是理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合，以理論來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐，用實(shí)踐來(lái)鞏固理論，使學(xué)生形成“內(nèi)外兼修、手腦并用”的全面素質(zhì);“經(jīng)典與前沿”指的是除了測(cè)量學(xué)的經(jīng)典理論、經(jīng)典方法和經(jīng)典技術(shù)，還要反映相關(guān)領(lǐng)域的最新科技成果，使學(xué)生既“博古”又“通今”，能夠了解新進(jìn)展，熟悉新技術(shù)，掌握新方法;“專(zhuān)業(yè)與通識(shí)”指的是既要體現(xiàn)測(cè)繪專(zhuān)業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)，又要兼顧非測(cè)繪專(zhuān)業(yè)測(cè)量教學(xué)的特殊要求，打通測(cè)量學(xué)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)與通識(shí)教育的鏈路。

按照這一指導(dǎo)思想，我們提出了本課程的教學(xué)目標(biāo)：通過(guò)學(xué)習(xí)，結(jié)合課內(nèi)實(shí)踐環(huán)節(jié)，獲得測(cè)量學(xué)的基本概念、基本理論與基本方法，掌握常規(guī)測(cè)量設(shè)備的測(cè)量原理、使用方法、測(cè)量誤差來(lái)源、分析和測(cè)量結(jié)果的檢驗(yàn)與校正，培養(yǎng)探索精神、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)際應(yīng)用能力，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)課程及從事相關(guān)工作奠定必備基礎(chǔ)。

四、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

圍繞制定的教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置要以經(jīng)典的測(cè)繪理論為牽引，通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)手段，尤其是現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)和儀器，來(lái)滿足背景專(zhuān)業(yè)的特定需求。由于出口應(yīng)用方向不一定是測(cè)繪相關(guān)領(lǐng)域，所以教學(xué)內(nèi)容要聚焦“強(qiáng)基礎(chǔ)、重能力、寬應(yīng)用”，即強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，注重實(shí)踐能力的養(yǎng)成，拓寬課程應(yīng)用的范圍?？偟膩?lái)說(shuō)，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)要具備系統(tǒng)性、先進(jìn)性和科學(xué)性。

以實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)為例，本課程實(shí)驗(yàn)以測(cè)量學(xué)理論知識(shí)的應(yīng)用能力培養(yǎng)為總體考慮，使學(xué)生熟悉測(cè)量原理、儀器使用的實(shí)習(xí)應(yīng)用，鍛煉學(xué)生自己動(dòng)手、分析設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作測(cè)量?jī)x器的能力，深化學(xué)生對(duì)測(cè)量學(xué)相關(guān)理論的認(rèn)識(shí)，鍛煉學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，拓展學(xué)生分析解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的能力。

本課程的教學(xué)內(nèi)容主要包括測(cè)量學(xué)緒論、水準(zhǔn)測(cè)量、角度測(cè)量、距離測(cè)量與直線定向、測(cè)量誤差的基本知識(shí)、控制測(cè)量，學(xué)生應(yīng)熟悉、了解或掌握不同知識(shí)單元的具體內(nèi)容，完成水準(zhǔn)儀測(cè)量、全站儀測(cè)量等內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)作業(yè)，達(dá)成課程標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)要求，具體內(nèi)容如表1所示。

五、教學(xué)方法改進(jìn)

（一）合理安排課時(shí)，完善教學(xué)內(nèi)容

為了提升教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解吸收，必須要在教學(xué)方法上下功夫、做文章。傳統(tǒng)的教學(xué)方法以教師課堂講授為主，學(xué)生課后作業(yè)為輔。這是一種“單輸入單輸出”的教學(xué)模式。學(xué)生獲取信息的渠道單一，教師得到的反饋信息片面，既不利于形成雙向互動(dòng)、教學(xué)相長(zhǎng)的良性循環(huán)，也不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提升。

在“以人為本精準(zhǔn)施教、以質(zhì)為重改革創(chuàng)新”的思想指導(dǎo)下，可以從兩方面改進(jìn)教學(xué)方法：一是鼓勵(lì)問(wèn)題導(dǎo)向?qū)W習(xí)，通過(guò)提出現(xiàn)實(shí)問(wèn)題、啟發(fā)分析思路、引導(dǎo)構(gòu)建模型、討論測(cè)量與表示方法、經(jīng)典案例參照研討、反思問(wèn)題求解成果等方法引導(dǎo)學(xué)生完成發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—分析問(wèn)題—求解問(wèn)題—思考問(wèn)題的閉環(huán)過(guò)程，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)測(cè)量學(xué)問(wèn)題和方法技能的理解與應(yīng)用;二是通過(guò)項(xiàng)目學(xué)習(xí)，例如設(shè)置測(cè)量實(shí)踐項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生完成問(wèn)題提出、項(xiàng)目界定、團(tuán)隊(duì)組建、項(xiàng)目分析與分解、項(xiàng)目方案實(shí)施以及項(xiàng)目答辯等環(huán)節(jié)，鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)合作以及解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題等方面的能力。

通常情況下，非測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)測(cè)量學(xué)一般為48課時(shí)或40學(xué)時(shí)，因此，教師為了保證教學(xué)質(zhì)量，必須學(xué)會(huì)合理安排課時(shí)或?qū)W時(shí)，制定出科學(xué)合理的教學(xué)計(jì)劃，以保證各課時(shí)或?qū)W時(shí)可以良好的銜接在一起。除此之外，教師還應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新。以全站儀測(cè)量實(shí)踐項(xiàng)目為例，教師可以提前錄制或搜集整理20～30分鐘的視頻教程，將全站儀相關(guān)的基本知識(shí)點(diǎn)和操作要點(diǎn)傳達(dá)給學(xué)生。接著教師結(jié)合視頻中的內(nèi)容與學(xué)生進(jìn)行交流，針對(duì)學(xué)生的疑問(wèn)和思考答疑解惑。然后教師布置測(cè)量基本任務(wù)，并將學(xué)生分成若干小組。學(xué)生接受任務(wù)后，在組內(nèi)開(kāi)展討論、設(shè)計(jì)過(guò)程、任務(wù)分工、具體實(shí)施。在這一過(guò)程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并探索解決途徑，教師保持對(duì)各小組的密切關(guān)注和實(shí)時(shí)互動(dòng)，及時(shí)解答學(xué)生在項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。最后，學(xué)生在完成任務(wù)后認(rèn)真總結(jié)成果和經(jīng)驗(yàn)，撰寫(xiě)項(xiàng)目報(bào)告，選派代表向教師和全體學(xué)生進(jìn)行匯報(bào)，并針對(duì)其他學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)行解釋和辯論。這種以學(xué)生為主導(dǎo)角色、教師為輔助角色的課堂翻轉(zhuǎn)模式有助于激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，養(yǎng)成勤于學(xué)習(xí)和善于思考的良好學(xué)風(fēng)。

（二）合理搭配各種教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情

對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行分析可知，傳統(tǒng)教學(xué)方法多為講授式教學(xué)，學(xué)生只能被動(dòng)接受所學(xué)知識(shí)。然而測(cè)量學(xué)實(shí)踐性非常強(qiáng)，以至于教師無(wú)法獲得令自己滿意的教學(xué)效果。因此，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)學(xué)會(huì)變通，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定不同教學(xué)計(jì)劃，選擇不同教學(xué)方法，比如案例式教學(xué)法、研討式教學(xué)法、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法等都是教師可以選擇的教學(xué)方法。而且，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，教師還可以嘗試將不同教學(xué)方法融合在一起，以提高教學(xué)質(zhì)量，保證教學(xué)效率。以水準(zhǔn)測(cè)量為例，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，教師可以引進(jìn)相關(guān)項(xiàng)目，以所引進(jìn)項(xiàng)目為切入點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容向?qū)W生進(jìn)行提問(wèn)，引發(fā)學(xué)生思考，而且這種做法還可以為學(xué)生營(yíng)造出良好的教學(xué)環(huán)境。具體做法是將學(xué)生劃分為若干個(gè)4～5人的學(xué)習(xí)小組，為每個(gè)小組配備水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺、尺墊、卷尺等工具，要求他們完成所布置任務(wù)，最后檢查每個(gè)小組的測(cè)量結(jié)果，發(fā)現(xiàn)他們的不足并指導(dǎo)他們改正。此做法還可以有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性，吸引學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，有效提高他們的實(shí)踐能力。除此之外，教師還應(yīng)提高互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使用率，借助多媒體設(shè)備構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)完成日常教學(xué)任務(wù)，此做法的好處在于可以幫助教師避免因新儀器、新設(shè)備不到位而對(duì)教學(xué)效果造成的影響，可以更好的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，獲得令自己滿意的教學(xué)效果。

（三）搭建實(shí)踐基地，提高學(xué)生實(shí)踐能力

實(shí)踐課程是測(cè)量學(xué)課程的重要組成部分，基于此，高校管理人員必須確保學(xué)生可以在校園內(nèi)完成相關(guān)實(shí)踐任務(wù)，確保學(xué)生可以熟練掌握相關(guān)知識(shí)。目前，實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生完成實(shí)踐課程的主要場(chǎng)所，通常情況下，高校測(cè)量學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室共分為8個(gè)組成部分，分別是水準(zhǔn)儀分室、經(jīng)緯儀分室、全站儀分室、GNSS接收機(jī)分室、攝影測(cè)量分室、測(cè)繪儀器附件分室、測(cè)繪演示實(shí)驗(yàn)分室以及軟件實(shí)訓(xùn)室。但是由于高校資源有限，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室無(wú)法滿足學(xué)生具體學(xué)習(xí)要求，比如雖然水準(zhǔn)儀分室可以幫助學(xué)生全面、具體的了解水準(zhǔn)儀構(gòu)造，但并不能幫助學(xué)生掌握水準(zhǔn)儀使用方法，再加上缺少固定測(cè)量控制點(diǎn)，導(dǎo)致每次學(xué)習(xí)都要浪費(fèi)大量時(shí)間，給學(xué)生提高自身實(shí)踐能力造成干擾。

為解決上述問(wèn)題，確保教師可以獲得令自己滿意的教學(xué)效果，培養(yǎng)出社會(huì)需要的復(fù)合型人才，高校管理人員應(yīng)提高對(duì)校企合作工作的關(guān)注度，與相關(guān)企業(yè)進(jìn)行合作，搭建實(shí)習(xí)基地。此方法不僅可以幫助高校控制教育投入成本，還可以提高學(xué)生就業(yè)率;可以幫助企業(yè)控制人才招收成本，提高人才招收效率。除此之外，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中還可以學(xué)習(xí)到一些新知識(shí)，及時(shí)將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際工作融合在一起，為他們以后發(fā)展打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

六、結(jié)論

作為土木工程、地球信息科學(xué)與技術(shù)等非測(cè)繪專(zhuān)業(yè)的必修課之一，測(cè)量學(xué)對(duì)于學(xué)生具有十分重要的意義。本文針對(duì)非測(cè)繪專(zhuān)業(yè)的學(xué)科特色和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，從教學(xué)目標(biāo)定位、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)以及教學(xué)方法改進(jìn)三個(gè)方面研究和探索了測(cè)量學(xué)教學(xué)改革的具體措施。改革舉措的順利實(shí)施將為培養(yǎng)新時(shí)代測(cè)量學(xué)領(lǐng)域的綜合型高素質(zhì)人才提供重要支撐。

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Abstract： Teaching reform is an arduous and complicated task carried out from the beginning to the end of teaching. According to the subject characteristics and learning characteristics of non-surveying and mapping majors， this paper studies and explores the teaching reform of Surveying course from three aspects： the orientation of teaching objectives， the design of teaching contents and the improvement of teaching methods. The research has important referential significance for solving a series of problems in the teaching reform of Surveying course for non-surveying and mapping majors.

Key words： non-surveying and mapping majors; Surveying; teaching reform