卓越计划背景下“测量程序设计”课程教学改革研究

汤 俊，李长春

(华东交通大学 土木建筑学院，江西 南昌 330013)



卓越计划背景下“测量程序设计”课程教学改革研究

汤 俊，李长春

(华东交通大学 土木建筑学院，江西 南昌 330013)

在“卓越计划”背景下，针对“测量程序设计”课程，从优化教学内容、丰富教学手段、提高实践能力、完善考核体系等几个方面进行教学改革探讨，对其进行集“专业导向、课堂讲授、自主学习、课程实验”于一体化的全方位、多层次改革与实践，旨在实现该课程在测绘学科中的作用，全面提升学生分析和解决实际问题的能力，对培养卓越测绘工程师具有一定的参考价值。

卓越计划；测量程序设计；教学改革

为培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，教育部于2010年提出“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)，该计划的实施对促进工程教育改革和创新，全面提高国家工程教育人才培养质量极其关键[1-2]。经济发展，测绘先行，测绘的重要作用和地位日益凸显。为推进卓越计划，2011年教育部和国家测绘局决定联合实施测绘领域的卓越计划，为测绘专业的发展制定了专业标准和培养方案[3-4]。“测量程序设计”是测绘工程专业一门重要的专业必修课，其为后续的专业课学习提供重要的数据处理平台，学生对测量程序设计知识的掌握程度，直接关系到测绘专业人才的培养质量。

该课程教学质量的优劣直接关系到测绘专业学生对本专业知识能否掌握的关键。教学过程中，如何提高测量程序设计的教学质量，已成为测绘专业关注和研究的重要课题。李长春结合计算机技术在测绘工程方面的应用探讨其教学计划安排和教学方法[5]；戴吾蛟等结合测绘专业的特点探讨了计算机课程设置及教学内容[6]；张恒璟等以应用创新型人才为培养目标研究测量程序设计的教学改革[7]；孙文彬等从信息化测绘对计算机的需求出发探讨计算机类课程教学方法的改革[8]。这些研究一定程度上都提高了测绘专业计算机课程的教学质量。文章结合本校实施的“卓越计划”，从“优化教学内容、丰富教学手段、提高实践能力、完善考核体系”这几个方面对“测量程序设计”课程进行教学改革探讨。

1 “测量程序设计”课程教学现状

测量程序设计是测绘工程专业本科生的必修课，已在我校开设多年，但就近年来的教学效果来看，还存在一些不足，主要表现在：1)教学内容系统性差。测量程序设计是一门实践性、综合性很强的课程[9]，其教学内容涵盖范围广，涉及基础编程语言(如C/C++等)、公共基础课(高等数学、线性代数等)以及专业基础与理论课(如数字地形测量学、误差理论与测量平差基础、GPS测量原理与应用等)。这些课程缺少必然的理论体系，在实际教学中，不同学校不同老师，讲授内容不尽相同，致使课程教学单打独斗，内容系统性差，影响教学效果。另外，由于学生在某一方面知识的缺失，从而导致其对该课程丧失学习兴趣。2)教学手段单一。教学过程大多采取教师讲授、学生记忆的形式，离开教师的讲解和督促，大多数学生无所适从，且多媒体的使用使得板书越来越少，在一定程度上减少了教师直接面对学生的机会，缺乏互动的课堂氛围，难以调动学生的积极思考，对于内容较为抽象的“测量程序设计”课程，学生学习效果不佳[10]。3)实践教学效果不佳。“卓越计划”从知识、能力和综合素质上对工程技术人才的培养提出了更高的要求，特别是工程实践能力和创新意识[2]，这就要求提高学生的应用与创新实践能力，然而当前的教学体系难以适应“卓越计划”人才培养目标：一是实习课时较少；二是缺乏高水平的实验教学平台。4)考核评价体系不完善。目前“测量程序设计”课程的考核评价体系还不够完善，考核与理论和实践脱节，有的偏重于理论，有的偏重于实践，有的偏重于结果，有的偏重于过程。为了更加有效地检测学生的发散思维能力和工程应用能力，有必要建立一套科学合理、完善的考核评价体系[11]。

2 “卓越计划”下课程教学改革

为了更加符合“卓越计划”的培养目标，结合本校的专业培养标准，改善教师教学水平，提高学生学习能力。针对上述存在的问题，对于测量程序设计课程从教学内容、教学手段、实践能力、考核体系等方面提出了教学改革，总体框架如图1所示。

图1 教学改革总体框架

2.1 优化教学内容，合理安排课时

“测量程序设计”课程涵盖的内容范围广，如何在有限的时间内，使学生把握学习的主线和课程的重点难点是教学内容设置的核心。围绕该问题，充分考虑学生的学习和认知规律，精讲理论知识，精炼实验操作，设计比较系统的课堂教学体系。目前，国内高校测量程序设计课程通常选择C/C++、VB和MATLAB等语言中的一种。考虑到本校测绘工程专业学生前期开设了C/C++程序设计语言，MATLAB易于实现可视化和矩阵运算，为了使学生能够迅速上手，本校测量程序设计课程选择MATLAB作为编程语言。传统的课程教学内容包括：高级编程语言、软件工程基础知识、矩阵和线性方程求解、文件读写操作、测量数据转换、测量平差模型解算、测量综合实例解算等方面[6-7]。通过对以上教学内容的综合分析，结合“卓越计划”下该课程的培养目标以及社会对测绘人才的需求，设计该课程的教学内容，如表1所示。

表1 测量程序设计课程内容与学时分配

2.2 丰富教学手段，提高教学质量

依据“卓越计划”的培养体系要求，采取多层次、多样化的教学手段，培养学生学习、分析解决问题的能力和创新意识。这些教学手段体现在如下几点：

1)理论教学与实践教学相结合。“卓越计划”的培养标准中对于专业知识的要求是着重培养学生扎实的基础理论知识。理论是实践的基础，没有坚实的理论基础，实践和创新能力培养只能是空中楼阁。要详细讲解测量程序设计语言的基础知识和经典问题求解方法，安排学生课堂讨论、上机操作，以验证和加深理解并巩固相关知识点，也便于激发学生对课程的兴趣，实现理论教学与实践教学有机的结合。

2)借助慕课(MOOCs)形式自主学习。给学生提供教学计划内容提纲，让学生每次上课之前借助慕课(MOOCs)形式自主学习好本堂课要讲解的内容，认真思考，做好笔记，记录问题的难点，以便上课带着问题去学习，掌握学习的主动性，时间上从课内向课外延伸，通过直接面对面辅导、网络等方式进行交流；由于计划学时有限，空间上可从教室向实验室和图书馆拓展，学生可以自主地去实验室进行上机操作；由于测量程序设计没有统一的教材，学生可多查阅参考资料，拓宽测量程序设计的知识面。

3)启发式教学，培养创新意识。借助慕课(MOOCs)形式的先导性学习，把以讲授为主的课堂变为问题课堂、讨论课堂和对话课堂。充分调动学生的积极性，加强师生之间的交流，实现启发式教学，培养学生的创新意识。安排学生课堂演讲和讨论，让一些掌握较好的学生上台演讲，大家提问，教师讲评，这样的教学方法加强学生的自主能力，取得很好的教学效果。测量程序设计课程离不开软件的实际操作，教师可以通过微课形式制作课堂教学视频，着重讲解重点和难点，节省操作时间，留给学生更多自主学习的时间，便于学生课后自主学习。

4)案例教学，差异化教学。近年来华东交通大学测绘工程专业面向市场，完成很多横向科研项目研究，积累大量测量工程项目实践资料。程序设计方面，设计测绘数据预处理、平面和高程控制平差计算、高铁变形监测以及GPS控制网数据处理。丰富的案例注入课堂，极大地提高学生的学习兴趣和解决实际问题的能力。同时，学生的学习能力具有差异性，大部分可按照常规教学来进行，对于学习能力突出的学生，在课外应多引导其参与各项科技创新活动，如参与教师的科研活动，参与每两年举行一次的全国测绘技能大赛等。通过参加一些科技活动，能极大地提高学生的创新能力。

2.3 提高实践能力，创建实验平台

“卓越计划”的培养标准要求工程专业人才具备较强的实践能力和创新能力。而当前测绘工程专业人才培养和社会需求之间的矛盾是学生实践能力不足、创新意识薄弱，因此，建立高水平的测量程序设计课程实践教学平台势在必行。依托学校建立从学生“研究性学习”、教师“学习性教学”出发的双重性实践教学平台。一方面，从学生“研究性学习”的角度出发，教师将实验指导、实验案例等资源上传到该实践教学平台上，让学生通过平台主动获取相关学习资料，锻炼“卓越工程师”所需的获取信息能力；另外，让实验与工程项目以及企业需求项目紧密结合，解决实际生产实践具体内业数据处理问题。另一方面，从教师“学习性教学”的角度出发，在实践教学平台中，把学生在学习过程中做过的实验实践等数据进行入库建设，并且反映学生的学习过程和学习状况，不断反思自己的教学行为，不断创新，提高自身水平和修养。

2.4 完善考核体系，改进考核方式

“卓越计划”针对学生知识和能力提出多方面培养标准，因此，对于学生的考核评价也要综合考虑其理论学习和工程项目实践能力，建立多形式、多指标的考核评价体系。本课程考核体系总体从基础理论考核与上机实践考核两方面进行。对于基础理论考核方面，采取阶段测试和期末考试形式。阶段测试可分为课堂考核和课后作业，是针对某阶段的理论学习，提供大量试题给学生；期末考试采用纸质试卷，辅以创建性的题目综合考查学生对该课程知识的掌握情况。对于阶段测试和期末考试分配不同的指标和权重。对于上机实践考核方面，采取过程考查和期末考核形式。过程考查可分为课间上机操作和课后上机操作，是针对某阶段的实践操作，提供案例给学生；期末考核是预先设计好考核的题签，列出考核知识点，难易适中，通过上机操作，现场打分。对于过程考查和期末考核分配不同的指标和权重。总的考核评价体系是对基础理论考核与上机实践考核分配不同的指标和权重。然而，考核评价体系的建立不可能一蹴而就，需要依据几个授课周期来考核评价效果，确定规范的量化评估指标和权重。

3 “卓越计划”下的测绘工程专业人才培养要求

校企联合培养。在卓越计划的人才培养下，要求教学注重校企联合培养，让测绘工程教育回归工程，让测绘人才的培养不局限于学校。采取以问题为11)导向，强化学生工程意识和工程能力的学习和锻炼，以及学生工程实际应用的能力，培养具有卓越工程实践能力的测绘专业人才。

2)实行双导师制。学校导师和企业导师的双重模式，学生要参与导师的科研课题以及企业的现场实践，使其能够利用所学的程序设计课程参与测绘类方案的设计和开发，培养学生独立解决实际工程问题的能力。

3)基于项目学习。在测量程序设计的课程教学过程中，全面探索基于测绘项目的研究性教学模式。培养学生查阅资料、撰写报告等探索性学习模式，综合运用多学科知识解决实际测绘项目问题，提高学生的综合素质。通过专题项目学习，培养拔尖人才参与全国测绘类测量程序设计大赛，从实际大赛中汲取营养。

4 结束语

本文重点讨论教学内容、教学手段、实践能力以及考核体系的改革，采取精选教学内容、加强互动教学、加大自主学习力度、开设创新性实验平台以及完善考核体系等环节，创建一套集“专业导向、课堂讲授、自主学习、课程实验”于一体化的全方位、多层次改革的“测量程序设计”课程的教学和实践模式。该模式旨在有效地提高测绘专业学生的程序设计素养，拓展学生分析问题和解决问题的能力，全面提升学生工程实践能力和创新能力，为“卓越工程师”的培养打下坚实的基础。

[1] 教育部.教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见[EB/OL].[2011-01-08].http://www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s3860/ 201102/115066.html.

[2] 陈启元.对实施“卓越工程师教育培养计划”工作中几个问题的认识[J].中国大学教学,2012(1):4-6.

[3] 王文福.基于工程哲学视角的测绘卓越工程师综合素质的培养[J].测绘科学,2013,38(1):180-182.

[4] 焦明连,周立.测绘工程专业卓越工程师教育培养模式的研究[J].测绘通报,2012(1):102-104.

[5] 李长春.测绘工程专业的计算机技术教学探讨[J].江西测绘,2006(2):8-9.

[6] 戴吾蛟,刘庆元,李光强,等.测绘工程专业计算机课程设置与教学探讨[J].矿山测量,2008(2):75-78.

[7] 张恒璟,王崇倡,王佩贤,等.以应用创新型人才培养为目标的“测量程序设计”教学改革研究[J].测绘通报,2012(6):101-103.

[8] 孙文彬,蒋金豹,袁德宝.信息化测绘背景下的计算机类课程教学方法改革与探索[J].测绘通报,2014(7): 131-133.

[9] 赵亚红,孙彩敏,孙国庆.浅谈信息化测绘背景下“测绘程序设计”教学改革[J].矿山测量,2015(6):106-108.

[10] 张俊玲,刘鸿波.非计算机专业计算机基础课程教学改革探索[J].实验室研究与探索,2009(11):126-128.

[11] 吴云,方兴.测绘工程专业教学实施环节中的几点思考[J].测绘通报,2014(7):128-130.

[责任编辑：路晓鸽]

On the teaching reform of Surveying program design curriculum for outstanding plan

TANG Jun,LI Changchun

(School of Civil Engineer and Architecture,East China Jiao Tong University,Nanchang 330013,China)

Under the background of outstanding plan,this paper discusses the reform from optimizing teaching contents,enriching teaching means,improving practice ability and perfecting the evaluation system based on the status of surveying program design courses.The course is set with “professional orientation,classroom teaching,autonomous learning,course experiment” in an all-round reform and practice in order to play its role in the disciplines of surveying and mapping course,cultivate outstanding engineers of surveying and mapping,and improve teaching quality and learning ability of students.

outstanding plan; surveying program design; teaching reform

引用著录：汤俊，李长春.卓越计划背景下“测量程序设计”课程教学改革研究[J].测绘工程，2017，26(1)：77-80.

10.19349/j.cnki.issn1006-7949.2017.01.017

2016-08-09

江西省高等学校省级教改项目(JXJG-14-5-22)

汤 俊(1982-)，男，讲师，博士.

G640

A

1006-7949(2017)01-0077-04