新工科建設背景下水利“工程測量”課程教改探討

摘"要：自教育部積極推進新工科建設以來，從工科院校的學科和專業(yè)建設，到“工程測量”課程都面臨著轉(zhuǎn)型升級。本文從水利“工程測量”課程教育現(xiàn)狀出發(fā)，分析了當前課程教學中存在應試教育觀念影響深遠、理論教學知識過于凝練、實踐教學方法和模式陳舊和軟件、硬件設備落后等問題，并提出了強化過程考核、實際施工過程與案例教學的高度融合和豐富教學評價體系和現(xiàn)代測繪技術等課程改革措施，為新工科建設背景下的水利工程人才培養(yǎng)提供保障。

關鍵詞：新工科建設；水利工程測量；課程教改

Discussion"on"the"Teaching"Reform"of"Hydraulic"\"Engineering"Surveying\"

Course"under"the"Background"of"New"Engineering"Construction

Zhu"Liming*"Zhang"Wenjie"Li"Zhen"Liu"Min

College"of"Hydraulic"Science"and"Engineering，Yangzhou"University"JiangsuYangzhou"225009

Abstract：Since"the"Ministry"of"Education"has"actively"promoted"the"construction"of"new"engineering"courses，from"the"discipline"and"professional"construction"of"engineering"colleges"to"the"engineering"surveying"courses"are"facing"transformation"and"upgrading.Based"on"the"current"situation"of"hydraulic"engineering"surveying"course"education，this"paper"analyzes"the"problems"in"the"current"curriculum"teaching，such"as"the"deeprooted"concept"of"examinationoriented"education，the"overcondensed"theoretical"teaching"knowledge，the"outdated"practical"teaching"methods"and"models，and"the"backward"software"and"hardware"equipment，and"puts"forward"the"curriculum"reform"measures"such"as"strengthening"the"process"assessment，the"high"integration"of"the"actual"construction"process"and"case"teaching，enriching"the"teaching"evaluation"system"and"modern"surveying"and"mapping"technology，so"as"to"provide"guarantee"for"the"cultivation"of"hydraulic"engineering"talents"in"the"context"of"new"engineering"construction.

Keywords：New"engineering"construction；Hydraulic"engineering"surveying；Curriculum"education"reform

1"概述

2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設，并提出了建設新工科專業(yè)的號召。所謂新工科專業(yè)，主要指針對新興產(chǎn)業(yè)的專業(yè)，以互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)智能為核心，包括大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、區(qū)塊鏈、虛擬現(xiàn)實、智能科學與技術等相關工科專業(yè)。在當今數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化迅速發(fā)展的背景下，傳統(tǒng)工科教育模式已無法滿足社會和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的多元需求。我國利用新工科建設來推動工程教育的變革，以應對全球產(chǎn)業(yè)升級和科技革命帶來的新挑戰(zhàn)。新工科教育不僅強調(diào)跨學科融合與創(chuàng)新，還強調(diào)培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、綜合能力和社會責任感，致力于塑造能夠應對未來社會發(fā)展需求的高素質(zhì)工程技術人才［1］。

隨著我國社會經(jīng)濟發(fā)展的需求以及全球氣候變化帶來的新挑戰(zhàn)，水利工程問題日益復雜，對水利類人才的專業(yè)需求逐漸呈現(xiàn)出多元化、定制化和層次豐富化的趨勢。然而，傳統(tǒng)教育體系在水利專業(yè)教學上存在著不足，如實踐內(nèi)容與形式單一、教學手段陳舊以及學科交叉融合不夠完善，難以滿足新工科的培養(yǎng)要求［2］。在新工科理念和“雙一流”目標要求的引領下，從工科院校的學科和專業(yè)建設，到具體的課程教學模式都面臨著轉(zhuǎn)型升級［3］。

“工程測量”課程是水利類專業(yè)開設的傳統(tǒng)專業(yè)基礎課，是一門實踐性強、理論和實踐緊密結(jié)合的課程，需要在確定的期間和地點集中進行的綜合性測量實踐教學活動。通過“工程測量”教學，可使學生掌握水利、水電工程建設中需要的測量基本理論、方法和技能，能夠培養(yǎng)學生動手、實踐和創(chuàng)新能力，為學生從事水利、水電工程勘測、規(guī)劃、設計、施工和管理等工作奠定基礎。

本文基于現(xiàn)階段水利工程發(fā)展中的需求，對水利“工程測量”課程教學中出現(xiàn)的問題進行了探討，提出了可行的解決方案，以適應新工科建設背景下水利“工程測量”課程的教學模式，為新工科建設提供綜合素質(zhì)型工程技術人才。

2"水利“工程測量”課程教育現(xiàn)狀

現(xiàn)有水利、水電工程專業(yè)開設的測量學學科的教學過程中，大多存在課堂教學與實踐教學的比重分配失調(diào)，教學方式陳舊，課程評價機制單一，無法全面助力“新工科建設”基調(diào)下的創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標，這與當前新工科對學生培養(yǎng)的要求漸行漸遠。此外，眾多高校水利類專業(yè)的工程測量教學軟件、硬件已落后于實際生產(chǎn)中所使用的設備。例如，在工程測量的教學內(nèi)容上，依舊花費大量課時講解傳統(tǒng)的測量方法，包括水準測量、角度測量、距離測量。

近年來，隨著測量技術的發(fā)展，諸如精密水準測量、全站儀測量、衛(wèi)星遙感測繪、無人機遙感測繪、衛(wèi)星定位測量、數(shù)字測圖等現(xiàn)代測繪技術在工程建設中被廣泛應用。運用現(xiàn)代測量儀器和現(xiàn)代測繪技術進行數(shù)字測圖、施工放樣、監(jiān)理校核、變形測量的方法，已成為我國工程建設特別是大型水利、水電工程建設中的主要測量方法。讓學生掌握現(xiàn)代測繪方法，不僅能夠滿足新工科建設的要求，而且是對培養(yǎng)緊隨時代發(fā)展的水利人的有力支持。一方面可以實現(xiàn)對水利、水電工程建設的快速測量，節(jié)省實際勞力及物力成本；另一方面可以運用高等級測量方法提高水利、水電工程建設中的測量精度，減少水利、水電工程建設中的安全隱患。這就要求高等學校的課堂教育突破傳統(tǒng)的理論傳授和卷面考試為基礎的教學培養(yǎng)模式，秉承以工程建設中的實際問題為導向，以培養(yǎng)實踐能力為核心的教學方針。因此，引入新型的教學技術并制訂配套的培養(yǎng)方案將會是今后理論研究和教學實踐的重要趨勢。

3"水利“工程測量”課程教學中存在的問題

我國高校受專業(yè)化教育思想的影響，學生多注重課本理論知識，缺乏運用現(xiàn)代技術手段實際解決各類生產(chǎn)問題的能力，難以滿足當前新工科建設的要求。同時，當前培養(yǎng)模式中的教學情景設計和實踐環(huán)境較為單一，缺乏復雜工程的教學培養(yǎng)，使學生難以全面了解現(xiàn)代工程建設的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)與運作模式。加之學生對復雜工程的設計與施工過程的理解較為有限，缺乏針對施工過程中問題分析和解決的實際訓練，不利于學生系統(tǒng)觀念和宏觀思維能力的培養(yǎng)［2］。

3.1"課堂教學應試思維定式，知識點與案例設計偏重理論

受應試教育影響，學生多有考前劃重點，考后算績點的習慣，考試分數(shù)成為衡量學生學習成果的標準。加之產(chǎn)教結(jié)合、校企合作的程度有限，基礎工程實踐課程的教學理念仍停留在傳統(tǒng)的技術技能訓練層面上［4］，教學案例設計往往存在脫離現(xiàn)實生產(chǎn)需求的情況。同時，未能將專業(yè)前沿內(nèi)容和理念融入教學過程［5］，學生無法領略到相關課程的真正意義和現(xiàn)實用途，在實際應用中往往不能真正地學以致用，對水利類專業(yè)信息化和現(xiàn)代化發(fā)展的影響較大。

3.2"理論教學知識凝練，較難滿足實際生產(chǎn)需求

面向非測量專業(yè)的測量教學書本中的知識點主要反映的是測量學的基本原理和傳統(tǒng)方法，難以涵蓋細節(jié)性和過程性的內(nèi)容，而實際施工生產(chǎn)中，往往偏重于解決諸多針對性強的問題，這一矛盾也間接導致水利類人才眼高手低的現(xiàn)象。例如，在水利施工的堤岸修建中，通常采用分層壓實的施工方案，為了保證每層土層厚度在固定范圍內(nèi)，往往采用逐層壓實后及時測量高程來控制土層的厚度，主要采用衛(wèi)星導航定位測量技術來實現(xiàn)快速測量，這與水利“工程測量”課程中的水準測量方法獲取高程的方法不一致。

3.3"實踐教學方法與模式過時，軟硬件設備落后于生產(chǎn)實際

由于是面向非測量專業(yè)的測量學教學，存在教師業(yè)務水平和經(jīng)費支持方面的不足問題，導致相關軟件、硬件更新不及時，因此只能采用相對較為落后的軟件、硬件進行教學。此外，受課時安排的影響，每節(jié)課涵蓋的知識點較多，導致知識的傳授過程與水利、水電工程研究對象的變化過程難以匹配，學生所學內(nèi)容無法和實際工程應用相聯(lián)系，無法充分滿足“發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題”的教學理念。

上述制約因素致使現(xiàn)有的教學模式難以培養(yǎng)出滿足新工科建設背景下的現(xiàn)代水利、水電工程建設人才。在新工科建設推動下，應積極調(diào)整教學方案，重點在于加強學生的實踐操作能力。通過優(yōu)化實踐環(huán)節(jié)，幫助學生鞏固基礎理論，提升對復雜問題的系統(tǒng)性理解，并培養(yǎng)多角度創(chuàng)新意識，從而具備更強的競爭力和適應能力。

4"水利“工程測量”課程改革措施

4.1"強化過程考核，理論與實踐并重

改變以往將期末卷面考試分數(shù)作為主要考核標準，注重過程表現(xiàn)。建立突出能力和素質(zhì)評價的教學全過程評價體系，通過過程考核和結(jié)課考試相結(jié)合的方式來檢驗課程目標達成度［6］，加強在實踐教學過程中學生的全面表現(xiàn)的評分標準。

通過建立線上小程序或者搭建自主創(chuàng)新平臺的方式，加入工程實例中的施工流程、操作方法和實際問題的訓練題目庫，題目庫中附以施工現(xiàn)場測量全過程照片和視頻資料，在題目訓練的過程中加深對課程知識點的理解和融合，并了解實際施工過程中的測量全過程及測量過程中可能出現(xiàn)的問題，以此來彌補學生對于施工現(xiàn)場實操過程的不足問題。

4.2"實際施工過程與案例教學的高度融合

現(xiàn)代測繪教學的核心是學與用，其中“學”是手段，“用”是目的。當前各種水利、水電工程建設都離不開現(xiàn)代測繪技術，可為教師提供大量的教學案例，包括大壩的變形監(jiān)測、施工方向測量等。因此，教師在授課階段可結(jié)合自身的研究課題或科研項目，具體介紹實際案例，探討相應的心得體會。讓學生對測量學課程在實際生產(chǎn)過程中的應用有初步的認識。

4.3"豐富教學評價體系和現(xiàn)代測繪技術

4.3.1"采用現(xiàn)代測繪教學，改變陳舊教學模式

在科技飛速發(fā)展和工程技術不斷演進的同時，現(xiàn)代“工程測量”課程也需要進行思維轉(zhuǎn)變，緊跟行業(yè)的發(fā)展和科技的創(chuàng)新，以適應新的需求和挑戰(zhàn)。現(xiàn)代測繪技術在《測量學》現(xiàn)有的理論框架之上，在運用現(xiàn)代測繪技術的同時，也隨之鞏固了學生的測量學理論知識。從簡單問題開始，由淺入深，不斷強化，在掌握基本操作后，逐步提升難度，實現(xiàn)了理論指導實踐，實踐鞏固理論。

現(xiàn)代測繪的教學遵循“問題→解決方案→測量實施→數(shù)據(jù)處理→分析→評價”的過程，不僅可以考查學生課本知識的掌握程度，也能考查學生面對實際問題的應對措施，包括分析和解決問題的能力。同樣的問題通過不同的測繪方法可以獲得不同的效果，該特性能夠充分考查學生對所學知識活學活用的能力。根據(jù)現(xiàn)代測繪技術不同的特點以及水利類專業(yè)的應用領域，教師可以根據(jù)課程的需要進行相應的現(xiàn)代測繪技術手段的教學設計，如遙感技術、地理信息系統(tǒng)技術、數(shù)字測圖技術等，學生可以結(jié)合興趣特長、論文選題進行針對性的學習。

4.3.2"與時俱進，創(chuàng)新教學內(nèi)容

（1）“工程測量”課程實踐教學中，應加強學生新測量儀器與新測量技術的學習，如北斗衛(wèi)星導航定位、無人機遙感測繪、三維激光掃描技術、新型傳感器等工具［7］，結(jié)合實際案例，對學生進行講解，讓學生能切實體會現(xiàn)代工程測量工具的用途和其與傳統(tǒng)測量工具的區(qū)別及進步所在，以確保培養(yǎng)具備新技術應用能力的專業(yè)人才。

（2）要及時更新軟件、硬件設備，學習相應的新設備的原理技術。在硬件設施不足的情況下，可以利用虛擬現(xiàn)實技術、增強現(xiàn)實技術等先進技術手段，建立虛擬仿真實驗平臺，使學生能夠在虛擬仿真實驗平臺上完成真實度較高的各類實踐操作［8］。

（3）在一定程度上進行跨學科整合交流，如計算機科學、數(shù)據(jù)科學、物流學等，以滿足多維度的發(fā)展需求，并培養(yǎng)跨領域合作能力［9］。

（4）盡可能多地組織學生參與社會實踐與工程應用［5］。能夠讓學生將理論結(jié)合實際，學以致用，提高學生測繪知識的綜合應用思維和鍛煉其實際操作能力。

綜上所述，在水利類專業(yè)的測量學教學中融入現(xiàn)代測繪的教學方案，以多種多樣的形式影響高校的教學方式、過程及評價體系，將有助于提升學生的自主思考、設計能力，進而培育學生的創(chuàng)新和優(yōu)化意識。

結(jié)語

伴隨水利、水電工程建設的需求，相比傳統(tǒng)測繪手段，現(xiàn)代測繪技術已表現(xiàn)出極其出色的優(yōu)越性，極大地降低了工程建設過程中的人力、物力成本，現(xiàn)代測繪技術在水利類專業(yè)中推廣教學，使得專業(yè)的優(yōu)化理念和培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識得以充分體現(xiàn)，已在其他工科專業(yè)中得到了廣泛推廣。因此，在“工程測量”課程中融入現(xiàn)代測繪技術的教學，將有利于提升人才的競爭力，滿足就業(yè)市場對人才技能水平的切實需求，同時為新工科建設的高質(zhì)量發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的人才保障。

參考文獻：

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揚州大學教改課題：新工科建設背景下現(xiàn)代測繪技術在水利專業(yè)教學中的探究，YZUJX2022D14；揚州大學專業(yè)學位研究生教學案例庫建設項目：3S技術在農(nóng)業(yè)及水利工程中的應用

*通信作者：朱黎明（1988—"），男，漢族，江蘇徐州人，博士研究生，講師，研究方向：農(nóng)業(yè)氣象。

作者簡介：張文杰（1998—"），女，漢族，河北秦皇島人，碩士研究生，研究方向：海綿城市；李振（1985—"），男，漢族，山東棗莊人，博士研究生，副教授，研究方向：水利規(guī)劃與管理；劉敏（1989—"），女，漢族，江蘇鹽城人，碩士研究生，實驗員，研究方向：土木工程測量。