基于CDIO理念的工程測量一體化緊湊教學模式探討

韋宏鵠 鮑艷 馬宏偉

摘 要 本文針對工程測量課程內容多、時間少、課程安排分散的情況，基于CDIO教學模式的特點，分析如何建立工程測量課程新的教學模式，根據教學內容重新規劃并優化新的教學方法，緊湊安排授課時間，以便更好地提高教學效果， 更好地滿足教學目標的要求。

關鍵詞 CDIO模式 工程測量 一體化緊湊教學

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.03.042

Abstract Aiming at the situation of more content， less time and scattered curriculum arrangement of engineering survey course， based on the characteristics of CDIO teaching mode， this paper analyses how to establish a new teaching mode of engineering survey course， re-plan and optimize the new teaching method according to the teaching content， and arrange teaching time compactly so as to better improve the teaching effect and better meet the requirements of teaching objectives.

Keywords CDIO mode； engineering survey； integrative compact teaching

在非測繪專業院校中，土木工程測量課程是相關專業的專業基礎課程，是一門理論性和實踐性都很強的課程。通過本課程的學習不僅要求學生掌握測量學的基本理論，而且要求學生熟悉、正確使用各種常規測量儀器、并能靈活地地將測量技術應用到相關專業的工程實踐中。本文以工程CDIO模式探討工程測量理論與實踐一體化緊湊教學模式，達到進一步提高工程測量課程教學質量的目的。

1 工程教育模式（CDIO）的特點

工程教育模式（CDIO）是近年來國際上大力推崇的創新教育模式。CDIO模式以產品設計流程（構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）、運作（Operate））為理念，讓學生以主動的、實踐的方式學習和獲取工程能力、技術知識以及與社會團體交流合作等能力。CDIO教育模式強調綜合的創新能力與社會大環境的協調發展同時，更關注工程實踐，重視培養學生的實踐能力，主張工程教學應從具體實踐出發然后上升至理論最后回到實際操作。國外研究結果表明按照CDIO模式培養的學生具有合理的知識結構和較強的個人能力，尤其受到社會和企業的歡迎。強調知識和能力之間的關聯，著眼于能力和知識的教、學、做過程的關聯。注重于學生掌握各門課程知識之間的關聯，把知識直接轉化成能力。這種關聯優于以往模式在于，打破了各個課程在學科內容上相互獨立的局面，而以專業教學目標為目的進行系統教學設計，強調教學思想、教學設計、教學操作之間的關聯性和連續性。CDIO教學理念體現在以下四個方面：

1.1 教學內容系統性

CDIO模式從概念、設計、實現和操作集成的教學，解決研究和生產脫節的問題，課堂教學環境、實驗環境拓展到廠礦企業、社會階層甚至世界各地，使整個教學從專業知識、工作技能、工程系統的綜合能力，職業道德與職業發展，系統化和社會化。

1.2 教學內容關聯性

CDIO模式強調知識和能力之間的關聯，而不是具體內容。注重教、學、做整個過程的關聯。它改變了常規教學中各個課程獨立授課的現象，而以專業目標為出發點進行系統設計，強調教學思想、教學設計與教學操作之間的聯系。

1.3 教學內容集成性

CDIO教學模式不僅提高了學生的專業知識，而且提高了他們的個人整體能力、團隊合作能力以及體系建設能力。教學過程中學生、教師、企業等相關方面的集成，傳統的以課堂為中心、以教材為中心、以教師為中心的教學模式已經完全改變。

1.4 個人能力通用性

CDIO模式除了培養某鐘專業技能以外，還注重培養在整個行業及社會所需要的綜合素質。在整個學習過程中，學生不但要學習業知識，還需要進行自身綜合能力、團隊合作能力以及系統建設綜合能力的修煉。

2 工程測量課程的主要內容及特點

工程測量課程主要分為理論教學及實踐教學兩部分。理論教學又分為基本理論及工程測量兩部分，基本理論主要包括大家熟知的三要素測量、誤差分析、地形測量及測設放樣等。工程測量部分則與各院校的專業設置有關，大致有這幾個方面：道路橋遂、市政工程、水電工程、房產測繪、園林工程等。對于非測繪專業的功課院校來說，工程測量學科培養工程應用的測繪技術人才，專業特點為服務性的技能，只有與具體的專業工程結合才顯示出其應用價值，脫離專業教學環境的教學則沒有任何的實際意義。

3 目前工程測量課程教存在的問題

在非測繪專業的普通高校中，工程測量教學大綱目前還開設有測量實習這門課，這是獨立于理論教學的課程，目的是通過實習環節讓學生通過實際操練來達到教學目的，但實際上教學效果往往不甚理想，原因主要有兩個方面：其一，一般安排實習時間比較短，學生很難在短時間內掌握大量操作（包括儀器操作及應用操作）。其二，實習課程一般都是在理論課程結束后并且經過了理論課考試周（一般為兩周到三周，與各院校的教學設置有關）后才開始，理論與實際操作存在時間脫節。在經過了緊張的考試后，加上本身在理論課中所上的實驗課有限，學生早就把測量課程中所講的儀器操作及工程應用操作忘得差不多了，記憶模糊，很多理論的東西在實習階段已經忘得差不多了。所以實習過程中，主動性很難調動起來，基本上需要指導教師再次反復地灌輸之前教過的理論知識，然后學生被動地跟著指導教師一步一步地進行，做完了腦子里卻沒有留下多少東西，難以達到教學大綱規定的教學目標。

4 工程測量的課程教學設計

工程測量課程必須打破原來的教學模式，將理論與實際緊密結合，揉成一體，不按理論與實踐課分開，而應該按照課程內容系統安排，重新制定教學大綱、規劃教學內容、安排教學時間。

依據CDIO的模式理念并結合工程測量課程特點，工程測量課程應分為四個階段：基礎知識、專業知識、課程設計以及工程實操環節，其中課程設計及工程實操環節作為課程的重要部分，這是體現課程最終總體效果的好壞，反映了學生專業技能、團體合作、工程素養以及工程應用等的綜合能力。

4.1 基礎知識教學?？?/p>

主要是三要素測量基本理論，包括水準測量，角度測量，距離測量以及測量誤差分析等等，主要讓學生了解要素測量的基本原理，基本方法以及相關儀器的基本操作方法。這部分要求學生在掌握基本理論的基礎上，加強對儀器設備操作的訓練，掌握常規儀器（如水準儀、全站儀、GPS、RTK等）的操作。測量學科是一門實踐性的學科，很多理論不是在教室的理論課堂上能使學生掌握的，而是必須經過實踐環節的反復操練才能深入理解并牢記掌握?；纠碚撘膊灰庠诮淌依锝?，必須將理論寓于實踐操作種去講、親臨其境，學生才能切身理解。課堂上講45分鐘的內容，不如結合實際操作講半小時的效果。所以一定要打破常規的理論與實際的脫節講授，通過實踐操作，將理論結合實踐來講。必須將課堂移到實驗室去講，將理論與儀器設備、工程環境緊密結合來講，這樣才能達到事半功倍的效果。

4.2 專業基礎教學?？?/p>

專業基礎教學模快主要包括控制測量、地形測量以及測設三部分，主要是為工程應用打基礎。通過控制測量、地形測量以及放樣的實踐操作，要求學生掌握測量工作基本原理、基本儀器（如經緯儀、全站儀、GPS RTK、水準儀等）的熟練操作，打好工程測量實操基礎。從專業角度來說，在控制測量環節，要求學生掌握根據工程目的、地形條件及已知條件合理地選擇控制點并構成相應的控制網，然后利用相關儀器設備進行平面及高程控制測量，最后進行控制網平差計算、計算出控制點的三維坐標。在地形測量環節，要求學生根據控制點分布以及地形地貌特征，合理選擇碎部點，并根據測圖比例尺布設測圖點的密度。掌握全站儀及GPS RTK測圖基本操作方法，了解新方法、新技術的測圖原理，如當前熱門的技術三維掃描及低空無人機掃描等。在工程放樣教學環節，要求學生了解放樣目的、放樣分類、放樣的基本方法。角度放樣、距離放樣、高程放樣、點位放樣、坡線放樣等各種放樣工程的幾種放樣方法以及儀器放樣的操作方法。

4.3 專業教學模塊

根據各專業的不同，針對我校的具體情況，主要有建筑工程、道橋工程、市政工程、地下工程、城市建筑等，結合各專業講授工程目的、需要解決的問題、如何解決、外業工作方法與技術、精度要求、面臨的關鍵問題、技術難點、解決方案等等。

4.4 課程設計模塊

經過前及個模塊的學習，學生在基本理論、基本方法和儀器操作上具備了一定的基礎，可通過一些實際地貌或模擬實際條件的地形圖讓學生自己模擬設計，只要把工程目的及要求提出，讓學生根據要求針對模擬地形條件進行設計，提出工作設計方案、技術方案、工作流程等。

4.5 實訓教學模塊

這個環節就相當于傳統教學模式的實習環節，所不同的是，在新的教學模式下，學生可以根據之前四個教學環節的知識點自己進行設計工作計劃，實地踏勘分析，制定方案及技術方法，然后自己組織，有條不紊地開展整個實訓環節，因為這個環節和前面的各個教學環節比較緊湊，學生能夠主動地進行設計工作。

5 課程安排

一門課程的授課效果受主觀及客觀因素兩個方面影響。主觀方面包括授課教師的專業水平、課前準備、語言表達能力以及專注度等?？陀^條件包括授課教室條件、音響條件、外部干擾情況以及課程時間安排等。主觀因素自不用多說，客觀因素中硬件條件也不需提，因為這些條件一時不好改變，而重點是課程時間安排，這個是可以人為改變的。目前非測繪專業的工科院校，測量學課程若是32課時，則一般安排16周，一周上一節課，這樣的課程安排拉的時間太長。上一周上的內容，到下一周再上課時學生基本都忘得差不多，再上新的內容，學生根本不能很好地以上次的課程作為基礎來學新內容，這樣一來，每一節課對學生來說基本上都是獨立的新內容，沒有連貫性，學生很難系統學習，很難達到教學效果。為了改變這一不利現狀，應該重新制定課程安排，即理論課一周上三次課，授課安排比較緊湊，有利于加強學生對課程內容的銜接記憶，使學生更好地掌握所學的知識。牢靠的理論記憶加上親身的設計環節，學生在實操階段便能夠主動地完成實踐操作，從而理論緊密地聯系實際，學生便能夠很好地掌握整個課程的內容，很好地達到了教學計劃要求。

參考文獻

[1] 韋宏鵠，鮑燕，馬宏偉.淺談工程測量理論與實踐一體化教學模式.教育教學論壇，2016（4）：57-58.