卓越計劃背景下“測量程序設計”課程教學改革研究

湯 俊，李長春

(華東交通大學 土木建筑學院，江西 南昌 330013)

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卓越計劃背景下“測量程序設計”課程教學改革研究

湯 俊，李長春

(華東交通大學 土木建筑學院，江西 南昌 330013)

在“卓越計劃”背景下，針對“測量程序設計”課程，從優化教學內容、豐富教學手段、提高實踐能力、完善考核體系等幾個方面進行教學改革探討，對其進行集“專業導向、課堂講授、自主學習、課程實驗”于一體化的全方位、多層次改革與實踐，旨在實現該課程在測繪學科中的作用，全面提升學生分析和解決實際問題的能力，對培養卓越測繪工程師具有一定的參考價值。

卓越計劃；測量程序設計；教學改革

為培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，教育部于2010年提出“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”)，該計劃的實施對促進工程教育改革和創新，全面提高國家工程教育人才培養質量極其關鍵[1-2]。經濟發展，測繪先行，測繪的重要作用和地位日益凸顯。為推進卓越計劃，2011年教育部和國家測繪局決定聯合實施測繪領域的卓越計劃，為測繪專業的發展制定了專業標準和培養方案[3-4]。“測量程序設計”是測繪工程專業一門重要的專業必修課，其為后續的專業課學習提供重要的數據處理平臺，學生對測量程序設計知識的掌握程度，直接關系到測繪專業人才的培養質量。

該課程教學質量的優劣直接關系到測繪專業學生對本專業知識能否掌握的關鍵。教學過程中，如何提高測量程序設計的教學質量，已成為測繪專業關注和研究的重要課題。李長春結合計算機技術在測繪工程方面的應用探討其教學計劃安排和教學方法[5]；戴吾蛟等結合測繪專業的特點探討了計算機課程設置及教學內容[6]；張恒璟等以應用創新型人才為培養目標研究測量程序設計的教學改革[7]；孫文彬等從信息化測繪對計算機的需求出發探討計算機類課程教學方法的改革[8]。這些研究一定程度上都提高了測繪專業計算機課程的教學質量。文章結合本校實施的“卓越計劃”，從“優化教學內容、豐富教學手段、提高實踐能力、完善考核體系”這幾個方面對“測量程序設計”課程進行教學改革探討。

1 “測量程序設計”課程教學現狀

測量程序設計是測繪工程專業本科生的必修課，已在我校開設多年，但就近年來的教學效果來看，還存在一些不足，主要表現在：1)教學內容系統性差。測量程序設計是一門實踐性、綜合性很強的課程[9]，其教學內容涵蓋范圍廣，涉及基礎編程語言(如C/C++等)、公共基礎課(高等數學、線性代數等)以及專業基礎與理論課(如數字地形測量學、誤差理論與測量平差基礎、GPS測量原理與應用等)。這些課程缺少必然的理論體系，在實際教學中，不同學校不同老師，講授內容不盡相同，致使課程教學單打獨斗，內容系統性差，影響教學效果。另外，由于學生在某一方面知識的缺失，從而導致其對該課程喪失學習興趣。2)教學手段單一。教學過程大多采取教師講授、學生記憶的形式，離開教師的講解和督促，大多數學生無所適從，且多媒體的使用使得板書越來越少，在一定程度上減少了教師直接面對學生的機會，缺乏互動的課堂氛圍，難以調動學生的積極思考，對于內容較為抽象的“測量程序設計”課程，學生學習效果不佳[10]。3)實踐教學效果不佳。“卓越計劃”從知識、能力和綜合素質上對工程技術人才的培養提出了更高的要求，特別是工程實踐能力和創新意識[2]，這就要求提高學生的應用與創新實踐能力，然而當前的教學體系難以適應“卓越計劃”人才培養目標：一是實習課時較少；二是缺乏高水平的實驗教學平臺。4)考核評價體系不完善。目前“測量程序設計”課程的考核評價體系還不夠完善，考核與理論和實踐脫節，有的偏重于理論，有的偏重于實踐，有的偏重于結果，有的偏重于過程。為了更加有效地檢測學生的發散思維能力和工程應用能力，有必要建立一套科學合理、完善的考核評價體系[11]。

2 “卓越計劃”下課程教學改革

為了更加符合“卓越計劃”的培養目標，結合本校的專業培養標準，改善教師教學水平，提高學生學習能力。針對上述存在的問題，對于測量程序設計課程從教學內容、教學手段、實踐能力、考核體系等方面提出了教學改革，總體框架如圖1所示。

圖1 教學改革總體框架

2.1 優化教學內容，合理安排課時

“測量程序設計”課程涵蓋的內容范圍廣，如何在有限的時間內，使學生把握學習的主線和課程的重點難點是教學內容設置的核心。圍繞該問題，充分考慮學生的學習和認知規律，精講理論知識，精煉實驗操作，設計比較系統的課堂教學體系。目前，國內高校測量程序設計課程通常選擇C/C++、VB和MATLAB等語言中的一種。考慮到本校測繪工程專業學生前期開設了C/C++程序設計語言，MATLAB易于實現可視化和矩陣運算，為了使學生能夠迅速上手，本校測量程序設計課程選擇MATLAB作為編程語言。傳統的課程教學內容包括：高級編程語言、軟件工程基礎知識、矩陣和線性方程求解、文件讀寫操作、測量數據轉換、測量平差模型解算、測量綜合實例解算等方面[6-7]。通過對以上教學內容的綜合分析，結合“卓越計劃”下該課程的培養目標以及社會對測繪人才的需求，設計該課程的教學內容，如表1所示。

表1 測量程序設計課程內容與學時分配

2.2 豐富教學手段，提高教學質量

依據“卓越計劃”的培養體系要求，采取多層次、多樣化的教學手段，培養學生學習、分析解決問題的能力和創新意識。這些教學手段體現在如下幾點：

1)理論教學與實踐教學相結合。“卓越計劃”的培養標準中對于專業知識的要求是著重培養學生扎實的基礎理論知識。理論是實踐的基礎，沒有堅實的理論基礎，實踐和創新能力培養只能是空中樓閣。要詳細講解測量程序設計語言的基礎知識和經典問題求解方法，安排學生課堂討論、上機操作，以驗證和加深理解并鞏固相關知識點，也便于激發學生對課程的興趣，實現理論教學與實踐教學有機的結合。

2)借助慕課(MOOCs)形式自主學習。給學生提供教學計劃內容提綱，讓學生每次上課之前借助慕課(MOOCs)形式自主學習好本堂課要講解的內容，認真思考，做好筆記，記錄問題的難點，以便上課帶著問題去學習，掌握學習的主動性，時間上從課內向課外延伸，通過直接面對面輔導、網絡等方式進行交流；由于計劃學時有限，空間上可從教室向實驗室和圖書館拓展，學生可以自主地去實驗室進行上機操作；由于測量程序設計沒有統一的教材，學生可多查閱參考資料，拓寬測量程序設計的知識面。

3)啟發式教學，培養創新意識。借助慕課(MOOCs)形式的先導性學習，把以講授為主的課堂變為問題課堂、討論課堂和對話課堂。充分調動學生的積極性，加強師生之間的交流，實現啟發式教學，培養學生的創新意識。安排學生課堂演講和討論，讓一些掌握較好的學生上臺演講，大家提問，教師講評，這樣的教學方法加強學生的自主能力，取得很好的教學效果。測量程序設計課程離不開軟件的實際操作，教師可以通過微課形式制作課堂教學視頻，著重講解重點和難點，節省操作時間，留給學生更多自主學習的時間，便于學生課后自主學習。

4)案例教學，差異化教學。近年來華東交通大學測繪工程專業面向市場，完成很多橫向科研項目研究，積累大量測量工程項目實踐資料。程序設計方面，設計測繪數據預處理、平面和高程控制平差計算、高鐵變形監測以及GPS控制網數據處理。豐富的案例注入課堂，極大地提高學生的學習興趣和解決實際問題的能力。同時，學生的學習能力具有差異性，大部分可按照常規教學來進行，對于學習能力突出的學生，在課外應多引導其參與各項科技創新活動，如參與教師的科研活動，參與每兩年舉行一次的全國測繪技能大賽等。通過參加一些科技活動，能極大地提高學生的創新能力。

2.3 提高實踐能力，創建實驗平臺

“卓越計劃”的培養標準要求工程專業人才具備較強的實踐能力和創新能力。而當前測繪工程專業人才培養和社會需求之間的矛盾是學生實踐能力不足、創新意識薄弱，因此，建立高水平的測量程序設計課程實踐教學平臺勢在必行。依托學校建立從學生“研究性學習”、教師“學習性教學”出發的雙重性實踐教學平臺。一方面，從學生“研究性學習”的角度出發，教師將實驗指導、實驗案例等資源上傳到該實踐教學平臺上，讓學生通過平臺主動獲取相關學習資料，鍛煉“卓越工程師”所需的獲取信息能力；另外，讓實驗與工程項目以及企業需求項目緊密結合，解決實際生產實踐具體內業數據處理問題。另一方面，從教師“學習性教學”的角度出發，在實踐教學平臺中，把學生在學習過程中做過的實驗實踐等數據進行入庫建設，并且反映學生的學習過程和學習狀況，不斷反思自己的教學行為，不斷創新，提高自身水平和修養。

2.4 完善考核體系，改進考核方式

“卓越計劃”針對學生知識和能力提出多方面培養標準，因此，對于學生的考核評價也要綜合考慮其理論學習和工程項目實踐能力，建立多形式、多指標的考核評價體系。本課程考核體系總體從基礎理論考核與上機實踐考核兩方面進行。對于基礎理論考核方面，采取階段測試和期末考試形式。階段測試可分為課堂考核和課后作業，是針對某階段的理論學習，提供大量試題給學生；期末考試采用紙質試卷，輔以創建性的題目綜合考查學生對該課程知識的掌握情況。對于階段測試和期末考試分配不同的指標和權重。對于上機實踐考核方面，采取過程考查和期末考核形式。過程考查可分為課間上機操作和課后上機操作，是針對某階段的實踐操作，提供案例給學生；期末考核是預先設計好考核的題簽，列出考核知識點，難易適中，通過上機操作，現場打分。對于過程考查和期末考核分配不同的指標和權重。總的考核評價體系是對基礎理論考核與上機實踐考核分配不同的指標和權重。然而，考核評價體系的建立不可能一蹴而就，需要依據幾個授課周期來考核評價效果，確定規范的量化評估指標和權重。

3 “卓越計劃”下的測繪工程專業人才培養要求

校企聯合培養。在卓越計劃的人才培養下，要求教學注重校企聯合培養，讓測繪工程教育回歸工程，讓測繪人才的培養不局限于學校。采取以問題為11)導向，強化學生工程意識和工程能力的學習和鍛煉，以及學生工程實際應用的能力，培養具有卓越工程實踐能力的測繪專業人才。

2)實行雙導師制。學校導師和企業導師的雙重模式，學生要參與導師的科研課題以及企業的現場實踐，使其能夠利用所學的程序設計課程參與測繪類方案的設計和開發，培養學生獨立解決實際工程問題的能力。

3)基于項目學習。在測量程序設計的課程教學過程中，全面探索基于測繪項目的研究性教學模式。培養學生查閱資料、撰寫報告等探索性學習模式，綜合運用多學科知識解決實際測繪項目問題，提高學生的綜合素質。通過專題項目學習，培養拔尖人才參與全國測繪類測量程序設計大賽，從實際大賽中汲取營養。

4 結束語

本文重點討論教學內容、教學手段、實踐能力以及考核體系的改革，采取精選教學內容、加強互動教學、加大自主學習力度、開設創新性實驗平臺以及完善考核體系等環節，創建一套集“專業導向、課堂講授、自主學習、課程實驗”于一體化的全方位、多層次改革的“測量程序設計”課程的教學和實踐模式。該模式旨在有效地提高測繪專業學生的程序設計素養，拓展學生分析問題和解決問題的能力，全面提升學生工程實踐能力和創新能力，為“卓越工程師”的培養打下堅實的基礎。

[1] 教育部.教育部關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見[EB/OL].[2011-01-08].http://www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s3860/ 201102/115066.html.

[2] 陳啟元.對實施“卓越工程師教育培養計劃”工作中幾個問題的認識[J].中國大學教學,2012(1):4-6.

[3] 王文福.基于工程哲學視角的測繪卓越工程師綜合素質的培養[J].測繪科學,2013,38(1):180-182.

[4] 焦明連,周立.測繪工程專業卓越工程師教育培養模式的研究[J].測繪通報,2012(1):102-104.

[5] 李長春.測繪工程專業的計算機技術教學探討[J].江西測繪,2006(2):8-9.

[6] 戴吾蛟,劉慶元,李光強,等.測繪工程專業計算機課程設置與教學探討[J].礦山測量,2008(2):75-78.

[7] 張恒璟,王崇倡,王佩賢,等.以應用創新型人才培養為目標的“測量程序設計”教學改革研究[J].測繪通報,2012(6):101-103.

[8] 孫文彬,蔣金豹,袁德寶.信息化測繪背景下的計算機類課程教學方法改革與探索[J].測繪通報,2014(7): 131-133.

[9] 趙亞紅,孫彩敏,孫國慶.淺談信息化測繪背景下“測繪程序設計”教學改革[J].礦山測量,2015(6):106-108.

[10] 張俊玲,劉鴻波.非計算機專業計算機基礎課程教學改革探索[J].實驗室研究與探索,2009(11):126-128.

[11] 吳云,方興.測繪工程專業教學實施環節中的幾點思考[J].測繪通報,2014(7):128-130.

[責任編輯：路曉鴿]

On the teaching reform of Surveying program design curriculum for outstanding plan

TANG Jun,LI Changchun

(School of Civil Engineer and Architecture,East China Jiao Tong University,Nanchang 330013,China)

Under the background of outstanding plan,this paper discusses the reform from optimizing teaching contents,enriching teaching means,improving practice ability and perfecting the evaluation system based on the status of surveying program design courses.The course is set with “professional orientation,classroom teaching,autonomous learning,course experiment” in an all-round reform and practice in order to play its role in the disciplines of surveying and mapping course,cultivate outstanding engineers of surveying and mapping,and improve teaching quality and learning ability of students.

outstanding plan; surveying program design; teaching reform

引用著錄：湯俊，李長春.卓越計劃背景下“測量程序設計”課程教學改革研究[J].測繪工程，2017，26(1)：77-80.

10.19349/j.cnki.issn1006-7949.2017.01.017

2016-08-09

江西省高等學校省級教改項目(JXJG-14-5-22)

湯 俊(1982-)，男，講師，博士.

G640

A

1006-7949(2017)01-0077-04