基于卓越计划的工程测量学实践教学综合改革

齐修东

(河南理工大学 测绘与国土信息工程学院,河南 焦作 454000)

为了满足社会对测绘工程本科毕业生的应用创新能力和实践能力要求，当前，教育教学研究的重心正从知识传授向能力培养转变。自从2011年，国家相继实行了“卓越工程师教育培养计划”“工程教育专业认证”和“专业综合改革”等质量工程，以期提高学生的解决复杂工程问题的实践能力、设计能力和创新能力。

实践教学是学生能力培养的重要平台[1-2]，传统实践教学中，学生只是被动机械地执行实验，没有独立思考和创新，严重阻碍了学生实践和创新能力的培养。近些年来，国内众多高校专家学者都对实践教学改革进行了尝试。文献[3]提出了通过构建开放式实践教学体系提高学生工程实践能力。文献[4-6]从深度融合校企合作方面对实践教学进行了有益探索，进而培养学生的创新意识和创新能力。文献[7]提出“以基本知识掌握为先导，基本技能实验为基础，创新能力培养为核心，知识、能力、素质协调发展”的实验教学模式，培养卓越工程应用人才。文献[8]提出通过行业参与制定人才培养方案，共同制定实践教学项目，培养学生的工程实践能力和创新能力。文献[9]提出通过多元化的实践教学考核，提升学生的工程实践能力和创新能力。借鉴前人研究成果，结合近几年学院测绘工程专业卓越工程师培养情况，从实验大纲制定、实践教学平台建设、实验教学方法、师资队伍建设和考评方法等方面对工程测量学进行实践教学改革探讨。

1 校企共同制定工程测量学教学大纲

多年来，实验教学大纲和实验项目只凭教师经验进行制定和设置，学生毕业后不能适应生产单位工程需要并快速进入角色。经过近几年的探索，校企在培养方案制定上必须深度融合[10]，特别在大纲和实验项目设置上，企业最有发言权。因此，在2016级测绘工程培养方案和教学大纲制定上，请进战略合作企业导师，结合企业生产内容，共同制定工程测量学实验教学、集中基础实习、综合设计实习和企业工程实践方案。例如课堂实验教学12学时，设置铅垂仪扫平仪陀螺仪使用、轴线曲线放样、倾斜挠度平面高程监测等项目，主要以学会仪器使用为目的。集中实习分两阶段，第一阶段为基础实习1周，设置控制测量、竖井联系测量、地下管线测量、道路放样和建筑物变形监测等项目，主要培养学生工程测量基本技能；第二阶段综合设计实习4周，主要对设置的实践项目进行方案设计、实施和总结。企业实践也是分两阶段，第一阶段为以项目生产为目的的技术和技能实践；第二阶段为以项目生产为目的的管理实践。这样以企业需求为导向，使学生实践技能与企业生产相结合，极大地提升了学生工程实践能力，也为学生的创新能力和创新意识培养打下了专业基础。

2 多元实践教学方法

创新思维是要突破思维定式，鼓励学生独立思考[11]。创新能力离不开创新思维，而且必须在实践中培养。在教学方法上，采用探究式实践教学、案例式和开放式实验教学收到良好的效果。

2.1 探究式实验教学

探究式教育是一种启发式的教育、引导式的教育。培养学生的创新意识，使学生不仅学习到知识，更重要的是培养学生的创新能力[12]。探究式实验教学让学生以大纲为基础，根据实验项目目的和要求，通过独立思考、查阅资料或相互讨论等手段查清实验的关键问题，自主设计实验步骤和过程，形成初步实验方案。最后指导教师和学生共同对方案进行审核，帮助学生分析原因，找出设计缺陷和实验关键，指导方案修改。如道路轴线曲线放样实验课，教师给出控制点坐标、转折点坐标和曲线要素，学生分组进行实验方案设计。学生设计的方案有坐标法、切线支距法和偏角法，仪器设备有选全站仪的，有选GPS-RTK的。老师审核方案后，和学生一起分析每种方法的关键、适用条件、特点。对于设备，同样分析适用条件，然后修改方案，最后提示学生注意全站仪和GPS-RTK实地放样位置，分析原因，比较精度高低。通过设计、分析、修改、实验4个环节，不仅能让学生知其然，而且让学生知其所以然。探究式实验教学法相对于传统的教条式僵化的实践教学，它能有效地激发学生兴趣，为学生创新能力发展创造意境，体现了以人为本的教学理念。

2.2 案例式实践教学

案例式实践教学主要针对工程测量学综合设计实习，把整个环节分成桥梁控制网建设及墩台坐标计算及放样、道路曲线坐标计算及放样、建筑物变形监测及地下工程测量等模块，进行案例实践教学。其中地下工程测量实习包含一井陀螺定向、高程导入、井下导线及高程测量、贯通误差预计及方案设计等内容。所有这些模块的实施，均由学生以小组为单位自主进行方案设计，在指导教师的引导下在校建实习基地实施。实施过程中发现问题，分析原因，调整方案，总结经验教训。模块实践结束，集中进行答辩，讲述各自的设计原则、过程和经验教训。实现要我学到我要学的模式转变，激发学生潜能，培养学生自主运用综合知识，解决复杂实际问题的能力和创新能力，为进入企业实训打下基础。

2.3 开放实验教学

受学时等因素限制，仅开设实验大纲规定的实验项目，很难培养满足社会需要的实用型人才。一些具有前瞻性性研究型实验项目，作为开放实验，让有兴趣的学生自主选择。如把三维激光扫描绘制地形图、三维激光扫描古建筑物建模、地下管线探测、数字地形图的工程应用、干涉测量成像系统边坡监测及测量机器人变形监测等作为开放实验项目，供有兴趣的学生进行开放实验，以开阔学生视野。

3 分层次的实践教学平台建设

实践教学平台是开展各项实践活动的基础，实验、实习和实践是一个递进的过程，又是一个整体。特别对测绘工程专业来说，很多实验是不能在实验室内完成的，受时间、地域和能力水平限制，又不能直接到企业从事生产实践，中间必须有校建实习基地过度。结合测绘工程专业特点，建设了虚拟仿真平台、校建实习基地和校企合作实践基地3个层次实践教学平台。

3.1 虚拟仿真平台

为使学生尽快了解仪器使用和实验过程，提高实验效率。同时，减少仪器损害。学院录制了仪器使用视频，开发了水准测量、导线测量、陀螺定向等虚拟仿真软件。作为第一层次，主要为学生尽快掌握仪器使用方法服务。

3.2 校建实习基地

为了建立课堂实验、集中实习和企业生产实践之间的联系，学院建设了第二层次平台。主要是校建实习基地，包括焦作市控制测量实习基地、沙河桥桥梁墩台控制测量及放样实习基地、新校区广场道路曲线坐标计算及放样实习基地、龙源湖建筑物变形监实习基地、老校区人防工程地下工程测量实习基地等校建实习基地。它是第一平台和第三平台的纽带通过校内实习，使学生对所学的知识和技能通过实践得以加强，为到企业从事生产实践打下良好基础，使学生到企业后对项目真正拿得起放得下。这方面过去是有教训的，第一届卓越测绘工程还不如一般测绘工程“卓越”。究其原因，首先校建实习基地内的实习时间大大缩短，实践技能不强；其次，前几年合作企业一直在做宅基地确权一类的项目，学生实践锻炼项目有限。这样两方面的实践锻炼都没达到预期培养目标。

3.3 校企合作实践基地

三年校内学习，能不能初步被社会认可，进入第三平台企业实践是关键，企业对学生实践效果评价也是最好的证明。校企合作实践基地是“海阔凭鱼跃，天高任鸟飞”的地方。学生工程实践能力和创新能力只有在真实的项目环境中才能培养和激发。签约合作企业不能仅限于测绘公司，要多样化，必须有水利、公路、铁路等工程企业及市政公司等，并在合作协议中确定实习模块。企业什么时间(指一年企业实践期内)有相应的实践模块项目，就什么时间委派学生。只有这样才能让学生得到锻炼，才能建立校企合作的良性循环。避免学生成为企业廉价劳动力，重复一些简单项目，达不到实践效果。

目前，学院已经和山西华晋岩土工程勘察有限公司、黄河勘测规划设计有限公司、河南中纬测绘规划信息工程有限公司、中铁十五局集团公司及中铁隧道工程集团有限公司等单位建立了实践基地。培养方案要求学生在第六学期全部进入校企合作实践基地，进行第一阶段以项目生产为目的的技术和技能实践，其中4周为工程测量学综合设计实习，主要以企业项目为依托，参与项目实施。第八学期同样为企业实践，进行第二阶段以项目生产为目的的管理实践(方便学生考研，16级培养方案在第七学期安排课程)，同样依托企业项目，学生参与组织管理。校建实习基地和校企合作实践基地二者是相辅相成的，没有前者，培养不出具有工程概念和工程意思的学生，企业不愿接收。没有后者，学生不能身临其境，锻炼解决真正复杂工程问题。后者单一化，固定化，造成学生学不到知识，不愿到企业去。

4 效果评价

科学有效且多样化的考核评价体系是监测人才培养质量的重要手段，是学校教学的指挥棒，对人才的培养起着举足轻重的作用[7]。结合近几年实践经验，提出了一种多元化实践考核评价体系，构建对学生学习能力、实践能力和创新能力考核机制。

把课堂实验纳入过程评价，占课程总成绩20%，即20分。其中方案设计、实验过程和实习报告各占8、7、5分，其考核方式集体评议、过程考核和报告批改。

集中实习和企业实践评价。其中方案设计、实习(践)过程和实习(项目)总结报告分别占40分、40分和20分，设计方案采用答辩考核，实习(践)过程采用过程考核，实习(项目)总结报告采用批改方式，其他考核过程由校内指导老师和企业指导老师共同进行。

该体系通过激发学生自主学习兴趣，培养学生运用知识能力、实践能力和创新能力，提高学生学习的自主性，分析、研究和解决实际复杂工程问题的能力。

5 结束语

通过近几年改革探索，主要取得以下成果和结论。在培养方案和实践教学平台两方面校企必须深度融合，企业专家参与培养方案制定和实践指导，企业提供实践平台，这样才培养出企业想要的人才。以学生为核心的探究式和案例式教学法有利于培养学生独立解决问题的能力。在实践考核上不仅凭实习报告定成绩的多元考核办法。最后形成了以培养方案、实验教学方法、实践教学平台和评价方法为中心的校企深度融合的工程测量实践教学体系。

目前，实施过程中在师资力量和管理方面还存在一些问题。学院具有企业工作经历的教师只有3位，“双师”型指导教师缺乏。学生在企业实践期间没有常住教师，学生的安全责任划分和企业效益等问题在合作协议中没有涉及。希望今后学院向企业轮换派遣常住教师，这样不但有利于学生管理，而且可以锻炼教师队伍。