工程测量课程研究性教学研究与实践

2010-04-04谭衢霖杨松林

测绘通报 2010年12期

关键词：研究性测量工程

谭衢霖,杨松林,王斌

(北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044)

工程测量课程研究性教学研究与实践

谭衢霖,杨松林,王斌

(北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044)

研究性教学的核心理念在于激发学生学习兴趣,调动学生学习的积极性与主动性,启发学生独立思考,培养学生解决实际问题和发展学生的创造性思维能力。围绕上述理念,工程测量研究性教学实施采用了启发式、互动式、自主式和探索式等教学方法。教学实践表明,实施研究性教学使学生的理论知识基础比过去更加扎实,学生分析问题与解决问题的能力、自主学习能力、实践能力和创新思维能力得到明显提高。

工程测量;研究性教学;启发式;讨论式;自主式

一、概述

工程测量是我校土木工程类本科专业学生的必修课和主干课,是一门理论性和工程实践性都很强的专业基础课。通过该课程的学习,目的是使学生掌握测量学的基本概念、基本理论、测量各种要素(高差、角度和距离)的基本方法、常规测量仪器的构造和使用、测量误差的基本知识、小地区控制测量和大比例尺地形图的测绘与应用、测设的基本工作、工业与民用建筑测量、铁路公路线路测量的一般工作,使学生具有灵活运用测量基本知识、基本理论和基本方法于实际的测绘、测设工作的能力[1]。为适应国家对创新型、工程型人才的培养需求,进一步提高工程测量课程教学水平和教学质量,按照学校的教学要求,笔者在教学中开展了工程测量课程研究性教学研究与实践。

寻求合适的教学方式、方法来组织实施研究性课程教学,首先应该对“什么是研究性教学”的内涵有一个正确的把握。根据文献[2-3]及学校教学文件的理解,笔者认为,研究性教学是以培养拔尖创新型、工程型、复合型等多样化的人才为目标,强调激发学生的学习兴趣,提高学习的积极主动性,转变学生被动接受知识向自主学习知识,实现学与思结合,着力于学生创新能力、实践能力培养的一种区别于“注入式”教学的新教学模式。研究性教学实施要解决的核心问题在于如何充分调动学生学习的主动性和积极性,发挥学生的独立精神和创造才能,变被动学习为主动学习。

二、工程测量研究性教学实践

1.研究性课堂教学

课堂是当前开展研究性教学的最重要场所。围绕上述研究性教学的目标和内涵,笔者在工程测量的研究性教学实践中,具体采取了如下做法。

(1)以国家各行业工程建设及身边生活中的测量为例,激发学生的学习兴趣

源自内心的热爱和追求,是实现研究性教学目标的灵魂,而实施的关键之处在于有效地激发学生对课程学科的兴趣。工程测量工作遍布国民经济建设和国防建设各部门和各个方面。对于工程建设来说,可以这样说,没有测量工作为工程建设提供数据和图纸,并及时与之配合和进行指挥,任何工程建设都无法进展和完成。笔者在工程测量课堂教学中,注重通过采用图片、视频等方式介绍工程测量在国民经济建设各行业的应用。特别以一些民众瞩目的大型工程实例:如国家“奥运”场馆建设中“鸟巢”的安装测量、国家大剧院的工程测量、青藏铁路勘测设计中的测量工作等,来讲解工程测量的作用,激发起了学生浓厚的学习兴趣。随后,组织课堂讨论,让学生谈谈所了解的工程测量在建筑工程,交通工程 (道路,铁路和桥梁)及市政建设中都有哪些应用?很好地调动了学生参与课堂教学的积极性和主动性。

(2)充分利用多媒体与现代教育技术,丰富生动、形象直观地呈现教学内容

笔者在教学全程采用了集文字、图像、声音、动画和视频于一体的多媒体电子课件进行授课。多媒体课件中丰富生动的声音和图像不仅有利于增强学生的学习兴趣,集中注意力,调动学生学习的积极性,而且可以扩大学生的知识面和课堂信息量,增强对知识的理解和掌握。

工程测量课程教学中有许多章节需要用表格填写计算,如水准测量路线计算、导线计算、等精度直接观测计算等。传统的测量计算教学方法,详细讲解计算的整个过程,以及一步步该如何计算要花很长的时间,也较难在课堂上讲清楚。利用 Power-Point可制作实用的表格,再使用动画设置功能就能轻松地把复杂的问题简单化,可以一步步清楚地讲述计算的每一个步骤。再如,在测量仪器原理、构造和使用操作方法介绍时,传统教学方法很难解释和表达清楚细节,而借助于多媒体,尤其是动画和视频录像,就可以使这些烦琐和抽象的讲解变得形象直观、生动具体,便于学生的透彻理解和掌握。此外,对于一些最新测量仪器,一般都缺乏样机,但可以充分利用现有的条件和资源,特别是计算机网络,收集相关资料,制作成多媒体课件,充实和更新测量教学内容,克服没有新仪器设备的限制。

(3)采用问题引导的互动式教学,培养学生创新思维能力

在课堂教学中,采用问题引导的互动式教学,并营造一种尊重学生、鼓励学生提问和陈述的课堂氛围。强调运用启发式教学方法,鼓励学生创造性思考,注重培养学生科学的思维方法。在课堂讲授中,一方面,笔者以“讲题”代替按教材章、节内容组织教学内容,在每一讲题开始讲授前,以工程测量要解决的问题作为新教学内容的引导,调动学生积极思考。如在讲述高程测量时,以国家 2005年重新测定世界最高峰珠穆朗玛峰峰顶的高程,实现迄今为止对珠峰高程最为精确的测量事件为引导,从测量原理、技术方法和仪器设备等方面让学生思考、讨论和陈述。由于 2005珠峰高程测量是我国乃至世界科技界的一件极为轰动的新闻事件,几乎所有的学生对此都有一定程度的了解,因此,通过问题引导,师生之间、学生之间互动讨论非常热烈,获得了很好的教学效果。教师则从诱导的角度讲授知识,提出问题与学生讨论。另一方面,在课堂讲授中,通过提问、答题等师生互动交流的形式,强化知识的掌握,给学生发表独立见解的机会,培养创新思维和创新能力。如通过设问让学生抢答的方式,调动学生学习的积极性和主动性;此外,每次讲题结束后,在课上利用 15分钟左右的时间与学生共同做题的方式实现互动,学生可以更好地回顾和掌握前面学习的知识。

在教学组织上,为更好地发挥学生的主动性和积极性,让教学班学生每 5～7人自由组成小组,并分配教学组号进行登记。这些小组既是学习小组,又是测量实验和实习小组。这种教学组织方式可有效地增强老师与学生之间的联系与交流,学生与学生之间的交流,学习小组与学习小组之间的交流,有利于“探索式”、“互动式”、“协作式”学习。

(4)学生上讲台,促进学生自发自主性学习

通过老师的正确引导,让学生把潜能发挥出来,引导学生自主性学习是研究性教学的目标之一。让学生上讲台可以调动学生主动学习的积极性,加深对所学知识的理解,提高表达能力和组织能力。在学生上讲台讲课前 2周按小组布置并选择讲题内容,每个小组都制作多媒体课件,小组成员分工合作并推选出 1～2名同学讲授,老师对每组学生的课件进行批改,指出不足之处,并提出建议修改的内容,对讲课内容进行改进充实后才能上讲台。

如在“测量新技术”讲题的教学中,让学生按小组选择一种新技术主题,通过自主学习,准备多媒体课件上讲台向全体学生讲述。采取这种教学方法,学生的参与热情很高。有的小组学生为了讲好课,备课非常认真,查阅了大量参考资料,补充了最新的研究进展;有的同学为了把枯燥的理论形象化,想出了非常恰当的比喻;还有的同学找到了动画片段来演示自己所讲内容,课堂气氛十分活跃,每个学生讲完后大家都报以热烈的掌声。由于不同小组选择的新技术主题并不完全相同,因此,这种形式除了充分发挥了学生的自主学习积极性外,还在有限的时间里,让学生最大限度地了解测绘科学的新技术与应用和最新进展。也达到了教师除把已积累的知识传授给学生,还把本学科领域的最新技术引入教学内容的目的。

(5)利用好奇心,引导学生主动探索式学习

好奇心对于培养和激发学生的研究性思维能力具有极其重要的促进作用。只要激起了学生的好奇心,就能获得学习、探索的驱动力。如果能及时得到教师的鼓励和正确引导,这种思维活动必将更持久、更深入,从而达到促进智力发展,培养研究性思维能力的目的[3]。在工程测量教学中,笔者充分利用学生的好奇心使其产生好奇,如生活释疑引发好奇,科学猜想激发好奇,发散联想诱发好奇,质疑争论触发好奇,尖端科学点燃好奇。引发了学生的好奇心,然后放手让学生进行自主研究,学生们从好奇到研究,达到了引导学生主动探索式学习的目的。如笔者在讲解水准测量原理时,以中央电视台CCTV-10《走进科学》栏目曾经报道的北京八达岭怪坡之谜,用此处独特的“水往高处流”现象激发学生的好奇心。引导学生主动探索式学习,并启发学生用水准测量的基本原理进行解释。

2.研究性实践教学

实施研究性教学,重视加强实践环节是本质要求。工程测量是实践性很强的学科,实验和实习对培养学生动手能力是关键的一个环节[4-7]。在学习测量学理论知识的基础上,为帮助学生进一步加深对测量学概念、理论的理解,巩固课堂教学的内容,熟练掌握测量仪器的操作和使用,基本测量方法的具体实施,培养学生的实际动手能力和理论联系实际的能力,笔者开展了与工程测量研究性课堂教学相配套的研究性实践教学。主要包括采用现场实验互动模式进行实验教学和采用测区综合实习自主模式进行测量综合实习。

(1)现场实验互动模式

工程测量课程特点决定了在学习的过程中必须通过实践才能真正掌握各种基本技能。笔者采用现场实验互动模式进行实验教学。在这种模式下,学生以小组为单位领取测量仪器后,在计划的教学学时之内,在室外指定区域各小组自行选择仪器架设测站,教师现场指导,小组成员互帮互学,以组为单位每个学生完成规定的测量实验任务。例如,水准仪的调平、观测、记录、计算等实践操作;经纬仪的对中、整平、观测、记录、计算等操作练习。通过这些练习,锻炼和提高学生的实践动手能力。

(2)综合实习自主学习模式

为培养综合运用测量知识、测量仪器和各种测量技术方法处理分析问题和解决实际问题的能力,在完成课堂理论教学和实验教学之后,笔者采用测区综合实习自主模式进行测量综合实习。

在这种模式下,学生仍以小组为单位借领仪器,在实习期内,对仪器自行保管、维护以及测量作业,按照综合实习要求选择测区,自主计划完成从整体到局部、从控制到碎部的测量全过程及施工测设工作。通过测量实习,将测量知识和技术方法系统地与生产实践相结合。通过综合实习,一方面可以综合应用已学到的测量学的基础知识,达到融会贯通的目的;另一方面又将学到的基础知识用来解决实际问题,很好地实现理论与实践的统一。这对于学生以后能否适应将来的实际工作,解决测量生产实践问题具有关键的作用。

3.研究性教学考核

与研究性课堂教学及研究性实践教学相对应,笔者把研究性教学课程考核体现在每个教学环节上,采用过程考核与期末考试相结合的形式。为了使学生重视综合应用测量技术方法解决实际问题,笔者将学生自主综合实习部分独立考核评分。除综合实习外,理论和实验教学要求学生提交材料完成的教学环节如下:①课后习题作业练习:要求对于重点与难点的内容均安排课后习题作业。②实验报告:基于每次测量实验内容,完成实验报告。③专题报告(或科研小论文)或课程设计:学生按照教师安排的专题调研要求进行自主学习,查阅资料并整理完成专题研究报告(或科研小论文)的撰写。说明可以引用或用自己的语言表达被引文献的意思,并且发表自己的观点,但是不得抄袭。学生必须在课程作业后列明所参考的书目、作者与出版日期并按照正式期刊科技论文的格式要求撰写。或者,以小组为单位共同完成工程测量数据处理与分析软件的设计与开发作为课程设计。

将最后的总评考核成绩分为出勤 (5%)、课堂提问与讨论 (5%)、习题作业 (10%)、实验报告(10%)、专题研究报告或课程设计 (15%)、仪器操作使用能力考核(15%)、期末闭卷考试(40%)七部分。考核方式的转变,大大激发了学生的学习积极性和热情,通过能力考核,大大增强了学生的实践动手能力。

三、结束语

工程测量课程教学中,通过在课堂讲述大量工程测量项目和生活中的测量知识应用实例,很好地激发了学生的学习兴趣;通过丰富生动、形象直观的多媒体课件使用,扩大了教学的信息量,提高了教学的效果;通过提问、讨论和陈述互动,调动了学生主动思考的积极性;通过让学生上讲台,很好地促进了学生自主式学习;通过引导学生的好奇心,培养研究性思维能力,引导学生主动探索式学习。上述教学方式、方法的使用,较好地实现了研究性课堂教学要达到的目标。在研究性实践教学中,通过采用现场实验互动模式进行实验教学和采用测区综合实习自主模式进行测量综合实习,可将理论知识教学与实践能力培养相融合,提高学生的动手能力和理论联系实际的能力。此外,与研究性课堂教学和实践教学相对应,转变课程考核方式,采用过程考核与期末考试相结合的形式。

教学实践表明,工程测量实施研究性教学使学生的理论知识基础比过去更加扎实,学生分析问题与解决问题的能力、自主学习能力、实践能力和创新思维能力得到明显提高。

[1] 杨松林.测量学[M].北京:中国铁道出版社,2005.

[2] 赵洪.研究性教学与大学教学方法改革[J].高等教育研究,2006(2):71-75.

[3] 谢秉智.积极推动研究性教学提高大学生的创新能力[J].中国大学教学,2006(2):21-23.

[4] 岳建平,方露.“测量学”课程教学现状调查与分析[J].测绘通报,2008(10):76-77.

[5] 何立恒,鲍其胜.非测绘专业测量学教学改革的思考[J].测绘工程,2003,12(2):59-61.

[6] 陆立,邹积亭.《工程测量》课程教学方法探讨[J].北京测绘,2002(2):45-47.

[7] 王旭华,王波,郭伟.工程测量自主式弹性学习模式探讨[J].测绘通报,2008(3):74-77.

Practice and Study of Research Type Teaching for Course Engineering Survey

TAN Qulin,YANG Songlin,WANGBin

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