新工科背景下土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)工程測(cè)量實(shí)踐教學(xué)改革探討

張華　楊敏　郝明

摘要：新工科概念的提出，對(duì)新形勢(shì)下高校各類(lèi)課程的實(shí)踐教學(xué)提出了機(jī)遇和挑戰(zhàn)，該文在分析土建類(lèi)工程測(cè)量實(shí)踐教學(xué)中存在諸如部分實(shí)踐內(nèi)容與工程崗位實(shí)際需求脫節(jié)、實(shí)踐教學(xué)模式單一、目標(biāo)不明確、實(shí)踐教學(xué)過(guò)程難控等問(wèn)題，分別在教學(xué)內(nèi)容中加入現(xiàn)代化、智能化和數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)融入教學(xué)、建立多功能的工程測(cè)量實(shí)訓(xùn)案例等內(nèi)容，以加強(qiáng)與工程實(shí)際之間的聯(lián)系;加入微視頻，測(cè)量仿真平臺(tái)等輔助教學(xué)手段，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和主動(dòng)性;采用基于微信群功能的過(guò)程指導(dǎo)，加強(qiáng)對(duì)實(shí)踐過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)控。該文所提出的建議可為相關(guān)專(zhuān)業(yè)類(lèi)似課程的教學(xué)改革提供一定的參考和幫助。

關(guān)鍵詞：新工科工程測(cè)量實(shí)踐教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：TU198-4;G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ?文章編號(hào)：1672-3791（2022）07（a）-0000-00

Practical Teaching Reform of Engineering Survey in Civil Engineering under the

Background of Emerging Engineering Education

ZHANG Hua? YANG Min? ?HAO Ming

（China University of Mining and Technology， Xuzhou， Jiangsu Province，221116 China）

Abstract： The concept of Emerging Engineering Education provides opportunities and challenges for the practical teaching of various courses in Colleges and Universities under the new situation. This paper analyzes the problems existing in the practical teaching of civil engineering surveying， such as the disconnection between some practical contents and the actual needs of engineering posts， the single practical teaching mode， unclear objectives and difficult in controlling the practical teaching process. So as to strengthen the connection with engineering practice， we add modernization and integrating intelligent and digital surveying and mapping technology into teaching and establish multi-functional engineering surveying training cases. To mobilize students' enthusiasm and initiative， we add auxiliary teaching means such as micro video and measurement simulation platform. The process guidance based on WeChat group function is adopted to strengthen the guidance and monitoring of the practice process. The suggestions put forward in this paper can provide some reference and help for the teaching reform of similar courses in related majors.

Key Words： Emerging Engineering Education; Engineering Survey; Practical Teaching; Reform

隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的發(fā)展，新一輪教育改革也在加速進(jìn)行，教育部發(fā)布了《教育部高等教育司關(guān)于開(kāi)展新工科研究與實(shí)踐的通知》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《通知》），《通知》主要內(nèi)容為探索工科教育改革思路及新工科背景下如何對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方式進(jìn)行優(yōu)化等[1-2]。新工科要求培養(yǎng)具有實(shí)踐和創(chuàng)新能力強(qiáng)的具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的符合人才?！豆こ虦y(cè)量》是土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生既需要理解測(cè)繪知識(shí)，又需要熟練掌握工程崗位所需的測(cè)量技術(shù)技能。而《工程測(cè)量》實(shí)踐教學(xué)是對(duì)課程基礎(chǔ)理論的理解和掌握具有重要的意義，同時(shí)實(shí)踐教學(xué)有助于學(xué)生的創(chuàng)新、自主思考、邏輯思維和動(dòng)手能力培養(yǎng)。一般來(lái)說(shuō)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)往往需要小組合作，因此它同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生組織和協(xié)調(diào)能力、團(tuán)隊(duì)合作精神和邏輯思維能力。隨著新技術(shù)和方法在測(cè)繪領(lǐng)域中的不斷應(yīng)用，《工程測(cè)量》課程的傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)方法逐漸不能滿足實(shí)際工程應(yīng)用的要求，很多院校單位對(duì)于《工程測(cè)量》實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)與時(shí)俱進(jìn)和質(zhì)量保障體系研究不夠。課程實(shí)踐方式和內(nèi)容過(guò)于陳舊，學(xué)生從實(shí)踐中獲取的知識(shí)已經(jīng)不能完全勝任畢業(yè)后所從事的工程項(xiàng)目實(shí)際需求，學(xué)生的積極性和主動(dòng)性難以得到激發(fā)，從而導(dǎo)致了學(xué)生不能融會(huì)貫通《工程測(cè)量》中所學(xué)知識(shí)，動(dòng)手能力得不到很好的鍛煉。因此，充分考慮學(xué)生畢業(yè)后所從事的工程項(xiàng)目，結(jié)合各院校實(shí)際情況，如果對(duì)現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和方法收單進(jìn)行調(diào)整，從而構(gòu)建符合新工科要求的《工程測(cè)量》課程實(shí)踐體系。使得學(xué)生畢業(yè)后能勝任或者經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)后能勝任相關(guān)工程實(shí)際測(cè)量工作。為此，該文在分析目前《工程測(cè)量》實(shí)踐教學(xué)存在的問(wèn)題基礎(chǔ)上，探討了《工程測(cè)量》課程實(shí)踐教學(xué)改革內(nèi)容和方法手段，以期提高教學(xué)效果，為培養(yǎng)符合“新工科”要求的高素質(zhì)測(cè)繪人才提供保障。

1 實(shí)踐課程現(xiàn)狀

1.1 部分實(shí)踐內(nèi)容與工程崗位實(shí)際需求脫節(jié)

一般情況下，土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)所開(kāi)設(shè)《工程測(cè)量》課程包含了理論和實(shí)踐教學(xué)兩大部分，其中，實(shí)踐教學(xué)部分又包括了課堂實(shí)習(xí)和集中實(shí)習(xí)[2-3]。由于課程總學(xué)時(shí)的壓縮，實(shí)踐課程學(xué)時(shí)普遍偏少，很多沒(méi)有設(shè)計(jì)集中實(shí)習(xí)。為完成正常的教學(xué)任務(wù)，一般通過(guò)老師的講授+現(xiàn)場(chǎng)演示來(lái)完成實(shí)踐教學(xué)工作，學(xué)生得不到親手實(shí)踐，很多先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)和方法得不到應(yīng)用，導(dǎo)致與實(shí)際工程測(cè)量要求相差較大。有的院校單位雖然加入了不少的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，但相關(guān)的實(shí)踐操作往往只是強(qiáng)調(diào)儀器的基本使用，學(xué)生對(duì)測(cè)量實(shí)踐主要還是操作儀器，而沒(méi)有相應(yīng)的具體測(cè)量工程實(shí)踐，使得教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際工程測(cè)量需求不吻合，進(jìn)而造成了學(xué)生對(duì)實(shí)踐內(nèi)容不能很好地理解和掌握，最終使得學(xué)生在實(shí)際工程測(cè)量中不能靈活運(yùn)用《工程測(cè)量》中所學(xué)知識(shí)。同時(shí)，由于各種原因，許多院校沒(méi)有正規(guī)的工程測(cè)量實(shí)習(xí)場(chǎng)景和基地，一般就是在大學(xué)校園內(nèi)進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)。但是校園的道路、房屋等地形地貌特征相對(duì)簡(jiǎn)單，與畢業(yè)后要從事工程實(shí)際場(chǎng)景相差甚遠(yuǎn)，實(shí)踐對(duì)象簡(jiǎn)單、不全面，以致對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果核驗(yàn)不夠充分，處理實(shí)際工程測(cè)量問(wèn)題能力不能很好地得到鍛煉，最終導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)效果不理想。再者，在實(shí)踐教學(xué)中，往往還是以實(shí)際工程測(cè)量中已使用不多儀器設(shè)備作為教學(xué)重點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)先進(jìn)的測(cè)繪儀器操作掌握不夠。另外，很多院校還是以地形圖測(cè)繪為集中實(shí)踐實(shí)習(xí)的主要內(nèi)容，而不是主要要到的施工放樣。以上各環(huán)節(jié)不合理設(shè)置導(dǎo)致了現(xiàn)有的《工程測(cè)量》部分實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與工程崗位需求脫節(jié)[4]。

1.2 實(shí)踐教學(xué)模式單一、目標(biāo)不明確

由于受課時(shí)學(xué)時(shí)和師資力量等的限制，在《工程測(cè)量》實(shí)踐教學(xué)中，往往還是以教師講授為主的灌輸式方式來(lái)完成實(shí)踐教學(xué)工作，老師和學(xué)生之間缺乏必要的交流，學(xué)生只是消極被動(dòng)的完成學(xué)習(xí)任務(wù)，其主動(dòng)性、挑戰(zhàn)性、創(chuàng)造性及自我學(xué)習(xí)能力受到約束[5]。再者，由于大部分院校單位的工程測(cè)量師資力量嚴(yán)重不足，一個(gè)專(zhuān)任教師要承擔(dān)多個(gè)班級(jí)的工程測(cè)量實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，一般讓老師所編寫(xiě)的實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)書(shū)在規(guī)定的時(shí)間和地點(diǎn)完成相應(yīng)的實(shí)踐內(nèi)容[3-5]，這種模式會(huì)導(dǎo)致教師無(wú)法“因?qū)I(yè)施教”，無(wú)法根據(jù)不同的專(zhuān)業(yè)有針對(duì)性地設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，難以面面俱到。再者，老師在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中對(duì)先進(jìn)的教學(xué)方法和手段運(yùn)用不夠，譬如，在實(shí)踐課程中充分利用“雨課堂”“智慧教室”等智慧工具和平臺(tái)來(lái)豐富課堂教學(xué)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和自主學(xué)習(xí)能力等。以上單一的教學(xué)模式會(huì)導(dǎo)致學(xué)生不能很好地認(rèn)識(shí)實(shí)踐的重要性和必要性，缺乏系統(tǒng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，很難將《工程測(cè)量》中所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到工程實(shí)踐中，更不能主動(dòng)地分析和解決實(shí)踐過(guò)程中遇到的技術(shù)難題，學(xué)生參與實(shí)踐的主動(dòng)性、創(chuàng)新性和技術(shù)技能不高。

1.3 實(shí)踐教學(xué)過(guò)程難控

很多情況下，實(shí)踐課都是一個(gè)老師指導(dǎo)多組學(xué)生，因教師的精力和時(shí)間都是有限，實(shí)踐教學(xué)安排和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果受到嚴(yán)重影響。再者，一般實(shí)踐場(chǎng)地比較分散，學(xué)生領(lǐng)取實(shí)習(xí)任務(wù)后分組進(jìn)行操作，各小組分散在實(shí)習(xí)場(chǎng)地，很難做到集中管理和指導(dǎo)，指導(dǎo)老師不可能同時(shí)兼顧每個(gè)小組，難以實(shí)時(shí)掌握學(xué)生實(shí)踐情況[6-7]。再者，實(shí)踐教學(xué)考核體系也有待完善，雖然制定了實(shí)踐考核標(biāo)準(zhǔn)，但沒(méi)有對(duì)學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中的表現(xiàn)客觀公正的評(píng)價(jià)，如學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程的表現(xiàn)情況很難在最終的考核成績(jī)中體現(xiàn)，表現(xiàn)好壞對(duì)最終的實(shí)踐考核成績(jī)影響不大。因此，造成有些學(xué)生在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中放松懈怠，態(tài)度不端正等現(xiàn)象，實(shí)踐效果得不到保證。

2 實(shí)踐教學(xué)改革

2.1 教學(xué)內(nèi)容改革

對(duì)實(shí)踐的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)深入企業(yè)調(diào)研，了解畢業(yè)生崗位對(duì)測(cè)量技術(shù)技能的要求，收集工程測(cè)量案例的相關(guān)材料，掌握分析真實(shí)的測(cè)量工作過(guò)程。指導(dǎo)教師與企業(yè)測(cè)量技術(shù)人員進(jìn)行對(duì)接，共同分析土建類(lèi)畢業(yè)生在工作崗位測(cè)量工作任務(wù)及對(duì)應(yīng)的能力需求。將課程中設(shè)計(jì)的過(guò)時(shí)很少用的教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)根據(jù)各院校的實(shí)際情況增加一些目前先進(jìn)的、實(shí)際工程應(yīng)用的內(nèi)容。例如：減少經(jīng)緯儀、鋼尺測(cè)距等教學(xué)內(nèi)容，用全站儀測(cè)角、測(cè)距替代。由于當(dāng)前工程建設(shè)呈現(xiàn)出規(guī)模大型化、信息網(wǎng)絡(luò)化和施工精度高等趨勢(shì)，要求相應(yīng)的測(cè)量技術(shù)保障越來(lái)越高。以3S技術(shù)為代表一批高新測(cè)量技術(shù)，特別是無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展為其提供了重要技術(shù)支撐[8]。所以，在《工程測(cè)量》實(shí)踐教學(xué)中需要將這些先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)引入，以增強(qiáng)學(xué)生畢業(yè)后的適應(yīng)能力。如針對(duì)土方量量測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以設(shè)計(jì)將現(xiàn)代化、智能化和數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)融入教學(xué)。（如圖1所示）。另外，由于學(xué)生畢業(yè)后主要涉及工程施工測(cè)量，最好的解決方式是收集工程測(cè)量案例的相關(guān)材料，掌握真實(shí)的測(cè)量工作過(guò)程，建立多功能的工程測(cè)量實(shí)訓(xùn)基地，同時(shí)也可聯(lián)合相關(guān)工程單位建立實(shí)訓(xùn)基地，讓學(xué)生在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行工程測(cè)量的實(shí)踐教學(xué)。

2.2 教學(xué)手段改革

通過(guò)上面的現(xiàn)狀分析可知，傳統(tǒng)的《工程測(cè)量》實(shí)踐教學(xué)方式使得學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度、積極性和自主學(xué)習(xí)能力明顯下降。為此可以結(jié)合雨課堂和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，首先將各種工程工作的知識(shí)點(diǎn)和關(guān)鍵部分總結(jié)并錄制成視頻，通過(guò)雨課堂將課程中需要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)、學(xué)習(xí)方法及達(dá)到的要求等內(nèi)容以文字或視頻方式發(fā)布到線上教學(xué)平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生完成課程導(dǎo)學(xué)和課程資源分享。然后，引導(dǎo)學(xué)生利用雨課堂的客戶端，利用老師上傳的各種課程資源進(jìn)行課程內(nèi)容自主學(xué)習(xí)，針對(duì)比較難理解的知識(shí)點(diǎn)，可以通過(guò)反復(fù)觀看視頻及自行查閱相關(guān)資料進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，將學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的難點(diǎn)問(wèn)題記錄下來(lái)與同學(xué)或老師進(jìn)行線上下討論。在完成自主學(xué)習(xí)后，將學(xué)生分成若干個(gè)小組，并布置相應(yīng)的討論問(wèn)題，各學(xué)習(xí)小組根據(jù)自主學(xué)習(xí)階段的收獲在雨課堂平臺(tái)上進(jìn)行線上小組討論，最終得到小組學(xué)習(xí)成果。最后再結(jié)合老師的課堂教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)展示和現(xiàn)場(chǎng)輔導(dǎo)答疑，進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)效果。再者，可引入工程測(cè)量實(shí)踐虛擬教學(xué)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)[7]，如圖2所示，學(xué)生可以在系統(tǒng)中完成通過(guò)本實(shí)驗(yàn)的選點(diǎn)、觀測(cè)、數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)學(xué)生“一井定向”的基礎(chǔ)訓(xùn)練;通過(guò)連接三角形優(yōu)化、精度估算等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力。學(xué)生可以通過(guò)軟件改變控制參數(shù)，對(duì)儀器操作和工程測(cè)量工作過(guò)程進(jìn)行模擬，增加對(duì)實(shí)踐過(guò)程的理解。為進(jìn)一步增加集中實(shí)習(xí)的趣味性，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和主動(dòng)性，可將一個(gè)班級(jí)學(xué)生分成多組，在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中各組之間開(kāi)展實(shí)踐競(jìng)賽活動(dòng)。以賽促教、以賽促改。在評(píng)價(jià)實(shí)踐效果時(shí)，為保證實(shí)踐評(píng)價(jià)的客觀性和公正性，可依據(jù)學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中的參與度、實(shí)習(xí)報(bào)告的完成度及綜合答辯的正確度，按照一定的比例給出每個(gè)學(xué)生實(shí)踐最終成績(jī)，達(dá)到客觀掌握學(xué)生課程學(xué)習(xí)情況。

2.3 教學(xué)過(guò)程指導(dǎo)

針對(duì)工程測(cè)量實(shí)踐中學(xué)生分散的特點(diǎn)，可利用QQ群、微信群等互聯(lián)網(wǎng)工具對(duì)學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)控。建立班級(jí)QQ群或微信群，要求班內(nèi)所有參加實(shí)習(xí)的學(xué)生必須加入，指導(dǎo)教師可通過(guò)照片發(fā)布、位置分享、視頻會(huì)話等功能完成考勤和了解學(xué)生的實(shí)習(xí)狀態(tài)。同時(shí)，指導(dǎo)教師可在線解答遇到的技術(shù)難題和普遍問(wèn)題，有效避免普遍問(wèn)題的重復(fù)解答。各小組匯報(bào)本組的所進(jìn)行的工作以及遇到的問(wèn)題處理方法，然后大家進(jìn)行討論，好的方法建議其他組采用，將發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤錄制成短視頻或者拍成照片發(fā)布到QQ群或微信群里，指導(dǎo)教師對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行判別和點(diǎn)評(píng)可大幅提高教師指導(dǎo)實(shí)習(xí)的針對(duì)性，學(xué)生實(shí)習(xí)操作的規(guī)范性和有效性，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、精益求精的測(cè)量實(shí)習(xí)精神。

3 結(jié)語(yǔ)

如何培養(yǎng)符合“新工科”要求的高素質(zhì)學(xué)生是工科高校的重要任務(wù)，而《工程測(cè)量》是一門(mén)實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，所有對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力的培養(yǎng)尤為重要。該文在分析土建類(lèi)工程測(cè)量實(shí)踐教學(xué)中存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，分別對(duì)教學(xué)內(nèi)容、手段和過(guò)程進(jìn)行探討和分析，并提出了相應(yīng)的解決方法和手段，為提高《工程測(cè)量》實(shí)踐教學(xué)改革提供一定的參考。

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基金項(xiàng)目：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目資助“新工科背景下《工程測(cè)量學(xué)》創(chuàng)新教學(xué)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2020YB31，2020YB28）;《VR支撐下的測(cè)繪類(lèi)實(shí)踐教學(xué)模式研究》（項(xiàng)目編號(hào)：S2020D001）。

作者簡(jiǎn)介：張華（1979—），男，博士，副教授，研究方向?yàn)闇y(cè)繪科學(xué)與技術(shù)、遙感數(shù)據(jù)智能處理。

通訊作者：郝明（1988—），男，研究生，副教授，研究方向?yàn)楣こ虦y(cè)量與遙感圖像處理，E-mail：haoming@cumt.edu.cn。