新工科背景下土建類專業工程測量實踐教學改革探討

張華　楊敏　郝明

摘要：新工科概念的提出，對新形勢下高校各類課程的實踐教學提出了機遇和挑戰，該文在分析土建類工程測量實踐教學中存在諸如部分實踐內容與工程崗位實際需求脫節、實踐教學模式單一、目標不明確、實踐教學過程難控等問題，分別在教學內容中加入現代化、智能化和數字化測繪技術融入教學、建立多功能的工程測量實訓案例等內容，以加強與工程實際之間的聯系;加入微視頻，測量仿真平臺等輔助教學手段，調動學生積極性和主動性;采用基于微信群功能的過程指導，加強對實踐過程進行指導和監控。該文所提出的建議可為相關專業類似課程的教學改革提供一定的參考和幫助。

關鍵詞：新工科工程測量實踐教學改革

中圖分類號：TU198-4;G642文獻標識碼：A? ?文章編號：1672-3791（2022）07（a）-0000-00

Practical Teaching Reform of Engineering Survey in Civil Engineering under the

Background of Emerging Engineering Education

ZHANG Hua? YANG Min? ?HAO Ming

（China University of Mining and Technology， Xuzhou， Jiangsu Province，221116 China）

Abstract： The concept of Emerging Engineering Education provides opportunities and challenges for the practical teaching of various courses in Colleges and Universities under the new situation. This paper analyzes the problems existing in the practical teaching of civil engineering surveying， such as the disconnection between some practical contents and the actual needs of engineering posts， the single practical teaching mode， unclear objectives and difficult in controlling the practical teaching process. So as to strengthen the connection with engineering practice， we add modernization and integrating intelligent and digital surveying and mapping technology into teaching and establish multi-functional engineering surveying training cases. To mobilize students' enthusiasm and initiative， we add auxiliary teaching means such as micro video and measurement simulation platform. The process guidance based on WeChat group function is adopted to strengthen the guidance and monitoring of the practice process. The suggestions put forward in this paper can provide some reference and help for the teaching reform of similar courses in related majors.

Key Words： Emerging Engineering Education; Engineering Survey; Practical Teaching; Reform

隨著互聯網、大數據等信息技術的發展，新一輪教育改革也在加速進行，教育部發布了《教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知》（以下簡稱《通知》），《通知》主要內容為探索工科教育改革思路及新工科背景下如何對培養目標和培養方式進行優化等[1-2]。新工科要求培養具有實踐和創新能力強的具有國際競爭力的符合人才?！豆こ虦y量》是土建類專業基礎課，學生既需要理解測繪知識，又需要熟練掌握工程崗位所需的測量技術技能。而《工程測量》實踐教學是對課程基礎理論的理解和掌握具有重要的意義，同時實踐教學有助于學生的創新、自主思考、邏輯思維和動手能力培養。一般來說實踐教學環節往往需要小組合作，因此它同時也培養了學生組織和協調能力、團隊合作精神和邏輯思維能力。隨著新技術和方法在測繪領域中的不斷應用，《工程測量》課程的傳統實踐教學方法逐漸不能滿足實際工程應用的要求，很多院校單位對于《工程測量》實踐教學環節與時俱進和質量保障體系研究不夠。課程實踐方式和內容過于陳舊，學生從實踐中獲取的知識已經不能完全勝任畢業后所從事的工程項目實際需求，學生的積極性和主動性難以得到激發，從而導致了學生不能融會貫通《工程測量》中所學知識，動手能力得不到很好的鍛煉。因此，充分考慮學生畢業后所從事的工程項目，結合各院校實際情況，如果對現有的實踐教學內容和方法收單進行調整，從而構建符合新工科要求的《工程測量》課程實踐體系。使得學生畢業后能勝任或者經過簡單培訓后能勝任相關工程實際測量工作。為此，該文在分析目前《工程測量》實踐教學存在的問題基礎上，探討了《工程測量》課程實踐教學改革內容和方法手段，以期提高教學效果，為培養符合“新工科”要求的高素質測繪人才提供保障。

1 實踐課程現狀

1.1 部分實踐內容與工程崗位實際需求脫節

一般情況下，土建類專業所開設《工程測量》課程包含了理論和實踐教學兩大部分，其中，實踐教學部分又包括了課堂實習和集中實習[2-3]。由于課程總學時的壓縮，實踐課程學時普遍偏少，很多沒有設計集中實習。為完成正常的教學任務，一般通過老師的講授+現場演示來完成實踐教學工作，學生得不到親手實踐，很多先進的測量技術和方法得不到應用，導致與實際工程測量要求相差較大。有的院校單位雖然加入了不少的實踐教學內容，但相關的實踐操作往往只是強調儀器的基本使用，學生對測量實踐主要還是操作儀器，而沒有相應的具體測量工程實踐，使得教學內容與實際工程測量需求不吻合，進而造成了學生對實踐內容不能很好地理解和掌握，最終使得學生在實際工程測量中不能靈活運用《工程測量》中所學知識。同時，由于各種原因，許多院校沒有正規的工程測量實習場景和基地，一般就是在大學校園內進行實踐活動。但是校園的道路、房屋等地形地貌特征相對簡單，與畢業后要從事工程實際場景相差甚遠，實踐對象簡單、不全面，以致對學生的學習成果核驗不夠充分，處理實際工程測量問題能力不能很好地得到鍛煉，最終導致實踐教學效果不理想。再者，在實踐教學中，往往還是以實際工程測量中已使用不多儀器設備作為教學重點，導致學生對先進的測繪儀器操作掌握不夠。另外，很多院校還是以地形圖測繪為集中實踐實習的主要內容，而不是主要要到的施工放樣。以上各環節不合理設置導致了現有的《工程測量》部分實踐教學內容與工程崗位需求脫節[4]。

1.2 實踐教學模式單一、目標不明確

由于受課時學時和師資力量等的限制，在《工程測量》實踐教學中，往往還是以教師講授為主的灌輸式方式來完成實踐教學工作，老師和學生之間缺乏必要的交流，學生只是消極被動的完成學習任務，其主動性、挑戰性、創造性及自我學習能力受到約束[5]。再者，由于大部分院校單位的工程測量師資力量嚴重不足，一個專任教師要承擔多個班級的工程測量實踐教學任務，一般讓老師所編寫的實踐教學指導書在規定的時間和地點完成相應的實踐內容[3-5]，這種模式會導致教師無法“因專業施教”，無法根據不同的專業有針對性地設計相關實驗，難以面面俱到。再者，老師在實際教學過程中對先進的教學方法和手段運用不夠，譬如，在實踐課程中充分利用“雨課堂”“智慧教室”等智慧工具和平臺來豐富課堂教學，充分利用網絡資源，調動學生的積極性和自主學習能力等。以上單一的教學模式會導致學生不能很好地認識實踐的重要性和必要性，缺乏系統的學習目標，很難將《工程測量》中所學知識運用到工程實踐中，更不能主動地分析和解決實踐過程中遇到的技術難題，學生參與實踐的主動性、創新性和技術技能不高。

1.3 實踐教學過程難控

很多情況下，實踐課都是一個老師指導多組學生，因教師的精力和時間都是有限，實踐教學安排和實驗教學的效果受到嚴重影響。再者，一般實踐場地比較分散，學生領取實習任務后分組進行操作，各小組分散在實習場地，很難做到集中管理和指導，指導老師不可能同時兼顧每個小組，難以實時掌握學生實踐情況[6-7]。再者，實踐教學考核體系也有待完善，雖然制定了實踐考核標準，但沒有對學生在實踐過程中的表現客觀公正的評價，如學生在實踐過程的表現情況很難在最終的考核成績中體現，表現好壞對最終的實踐考核成績影響不大。因此，造成有些學生在實現過程中放松懈怠，態度不端正等現象，實踐效果得不到保證。

2 實踐教學改革

2.1 教學內容改革

對實踐的內容進行調整，應深入企業調研，了解畢業生崗位對測量技術技能的要求，收集工程測量案例的相關材料，掌握分析真實的測量工作過程。指導教師與企業測量技術人員進行對接，共同分析土建類畢業生在工作崗位測量工作任務及對應的能力需求。將課程中設計的過時很少用的教學內容，同時根據各院校的實際情況增加一些目前先進的、實際工程應用的內容。例如：減少經緯儀、鋼尺測距等教學內容，用全站儀測角、測距替代。由于當前工程建設呈現出規模大型化、信息網絡化和施工精度高等趨勢，要求相應的測量技術保障越來越高。以3S技術為代表一批高新測量技術，特別是無人機測繪技術的發展為其提供了重要技術支撐[8]。所以，在《工程測量》實踐教學中需要將這些先進的測量技術引入，以增強學生畢業后的適應能力。如針對土方量量測實驗時，可以設計將現代化、智能化和數字化測繪技術融入教學。（如圖1所示）。另外，由于學生畢業后主要涉及工程施工測量，最好的解決方式是收集工程測量案例的相關材料，掌握真實的測量工作過程，建立多功能的工程測量實訓基地，同時也可聯合相關工程單位建立實訓基地，讓學生在實際生產過程進行工程測量的實踐教學。

2.2 教學手段改革

通過上面的現狀分析可知，傳統的《工程測量》實踐教學方式使得學生學習的參與度、積極性和自主學習能力明顯下降。為此可以結合雨課堂和現場教學的優點，首先將各種工程工作的知識點和關鍵部分總結并錄制成視頻，通過雨課堂將課程中需要學習的知識點、學習方法及達到的要求等內容以文字或視頻方式發布到線上教學平臺，引導學生完成課程導學和課程資源分享。然后，引導學生利用雨課堂的客戶端，利用老師上傳的各種課程資源進行課程內容自主學習，針對比較難理解的知識點，可以通過反復觀看視頻及自行查閱相關資料進行自主學習，將學習過程中遇到的難點問題記錄下來與同學或老師進行線上下討論。在完成自主學習后，將學生分成若干個小組，并布置相應的討論問題，各學習小組根據自主學習階段的收獲在雨課堂平臺上進行線上小組討論，最終得到小組學習成果。最后再結合老師的課堂教學、現場展示和現場輔導答疑，進一步加強實踐教學效果。再者，可引入工程測量實踐虛擬教學現實系統[7]，如圖2所示，學生可以在系統中完成通過本實驗的選點、觀測、數據處理等內容，實現學生“一井定向”的基礎訓練;通過連接三角形優化、精度估算等內容，實現學生的綜合設計能力。學生可以通過軟件改變控制參數，對儀器操作和工程測量工作過程進行模擬，增加對實踐過程的理解。為進一步增加集中實習的趣味性，調動學生積極性和主動性，可將一個班級學生分成多組，在實踐教學過程中各組之間開展實踐競賽活動。以賽促教、以賽促改。在評價實踐效果時，為保證實踐評價的客觀性和公正性，可依據學生在實踐過程中的參與度、實習報告的完成度及綜合答辯的正確度，按照一定的比例給出每個學生實踐最終成績，達到客觀掌握學生課程學習情況。

2.3 教學過程指導

針對工程測量實踐中學生分散的特點，可利用QQ群、微信群等互聯網工具對學生在實踐過程進行指導和監控。建立班級QQ群或微信群，要求班內所有參加實習的學生必須加入，指導教師可通過照片發布、位置分享、視頻會話等功能完成考勤和了解學生的實習狀態。同時，指導教師可在線解答遇到的技術難題和普遍問題，有效避免普遍問題的重復解答。各小組匯報本組的所進行的工作以及遇到的問題處理方法，然后大家進行討論，好的方法建議其他組采用，將發現的錯誤錄制成短視頻或者拍成照片發布到QQ群或微信群里，指導教師對發現的問題進行判別和點評可大幅提高教師指導實習的針對性，學生實習操作的規范性和有效性，對培養學生嚴謹細致培養學生嚴謹、精益求精的測量實習精神。

3 結語

如何培養符合“新工科”要求的高素質學生是工科高校的重要任務，而《工程測量》是一門實踐性極強的課程，所有對學生的實踐能力的培養尤為重要。該文在分析土建類工程測量實踐教學中存在問題的基礎上，分別對教學內容、手段和過程進行探討和分析，并提出了相應的解決方法和手段，為提高《工程測量》實踐教學改革提供一定的參考。

參考文獻

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基金項目：中國礦業大學教學研究項目資助“新工科背景下《工程測量學》創新教學研究”（項目編號：2020YB31，2020YB28）;《VR支撐下的測繪類實踐教學模式研究》（項目編號：S2020D001）。

作者簡介：張華（1979—），男，博士，副教授，研究方向為測繪科學與技術、遙感數據智能處理。

通訊作者：郝明（1988—），男，研究生，副教授，研究方向為工程測量與遙感圖像處理，E-mail：haoming@cumt.edu.cn。