土木工程測量實踐教學體系研究

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摘要：文章針對當前工程測量實踐教學中存在的主要問題，基于工程教育專業認證理念，對實踐教學大綱進行了重新修改。采取在教學中不斷優化實踐教學方法、建立標準實踐場地、持續改進實踐教學體系和實踐評價體系、提升師資隊伍建設、進一步開放實驗室、以學生為中心鼓勵學生拓展訓練等具體措施，實現學生自主學習和自主創新能力的培養和提高。

關鍵詞：土木工程測量；工程教育專業認證；實踐教學體系

按照我國工程教育專業認證要求，專業必須有明確的培養目標和畢業要求，課程體系應當能夠支撐畢業要求的達成。課程建設是專業建設的重要組成部分，課程體系是實現專業培養目標和培養標準的主要載體和手段，實踐環節是課程體系重要的組成部分。土木工程測量是高等學校土木工程專業一門重要的專業基礎課程，具有較強的專業性、實用性和實踐性，并貫穿于工程建設項目周期內的各個階段，對培養創新型應用人才發揮著重要作用。在工程教育專業認證背景下，隨著測繪新技術的不斷發展，面對知識量增大而課時卻被壓縮的新情況，如何做好工程測量教學內容的權衡和教學方法的創新是值得探討的問題，這就要求教師緊跟科技前沿和工程實際，與時俱進，不斷深化工程測量的教學改革。

一、土木工程測量實踐教學中存在的問題

近年來，盡管學校在教學軟硬件設施方面加強投入，學生人均儀器數有所改觀，但是仍然存在教學儀器層次低、穩定性差、高端儀器缺乏等問題，難以滿足用人單位和施工現場對測量新技術的要求。面對工程教育認證的要求，測量學課程從80學時削減為54學時，這對原有教學內容編排和知識篩選提出了全新挑戰。以往實踐教學環節“重操作、輕計算”，過多強調對學生儀器操作能力的培養，計算能力鍛煉不足，導致學生在近兩屆省級測量技能比賽和頂崗實踐中應變適應能力較差，無法實現記錄和心算同步，如果遇到復雜環境下的工程施工問題就難以應對，這需要在平時的實踐技能操作中加強訓練。

二、構建創新型實踐教學體系

（一）以OBE為導向的實踐教學大綱的修訂。土木工程測量實踐教學體系由課內實驗和測量實習兩部分組成，它們是測量理論教學的有益補充，三者環環相扣，缺一不可。課內實驗是單項測量技能的訓練，旨在鞏固課堂理論教學，鍛煉學生的動手操作能力。集中實習是對工程測量課程所學基礎知識的綜合運用和全方位技能的訓練和檢測，更接近于生產實際，旨在鍛煉學生具體問題具體分析的能力。以OBE為導向，確立實驗教學內容和課程目標的對應關系（見表1），新修訂的課程目標如下：1.掌握測量學的基本原理和方法；掌握控制測量的外業觀測、記錄和計算方法；掌握測量誤差的基本傳播規律，能對觀測結果進行精度評定和有效性判斷；2.能正確使用水準儀、全站儀、RTKGNSS等測量儀器，并能與團隊合作完成土木工程中的基本測量任務；基本具備利用測量軟件進行繪圖和地形圖應用的能力；3.合理利用測繪專業相關的技術標準、規范，具備在一般土木工程勘察、設計、施工和運營管理等階段的測設技能；具備團隊協作、具體問題具體分析的能力，并能以文稿、圖表、測繪報告等方式與業界同行進行有效溝通和交流。（二）構建創新型實踐評價體系。課程質量評價是質量監控的核心。土木工程測量課程評價的內容主要包括學習成效、課程內容、教學過程以及考核方式等（見表2）。這幾個方面相互關聯，學習成效反映的是課程內容掌握情況，與教學過程和考核方式息息相關，考核的內容要以課程的重點難點為主，在教學過程中只有把握住這些重點難點內容，學生才能做到“有的放矢”，學習成效一般通過成績分布曲線反映。為了客觀公正地評定小組和個人的成果資料，采用標準實驗實習場地已有的觀測成果庫與之校核，并編寫測量記錄手簿和平差程序，自動判定實驗結果的正確性（如角度閉合差、導線全長相對閉合差是否超限等），避免了煩瑣的手工復算過程。（三）優化實踐教學方法。1.采用案例式教學，注重理論聯系實際能力。在授課過程中，結合《注冊測繪師測繪案例分析》和工程項目，介紹現代測繪技術在土木工程建設中的應用和數據處理方法。例如，在講解“施工放樣”時，直接以我校圖書館施工為例，依次講解放樣要素提取、網形設計、控制點選取、布設和施測、內業計算、數據傳輸、現場施工放樣等過程，學生通過對比分析和現場觀摩體會測量流程、測量方法、儀器的選用，掌握控制測量精度的措施等。這種師生互動法教學有助于學生動手操作能力和創新思維能力的提高和發展，可激發其學習興趣。2.將理論課的實踐部分由室內轉向室外。為應對測量學時減少而造成的課時不足問題，教師可視情況將一些實踐性強的理論課內容直接安排在室外講解。如水準儀、經緯儀和全站儀的認識與使用，單純在教室上課，即使有多媒體和圖片作為輔助手段，但是學生聽完之后很快就會遺忘，將這些內容直接放在室外一并講解，教師先進行演示性操作和講解，學生可直觀地觀察各部件及其功能，后期通過模擬器聯系加深對測量原理和方法的掌握。3.積極探索基于“互聯網+”的混合教學模式在實踐教學中的應用。以學生為中心，采用“騰訊課堂+超星爾雅”線上和線下相結合的混合教學模式，充分利用騰訊課堂提供的高品質直播資源和在線互動功能，為師生提供了比傳統教學模式更優、更豐富的多源信息交流資源。學生通過回溯教學視頻彌補薄弱環節。在超星爾雅平臺導入課件、視頻、習題集等資料，學生自由支配時間進行學習和模擬訓練。采用線上、線下相結合的教學方式，能促進學生自我約束和探究專業知識的興趣，提高課前預習、課后復習和儀器操作的主觀能動性。（四）建立標準化實驗實習基地。利用無人機分別在西北民族大學榆中校區和榆中縣金牛山測量實習基地以獲取高分辨率航測攝影圖，并對原有控制點按二級導線和四等水準測量的精度要求進行加密，沿道路均勻布設標準控制點標志，構建標準化測量實驗實習基地。利用RTKGNSS、徠卡1202全站儀和天寶DINI03水準儀精確測量控制點之間的距離、角度、高差和坐標，建立控制點成果庫，用以檢核學生實訓效果，教師可以及時了解學生實驗方法和實驗數據的準確性，杜絕學生實習時弄虛作假，培養學生一絲不茍的工作精神，達到模擬測繪生產的作用。（五）構建“走出去”和“請進來”。相結合的實踐模式一方面，充分調動教師的社會資源，積極聯系生產單位，組織教師和學生利用假期進行科學教研、社會實踐、“三下鄉”服務，為生產單位或地方自然資源部門做一些測繪方面的技術服務，學以致用，理論聯系實際；另一方面，聘請測繪專家和經驗豐富的工程師擔任大學生實踐導師，通過專題講座和實踐指導等方式，讓學生及時了解行業發展的新動態。同時，鼓勵學生參加教師科研項目，承擔數據測量和采集任務，提升理論和實踐水平。（六）持續提升教師工程實踐能力建設。在教師工程實踐能力提升方面，學院建立一套完備的工程實踐能力持續提升的機制，鼓勵教師成為“工程師+專業教師”的雙師型復合人才，加強理論教學與實際生產之間的聯系，反哺課堂，豐富教學內容。一方面，加強“校企合作”，教師以兼職、項目評審、工程項目咨詢及合作等多種方式深入生產一線，緊跟測繪技術發展，及時了解工程領域新動態新挑戰，進行工程實踐能力提升；另一方面，鼓勵教師通過注冊測繪師考試，從工程理論和實踐能力兩方面提高自身素質。此外，鼓勵教師參加由科技企業、測繪協會或者學校組織的各種培訓活動，開拓專業技術視野，提高教師對行業發展和技術更新的掌握能力。（七）以學生為主體，拓展第二課堂。依托測量實驗室和測量協會，開放實驗室并實行工作日全天預約開放，有效緩解課時不足的壓力，提高儀器設備的利用效率，學生可對在實驗課上沒做完或實驗結果不合格的實驗，進行補做或重做，使學生的學習由被動轉為主動和實際所需，進一步提高動手實踐能力。積極鼓勵學生參加測繪類大型科技活動、職業技能培訓與鑒定、測繪技能比賽、數學建模比賽和GPS尋寶大賽，申報國家大學生創新創業和開放實驗項目，參與教師科研項目，選派學生進入企業一線參與測繪生產。近年來，我校學生參加了一系列學科競賽和創新項目，在實踐中得以鍛煉并屢獲佳績。例如：學生參加甘肅省測量技能大賽獲二等獎3項、三等獎2項；申報國家大學生創新創業訓練項目并獲得優秀成果；參加多項教師科研項目，在實踐中得以鍛煉提高。我校還定期舉辦校級大學生測繪技能大賽，受眾面廣，參與人數眾多，激發學生學習測量技能的積極性，增強了測量學科在學校乃至省域的知名度；鼓勵學生參加測繪職業技能培訓與鑒定，獲取全國通用的測量員證，為就業、職稱晉級增加砝碼。學生在實踐中逐步掌握了實驗數據分析方法，并能編制相關圖表和文檔，提升了分析問題解決問題的能力。

三、結語

本研究在以往開展的工程測量課程改革的基礎上，堅持“以學生為中心，以出口為導向，持續改進”的工程教育專業認證為基本理念，優化教學內容和教學方法，構建創新型實踐教學和評價體系，對持續提升教師隊伍教學理論和實踐水平、拓展學生實踐教學體系等方面進行了積極探索。土木工程測量作為土木工程專業一門核心專業基礎課，必須按照專業認證的要求，不斷優化人才培養模式，具體而言就是要制定與土木工程專業培養目標協調一致的實踐教學大綱、優化實踐教學內容和教學評價體系，采用先進的教學方法和手段，以學生為中心，強化測繪實踐技能培養，為學生的實習實踐和創新活動搭建平臺，并與時俱進引入測繪新技術新方法，持續改進實踐教學方法，切實提高實踐教學質量，培養出真正卓越的工程技術人才。其主要目的是為了構建最優的學生培養體系，提升測量實踐技能，加強具體問題具體分析能力的培養，使學生變被動學習為主動學習，并可應對不同工況環境下的土木工程測量施工問題，為實現培養目標和畢業要求的達成奠定堅實的基礎。

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作者:索俊鋒 單位:西北民族大學