《土木工程測量》課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐＊

李曉芳（安徽文達(dá)信息工程學(xué)院，安徽 合肥 231201）

土木工程行業(yè)在全球智能化、信息化的巨大沖擊下不得不做出相應(yīng)的改變，傳統(tǒng)的土木工程專業(yè)人才已較難滿足目前的社會(huì)需求，很多學(xué)校的人才培養(yǎng)模式已滯后于社會(huì)的發(fā)展，高校應(yīng)根據(jù)市場變化制定符合社會(huì)和時(shí)代發(fā)展的人才培養(yǎng)方案，調(diào)整課程體系與內(nèi)容，土木工程專業(yè)課程中，《土木工程測量》課程同樣需做出改變，《土木工程測量》是土木工程專業(yè)中重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，集理論與實(shí)踐于一體，且實(shí)踐性較強(qiáng)，這門課程一般開設(shè)于大二，包含理論、課內(nèi)實(shí)踐與集中實(shí)習(xí)，在理論學(xué)習(xí)中穿插實(shí)踐教學(xué)以及1周或2周的集中實(shí)習(xí)，可以讓學(xué)生達(dá)到理論與實(shí)踐融會(huì)貫通的目標(biāo)。隨著測量技術(shù)的日新月異，傳統(tǒng)的測量教學(xué)方式已跟不上時(shí)代的發(fā)展，為了兼顧傳統(tǒng)教學(xué)，融入測量新技術(shù)的教學(xué)，本文提出幾點(diǎn)該課程的教學(xué)改革思考，供同類院校教師參考。

1 《土木工程測量》課程教學(xué)現(xiàn)狀與問題

1.1 測量設(shè)備數(shù)量不足

文達(dá)學(xué)院目前擁有一間約20m2的工程測量實(shí)驗(yàn)室，面向風(fēng)景園林、工程管理、工程造價(jià)和土木工程四個(gè)專業(yè)共同使用。該實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)存有自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀10余臺(tái)、光學(xué)經(jīng)緯儀10 余臺(tái)、全站儀與RTK 各3 臺(tái)，測量實(shí)習(xí)一般分組進(jìn)行，8～9人一組。若各專業(yè)測量課程同一時(shí)間段授課，教學(xué)設(shè)備數(shù)量將難以滿足日常的實(shí)踐教學(xué)需求。

1.2 重理論輕實(shí)踐

《土木工程測量》是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，在實(shí)際課程教學(xué)過程中，以理論為主、實(shí)踐為輔，不利于培養(yǎng)高水平測量技術(shù)人才。水準(zhǔn)測量、角度測量、距離測量等章節(jié)中都涉及對(duì)應(yīng)測量儀器構(gòu)造的介紹和儀器的使用步驟，對(duì)著課件上的圖片講解，是比較枯燥乏味的，學(xué)生難以直觀感受儀器的構(gòu)造與使用。該課程總學(xué)時(shí)32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為8學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)主要為水準(zhǔn)儀的認(rèn)識(shí)與使用、閉合水準(zhǔn)測量、經(jīng)緯儀的認(rèn)識(shí)與使用、角度測量，8個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)實(shí)踐性較強(qiáng)的課程來說遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。

1.3 考核方式單一

《土木工程測量》課程考核一般以理論考核為主。實(shí)驗(yàn)和測量實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)一般在校園內(nèi)進(jìn)行，8～9 人一組，一般一次課程安排一個(gè)班進(jìn)行教學(xué)，一個(gè)班的學(xué)生數(shù)約40 人，課程任務(wù)發(fā)布后學(xué)生即在校園內(nèi)按照要求測量，學(xué)生活動(dòng)范圍大、人數(shù)多、實(shí)踐過程較難把控，任務(wù)完成后學(xué)生按組提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)習(xí)報(bào)告，難以了解學(xué)生實(shí)踐過程中的儀器操作問題，考核方式較單一。

1.4 教師缺少工程經(jīng)驗(yàn)

民辦本科高校，師資力量相對(duì)比較薄弱，主要以青年教師為主，缺乏高職稱教師。工程測量教師基本上無工程經(jīng)驗(yàn)的背景，不了解施工現(xiàn)場采用的工程測量技術(shù)，很多教師理論功底深厚，但實(shí)踐教學(xué)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，很多測量教師授課前往往需要自學(xué)各種測量儀器的使用，對(duì)于先進(jìn)的測量技術(shù)更不了解。教師沒有工程經(jīng)驗(yàn)也就無法了解施工單位對(duì)測量人才的需求，可能導(dǎo)致學(xué)生從高校學(xué)到的測量知識(shí)與社會(huì)需求脫節(jié)。

2 《土木工程測量》課程教學(xué)改革措施

2.1 合理設(shè)置課程學(xué)時(shí)

在不增加人才培養(yǎng)方案總學(xué)時(shí)的情況下，合理調(diào)節(jié)測量的理論與實(shí)踐學(xué)時(shí)的比例，實(shí)踐學(xué)時(shí)由原先的8學(xué)時(shí)增加到12學(xué)時(shí)（見表1），理論學(xué)時(shí)調(diào)整為20學(xué)時(shí)，一是增加更多的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)讓學(xué)生能夠有更多的機(jī)會(huì)去掌握各種測量儀器的使用方法，在實(shí)踐中更好地理解理論知識(shí)；二是與社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)，目前市場上售賣的多數(shù)測量教材內(nèi)容更新滯后，主要體現(xiàn)在測量儀器方面，多數(shù)教材仍以介紹微傾式水準(zhǔn)儀、光學(xué)經(jīng)緯儀為主，而目前施工現(xiàn)場主要使用全站儀進(jìn)行施工放樣，因此，向?qū)W生介紹全站儀的構(gòu)造和使用是非常有必要的。西安交通大學(xué)校長王樹國曾說過：全世界的高校已經(jīng)落后于企業(yè)發(fā)展，社會(huì)走在高校前面，很多顛覆性的技術(shù)都是在企業(yè)中產(chǎn)生，高校本來應(yīng)該是產(chǎn)生先進(jìn)的技術(shù)和先進(jìn)的思想，來引領(lǐng)社會(huì)，現(xiàn)在反過來了。因此，高校的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)是領(lǐng)先于社會(huì)發(fā)展的，而不是由社會(huì)發(fā)展引領(lǐng)高校的發(fā)展，且我院為民辦本科應(yīng)用型高校，助力服務(wù)地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，以培養(yǎng)高素質(zhì)高技能型應(yīng)用型人才為目標(biāo)。

表1 改進(jìn)后的測量實(shí)踐內(nèi)容

因測量課為理實(shí)一體課程，為了讓學(xué)生能融會(huì)貫通地掌握理論知識(shí)，測量教師可在授課前根據(jù)課程性質(zhì)和需求申請(qǐng)將實(shí)踐課程穿插在理論課程中進(jìn)行，比如第二章水準(zhǔn)測量中水準(zhǔn)儀的構(gòu)造和使用在理論授課前，先上水準(zhǔn)儀的認(rèn)識(shí)和使用的實(shí)踐課程，通過實(shí)踐課程讓學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)測量儀器，提高學(xué)生的興趣，此舉也可加快理論課程進(jìn)度，節(jié)約理論課時(shí)。

2.2 拓展教學(xué)方式，融入課程思政元素

我院的《土木工程測量》課程為校級(jí)在線精品課程，已開設(shè)4個(gè)學(xué)期，學(xué)生可自主學(xué)習(xí)。近幾年，該課程主要以線上線下相結(jié)合的方式授課，學(xué)生先通過線上提前預(yù)習(xí)，完成線上的自主學(xué)習(xí)，線下教師進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，老師提出問題，引導(dǎo)學(xué)生課上討論，自主探索解決問題的方案，并適時(shí)引入課程思政元素。在線上課程資源中，加入了各種測量儀器操作視頻，幫助學(xué)生提前感知測量的實(shí)操內(nèi)容。自疫情以來，我校所有教師充分學(xué)會(huì)使用各種信息化教學(xué)手段，如釘釘、騰訊會(huì)議、雨課堂和學(xué)習(xí)通等，我校教師以學(xué)習(xí)通為主，在疫情緩解時(shí)，測量教師在線下課堂上仍延續(xù)使用學(xué)習(xí)通軟件，教師可利用學(xué)習(xí)通簽到、布置作業(yè)、考試等，極大地提高了教師的工作效率，拓展了教學(xué)方式；其次，利用超星泛雅大數(shù)據(jù)平臺(tái)，教師從平臺(tái)上可以獲得學(xué)生的整體學(xué)習(xí)情況，根據(jù)線上學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)適當(dāng)調(diào)整教學(xué)方式，找到最佳教學(xué)模式。利用學(xué)習(xí)通軟件不僅提高了教師的工作效率，也提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以及學(xué)習(xí)的興趣，由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，教學(xué)效果較以往有較大提升。線上課堂活動(dòng)情況如圖1所示。

圖1 線上課堂活動(dòng)情況

教育的根本任務(wù)是教書育人，目前一些高校任課教師只按照學(xué)校的要求完成教學(xué)任務(wù)，到點(diǎn)下課，課下與學(xué)生無情感交流，學(xué)生的思政教育工作主要由思政課老師和輔導(dǎo)員完成。作為測量教師，應(yīng)根據(jù)課程特點(diǎn)融入課程思政元素，對(duì)學(xué)生進(jìn)行思政教育。以高程測量這一章節(jié)為例，主要講述水準(zhǔn)測量原理和方法，在理論講述中引入經(jīng)典測量案例——珠穆朗瑪峰高程測量，從新中國成立以來，先后測量了3 次，1975 年測得珠峰海拔高程為8848.13m；2005 年，第二次珠峰測量，我國宣布珠穆朗瑪峰峰頂巖石面海拔高程為8844.43m；2020 年，第三次珠峰測量，測得海拔高程為8848.86m，與前兩次進(jìn)行比較，精度有了大幅度提升，且此次任務(wù)中應(yīng)用的國產(chǎn)北斗衛(wèi)星定位接收機(jī)、峰頂重力測量儀、雪深雷達(dá)、航空重力儀等核心裝備，都由我國自主研發(fā)。通過本案例，學(xué)生可將工程測量工作具象化，測量知識(shí)不再是書本上冰冷的漢字；其次，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)測量團(tuán)隊(duì)在雪山的嚴(yán)寒下不畏艱苦、堅(jiān)持不懈為科學(xué)奉獻(xiàn)的工匠精神以及中國人自強(qiáng)不息的精神。

2.3 虛擬仿真技術(shù)引入實(shí)踐教學(xué)

虛擬仿真技術(shù)也稱為模擬技術(shù)，即創(chuàng)建一個(gè)虛擬的系統(tǒng)模擬一個(gè)真實(shí)的系統(tǒng)。近年來，虛擬仿真技術(shù)迅速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于各種工程實(shí)踐方面。傳統(tǒng)的教學(xué)主要以“填鴨式”和“滿堂灌”的形式教授理論知識(shí)，學(xué)生的興趣不高，在土木工程測量中引入虛擬仿真技術(shù)，學(xué)生可在虛擬仿真系統(tǒng)中按照任務(wù)要求獨(dú)立完成實(shí)踐任務(wù)，不僅可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，也可以鍛煉學(xué)生的獨(dú)立思考和解決問題的能力。土木工程測量中GPS、RTK、無人機(jī)攝影測量等技術(shù)，因涉及的儀器設(shè)備昂貴、測量環(huán)境要求高、危險(xiǎn)系數(shù)高等特點(diǎn)，虛擬仿真技術(shù)可避免這些缺點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)與實(shí)際生產(chǎn)的過渡與銜接。以南方測繪仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)為例，通過該實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的鍛煉，可規(guī)避下雨、下雪等不良天氣對(duì)測量實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的影響，也可利用該平臺(tái)練習(xí)參加測量相關(guān)的學(xué)科競賽，實(shí)現(xiàn)以賽促學(xué)的目的。目前，我院已參加2022年全國高等學(xué)校大學(xué)生測繪技能大賽，該比賽采用南方測繪的虛擬仿真平臺(tái)系統(tǒng)。

2.4 重視實(shí)踐教學(xué)的考核

《土木工程測量》課程具有重實(shí)踐的特點(diǎn)，期末考核往往采用卷面考核的方式，難以體現(xiàn)對(duì)實(shí)踐操作能力的考核，除了平時(shí)成績、課堂筆記、作業(yè)等，建議在課程考核構(gòu)成中納入實(shí)踐操作考核，考查學(xué)生能否正確使用測量儀器、測量步驟是否規(guī)范等。目前，實(shí)踐考核已納入平時(shí)成績，平時(shí)成績包括日常考勤（20%）、作業(yè)（25%）、課堂筆記（35%）和課內(nèi)實(shí)踐（20%）。課程結(jié)束后有一周的測量實(shí)習(xí)，測量教師發(fā)布實(shí)習(xí)任務(wù)，學(xué)生在校內(nèi)測量，測量結(jié)束后提交實(shí)習(xí)報(bào)告，測量教師一般根據(jù)實(shí)習(xí)報(bào)告的完成情況給定成績，傳統(tǒng)的測量實(shí)習(xí)只重結(jié)果，無過程考核，不能真正培養(yǎng)學(xué)生的測量實(shí)踐能力，測量實(shí)習(xí)每組5～6 人，總有個(gè)別學(xué)生沒有融入實(shí)習(xí)中，待其他同學(xué)完成后直接抄襲其實(shí)習(xí)報(bào)告。測量實(shí)習(xí)一般在校園內(nèi)以某棟建筑物為中心進(jìn)行測量，測量范圍廣，任課教師難以把控學(xué)生的測量過程。因此，改進(jìn)了考核學(xué)生測量實(shí)習(xí)的辦法，對(duì)學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場考核，以水準(zhǔn)測量為例，根據(jù)完成一項(xiàng)圖根水準(zhǔn)測量任務(wù)的時(shí)間和精度以及操作的規(guī)范性進(jìn)而考核實(shí)踐能力。

2.5 培養(yǎng)雙師雙能型教師

測量教師大多無現(xiàn)場工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)施工現(xiàn)場的要求不了解，可能導(dǎo)致教學(xué)與實(shí)際脫軌，畢業(yè)生進(jìn)入工作崗位后仍需重新學(xué)習(xí)，違背人才培養(yǎng)的目標(biāo)。工程測量課程因其實(shí)踐性很強(qiáng)，更需重視測量教師是否擁有工程背景。培養(yǎng)有工程背景的教師有兩種途徑，一種是學(xué)院自我培養(yǎng)，在寒暑假期間，選擇一些優(yōu)秀的測量課程教師進(jìn)入企業(yè)學(xué)習(xí)一段時(shí)間，教師跟隨測量技術(shù)人員親臨施工現(xiàn)場，深切感受現(xiàn)場施工與理論教學(xué)的差距，學(xué)院也可定期安排測量相關(guān)的培訓(xùn)和測量教師定期參加國內(nèi)外與測量相關(guān)的學(xué)術(shù)會(huì)議，了解測量技術(shù)的前沿動(dòng)態(tài)，提高自身的測量知識(shí)素養(yǎng)；另一種是在招聘測量教師時(shí)設(shè)置工程背景的要求，如教師需有一線施工現(xiàn)場經(jīng)歷，在課堂教學(xué)中可引入自身的測量經(jīng)歷，吸引學(xué)生的注意力，豐富課堂教學(xué)活動(dòng)。

3 結(jié)語

在全球工業(yè)化、信息化的時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)+對(duì)各行各業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響，傳統(tǒng)的土木工程行業(yè)需要應(yīng)對(duì)全新的挑戰(zhàn)，土木工程行業(yè)如何轉(zhuǎn)型已成了熱點(diǎn)問題?！锻聊竟こ虦y量》課程是土木工程專業(yè)中重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，作為高校測量教師應(yīng)該思考如何改革測量教學(xué)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與現(xiàn)場的無縫對(duì)接。本文從課程學(xué)時(shí)設(shè)置、拓展教學(xué)方式、引入虛擬仿真教學(xué)、重實(shí)踐教學(xué)考核、培養(yǎng)雙師雙能型教師5個(gè)方面講述測量課程教學(xué)改革，供同行教師參考。