契合應用型本科院校培養目標的“誤差理論與測量平差”課程改革

楊燦燦 鄧 凱 鄧岳川 李德亮

（滁州學院 安徽 滁州 239000）

0.引言

《誤差理論與測量平差》是測繪專業核心基礎課，其理論基礎服務于大地測量、攝影測量、工程測量、GPS 測量等多門學科，其應用可涉及到測繪、地理信息系統、遙感、測控、等不同領域。 《誤差理論與測量平差》課程建設，特別是應用型本科院校背景下的課程建設和改革對測繪專業建設以及人才培養具有重要意義。

應用型本科院校是以應用型為辦學定位， 以培養應用型人才為使命的本科高校。 在應用型本科院校的背景下，信息化產業化發展的沖擊下，以及“新工科”人才培養的要求下，教育工作者進行了測繪專業相關課程改革[1-2]以及測繪人才培養模式研究[3-4]。 針對《誤差理論與測量平差》課程，張俊等人對課程內容進行了探討，指出理論基礎知識的重要性及其設計的邏輯性[5-7]；隋銘明等提出課堂學習與教學的方式方法[8]；鄧興升指出要從教學目標、數學基礎、教學體系以及計算機應用等方面出發改善教學效果[9]；魏冠軍在卓越計劃的背景下對教學方法改革進行了探索[10]。然而上述研究主要體現在課程內容[5-7,15]，課堂教學方式[8,11,14]，課程體系建設[12-13,15]等方面的共性問題，未能形成一個符合應用型專業背景的、系統的課程改革方案，特別是針對應用型本科教育和以“知識、技能、素質”三位一體為培養目標的課程改革鮮見。

為契合新時代的發展， 針對應用型本科人才培養要求及目標，本文分別從課程內容、師資團隊、教學模式和與方法、課程考核四個方面探討課程建設的現狀及存在問題，對課程改革內容及對策進行分析，并對改革效果進行說明，為培養具有專業素養和人文素質、理論知識和應用技能、創業思想和創新能力為一體的高素質復合應用型人才做支撐，有望為應用型人才培養及其他相似課程改革提供參考。

1.課程現狀及存在問題

應用型本科人才培養，要求《誤差理論與測量平差》課程以培養具有扎實專業基礎知識、較強實踐應用能力、較高創新精神和意識、較好的綜合素質，以適應地方建設需要的應用型人才為目標，即達成“知識-技能-素質”目標。 其課程內容的設置應貼合時代行業產業發展；教師團隊應具有持續性和發展性，教學模式與手段應能培養學生主動性；考核評價方式應能體現學生綜合能力；然而目前本課程在這些方面都存在一些不足。

1.1 課程內容相對陳舊，市場化對接缺乏

目前本課程的教學雖取得了較好效果， 卻存在著課程內容相對陳舊，沒有對接現代化技術發展及工程應用需求等問題。 實驗課程方面，其內容僅是在鞏固理論知識，開放性、實際應用性課程設計缺乏，沒有很好的反映平差理論與思想在實際中的應用，亦未達到“理論-實踐—應用”以及“教學-產業化”相互促進的層面。

1.2 師資力量明顯不足，團隊建設不完善

“1 名授課教師”的配備模式雖可加深對此課程的理解，增加本課程授課經驗，同時也在很大程度上限制了教師以及學生知識拓展與延伸，將會直接影響教學質量和教師個人的成長。 本課程的師資力量出現明顯不足現象， 沒有形成一個健全穩固的師資團隊建設， 亦未有“傳-幫-帶”的教學氛圍，不利于教師能力提升。

1.3 教學模式相對單一，教學方法融入不夠

根據教學內容，《誤差理論與測量平差》 課程在教學方法上采取了問題導向式，啟發式等教學方式。 然而教學過程中“教師主導”的現象明顯，學生學習主動性不強，怠慢性思想嚴重。 究其原因，本課程教學模式雖比傳統教學有所提高，但是對于課程及相關專業內容、學生的認知方式和學習需求掌握的還有所欠缺，教學方式方法的運用不足。

1.4 考核評價方式簡單，綜合能力體現不足

本課程的考核由平時成績以及期末考試成績兩部分組成,并分別占最終成績的30%、70%,其中平時成績的考評主要以考勤為主,考核評價方式主要體現在期末考試,而且學生對平時成績的認識是“課堂到,平時成績高分拿”。 目前的考核評價方法沒有考慮學生的平時學習過程,無法真實體現學生對于問題的思考能力,對實驗的操作能力,對理論知識的應用能力以及綜合素質等,不能完全反映學生的真實水平。

2.課程改革內容分析及執行情況

2.1 課程內容

2.1.1 與行業市場對接的課程內容設置

在傳統理論知識的基礎上， 以提高課程內容的應用性為重點，積極引入測繪行業技術標準與工程應用案例， 將產業共性技術轉化為教學內容，注重課程教學內容之間的組合與銜接，做到融會貫通，學以致用。 同時，重新梳理知識點，建立知識體系樹，且本課程知識點已基本梳理完畢。 小學期實習，使學生深入行業，對接市場，學以致用，初步取得良好效果，但是課程內容上的引入還需進一步加強。

2.1.2 系統性、開放性的實驗課程設計

基于學生特點及社會能力需求，對本課程實驗設計方式、方法進行研究，引入行業應用案例，設計集“方案設計、數據獲取、誤差處理、結果分析與表達”為一體的綜合性課程實驗，并以“平差原理”為主線，引導學生解決關聯學科中存在的誤差問題，實驗設計流程如圖1。 針對此問題目前已建設了綜合設計性實驗（滁州學院實驗項目），在執行過程中很大程度上提升了學生能力。

圖1 綜合性實驗設計Fig.1 Flow chart of comprehensive experiments

2.2 師資建設

2.2.1 以“課程為中心”的師資團隊建設

圍繞本課程的知識體系，以“課程為中心”，對本課程教師的年齡層次、專業背景及知識結構進行分析，組建課程小組。本課程的教學團隊有5 人，從教授到助教，從年長到年輕，從工程經驗豐富到理論基礎扎實，基本形成了層次分明，研究方向互補，以老帶新，以新促老的教學團隊，能夠很好的為課程發展提供支撐。

2.2.2 以行業為切入的教師培養

課程團隊定期開展說課、評課、示范教學以及教學觀摩等活動，增強教學能力，從而提升教學質量。 同時引導和加強教師進行“專業-行業-產業化”培訓與學習，強健教師的知識深度、廣度以及與市場的匹配度。 目前我校已經將掛職鍛煉列為職稱評定的必要條件，而且團隊教師每年都會參與橫向項目，系統的了解項目流程和工程應用，更好的為課程儲備知識。

2.3 教學模式與方法

2.3.1 延續問題導向教學方式，增加任務驅動式教學

本課程在傳統“你教我學”教學方法的基礎上，延續已有教學方式，同時增加網絡教學和任務驅動式等教學方法，即在課上特別是實驗課程均設有任務，并規定完成時間（如針對同一問題分析條件平差和間接平差的異同以及效果，自由設計實驗內容并利用平差原理解決對應問題等），輔助以適當加分，使學生在“被動”中提高主動學習能力。

2.3.2 以研究中心為依托，開展項目教學和案例教學

目前滁州學院地理信息與旅游學院已建設完成無人機航測中心，區域遙感監測工程技術、激光與雷達干涉測量工程技術等11 個研究中心。課程以測繪類研究中心為依托，以中心對口項目實施為手段，開展以項目為中心的課程教學，使學生參與其中，在實際項目應用中運用課程知識，達到學有所用；同時將合適的項目案例引入課堂，進行剖析（如數字高程建模過程中解決數據粗差預處理問題等），引導學生主動性學習，加深對知識點的理解，增強學生的探究能力和綜合表達能力。

2.4 考核評價

2.4.1 多元化課程考核評價機制構建

以目前已有考核方式為基礎，構建適宜于應用型本科院校的多元化考核機制，加大平時考核、實驗考核的占比，減小期末成績的占比。經改革，本課程的最終成績由平時成績30%，實驗成績20%以及考試成績50%構成，其中平時成績包括考勤、課堂問答與討論、參與活躍度以及其他平時表現等，注重學生日常表現以及運用所學知識分析問題和解決問題的能力，提高學生學習積極性。

2.4.2 多方式考核促進學生成果積累

鼓勵學生積極參與學科專業相關比賽， 并將以本課程知識點為核心的競賽內容和效果進行分數量化，積極推進“以賽促學，以賽代考”的課程考核模式。 同時激勵學生進行課程知識點相關學術論文撰寫等，并將其成果作為課程考核評價的指標之一。 本考核模式已實行近兩年，雖未實現“以賽代考”，卻已基本達到“以賽促學”目的，增加了學生課外參與的主動性及探討力。 課程考核方式如圖2 所示。

圖2 多元化課程考核Fig.2 Diversified curriculum assessment

3.改革效果

本文從基礎知識、技能應用和綜合能力三個方面來體現改革效果及與培養目標的契合度，具體改革效果如下。

3.1 知識目標

學生基本能夠完成教學內容,掌握其基礎理論知識,達到教學要求。同時,“誤差理論與測量平差” 課程是大部分學校測繪專業考研必考課程, 也是工程測量與技能應用中數據處理的理論基礎。 本文統計了2014 年到2018 年測繪工程專業就業及考研情況（見表2）,2014 年和2015 年考研率分別為 6.8%和 3.7%；2016 年考研錄取人數 13 人, 全班占比 11.8%；2017 年錄取數占全班 13.4%，其中 211 院校 5 人,2018 年因就業形勢及其他因素,參加考研人數較少為18 人，其中6 人被錄取,占全班人數7.5%, 卻占考研人數的33.3%。 同時, 測繪專業就業情況良好達93%以上,在我院占比較高；說明,自2016 年開始“誤差理論與測量平差”改革以來,學生專業知識較為扎實,為考研和就業打下了良好基礎。

表2 測繪工程專業考研情況Tab.2 Situation of postgraduate examination

3.2 技能目標

技能是知識目標的體現方式之一，代表著知識的應用及技能操作，以及數據搜集處理等能力。 主要表現在（1）技能考核。 測繪專業學生必須通過數據平差和制圖能力考核才能獲得畢業資格， 幾乎全部通過。（2）技能大賽。 測繪專業學生除了將平差知識運用到測繪技能大賽外，還擴展到了GIS 應用技能大賽等交叉學科競賽。 學生參與度從2016 年開始上升，2017，2018 年參與學生分別占班級人數的 37.8%，43.32%。 雖然省賽獲獎率不高， 卻可以看出學生通過專業知識的學習掌握了其專業技能，拓展并增強了數據處理、誤差、精度等在測量及制圖上的應用。（3）創新創業技能。 在人才培養方案調整、“誤差理論與測量平差”等課程改革的推動下，學生的積極性、參與性及創造性得到激發，2015 年以前參賽數為0， 之后逐年上升，2016 年到2017 年 “大學生創新創業項目”共獲批6 項（如基于格網掃描的微地形測繪應用研究，等）；2018 年2 項被推薦為國家級立項；2016 與2017 年“互聯網+”校級競賽獲獎共8 項，2 項分別獲批省級銀獎，其中“城市地面沉降監測技術有限公司”以及“高分衛星遙感助力精準農業智能化”等多項涉及到了數據平差、數據整合或數據集成應用等技能，提高了學生創新創業能力。

3.3 綜合素質目標

學生的綜合素養包含了其文本撰寫能力，創新能力，團隊協作能力，專業精神和素養，以及為人品格等。學生在上述比賽及技能訓練過程中，鍛煉了其團隊協作能力及創新能力，在各大學生比賽項目的支撐下， 學生文本撰寫能力也逐漸加強， 論文發表情況由2014 年的0篇，到2017 年4 篇（北大核心1 篇）。學生能夠團結一致、互幫互助、認真、刻苦、求實，畢業生能夠熱愛本職工作。通過調研，用人單位對我院學生的專業技能和綜合素質評價良好。

4.結語

“誤差理論與測量平差” 課程是我校測繪專業的專業基礎課程，如何進行課程改革提高該門課程的教學質量，改善學習效果，達到培養目標要求，是被專注的主要問題之一，同時也對本課程的教學研究意義重大。 本文分別從課程內容，師資建設，教學模式與方法，課程考核和四個方面切入，剖析了課程目前在教學過程中存在的問題，分別提出了對應的教學改革內容和對策， 在此基礎上結合實際執行情況闡述了改革效果。 結果表明本課程改革在很大程度上促進了學生的積極性，夯實了專業知識，提高了動手能力及應用能力，鍛煉了創新創業能力、團隊協作能力及文本撰寫等能力，契合我校應用型本科院校“知識、技能、素質”三位一體的培養目標。 本研究可為測繪人才培養及專業發展提供支撐，為同類課程的建設提供參考。本文雖然在一定程度上改善了課程教學效果，但教學是一個長期的且不斷改進與完善的過程，仍需繼續研究。