專業認證制度下變形觀測分析與預報課程教學改革

張為成，李秀海，曹先革，梅曉丹，張 雷，司海燕

(黑龍江工程學院 測繪工程學院， 黑龍江 哈爾濱 150050)

專業認證制度下變形觀測分析與預報課程教學改革

張為成，李秀海，曹先革，梅曉丹，張 雷，司海燕

(黑龍江工程學院 測繪工程學院， 黑龍江 哈爾濱 150050)

文章從落實專業認證的現實需要出發，論述了工程教育專業認證的核心理念。并籍此對變形觀測分析與預報課程的教學現狀進行了深刻反思，提出了以目標導向為主的課程體系改革，以學生為中心的課堂教學改革，以內外反饋信息為導向的持續改進的課程教改方案。教學各環節中，以專業“產出”衡量專業人才培養質量，“看學不看教”，階段性考核，確保教學改革落到實處。

工程教育；專業認證；變形觀測分析與預報；教學理念；教學改革

1989年來自美國、英國、加拿大、愛爾蘭、澳大利亞、新西蘭6個國家的民間工程專業團體發起和簽署了關于相互承認已認證工程專業點的《華盛頓協議》。該協議主要針對國際上本科工程學歷(一般為四年)資格互認，確認由簽約成員認證的工程學歷，并建議畢業于任一簽約成員認證課程的人員均應被其他簽約國(地區)視為已獲得從事初級工程工作的學術資格。隨著時間的推移，無論是發達國家還是發展中國家，加入華盛頓協議的成員越來越多，華盛頓協議所提出的工程質量保證體系日益得到國際上的認可，華盛頓協議的國際地位越來越高。可見，工程教育認證是國際通行的工程教育質量保證制度，也是實現工程教育國際互認和工程師資格互認的重要基礎。我國于2006年開始建立工程教育認證體系，并于當年開始了認證試點工作。2012年開始著手申請加入《華盛頓協議》，2013年6月19日，在韓國首爾召開的國際工程聯盟大會上，《華盛頓協議》全會一致通過接納中國為該協議簽約成員，中國成為該協議組織第21個成員國。

1 工程教育專業認證的基本理念

工程教育專業認證有三個基本理念，即：目標導向，以學生為中心和持續改進[1]。認證標準也是緊緊圍繞三個基本理念設計的。認證標準中有七個通用標準，即：學生、培養目標、畢業要求、持續改進、課程體系、師資隊伍、支持條件?？梢钥闯銎邆€通用標準中最核心的標準就是“學生”?！罢n程體系”、“師資隊伍”、“支持條件”都是緊緊圍繞能夠有效促進“學生”達到“畢業要求”，進而達成“培養目標”而設置的。而“持續改進”是為了確?！皩W生”達到“培養目標”而設置的。這七個通用標準之間的邏輯關系如圖1所示。

圖1 通用標準之間的邏輯關系

2 變形觀測分析與預報課程的教學現狀

變形觀測分析與預報是一門比較年輕的科學，是測繪科學與土木工程科學間的邊緣科學。在發達國家，變形觀測的研究始于上世紀50～60年代，而國內對變形觀測的研究起步于上世紀60年代初。上世紀80年代，變形觀測才被國人所重視。此課程也是最近十幾年才被納入到測繪工程專業人才培養方案的課程體系中。受其它課程傳統教學觀念的影響，教學中仍存在重理論、輕實踐，與社會需求脫節的傾向[2]。目前，隨著城市化進程的加速發展，土地資源緊張，城市中新地標、高層、超高層建筑越來越多，對變形觀測分析與預報要求越來越高，但教學中依然采用以教師為主的單向灌輸課堂;以學知識、考知識為目標的學習導向;教師以自身醒悟和感覺來改進教學方式[3]。這些傳統的教學模式嚴重地束縛了學生學習積極性的發揮，違背了工程教育專業認證的三個基本理念，因此，對該課程進行教學改革勢在必行。

3 變形觀測分析與預報課程教改驅動力

經濟全球化致人才流通更加頻繁，因此專業認證是工程教育改革的大勢所趨。筆者供職學院順應時代要求，深入學習和領會工程教育專業認證理念，依據教育部頒布的應用型工程師培養的國家通用標準，參照工程教育專業認證，借鑒國際工程教育的先進理念，參考測繪行業對測繪人才的知識、能力和素質及注冊測繪師認證要求，結合學校培養應用型本科人才的定位，提出借鑒工程教育專業認證理念培養德智體美全面發展，基礎扎實、知識面寬、實踐能力強、綜合素質高的測繪工程應用型高級專門人才的教育發展思路。為此，重新修訂了測繪工程人才培養方案，在專業體系的構建和課程設置上進行了全新的設計和規劃。變形觀測分析與預報作為測繪專業的主干課程，對人才的培養起著重要的作用。此課程改革的成功與否，在一定程度上對測繪應用型人才的培養質量產生重要影響。

3.1 以目標為導向的課程體系改革

全新的人才培養方案設計，決定了認證通用標準中的“培養目標”、“畢業要求”和“課程體系”的重新搭建。其中課程體系改革，首先是對教學大綱的改革。按照國際工程教育專業認證的目標導向理念，課程的教學大綱要反向設計，即：首先根據內部和外部需求確定本門課程的培養目標；根據培養目標確定考試要求；根據考試要求確定知識結構；根據知識結構確定培養方式；根據知識結構與培養方式進行課程設置，形成課程體系?；诖耍谛薷恼n程教學大綱之前，筆者先走訪了很多具有變形觀測分析與預報資質的測繪單位和兄弟院校，對目前測繪市場最需要的變形觀測分析與預報的人才所必須具備的知識結構進行充分的了解，并在此基礎上重新對課程體系進行了構建。

3.2 以學生為中心的教學改革

變形觀測分析與預報課程教學內容多，學時相對較少。傳統的教學方法是以教師為主導的課堂教學為主，固定于教師加課堂、粉筆加黑板的教學模式[4-5]。教師在教學中滿堂灌，教與學互動少，導致學生對知識的生硬接受，不能很好地調動學生的積極性和創造性。國際工程教育專業認證要求“以學生為中心，教師為輔助，以能力培養為主線，以素質培養為目標”，因此必須對本課程的教學方法進行改革。

3.2.1 借助慕課形式營造開放課堂

傳統的課堂是封閉的，“三固定”(固定時間、地點、教學內容)。在這種封閉模式下，教學活動圍繞著“三教(教師、教室、教材)”在轉[6-8]。開放課堂就是打破傳統的封閉教學模式，以學生為中心，借助慕課(MOOCs)教學形式營造開放式課堂，實現“三開放”，即實現時間、空間和內容上的開放。時間上從課內向課外延伸，打破固定的上課時間，學生可以自己掌控學習，做題闖關，遇疑難問題可以和教師或同學交流，通過直接面對面輔導、打電話、發郵件等方式進行交流；空間上從教室向實驗室和圖書館拓展，學生可以將書本上的知識到實驗室去進行實驗，出現問題通過圖書館查找資料，鍛煉學生的綜合素質；內容上從教材向參考資料擴充，有些知識是社會需要的，但教材上沒有現成的答案，就需要學生查找參考資料，追尋答案。為了達到開放課堂應有的教學效果，每次課教師都根據學生的學習能力和悟性設置適當的疑問，要想得到正確的答案，必須在課外去查閱資料或者親自做實驗，從而實現了課堂的開放。例如，在講授“沉降觀測”這一節時，讓學生思考“沉降”能帶來哪些其它方面的變形？學生通過課下查資料，做實驗，打電話求助等方法，更加全面的認識了沉降對變形的危害，也對產生的其它形變有了初步的認識。

3.2.2 營造討論問題式的翻轉課堂

借助于慕課形式的先導性學習，為翻轉式課堂創造了條件。把滿堂灌變為問題課堂、討論課堂、對話課堂。充分調動學生的聰明才智，加強師生之間的互動，采用啟發式、討論式、互動式和參與式等多種教學模式，將單向的灌輸課堂變為多向交流，師生設問、置疑、思辨，尋根求底，從而激發學生學習的積極性和創造性。例如，在講授“緒論”中“變形監測技術”一節內容時，通過相應的前導性學習后，提出世界上是否存在永恒靜止的物體？對不同的物體進行監測時，所用的方法是否都一樣？到目前為止，學過的知識能解決哪些簡單的變形監測？然后分小組討論，再對學生的討論做總結，對沒有時間討論到的問題進行引導，學生積極性得到了調動，熱情高漲，收到了預期的效果。

3.2.3 從強調知識的課堂轉向強化能力的課堂

傳統的課堂由知識主宰，教師講的是知識，學生學的是知識，考試考的是知識。但知識不等于能力，變形觀測分析與預報這門課更強調是學生的能力，學生僅掌握孤零零的知識點是完全不夠的，更應該注重對學生能力的培養。在教學大綱中，對能力的培養有重要體現，要求學生有監測方案設計能力、數據采集能力、數據分析能力和預測預報能力。為了實現能力的培養，教師通過一些工程實例來讓學生撰寫相關的方案設計，通過課程實習來進行變形數據的采集、分析和預報。整個過程以學生為主，并且對這些過程給予考查，作為平時成績記錄下來，這樣提高了學生的積極性，提高了學生的綜合能力。例如在“工程建筑變形監測”這一節中，讓學生以學校實驗樓為例，來寫一份監測方案的設計，通過學生親自采集的數據進行分析和預測，大大提高了學生的思考能力，寫作能力，動手能力和綜合能力。

3.2.4 從注重“教”的課堂轉向注重“做”的課堂

實踐性是變形觀測分析與預報課程的一個顯著特點，教會學生“做”是本課程的重要環節之一，也是學生理論聯系實際的重要手段。本門課程的實踐教學方式建立在以學生為中心的“做中學”和“基于項目”的新型實踐教學模式上。包括兩類：一類是以課堂實習為主的基礎性操作實驗、綜合性實驗和創新性實驗；另一類是與企事業單位聯合培養學生。目前，與哈爾濱市勘察測繪研究院，黑龍江測繪地理信息局第一工程院、第二工程院、第三工程院，黑龍江省地質礦產局測繪院等單位建立了良好的產學研合作關系，學生可以頂崗實習，承擔實際生產任務，如哈爾濱醫科大學附屬第一醫院鍋爐房改建項目、哈爾濱國際農業科技創新中心沉降監測項目等，學生積極參與整個項目的作業過程，鍛煉了學生的工程應用能力。

3.3 以內、外反饋信息進行課程的持續改進

變形觀測分析與預報這門課程是測繪工程專業比較深奧和晦澀的專業課之一，需要用到高等數學、數理統計與概率論、測量平差、工程測量等許多前導課程，學生在學習時會遇到很多問題，前面問題不解決將影響后面課程的學習[9-10]。為此，增加了學生的內部反饋信息機制和企事業單位以及往屆畢業生的外部反饋信息機制，并對反饋信息進行持續改進。內部反饋就是每節課后都會和學生進行溝通和交流，對學生提出的意見進行研究，并加以改進，對學生共性的問題集中解決；外部反饋就是通過對企事業單位和往屆畢業生的調研對所學內容和實際工作內容有哪些差距，需要更新哪些新知識，剔除哪些舊知識，哪些應該多講，哪些應該少講進行反饋。例如，通過外部反饋得出：全球性變形監測應該少講；區域性變形監測中應對城市地面沉降監測多講；工程和局部變形監測中應把工程建筑物的變形觀測所涉及的各方面重點講等，為教學改革提供了依據。

4 考核模式的改革

以往變形觀測分析與預報課程的考核分為兩大部分：一是結課后的卷面考試，占總成績的70%，考試一般注重基本理論、基本知識的考核，對學生的方案設計能力、數據采集能力、數據分析能力、解決問題能力和實際動手操作能力的考核涉及較少；二是平時成績的考核，占總成績的30%，以課堂點名、學生的平時表現和實驗報告內容進行考核。有很多學生平時上課應付，考前突擊，嚴重影響了學習質量。為落實專業認證注重實效的原則，考核模式要進行深入的改革。在教學各環節中以客觀、多樣化考核為原則，在翻轉課堂中，以學生的討論、互動、提問、解惑等情況考核學生；在開放課堂中，以學生課外查閱資料或實驗情況考核學生；在能力課堂，以學生對某監測對象的方案設計、數據采集、分析、處理、預報能力對學生進行考核；在實踐課堂，以學生的動手操作能力、解決問題能力對學生進行考核。把考核指標多元化，引導學生在學習的過程中，形成“理論—探討—查閱資料—實踐—理論”這一良性循環學習模式。

5 結束語

工程教育專業認證是我國高等教育與世界教育接軌的一項重要舉措，對盡快提升我國工程教育水平和職業工程師能力水平，實現國家新型工業化的戰略目標，提升中國工程制造業總體實力和國際競爭力具有重要意義，它的實現離不開課程教學的具體實施。只有牢固樹立工程教育專業認證的教育理念，培養學生以社會需求目標為導向，以學生為中心，并對各個環節進行持續的改進，才能培養國際互認的職業工程師。只有認真研究變形觀測分析與預報的教學改革的策略，對每一個教學環節、每一個教學模塊進行深入的設計和改革，才能落實工程教育專業認證的培養目標。

[1]李志義.適應認證要求推動工程教育教學改革[G].第1期工程教育認證專業培訓會大會報告匯編，北京：中國工程教育專業認證協會，2014.

[2]潘慶林,馮寶紅,鄭國才.測繪工程專業“地籍測量學”課程教學改革的思考[J].測繪工程，2006, 15(4): 77-78.

[3]張前勇,魯勝平.非測繪專業測量實踐教學改革與嘗試[J].測繪工程，2007, 16(4): 73-76.

[4]孫同賀,閆國慶.測繪工程專業實驗教學改革與研究[J].華章，2013(19):188.

[5]龔振文.信息化測繪時代工程測量實踐教學改革思路[J].山西建筑，2014, 40(2): 247-249.

[6]肖海平,陳蘭蘭.注冊測繪師制度下測繪工程專業教學改革研究的探討[J].測繪通報，2012(1):108-110.

[7]王永弟.測繪工程專業工程測量課程教學改革的研究[J].中國科教創新導刊，2011(16):37.

[8]李仲.深化測繪教學改革提高測量教學質量[J].中國電力教育2007年管理論叢與教育研究?？?，2007: 526-527.

[9]李俊鋒.測繪教學方法改革思路淺析[J].測繪技術裝備，2002, 4(2): 47-48.

[10]陳炳超,盛凱,周慧杰.測繪類課程實踐教學改革與組織體系創新研究構想[J].廣西師范學院學報：自然科學版，2006, 23(?？?:193-196.

[責任編輯：王文福]

Teaching reform of deformation observation analysis and forecast course under professional certification system

ZHANG Wei-cheng, LI Xiu-hai, CAO Xian-ge, MEI Xiao-dan, ZHANG Lei, SI Hai-yan

(College of Surveying and Mapping Engineering,Heilongjiang Institute of Technology, Harbin 150050, China)

For the needs of implementation of professional certification, it presents the core idea of engineering education professional certification, which has carried on the profound reflection of deformation observation analysis and forecast course teaching present situation, and put forward to target-oriented concept of curriculum system reform, student-centered classroom teaching reform, and the continuous improvement of internal and external feedback information oriented curriculum educational reform scheme. In each link of teaching, it takes the professional “output” to measure the quality of talent cultivation, with “look at learning not teaching”. And it takes periodic assessment to ensure the teaching reform into effect.

engineering education; professional certification; deformation observation analysis and forecast; teaching concept; teaching reform

2014-05-02

黑龍江省高等教育教學改革項目(JG2201201232;JG2013010480)

張為成(1980-),男，博士研究生，講師.

H191；TU196+.1

：A

：1006-7949(2014)08-0077-04