“土木工程测量”课程的现代化教学改革探究

雷斌 罗魁 叶涛 过思 陆雨航

[摘 要]土木工程测量是土木工程专业的专业基础课，随着时代和科技的发展，传统的教学模式已经无法满足社会需求。该文主要通过分析土木工程测量这一课程在理论与实践教学中存在的问题，结合以往教学经验，在合理安排学时、更新课程内容、购置新仪器、引进新技术、采用现代化教学模式、利用校企合作教学、提升教学质量、设置合理的考核方式等方面，积极探索并勇于实践教学改革方法。

[关键词]土木工程测量;教学改革;理论教学;新技术;实践

[基金项目]2014年度江西省高等学校教学改革研究课题“‘以学生为中心的土木工程专业教学体系构建研究”（JXJG-14-1-11）

[作者简介]雷 斌（1980—），男，湖南祁阳人，工学博士，南昌大学建筑工程学院土木工程实验中心副主任，副教授，硕士生导师（通信作者），主要从事再生混凝土材料与结构性能研究。

[中图分类号] G642.0[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）28-0252-03[收稿日期] 2019-12-09

一、前言

“土木工程测量”作为土木工程专业的专业基础课，旨在培养学生在施工过程中的测、算、绘的能力，要求学生掌握测量学的基本理论知识以及各种测量仪器的基本操作，是一门理论与实践相结合的课程。在实际教学过程中，由于时间、场地、仪器等因素的限制，大多数工程测量教学过程中降低了实践课程的教学内容，更多偏向于理论类教学。由于理论教学过于抽象且单一，导致部分学生将工程测量当作一门纸上谈兵的学科，丧失了学习的兴趣，只是为了应付考试死记硬背知识点，无法真正掌握知识并灵活地运用到实际测量中。随着时代和科技的发展，测绘领域出现了许多新技术和新设备，正逐渐转向电子化、信息化、智能化，传统的教学内容和模式已经无法满足当代的人才培养要求[1]。为了适应社会发展，培养高素质的综合性专业人才，亟须探索一种现代化的新型教学模式。土木工程测量教学改革刻不容缓。

二、土木工程测量教学现阶段存在的问题

（一）课程学时少，但内容多

以本校土木工程测量课程为例，课程分为理论教学与课程实习，总学时为48学时。其中理论教学为32学时，包括课内理论教学和课外实践教学，课程实习为16学时，放在第三学期，在校内进行地形图测绘。在较短的学时内完成土木工程测量的教学任务比较困难，教师对于一些重难点没有时间详细讲解，对于新技术和新仪器更是无暇拓展;同时在短学时内，实践教学分配的时间更少，实践教学的质量不能保证，学生对于许多仪器的操作都没有完全了解;由于课程学时少，第三学期的实习测绘也只能在校内进行，无法达到实际施工测绘的效果。随着时代的发展，教学内容逐渐增加，而课程学时不增反减，导致原有的教学方式渐渐跟不上时代的步伐，难以达到培养目标。

（二）教學内容和模式陈旧

在课程理论教学的过程中，教学内容仍然是以传统的水准仪、经纬仪为主，对于新的理论和技术以及仪器的介绍很少，这显然无法满足实际施工测量的需求，导致教学内容与社会需求脱节[2]。而教师“灌输式”教育模式使得教学的效果再次大打折扣。作为一门实践性较强的学科，单纯的理论教学枯燥乏味、晦涩难懂，大大降低了学生的学习兴趣。土木工程专业的这些理工类学生，具有很强的逻辑分析能力，但在记忆和细节处理方面，往往会显得粗心大意。很多学生对于测量的理解仅仅停留于高中阶段简单的二维测量或者纯粹的数据测量，在刚接触到这种仪器操作复杂、数据采集和处理较为复杂的三维测量时，大部分人都会感到难以处理。而教师在面对这一问题时，如果只是简单的理论灌输，没有结合实际仪器或者测量案例来讲解，将会使得学生很难真正理解并掌握。在实践教学过程中，采用的还是多年前的教学模式，平时在校内利用水准仪和经纬仪进行水准、距离、角度测量，由老师演示过后小组自行测量，而第三学期则是在校内对学校某处建筑进行测绘，老师讲解相关任务后，小组自行测绘，上交成果报告。仪器、场地的缺乏和人力、物力的紧张，导致学校和教师无法频繁的开展实践活动，更无法接触现代化测绘技术，与实际测绘相差甚远;此外，老师管理的学生过多，往往以组为单位进行监督管理，而小组内任务分工不够具体，认真的同学压力过大，自制力差的同学根本学不到东西。

（三）教学仪器设备老化陈旧

近年来，测绘技术发展迅速，类似全站仪、电子经纬仪、电子水准仪、光电测距仪等仪器早已在施工建设中得到广泛应用，最新的测绘技术还有GNSS（Global Navigation Satellite System）、GPS（Global Positioning System）、RS（Remote Sensing）、GIS（Geographic Information System）、无人机、测量机器人，等等[3]。但在高校内教学仪器还是以光学水准仪和光学经纬仪为主，而且有些仪器已经损坏，精准度不高，土木、水利、工管等专业的工程测量课程集中在同一学期，这些传统仪器的数量和精度都无法满足教学要求，影响了教学项目的正常开展。同时由于经费不足，很多高校只购买了少量的先进设备以供演示，学生无法动手操作，实习效果较差，对于现代化测绘技术了解甚少，这也使得学生与现代技术脱节，毕业后无法快速融入工作岗位。

（四）师资力量薄弱

目前土木工程测量教师大多是高校毕业的博士生，他们往往理论知识很扎实，但缺少工程实践的经验，不能很好地结合工程实例给学生们讲解测量的重难点。而且因为从事教育工作，一些教师对于一些高新技术和仪器了解甚少，这直接影响了教学效果，使得学生不能吸收到最新的知识和技术，从而无法适应信息时代测量学的变化。同时部分高校对于土木工程测量的理论教学、实践教学和实习往往都是安排同一个教师教授，这不仅使得教师教学任务过重，而且在实践教学和实习过程中，对于同学们提出的一些问题，也很难第一时间回答。在种种因素作用下，实践教学和实习任务往往都会流于形式，走马观花，难以达到预期效果。

（五）考核方式不合理

以本校为例，土木工程测量的考核分为两部分，理论考核和实习考核，相当于两门课程，分开打分。其中理论考核还是传统的“2+2+6”，即平时成绩占20%，主要看考勤;实践教学的测量报告占20%，主要看学生上交的测量数据，但是数据的真实性往往有待考证，这种只看结果而不注重实践过程的评判方式，使得实践学习的考核缺乏公正性，影响学生的学习热情;期末考试成绩占60%，但考试的内容大部分为理论知识，考核的题型为填空题、名词解释题、简答题、计算题，这并不能充分考察学生的实际操作能力。实习考核是将班级分为各个小组，每组5人左右，进行一周的测绘后，上交测绘实习报告，教师根据上交的实习报告来进行打分，团队各成员分数一样。但因为缺少监督，团队中每位学生出力不同。此外，实习报告的抄袭现象也是大量存在的，仅凭实习报告打分，有失公允，降低了学生的学习热情。

三、土木工程测量教学改革措施的探究

（一）合理安排学时，更新课程内容

土木工程测量课程设置应分为理论教学和课程实习。其中理论教学为48学时，包括课内理论教学24学时和课外实践教学24学时。课程实习为期两周，一周在校内测量，一周去企业进行测量实习。对于课程内容，在水准测量、角度测量、距离测量等基本知识的基础上增加新内容，例如GIS、GPS、RS、无人机、激光雷达测量等现代测量技术，讲解过程中将理论与实际案例相结合，让学生了解最新的技术和仪器。在课程实践教学过程中，逐渐淘汰旧仪器，运用新仪器和新技术，让学生能亲自动手操作，并开发一些新的实践项目，模拟实际施工场地，从而达到实践教学的效果[4]。在课程内容增多的情况下，对于一些重难点，最好结合案例或仪器、方法来进行重点讲解，对于过时的技术和方法不必展开，将课本读薄。除此之外，一些贴近生活的例题也必不可少，这样让学生有生活代入感，能更好地理解知识点。

（二）购置新仪器，引进新技术

学校的教学仪器需要满足学生的教学需求，旧的仪器已经无法跟上时代发展，需要购置新仪器，引进新技术，当然这不是一蹴而就的。随着测绘技术的发展，测绘逐渐偏向信息化、数字化，而数字化仪器价格比光学仪器贵很多，学校可以适当购买一些数字化仪器用于教学，使得每个学生都有机会加以使用，后面再逐渐加大资金投入，循序渐进。购置新仪器的同时，也要引进新技术，在学院内建设相关的测绘场地，以供学生实践教学时使用。同时学校应充分利用和整合其它高校、企业和社会的资源，选择学校联办或校企合办实训基地的方式引进新仪器和新技术，提升教学质量和水平，通过共享实训基地既减少了各方的资源投入，也加强了高校和高校、高校和企业间的联系，避免出现闭门造车的情况。新仪器和新技术的引进，使得学生能更好地接触现代化测绘，为毕业后的施工测量打好基础。

（三）采用现代化教学模式

随着科技的发展，互联网和计算机等高新技术被运用于教育领域，使得传统教育模式发生了很大的改变。在土木工程测量课程的教学中，也可以利用现代化教学资源，例如网络学习平台、MOOC、虚拟现实技术，等等。其中虚拟现实技术对土木工程测量的帮助很大。虚拟现实（Virtual Reality， VR）技术是以计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等多种技术结合的新型技术，通过创建虚拟的现实场景，让受众感觉身临其境，近年来被广泛应用于教育领域[5]。基于这些平台和技术，针对土木工程测量课程可以有一套现代化的教学模式。在课前，教师将制作好的课程视频和课件以及相关参考资料放在网络学习平台超星学习通上，学生们在课前可以提前学习本堂课的教学内容，记录自己的疑难点，之后在平台上可以询问教师或者同学;在课堂上，教师重点讲解重难点，并针对同学们在平台上提出的问题进行统一解答，进行启发式、互动式教学。同时可以利用VR技术，模拟实际施工测量场地，通过身临其境的教学，让学生足不出户便可以“实地”测量，使得同学们对于一些理论和概念有更深的理解。

（四）利用校企合作教学，提升教学质量

高校教师专业知识扎实但是实践经验不够，为此可以加强学校和企业的联系，聘请校外技术人员来为同学们讲学，同时定期派学校教师前往企业交流。采用校企合作的方式来培养学生，使学生与社会接轨，了解到当下的测绘状况。学生校内理论教学由学校教师教授，而实践课程和实习可以由校外聘请的教师进行教学，这样更有针对性，对教师扬长避短，实行双师型教学。同时将专业实习分为校内和校外两个部分，校内部分主要在校内对学生进行基础实践教学，而校外部分则是选择校企合作，组织学生进入企业，进行全天候的工程测量，或者将一些工作人员的小型负责项目交于学生，在不影响工作人员工作的前提下，学生自行组织测量，得出结果后与专业的工作人员进行比较，学生得到的锻炼与体验与真实工作并无差异，进而提升了实习的质量。

（五）设置合理的考核方式

考核内容应该偏向于过程，而不是结果。对于理论教学课程可分为三部分，平时成绩占20%，主要对学生出勤、学生作业完成情况、学生实践过程中的表现等，進行综合打分;仪器操作占30%，现场考察学生仪器操作能力，根据其对仪器的熟练程度进行打分;期末考试占50%，主要考查学生理论知识、仪器认知、数据处理、看图绘图能力等。实习成绩分为两部分，校内实习成绩和校外实习成绩，各占50%。校内实习，将学生分成各小组进行校内测绘，将各项测绘任务布置到每组各人，组内成员进行分工合作，最后小组上交实习报告，同时进行现场PPT答辩，阐述各自测绘过程，教师根据答辩内容和实习报告给学生打分[6]。校外实习，学生被分配到学校的合作企业进行实习测绘，企业分派技术人员对学生进行指导，之后由学生自主操作，最后学生上交实习报告，由企业技术人员进行打分，返校后进行现场答辩，由教师打分，最后综合教师和企业技术人员分数给出学生校外实习分数。这种考核，不再仅仅是注重理论知识而更多偏向于实践操作，实习不再只关注结果，而更多的是侧重学生的实习过程和实习经验，让学生对这门课程充满兴趣和热情，也让学生毕业即能就业。

四、結语

在现代化背景下，测绘技术不断更新，高校作为人才培养的大本营，应该与时俱进。通过配备新教材新仪器，引进新技术，进行校企合作等方式，加强学校与社会、学生与社会的联系，在夯实学生理论知识的同时，努力提高学生解决实际问题的能力。土木工程培养的是现代化工程建设人才，高校应该采用现代化的教学方式和理念，来提升学生的综合能力，培养出符合社会需求的专业性综合人才。

参考文献

[1]肖鸾，陈凤年，陈海胜.工程测量教学改革：问题与对策[J].湖南工业大学学报，2008，（03）：110-112.

[2]郭范波，邱战洪.工程测量项目式教学改革研究[J].测绘通报，2014，（06）：128-130.

[3]崔立鲁，李文渊，韩丽丽.土建类专业“工程测量”课程教学改革方案研究[J].教育与教学研究，2017，31（09）：69-74.

[4]邓军.信息化测绘背景下土木工程测量课程实践教学改革探究[J].西部素质教育，2019，5（01）：222+226.

[5]刘娟，白雪卫.虚拟现实技术在土木工程专业实习中的应用探索研究[J].大学教育，2017，（06）：27-28.

[6]张兴福，魏德宏，余旭，等.工程测量实习教学模式改革与实践[J].测绘通报，2016，（09）：137-142.

Exploration on the Modern Teaching Reform of The Course of Civil Engineering Survey

LEI Bin， LUO Kui， YE Tao， GUO Si， LU Yu-hang

（School of Civil Engineering and Architecture， Nanchang University， Nanchang， Jiangxi 330031， China）

Abstract： Civil engineering survey is the basic course of civil engineering specialty. With the development of the times and science and technology， the traditional teaching mode has been unable to meet the social needs. This paper mainly analyzes the problems existing in the theory and practice teaching of the course of civil engineering survey， combined with previous teaching experience， explores the teaching reform methods in the aspects of reasonable arrangement of class hours， renewal of course content， purchase of new instruments， introduction of new technology， adoption of modern teaching mode， use of school enterprise cooperation teaching， improvement of teaching quality， setting of reasonable assessment methods， etc.

Key words： civil engineering survey; teaching reform; theory teaching; new technology; practice