创新思维培养融入三四等水准测量学习探索

初云燕 殷根涛 闫海燕

摘要：信息技术时代，科技高速发展，需要较强的创新思维能力适应社会发展。土木工程测量是专业性与实践性较强的课程，如何在授课中培养学生的创新思维，本文以三四等水准测量为例进行探索。

关键词：创新思维培养;三四等水准测量学习;探索;

工程测量学科存在历史悠久，据传大禹治水期间已经使用测量工具开展测量工作。历经几千年发展，工程测量学习方式方法与育人模式都发生了很大变化。在土木工程建设领域，土木工程测量与施工工作密切配合，共同为施工过程及施工质量保驾护航。

社会进步需要不断创新，可以说创新无处不在，是发展与进步的内驱力。测绘类课程具有专业理论性强、工程实践要求高以及知识更新换代快等特点。如何能够让学生培养适应这些需求，成为教育研究者研究的热点。本文从社会需求、学习存在的问题以及学习建议这几个方面进行展开。

一、社会需求

建筑业在我国处于高速发展状态，新技术新方法新材料层出不穷。作为建筑施工中的测量工作同样也要求与时俱进，同时，对高校毕业生的要求也越来越高。在施工测量方案以及施工测量仪器操作的自主能力、自动能力、实施能力、设计能力以及行动能力方面都有新的要求。主要体现在以下几个方面：

（1）理论扎实

理论是一切发展与创新的源头，抛弃则如同无本之木、无源之水。传统测绘基础理论是需要学生扎扎实实掌握的。以三四等水准测量学习为例，在理论知识掌握方面，要求学生要学习坐标系统、高程系统、基础概念、水准测量原理、外业施测方法和测站检核、数据整理与数据精度评定。这些看起来“老土”的理论知识，实际上在综合应用中用处很大。只有懂基础理论，才能对方案设计和工程实际中出现的问题，在合理有度的范围内进行思考与尝试解决。

（2）实践过硬

施工中测量方案的确定、测量技能实现以及测量质量效果直接影响到施工质量。因此，对于土木工程测量而言，实践过硬依然是硬性标准。要求学生掌握的实践技能都是围绕三大测量操作进行的，包含高程测量、角度测量和距离测量。但是如何能够正确综合运用，是需要积极寻求答案的难题。以三四等水准测量为例，对于坐标系统、高程系统以及水准测量原理、施测与数据整理，每个部分单独都不难。但是，设计方案如何设计，外业中测站怎样设置、施测顺序怎样确定等问题，要求学生能与指定工程实践相结合，是实践操作能力与质量的重要体现。

（3）创新思维与能力运用

首先要有创新思维，思维是人脑的活动，支配活动。意识里有创新，行动上才可能有创新。在土木工程测量中创新思维的培养可以从仪器设备创新、施测方案创新、操作程序创新、数据处理方法创新等方面去培养学生的创新思维与意识。

其次要有创新运用能力。创新思维是创新的第一步，创新能力的运用是创新思维最好的体现。土木工程测量注重理论与实践相结合，学生通过课程学习到的设计能力、施测能力以及自主能力等都通过施工测量行动体现。学习中体现在实训完成的质量，工作中与施工技术协同共同体现在施工质量中。

以三四等水准测为例，为了提高测量精度，要求学生从施测方案设计到施测过程都需要思考能否提升工作效率与测量精度，思考以后通过实践对方案进行验证，不断调整，使三四等水准测量工作效率或者数据质量得到提升。

二、目前土木工程测量三四等水准测量学习存在问题

近二十年来，计算机、网络技术的发展，各种手机应用及社交媒体的普及，先进技术和产品在普通大众生活中已经得到普及。尤其是受疫情的影响，全民开始线上学习和办公，这些都促进电子产品及现代技术思潮走入大众生活的方方面面。作为高校学生，他们最容易受到现代产品冲击，对传统的理论性和专业性较强的课程失去兴趣，能够自愿投入学习的时间也越来越少。作为土木工程测量学习中一个重要的学习内容，三四等水准测量目前学习中存在的问题主要如下：

（1）缺乏浓厚的学习兴趣

兴趣是最好的老师，但是目前学生对于理论性和专业性较强的专业课程明显缺乏浓厚的学习兴趣。对此，连续统计了三个教学周期的土木工程测量课程学习数据，如下图所示：

说明：横坐标为学习日期;纵坐标为学习次数（為了突出表现变化情况，根据整体学习次数区间调整纵坐标数值）。

通过上图可以发现学习峰值出现在两头：学期初和学期末。学期初学生加入课程，大概浏览课程章节与资料，做到基本认识。学期末的小峰值在于学生有考试复习的需求。学期中间的部分，尤其是学期中间靠后，学习次数明显低很多。这些现象充分说明，如果没有教师的人为干预，学生的自主学习兴趣并不高。

以三四等水准测量为例进行分析，这部分内容处于综合测量知识部分，考虑到基础测量知识掌握的重要性，三四等水准测量的教学内容安排基本到了后半阶段，是学生学习自主性和兴趣最差的时候。

（2）缺乏参与感

理论性和专业性强的课程，教学过程大多比较传统，即使目前的人工智能大普及的阶段，因为各种原因，对学生的吸引力仍然比较小。如教学过程中，教师为了调动学生学习的积极性，往往会利用教学平台设置各种学习任务。课前下发学习资料与任务单，要求学生自学。课中设置各种小任务提高学生的学习参与性，包括讨论、课内测验、小组任务、抢答、选人等。课后，安排相应的测验、作业以及开放性讨论与答疑，在整个教学过程中，可以发现学生的学习明显缺乏参与感，具体体现如下：

课前，能做到自主预习的同学数量占比很少;

课中，对课堂测验、投票、选人等有直接分数体现的课堂活动参与度相对比较高。但是分数不直接体现的活动，如讨论等参与度非常低。

三四等水准测量学习虽然没有单独统计课堂学习参与数据，但是总体规律与课程保持一致。

（3）学习内容与实践存在一定脱节

土木工程项目具有资金量巨大、工程周期长的特点，真实项目施工过程不可能配合教学过程，甚至制作小的实物模型体验整个施工过程中的测量工作也不可能实现。同时考虑学生的安全问题，教学中大多数时候只能模拟部分简单的场景供学生学习。毫无疑问这种学习方式与实践存在一定脱节。以三四等水准测量学习为例，只能在校园内简单的地形条件下，让学生进行站数有限的测量过程与数据整理练习。

三、创新思维培养融入三四等水准测量学习建议

（1）形成一体化教学模式

土木工程测量教学中往往比较重视上课跟着老师学习和练习实训，在专业理论性强、实践要求高、知识点更新快的人工智能时代需求背景下，这种教学模式似乎还有待改进。结合时代要求，拓展学生的创新思维能力，可以考虑了将教学模式一体化调整为：听、看、学、练。听是让学生多听热点讲座以及知名专家学者或者成功企业家的访谈等，拓展学生视野，增强兴趣，激发学习活力。看是让学生多参加认识实践活动，比如参观相关博物馆、科技馆、企业和学校，可以让学生的创新思维得到进一步碰撞，增加创新原动力。学是跟着老师学基本理论与基本方法，这是专业创新的基础。土木工程测量的实践性要求高，学生必然要多练，练的内容除了课程实训以外，还需要结合学科竞赛、大学生创新训练项目、互联网+大赛等。

以三四等水准测量学习为例，可以听国测一大队的访谈视频、测绘单位负责人报告、国家慕课网相关课程、知识专家学者专题报告。可以看测绘科技馆、测绘行业代表单位。可以学外业操作程序与数据整理方法;可以将所学专业知识，通过咨询专家、查阅资料、不断尝试等方式小组合作解决实践问题。

一体化的教学模式让学生既掌握专业知识又了解专业行业科技发展动态，既扎实学习理论知识，又强化练习操作技能。其中听和看重在培养学生创新思维宽度与广度，提升视野范围与交流能力。学与练重在培养学生创新思维的专业土壤扎实根基，加深专业知识的深入理解和应用思路。

（2）改进教学条件

随着互联网科技的不断发展，越来越多的新技术融汇到测绘行业中来，高校教学作为学习测绘专业知识最初也是最重要的一个环节，夯实基础，传承创新是非常重要的。迎合社会发展需求，对于创新思维培养可以考虑改善教学条件。

以三四等水准测量为例，传统教学讲解中仪器操作无法直接投影到大屏幕上，学生想要听到教师讲解操作流程与方法只能围在仪器周围，人数较多的时候，很难达到理想的教学效果。如果可以拥有如手机应用APP一样的教学软件就能够轻松解决这一难题，手机与电脑链接，直接将操作界面投放到大屏幕上，每一个菜单功能、每一步操作细节都以最直观的形式展现出来，无论学生人数多少，都能够看得非常清楚，课堂教学效率显著提高。将传统与创新完美的结合起来，无论是室内上课，还是野外实习，都能出色的完成教学任务。

（3）创新教学设计

传统教学设计中教师给予学生的支架过多，影响学生综合能力与创新能力培养，可以考虑创新教学设计。以三四等水准测量为例，可以将学习自主权交给学生。教师负责基础理论的讲解，之后分配任务。如让学生通过小組讨论、方案设计以及不断尝试与调整的方法，去总结三四等水准测量操作中需要注意哪些事项（观测程序、观测路线长度、测站检核）。这种教学设计的特点是教师不把结果直接给学生，而是让他们通过自己的尝试、对比与调整获得知识，强化了知识获取的过程，同时解决问题的能力得到培养，为创新思维的培养与展现提供沃土。

结束语

高校教学是学生学习专业理论知识与技能最主要的平台，是创新发展的基础，时代发展对专业教学提出新的要求，作为传统土木工程测量课程如何迎合时代挑战，做好学生培养，需要不断探索。三四等水准测量中可以融合创新思维培养，方式方法应该与社会需求、企业期待、学生培养密切结合才能取得好的效果。

参考文献：

1、李江平.分析在工程测量教学中培养学生应用能力和创新思维能力的尝试[J].当代教育实践与教学研究.2018，（11）：172-173.

2、唐新肇.信息化测绘时代工程测量发展的思考[J].科技与创新.2018，（06）：62-63.

课题来源：山东协和学院2020年度校级一流课程建设项目（线上线下混合式一流课程——土木工程测量）

作者简介：初云燕（1982——），女，汉族，济南，硕士，研究方向：工程测量