面向本科項目式教學的工程項目庫建設研究
——以“工程測量”課程為例

王化光，張同剛，孫美玲

（西南交通大學 地球科學與環境工程學院，四川 成都 611756）

引言

西南交通大學測繪學科歷史悠久，長期以來堅持理論聯系實際，著力解決國家經濟建設中的技術難題，為軌道交通事業發展做出了杰出貢獻。1896年學校在創立之初就設有測量與抄平課程，至1939年土木工程科測繪類課程增至5門，并形成系統。1959年學校在鐵道建筑專業創辦航測專門化，1977年設立鐵路航測與定線專業，1978年改為攝影測量與遙感專業。1991年成立的測量工程系已發展為擁有測繪工程、遙感科學與技術、地理信息科學等本科專業的測繪遙感信息系，為國家培養了大量測繪技術人才。測繪工程專業2017年1月通過國家工程教育專業認證，并在2019年入選國家級一流專業建設目錄。

當前，為貫徹落實新時代全國高校本科教育工作會議和《教育部關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養能力的意見》要求，做強一流本科、建設一流專業、培養一流人才，教育部啟動了一流本科專業建設“雙萬計劃”，主要任務是用三年時間在全國高校建設10000個左右國家級一流本科專業點和10000個左右省級一流本科專業點。課程是一流本科專業建設的重要載體，是人才培養的核心要素，課程質量直接決定人才培養質量。因此，教育部發布了《關于一流本科課程建設的實施意見》，要求深化教育教學改革必須落實到課程建設上。教育部關于一流本科課程建設的實施意見指出，課程建設要立足經濟社會發展需求和人才培養目標，優化重構教學內容與課程體系，以提升教學效果為目的創新教學方法；課程建設不但要傳遞知識，更要重視能力素質培養，加強研究型、項目式學習，提升課程學習的深度；加強非標準化、綜合性等評價，提升課程學習的挑戰性；著力培養學生解決復雜問題的綜合能力，深度分析、大膽質疑、勇于創新的精神和能力。因此，研究項目式教學如何實施才能達到傳遞知識和能力素質培養兼顧、在提升課程學習深度和挑戰性的同時提升教學效果，從而達到培養學生解決復雜問題綜合能力的目的，具有重要的現實意義。

一、項目式教學的主要環節

“工程測量”是一門理論和實踐相結合且實踐性很強的專業基礎課，既有理論上的深度，也有實踐上的挑戰性，其實踐教學成果也利于進行綜合評價，適合于進行項目式教學。雖然國內大型工程項目眾多，但由于項目工程背景復雜、規模大、周期長、涉及的知識面過于寬泛，且工序非常復雜，造成其工程測量工作也各有特點，直接應用于校內項目式教學難度較大。因此，應依托典型工程案例，針對課程目標，研究原始工程項目的技術途徑和實施方法，對實際工程項目進行改造，保留工程項目的主要特點，控制工程項目的規模，使之適宜在校內開展項目式教學，從而建立起支撐項目式教學的工程測量項目庫。本文以“工程測量”課程的實踐教學為例，通過工程測量實踐教學項目（橋梁測量）的教學案例，在面向本科項目式教學的工程項目庫建設研究方面做了有益的嘗試。工程測量實踐教學的項目式教學是以項目任務驅動為核心的教學模式，包括項目設計、項目實施、項目評價等三個主要環節。

（一）“工程測量”實踐教學的項目設計

“工程測量”實踐教學項目以實際的工程項目為藍本，通過削減工程規模、縮短項目周期、補充工作內容、沿用技術標準、完善評價機制，使其具備在校內實施的條件。某大跨度鐵路拱橋，全長1024米，橋面寬25米，江面到橋面高差230米，橋梁兩端均與隧道連接，項目工期4年。該項目每年需要進行平面控制網復測10千米、高程控制網復測7千米，分期加密控制點10個，以及隨橋梁施工進度重復多次的墩臺定位測量工作。

工程測量實踐教學項目（橋梁測量）將橋梁變更為曲線橋，長度減小為200米，使之與校內水系和地形相匹配，周期縮短為10天，使之與實踐教學計劃學時數相一致，工作內容補充變更為：（1）編寫橋梁工程測量技術方案；（2）加密平面控制點1個；（3）踏勘和選點；（4）長度2千米平面控制測量數據采集和處理；（5）長度2千米高程控制測量數據采集和處理；（6）長度1千米鐵路線路數據計算和復核；（7）橋梁2個墩臺坐標計算、測設和檢核；（8）編寫橋梁工程測量總結報告等，使實踐教學內容豐富而完整。沿用原項目技術標準，根據項目縮小后的規模確定技術參數，并作為合格標準對項目測量成果進行檢驗。

將實際工程項目改造后在校內進行實踐教學，必須突出項目的仿真特性。例如把橋軸線設計為跨越寬闊水域、把平面和高程控制測量路線設計為通過有地形障礙的區域，再加上夏季高溫多雨的天氣，使得測量環境非常貼近于真實，讓學生有機會去研究問題、解決問題。另外，各項測量工作的主要技術要求都按現行測量規范執行，培養學生的工程質量意識。

（二）“工程測量”實踐教學的項目實施

“工程測量”的項目式教學采用多小組集中進行，為保持評價標準的一致性，提供的測量起算數據也必須一致，即采用相同的高程控制點和平面控制點。集中測量時使用相同的高程控制點，各小組間不會產生擁堵現象，而使用相同的平面控制點卻有可能因為設置相同的測站點而產生排隊等點的現象。解決的辦法是各小組均采用后方交會法進行平面控制點加密，在此基礎上進行平面控制測量。

另外，經過精心設計的各小組橋梁布置在同一水域，而其橋梁設計參數和平面坐標各不相同。這樣，各小組就可以依據相同的起算測量數據和不同的橋梁設計參數自行確定測量技術方案和加密點位置，通過踏勘確定控制點位置確定控制測量的方法和采用的主要技術標準；進行鐵路線路數據計算和復核，確定橋梁墩臺測設方案。在此基礎上，各小組自主進行控制測量數據采集和數據處理，再利用控制測量成果進行橋梁測設等測量工作，直至完成項目任務。

（三）“工程測量”實踐教學的項目評價

項目式教學能充分調動學生的積極性，全員、全過程、全方位的項目評價方法起關鍵作用。全員評價包括教師評價、小組評價和個人評價三部分。教師主要對小組技術方案、項目進度和測量成果正確性，以及個人技術總結報告做評價；小組主要對項目測量成果規范性和精度做評價；個人評價是對成員在項目實施過程中的表現及其對項目貢獻做出的評價。全過程評價是對項目實施中的階段性成果進行評價，如對平面控制點加密測量成果、平面控制測量成果、高程控制測量成果、橋梁墩臺測設成果等的評價。全方位評價是把項目實施的諸方面都納入評價范圍，如遵守紀律、愛護儀器、團隊協助、勤于鉆研、認真操作、獨立計算等；再如項目技術方案完善、技術資料完整規范、項目測量進度合理、項目測量精確度等。評價時以客觀評價為主，做到公開、公平、公正，以規范主要技術要求為依據對測量指標、技術要求和測量精度進行量化評價。

由于項目式教學針對的是工程測量實踐教學，重在實踐又兼顧理論和工作表現，因此按項目工作內容進行評價的方案為：工程測量技術方案（含踏勘和選點、加密平面控制點）占10%，平面控制測量數據采集和處理占20%，高程控制測量數據采集和處理占20%，鐵路線路數據計算和橋梁墩臺測設占20%，工程測量總結報告占10%，工作表現（含出勤、團隊協作、對項目的貢獻等）占20%。

二、工程項目庫建設的基本要求

項目式教學是一種創新教學方法，它通過完善的評價機制激發學生的學習動力和專業志趣，達到提升教學效果的目的。因此，應將具備項目式教學條件的課程建設成可以獨立實施的工程項目，形成面向本科項目式教學的工程項目庫，推進一流專業建設。根據工程測量課程項目式實踐教學的經驗，面向本科項目式教學的工程項目庫建設應滿足一定的條件和要求。

（一）項目式教學工程項目建設的條件

首先，項目式教學工程項目的實施離不開合適的場地和儀器設備，場地在校內或附近可為項目式教學的順利實施提供便利，使用與實際工程項目同樣的儀器設備可以獲得更好的實踐教學效果。當場地并不完全符合項目式教學要求時，可進行虛擬仿真改造，例如把校內河流兩邊的綠地視為水面，造就出寬闊的水域供橋梁工程測量使用；把教學樓上的平臺視為山間道路為隧道工程測量提供觀測條件等。

其次，項目式教學對指導教師的專業水平和項目任務設計能力提出了更高的要求，不但要求教師有深厚的理論基礎和豐富的工程實踐經驗，還需要掌握數量眾多的項目教學案例。只有這樣才有可能設計出教育理念先進、教學內容新穎、教學方法創新的工科一流課程實踐教學工程項目。

（二）項目式教學工程項目建設的內容

1.工程項目設計是項目式教學的基礎。虛擬仿真是工程項目設計的重要手段，依托有代表性的實際工程項目構建適宜在校內場地實施的仿真工程項目，項目場景是虛擬的，而項目問題是真實的；項目各階段是虛擬的，而技術要求是真實的；項目工期是壓縮的，而項目內容是完整的，并且應包含研究性、創新性、綜合性內容，讓學生體驗“跳一跳才能夠得著”的挑戰性。通過虛擬項目的實施達到掌握真實項目實踐帶來的效果。明確項目規模、項目條件、項目參數，提出項目任務、技術要求、工期限制和需要提交的成果等，工程項目設計完成后應以項目任務書的形式提供給學生作為項目實施的依據。

2.工程項目實施是項目式教學的主要環節。教師引導學生自我管理，激發其求知欲望和潛能，讓學生主導項目實施，通過小組協作完成項目任務。項目式教學組織形式讓學生由個體學習轉變為研究、討論、實踐驗證等形式多樣的小組協作學習，學習目的由掌握知識轉變為保障項目質量、提升項目進度、控制項目成本。在項目實施過程中，雖然教師主要起輔助和引導作用，但是要求教師具有深厚的理論基礎和豐富的工程實踐經驗，這樣才能為項目順利實施提供最后的技術支持。另外，還需要為各類工程項目編制工程項目作業指導書，作為操作規范和保障項目質量的工作遵循。

3.工程項目評價是項目式教學的關鍵環節。對項目實施過程中產生的資料、成果、產品等進行客觀評價并及時反饋，可增強學生通過探索、實踐完成項目任務時收獲能力和素質提高的成就感。項目評價要遵循全面、客觀、公正、規范的原則，評價指標體系要準確地反映對項目任務和項目質量的要求。項目評價辦法應與現行技術規范、項目任務書、項目作業指導書一并提供給學生，作為編制項目實施技術方案的依據和追求的目標。

（三）項目式教學工程項目庫的維護

項目式教學工程項目庫的維護是工程項目庫建設的迭代環節，持續改進也是工程項目庫建設的基本要求。通過持續改進引入學術研究和科技發展前沿成果，讓工程項目設計體現時代性與前沿性、讓項目任務飽滿且富有挑戰性、讓項目評價多元且可測量，提高人才培養的目標達成度、社會適應度。

項目式教學工程項目的執行和維護需要相對穩定的師資隊伍，應通過建立健全基層教學組織廣泛開展教育教學研究活動，通過組建科研團隊開展科研活動提高教師科學研究與教育教學深度融合的能力，為面向本科項目式教學的可持續發展提供技術支撐。

結語

在我校測繪學科悠久歷史的基礎上，研究和吸收現代教育理念，進行面向本科項目式教學的工程項目庫建設研究，有力促進了項目式教學在實踐教學中的應用。進一步探索具有軌道交通特色的實踐教育體系與方法，有助于培養具有國際化視野的一流專業人才，服務于中國鐵路“走出去”戰略和“一帶一路”倡議。