基于產學研的“測量學”教學改革探討①

龍四春，張立亞，李 黎

(1．湖南科技大學煤炭資源清潔利用與礦山環境保護湖南省重點實驗室;2．湖南科技大學測量工程與形變監測研究所，湖南湘潭411201)

測量學是高等學校部分理工科專業基礎課和測繪工程專業的專業課，是一門實踐性相當強的技術課程［1－5］。測量技術是工程建設的先行者，無論是社會主義新農村建設，還是公路、橋梁、房屋、地下工程的開挖都需要測量技術的跟蹤服務與監控。隨著測繪理論和技術的飛速發展，綜合利用“3S”(GPS、遙感、地理信息系統)測繪高新技術手段，并結合地理要素進行動態獲取，變化監測、綜合分析、實時發布和評估等是現代測繪發展的方向。但高等學校測量學教學大多還是基于傳統的測繪理論和教學模式，在教學理念上，主要以傳授測繪理論和方法為目的，而在實際工作中，學生需要的知識是如何正確應用測繪產品和準確快速的生產測繪產品解決問題。因此，傳統的測量學教學在內容和重點上，與用人單位的實際需求有明顯的差異;同時，隨著招生規摸的擴大，師生比和人員結構不合理，出現教學過程中壓縮測量學學時和多合班上課的現象，造成實驗場地、實驗設備的供求矛盾十分突出［6－11］。測量學教學與實踐走產學研一體化道路是鞏固學生測繪理論，培養學生動手能力的有效手段，同時充分利用測繪技術服務社會。但如何滿足新形勢、新要求下測量教學與社會的培養要求，是擺在高校測量教師和實驗室建設者與管理者面前的新課題。

1 國內高校測量教學特點及現狀

1．1 非專業測量學

目前，部分高等院校測量實驗與理論教學已經不符合時代發展的要求，還是以光學儀器加白紙測圖的老教學模式，實驗教學嚴重落后于生產，導致學非所用。如地形圖測繪，生產單位已經全部采用了電子儀器數字成圖，但有相當部分高校還在訓練經緯儀極坐標法手工測繪，測量實驗教學儀器主要還是光學經緯儀、光學水準儀、羅盤儀和皮尺等常規儀器，由于缺乏全站儀、數字水準儀、GPS 接收機、GIS 等軟硬件，使得測量教學與生產脫節，難以達到應有的效果。

非專業測量教學是課堂講解和室外實驗相結合，課程考核辦法是筆試成績與實驗、實習、平時成績相結合。在實驗與實習時，一般要求一個30人的標準班由一位主帶教師和兩位輔帶教師負責，但由于教師數量的限制，專業實驗人員的缺乏，目前多合班上課，通常是一個上課老師帶100 多人一起實驗實習，存在放羊現象，效果不佳。儀器發放實行實驗員負責制，學生以實驗小組為單位，通常每組4～5人，由小組長憑有效證件負責儀器借用、歸還，負責共同完成實驗與實習任務，全組成員以實測數據各自完成作業、練習［9］，但由于學生人數較多，儀器數量有限，有時一個小組10人左右，導致實驗實習效果較差，學生得不到很好的鍛煉。

目前，普通測繪實驗實習方法是導線測量、邊角測量和水準測量等，從讀數、記錄、限差檢核到計算、成果整理等，還是以人工方式操作，缺乏內外業一體化和自動化的數據流程，效率低下，涂改或抄襲原始觀測數據的現象時有發生，實習的成果質量難以保證;測量學中的地形測量實習，還未去掉白紙模擬法測圖這一落后方法，提供的成果仍是人工記錄手簿、人工計算成果表、人工清繪的薄膜圖等，與數字化測繪產品相差甚遠;控制測量實習中的控制網概算、控制網優化設計，缺乏實習基地和教學實習軟件，尤其是現在車輛暴增，到處都是汽車，嚴重影響了實習的效率與效果，經常還是人工推算，費時費力，成果很難檢查與驗證。

在與專業相結合的用圖方面，工程測量實踐環節密切聯系各種與專業相關的工程，學生在學習過程中感到多而繁雜，難以理順和掌握，對工程案例理解不清晰。拿到手的工程圖紙識圖尤其困難，教師很難在工程問題上與學生開展互動探討。因此，對于非專業應注重培養學生的識圖與用圖能力，應結合產學研，使其對涉及的專業生產工程具有較基礎直觀的認識與實踐。

1．2 專業測量學

測繪專業學生入校后，測量學、控制測量學、誤差理論基礎等前期開設課程大多相對側重理論教學，開設的相應實踐環節多是以校內實驗為主，與真正的測繪工程項目差異很大。因此，教師在教學尤其是實驗教學的過程中應有意識地增加一些工程實例進行講解，讓學生有感性認識，對于測繪工程專業應注重培養學生的成圖、識圖和用圖能力。近十年，我國對測繪類專業學生需求量大，很多高校以此為契機開設了測繪類專業，學生人數急增，而測繪方向的博士畢業生較少，在高校人才引進要求博士以上學歷的限制下，師資缺口嚴重，很多高校博士畢業生直接走向了教學一線崗位，他們大多掌握先進的理論基礎，但是工程案例實踐側重點方面沒能完全把握，出現了在“黑板上干模糊工程”的教學模式。

高校實驗設備基本以光學水準儀、經緯儀、全站儀等常規儀器為主，儀器使用時間較長且沒有及時檢測，尤其是管水準器、圓水準器等軸系很難滿足要求，測量結果通常超限，導致學生編數據的情況時有發生，嚴重影響了實驗實習的效果。高校實驗經費有限，有些新型高精度設備如電子水準儀、GPS、測量機器人、陀螺儀、三維激光掃描儀、水深測量儀、管線探測儀等在高校普遍稀缺，實驗教學設備很難滿足工程實踐要求，學生一畢業就得重新學習這些儀器設備，才能適應工作的需要。

教材的實用性方面亟待加強，尤其應加強實用性知識的教學。沒有實踐性教學這一環節，學生對基本理論、基本方法、基本技能很難融會貫通，尤其是實踐和工程實用方面的知識。在常用測繪軟件中，目前南方CASS、Map－GIS、ArcGIS 三種軟件應用占的比重較大，加強常用測繪軟件的教學，對提高學生的實際工作能力和適應能力有幫助。實際工作中水準儀、全站儀、GPS 占的比重較大，在教學過程中應加強現代測繪儀器的主導地位。由于GPS 的飛速發展，測繪控制網的知識點發生了變化，在教學中也應理論與實踐相結合，及時調整教學內容、方式方法。施工放樣、水準測量、導線測量仍然是工程建設中經常使用的測量方法，可見，還應加強施工放樣數據計算、控制網數據處理、導線計算與平差、變形監測數據處理與監測數據分析等的理論教學，提供學生生產實習的機會，至少要有模擬的實習基地，以便提高學生在基礎理論與實際工作相結合方面的能力。

2 測量教學與產學研的結合與改革

在實驗實踐指導老師建設方面，可以邀請企事業單位生產一線的技術員、技術專家和能手，帶領學生直接參與企事業單位的工程建設，使學生在工作中學習技術、積累經驗，養成良好的職業習慣。

2．1 非專業測量學

必須讓學生走出去，通過真正的生產工作，將所學應用到實際，使理論和實踐更加有效地結合起來。學生在校學習和實訓地實習交替進行，實現專業課與技能訓練融合。對于非專業測量學生，可以讓其測量實習地小山丘的土石方，將在課程中所學的土方測量內容應用于實際生產中，使學生既能熟練儀器的操作，也了解生產程序，并更能體驗到生產中的艱辛。

我校與中建五局、湘煤集團等單位建立了校企產學研合作平臺，每年組織選派各專業學生參與到工程項目中去。例如，2013年選派10名學生參加深圳、杭州地鐵施工監控量測的任務，其中深圳地鐵被稱為全國地鐵監測指標最為嚴格(限差要求最小)的項目，在參與工程期間，同學們無論在儀器的使用方面，還是在成果的整理方面均取得了令人滿意的效果，并得到了相關施工單位領導的一致好評，產學研合作實驗實習為學生以后的就業打下了堅實的基礎。我校礦業工程的學生每年都定點到湖南資興華潤唐洞煤炭有限公司等單位進行生產實習1個月，學生得到了很好的鍛煉，充分認識了整個生產及工作的流程，理論聯系了實踐。

因此，隨著社會的發展，針對各專業目前存在問題，我們必須改革教學方法與手段，改進科研操作模式，改革課堂教學、實驗實習教學大綱，改革考核制度與程序，甚至編寫適合本校特色的實驗實習指導書和相關測量學教材。課程教學內容是由教學大綱所決定的，而教學大綱應隨著學科的變化發展、專業的調整及時修改，修訂后的教學大綱緊緊圍繞專業的培養目標要求，從根本上改變測量學基礎過去重理論、輕實踐的模式，適當降低對測繪基礎理論的要求，強調基礎理論、基本方法在工程中的應用，及時刪除過時的方法和手段。在保證基礎測量的前提下，重點案例剖析教學，對測繪新儀器、新技術、新方法及時加以補充，并提出合理要求。

為了加強測量學實踐性教學環節，推進產學研結合實踐，保證人才培養目標，學校專業教師應積極聯系校企合作單位，甚至承接相應工程項目服務社會，組織選派學生參加工程與生產實習，用工程的技術指標與要求來鍛煉和驗證學生的實際動手能力。由于非專業測量學是面向多個學院的多個專業，因此必須針對不同專業的學生，分別選用不同類型的教材，如土木類專業學生，選定《土木工程測量》，建筑類專業選定《建筑工程測量》，地理類、資源與環境類、地信類選定《現代普通測量學》。當然，為了確保教材與專業能夠緊密結合，可以根據各學校的特點，凝聚相應教師的力量編撰適合本校專業特色和辦學優勢的測量學教材及相關實驗實習指導教材。在實驗室建設方面，建立開放實驗室，學生辦理完必要的手續后，能開展測量實驗實踐活動。

2．2 專業測量學

專業測量學教學與非專業測量學教學存在教學重點、內容、方式方法的不同。在教學方式方法上可采用不同的教學方法(立體化教學;互動式教學;產學研一體化實踐教學)和不同的教學手段(課堂理論教學;多媒體教學;網絡教學;實踐性教學;專題報告)。在測量學教學過程中，注重采用啟發式教學、引導式教學、交互式學習和產學研一體化實踐教學，調動學生學習的主動性和積極性。要逐步實行高新儀器、新手段實驗教學，逐步淘汰過時的一些設備(如經緯儀);逐步調整為實驗人員全程跟蹤學生實驗實習過程，優化實驗室管理體制與運行機制。

在實驗實踐過程中，需要學生將所學的數字測圖等課程知識應用于實際生產。我校與湘潭縣國土規劃部門存在長期合作的關系，每年有10～20 km2的1∶1000 的地形圖需要生產，我們會組織測量專業40 余名學生參與地形圖生產任務，這樣能使測繪專業學生熟練掌握CASS軟件、GPS、全站儀等的使用，了解測量內業處理的全部生產程序。每年，測繪老師也還承擔施工放樣、變形監測、河道測量、地鐵監測等項目，盡可能讓更多的學生參與到課題中，甚至參與到整個測量工作的過程中，將課本中所學的知識綜合運用到實際，最后給出學生表現情況的評定。

在實驗實習基地方面。為了完善實踐性教學環境，建立了一個覆蓋南北校區的測量學生產實習基地和開放式測量實驗室，有條件的學校還可以建立一個固定的校外測量實習基地;改革目前測量實驗室管理體制和運行機制，優化測量教師和實驗人員結構;通過三個實踐性教學模塊:課程實驗教學、集中性教學(實習周)和開放實驗培養學生的基本技能。加強與外界的聯系，加大科研力度，讓盡可能多的學生參加教師的相關科研項目，推進產學研結合，形成測量學與建筑、測繪、地學、土木工程、采礦等學科產學研相結合的良性循環體系。

在培養方案與教學計劃安排上，最后半年盡量少安排課，讓學生跟隨指導老師參與到課題或工程項目中去，并且根據自己在實訓過程中的體會、實際操作與理論知識完成畢業論文。

3 改革效果與分析

教學改革與產學研的真正結合，能使測量教學從教學、實驗內容及形式上實現跨越式進步，同時有力地推進了產學研結合和相關專業結構調整與優化。教改效果讓5個學院、16個本科專業(方向)、6個碩士點、年度學生人數近2000人受益。我們對畢業學生的工作能力、職業素質、業務能力采用問卷調查的方式進行回訪，調查的對象主要是學過測量的非測繪專業與測繪專業的畢業生用人單位。本次調查共發放問卷50份，教學與產學研改革前后畢業的學生各25個，回收有效答卷48份，被調查者的工作領域大致包括水利水電、建筑工程、交通工程、地質工程、國土測繪、礦山、巖土工程勘測、地鐵工程、橋隧、公路、港口等。100%的被調查者認為測量學教學實踐是非常重要的一環，應加強實用性知識的教學，用人單位對改革后學生的動手能力方面更滿意。

現代測量新技術基礎實驗室的建設和測量生產實習基地的建立，有力地帶動了測量實踐性教學內容的改革，教學手段的更新，有力地推進了產學研結合，為測量學、土木工程測量、測繪學概論、測量與遙感概論、地理信息獲取、攝影測量與遙感、礦山測量學、GPS 原理與應用等課程提供了良好的實習條件與實踐環境，為后續專業課程的學習奠定了良好基礎。

4 結語

測繪學科正朝空間信息工程科學大步邁進，向新型邊緣交叉科學發展，測量學教學改革應以鞏固課堂教學為基礎、以培養學生的綜合素質和專業技能為核心，采取課程實驗、集中實習、科研參與等產學研一體化、理論聯系實踐的實踐教學模式。學校要建立測量學生產實習基地，完善現代測量新技術實驗室的建設，優化教師結構和實驗室管理人員結構框架，編寫配套教材、實驗實習指導書，形成了測量學與建筑、測繪、地學、土木工程、采礦等多學科產學研相結合的良性循環體系。

本教學改革的實施，能提高學生對新儀器的動手操作能力和生產實際科研相結合的能力，能提高學生運用新方法分析實際問題的能力，使學生走上工作崗位能馬上適應新的工作。通過現代測量新技術基礎實驗室的建設和產學研相結合的研究，提高了爭取科研項目的成功率，加強了學校相關專業領域在社會上的橫向科研競爭實力，擴大學校的影響力和知名度，更好地應用相關科學技術服務于社會。測量學教學走產學研相結合的道路，能提高學生的實際操作能力和適應現場的駕馭能力，以便在實際工作中能解決相關的測量技術問題，更好地為本職工作服務。

［1］劉經南．實驗室的作用滲透在大學功能里［J］．實驗室研究與探索，2004，23(6):21－22．

［2］柳瑞武．面向21世紀的普通測量學改革的探索與實踐［J］．中國林業教育，2004(2):38－40．

［3］黃全義，張正祿．論測繪工程專業地面測量實習的改造［J］．測繪通報，2001(9):41－44．

［4］劉升學，張元忠．試論工程本科實踐教學的誤區［J］．高等工程教育研究，1994(4):32－34．

［5］張正祿，黃全義．論測繪工程專業本科教育的實踐性教學［J］．武漢測繪科技大學學報，2000，25(增刊):25－26．

［6］袁 春．非測量專業《測量學》教學改革的探討［J］．中國地質教育，2003(1):32－33．

［7］劉 丹．對非測繪類專業測量學實踐教學改革的探討［J］．高等建筑教育，2003(4):76－78．

［8］胡雨佳．測繪類專業工學結合校企合作培養模式的探索與實踐［J］．科技創新導報，2013(4):170－171．

［9］龍四春，李朝奎．非測量專業測量學實驗教學改革探討［J］．實驗室研究與探索，2006，25(6):699－702．

［10］岳建平，方 露．“測量學”課程教學現狀調查與分析［J］．測繪通報，2008(10):76－77．

［11］齊冬梅，初湘義．非測繪專業測量學實驗教學改革［J］．實驗室研究與探索，2008，27(10):100－101．