新時代測繪工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)改革探索

譚興龍 丁 楠

(江蘇師范大學(xué) 地理測繪與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院, 江蘇 徐州 221116)

0 引言

改革開放以來,隨著全國科技事業(yè)的蓬勃發(fā)展,測繪事業(yè)迅速進步,測繪先驅(qū)們?yōu)樽鎳慕?jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)、科學(xué)事業(yè)的繁榮做出了重要貢獻(xiàn)。隨著新時代科技進步,我國測繪科學(xué)技術(shù)闊步前進,日新月異,測繪技術(shù)全面向數(shù)字化、自動化和智能化方向轉(zhuǎn)變,測繪學(xué)科也從單學(xué)科發(fā)展成多學(xué)科綜合研究[1]。同時,傳統(tǒng)測繪應(yīng)用場景發(fā)生較大變革,測繪與其他行業(yè)之間的交叉應(yīng)用和技術(shù)融合愈加緊密。為避免培養(yǎng)的測繪人才與社會需求之間出現(xiàn)脫節(jié),江蘇師范大學(xué)測繪工程專業(yè)探索創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方案改革,力爭培養(yǎng)出既能滿足當(dāng)前社會需求、又能緊跟高技術(shù)發(fā)展趨勢的創(chuàng)新型復(fù)合型測繪人才。

1 測繪工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)改革背景

1.1 響應(yīng)新時代創(chuàng)新政策號召

黨的十九大報告進一步明確了創(chuàng)新在引領(lǐng)經(jīng)濟社會發(fā)展中的重要地位,提出要堅持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,加快建設(shè)創(chuàng)新型國家。國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》,教育部在新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議中指出,堅持“以本為本”,推進“四個回歸”,加快建設(shè)高水平本科教育、全面提高人才培養(yǎng)能力[2]。2021年6月,教育部召開座談會學(xué)習(xí)貫徹習(xí)近平總書記在兩院院士大會、中國科協(xié)第十次全國代表大會上的重要講話精神,指出要加快構(gòu)建高質(zhì)量高?？萍紕?chuàng)新體系。這些文件對創(chuàng)新教育改革、建設(shè)創(chuàng)新型教師隊伍、構(gòu)建高校創(chuàng)新體系給出了具體意見。過去一年,習(xí)近平總書記向全球宣布北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通,國測一大隊等同志利用自主知識產(chǎn)權(quán)設(shè)備重新測量珠峰高程,一系列重大事件將中國的測繪事業(yè)推向了世界高峰[3]。雖然我國測繪行業(yè)取得了令人矚目的成績,然而測繪人才培養(yǎng)仍然存在創(chuàng)新不足[4]。高校在培養(yǎng)測繪人才的過程中,不可僅將學(xué)生培養(yǎng)成測繪技術(shù)型的人才,更要注重創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。因此,作者所在高校為響應(yīng)新時代政策號召,探索新時代測繪工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)改革,力爭為社會培養(yǎng)具有核心競爭力的創(chuàng)新型人才。

1.2 契合新時代社會需求和新技術(shù)發(fā)展趨勢

新時代測繪技術(shù)全面向數(shù)字化、自動化和智能化方向轉(zhuǎn)變,社會需求存在巨大變化。隨著5G時代的到來,大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算等技術(shù)無縫注入測繪地理信息行業(yè),演變出更豐富的應(yīng)用,例如,智慧城市、無人機測繪、三維導(dǎo)航與測繪地理信息領(lǐng)域的融合發(fā)展迅速,基于測繪地理信息技術(shù)的智能制造、穿戴裝備、自動駕駛等前沿領(lǐng)域進入日常生活,測繪高科技新技術(shù)讓人民生活更加便捷智慧[5]。與此同時,我國在全球地理信息感知、水體和地下空間測繪、地理信息數(shù)據(jù)庫融合升級、數(shù)據(jù)智能化處理和信息挖掘、測繪衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取和應(yīng)用等關(guān)鍵共性技術(shù)領(lǐng)域還存在“卡脖子”問題,高精尖測繪地理信息裝備中部分關(guān)鍵核心技術(shù)還處于受制于人的困境[6]。為了更好適應(yīng)新時代社會需求和測繪新技術(shù)發(fā)展,攻克“卡脖子”問題,人才培養(yǎng)是關(guān)鍵,探索創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方案勢在必行。

2 創(chuàng)新型人才培養(yǎng)改革理念和目標(biāo)

創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力,江蘇師范大學(xué)測繪工程本科專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)改革思路,一是著力培養(yǎng)學(xué)生獨立思考與原始創(chuàng)新,克服以往的培養(yǎng)方案存在的學(xué)時、學(xué)分、課程設(shè)置過多,學(xué)生獨立學(xué)習(xí)、思考、參與創(chuàng)新環(huán)節(jié)較少等現(xiàn)象,創(chuàng)新性人才培養(yǎng)方案通過重視理論基礎(chǔ)、加強工程實踐和突出創(chuàng)新能力,提升學(xué)生核心競爭力。二是新培養(yǎng)方案中課時設(shè)置與新技術(shù)深度融合,增加無人機測繪、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新課程的比重,緊跟新技術(shù)發(fā)展趨勢。三是針對傳統(tǒng)測繪中的實踐教學(xué)給學(xué)生的印象大都是條件艱苦、環(huán)境惡劣、科技含量不高等負(fù)面印象,新培養(yǎng)方案中實踐教學(xué)突出測繪技術(shù)的數(shù)字化、自動化和智能化,提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣,同時開展“無比例尺測圖”“地理實體”“圖庫一體化”等測繪新理論的實踐和應(yīng)用[7]。

江蘇師范大學(xué)測繪工程本科專業(yè)人才培養(yǎng)以原始創(chuàng)新能力提升為核心,以分類分型人才培養(yǎng)模式為抓手,以優(yōu)化的課程體系為支撐,實現(xiàn)知識、能力、素質(zhì)三位一體協(xié)調(diào)發(fā)展,培養(yǎng)出具有空間地理信息采集、目標(biāo)定位、數(shù)據(jù)處理、成果加工與分析等能力;具有測繪工程的項目設(shè)計、項目管理、組織實施等能力;具有應(yīng)用自然科學(xué)、數(shù)學(xué)、信息科學(xué)等知識解決測繪工程領(lǐng)域相關(guān)的科學(xué)研究、設(shè)計、開發(fā)能力;精通國家關(guān)于測繪地理信息行業(yè)相關(guān)政策和法規(guī),通過生產(chǎn)實踐鍛煉,具備注冊測繪師的基本素質(zhì)與能力;具有團隊協(xié)作和科學(xué)探索精神的交叉領(lǐng)域應(yīng)用的創(chuàng)新型人才。

3 創(chuàng)新型人才培養(yǎng)改革實踐與措施

江蘇師范大學(xué)測繪工程專業(yè)定位是立足測繪遙感與地理信息行業(yè),面向新時代智慧城市、全源導(dǎo)航、大數(shù)據(jù)分析、數(shù)字孿生等需求,培養(yǎng)具有從事“空天地”全息地理信息采集、處理與應(yīng)用等相關(guān)理論與技術(shù)的“新工科”復(fù)合型高級技術(shù)專業(yè)人才。為實現(xiàn)專業(yè)定位目標(biāo),在課程體系、創(chuàng)新課程、實踐教學(xué)等方面進行以下改革措施。

3.1 調(diào)整課程體系

為實現(xiàn)專業(yè)定位復(fù)合型高級技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),本次江蘇師范大學(xué)測繪工程本科專業(yè)新的人才培養(yǎng)中課程體系調(diào)整為通識課程、基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程、實踐課程、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與科研訓(xùn)練(表1)。其中通識課程注重課程思政和學(xué)生心理,具體包括校本、博雅、思想政治理論類課程、軍事體育類課程、外語類課程、計算機類課程、心理健康教育;實踐課程包括各類專業(yè)實習(xí)、課程設(shè)計等集中實踐環(huán)節(jié)、畢業(yè)論文(設(shè)計)和課程實驗;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與科研訓(xùn)練模塊注重獨立思考和原始創(chuàng)新,分為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程、科研訓(xùn)練課程。總學(xué)分為162,總學(xué)時為2 614,其中理論學(xué)時為1 854,實踐學(xué)時為760,實踐環(huán)節(jié)共計54.5學(xué)分,占總學(xué)分的33.64%。

表1 課程類型、結(jié)構(gòu)與體系

續(xù)表1

3.2 新增創(chuàng)新課程

針對專業(yè)定位中培養(yǎng)具有從事“空天地”全息地理信息采集、處理與應(yīng)用的目標(biāo),依照新技術(shù)發(fā)展趨勢,修改和調(diào)整教學(xué)課程體系,引入新興的“無人機測圖”“導(dǎo)航與定位”“物聯(lián)網(wǎng)”“人工智能”等相關(guān)課程,更新教學(xué)平臺,轉(zhuǎn)變教學(xué)方法,提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。其中,“無人機測圖”講授無人機手動飛行操作、航線規(guī)劃、影像數(shù)據(jù)采集、空中三角測量、多視影像密集點匹配、數(shù)字表面模型數(shù)據(jù)生成、紋理貼合、實景三維建模、三維測圖及外業(yè)調(diào)繪與補測等[8],讓學(xué)生在學(xué)習(xí)完攝影測量學(xué)和傳統(tǒng)數(shù)字地形測量實習(xí)的基礎(chǔ)上,感受無人機測圖的優(yōu)勢?！皩?dǎo)航與定位”主要講授多源傳感器定位原理、數(shù)據(jù)融合理論、室內(nèi)外無縫定位方法及其相應(yīng)的編程開發(fā)。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System,GNSS)定位原理與應(yīng)用的基礎(chǔ)上,開拓傳統(tǒng)導(dǎo)航定位應(yīng)用場景,提升學(xué)生創(chuàng)新思維和開發(fā)能力?！拔锫?lián)網(wǎng)”和“人工智能”講授機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等智能理論,融合測繪理論方法和應(yīng)用場景,拓寬學(xué)生思維局限,在學(xué)科交叉融合中激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力。

3.3 優(yōu)化實踐教學(xué)3.3.1 復(fù)雜場景,開發(fā)虛擬仿真教學(xué)平臺

我校新增了虛擬仿真教學(xué)平臺,針對傳統(tǒng)測量教學(xué)中存在的貴重測繪儀器不足、儀器操作易損壞等情況,可先在虛擬仿真教學(xué)平臺中學(xué)習(xí)儀器使用、操作,練習(xí)熟悉后使用真實儀器,這種“虛實結(jié)合”的方式,極大提高了貴重儀器的使用安全和學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。針對測繪中部分實驗場景如“礦井聯(lián)系測量”“無人機實操飛行”“精密工程測量”等環(huán)境復(fù)雜、危險性大的實踐教學(xué)環(huán)節(jié),可完全在虛擬仿真教學(xué)平臺實驗操作。虛擬仿真教學(xué)平臺不僅拓寬了實踐教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度、延展了實踐教學(xué)的時間和空間、還極大提高了實踐教學(xué)的質(zhì)量和效果。

3.3.2購置硬件,優(yōu)化校內(nèi)實驗場地

現(xiàn)在測繪技術(shù)的發(fā)展從數(shù)字測繪和信息測繪逐漸發(fā)展到智能測繪階段,因此,在實踐教學(xué)環(huán)節(jié),應(yīng)及時補充最新高精尖的測繪設(shè)備,更新實踐教學(xué)內(nèi)容,滿足學(xué)科發(fā)展要求。我校、院二級領(lǐng)導(dǎo)歷年來重視測繪工程專業(yè)實驗室建設(shè),積極提升實踐教學(xué)軟硬件條件。近幾年,更新的主要測繪先進設(shè)備包括：測圖無人機、測量機器人、多頻多模GNSS接收機、陀螺全站儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀、管線探測儀、激光垂直儀、綜合測斜儀、地面三維激光掃描儀等。測繪實驗儀器設(shè)備的更新不僅提高了學(xué)生實踐能力,也有利于畢業(yè)生進入社會后與企業(yè)用人要求無縫對接。同時,結(jié)合校園特定場景,在我校工學(xué)院建立了標(biāo)準(zhǔn)化實驗場地,根據(jù)數(shù)字地形測量學(xué)、大地測量學(xué)和工程測量學(xué)的實驗規(guī)范要求,在工學(xué)院樓頂設(shè)置了GNSS連續(xù)運行參考站(Continuously Operating Reference Stations，CORS)和變形觀測試驗場、同時在校園內(nèi)建立了18永久測量點位,可較好滿足測繪相關(guān)教學(xué)活動,如全站儀、GNSS、陀螺儀、水準(zhǔn)儀等相關(guān)儀器的操作。同時,在泉山校區(qū)圖書館周圍按照測繪比賽的要求設(shè)置了導(dǎo)線控制、水準(zhǔn)測量、實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)(Real Time Kinematic,RTK)測量試驗場,在足球場周邊設(shè)置了無人機飛行試驗場,可較好開展實踐訓(xùn)練和測繪技能比賽,提升學(xué)生團隊協(xié)作能力。

3.3.3校企聯(lián)合,建立校外綜合實習(xí)基地

實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn),企業(yè)是高校培養(yǎng)人才質(zhì)量高低的重要判官。國務(wù)院辦公廳《關(guān)于強化企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新主體地位全面提升企業(yè)創(chuàng)新能力的意見》中指出,在以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系,企業(yè)應(yīng)當(dāng)真正成為創(chuàng)新決策、研發(fā)投入、科研組織和成果應(yīng)用的主體。因此,校企聯(lián)合可讓高校在培養(yǎng)學(xué)生過程中緊跟企業(yè)需求,同時反饋更新教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生在企業(yè)實習(xí)又可將理論知識落到具體實踐,是學(xué)生、高校和企業(yè)共贏模式[9-10]。江蘇師范大學(xué)與淮北九天測繪股份有限公司等十余家企業(yè)簽訂合作協(xié)議,在徐州、淮北等地甄選建立校外綜合實習(xí)基地,同時聘請具備高級專業(yè)技術(shù)職稱的企業(yè)技術(shù)骨干擔(dān)任學(xué)生的校外導(dǎo)師,使學(xué)生真正深入工程實踐和項目管理,讓學(xué)生深刻認(rèn)識測繪生產(chǎn)質(zhì)量的重要性,強化學(xué)生的測繪技能、職業(yè)規(guī)范、團隊溝通和項目管理等綜合能力。

3.4 加強科研訓(xùn)練

針對專業(yè)定位中滿足新時代智慧城市、全源導(dǎo)航、大數(shù)據(jù)分析、數(shù)字孿生等需求,江蘇師范大學(xué)測繪工程專業(yè)堅持以本為本,搭建本科生與專業(yè)教師的溝通互動平臺,實施測繪工程本科生導(dǎo)師制[11-12]。新生入學(xué)后,根據(jù)學(xué)生興趣,每一位新生分配一位專業(yè)教師,指導(dǎo)該生大學(xué)4年的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)、科研創(chuàng)新、升學(xué)就業(yè)等具體環(huán)節(jié)。大二之后,積極指導(dǎo)學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”等國家級、省級和校級科研訓(xùn)練項目,同時遴選出部分優(yōu)秀學(xué)生參加各類測繪技能大賽,以賽促學(xué),促進創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

3.5 改革成效

經(jīng)過3年改革實踐,我校測繪專業(yè)本科生在基礎(chǔ)理論、實踐技能和自主學(xué)習(xí)能力有效提升。獲全國測繪技能大賽與其他個人及團體省級以上獎項57項;近3年考研錄取率(升學(xué))逐年提升,分別達(dá)37%、38%、39%;科研方面,本科生獲批省級以上大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目10項、學(xué)生發(fā)表論文15篇,獲省優(yōu)秀畢業(yè)論文2篇,省高校測繪優(yōu)秀畢業(yè)論文15篇。改革取得較好的初步成效。

4 結(jié)束語

創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是中國經(jīng)濟社會發(fā)展的必然要求,科技進步促使測繪新技術(shù)和儀器設(shè)備不斷革新,高校人才培養(yǎng)方案改革也應(yīng)與時俱進。江蘇師范大學(xué)測繪工程專業(yè)充分考慮創(chuàng)新型人才培養(yǎng)思路,通過壓縮總課時、更新創(chuàng)新課程、優(yōu)化實踐方案和加強科研訓(xùn)練等相關(guān)措施,形成強大的培養(yǎng)合力,既適應(yīng)測繪學(xué)科專業(yè)發(fā)展的需要,又顧及學(xué)生個性需求,為培養(yǎng)創(chuàng)新型高級測繪工程專業(yè)人才奠定了堅實基礎(chǔ)。