新工科背景下土建类专业工程测量实践教学改革探讨

张华　杨敏　郝明

摘要：新工科概念的提出，对新形势下高校各类课程的实践教学提出了机遇和挑战，该文在分析土建类工程测量实践教学中存在诸如部分实践内容与工程岗位实际需求脱节、实践教学模式单一、目标不明确、实践教学过程难控等问题，分别在教学内容中加入现代化、智能化和数字化测绘技术融入教学、建立多功能的工程测量实训案例等内容，以加强与工程实际之间的联系;加入微视频，测量仿真平台等辅助教学手段，调动学生积极性和主动性;采用基于微信群功能的过程指导，加强对实践过程进行指导和监控。该文所提出的建议可为相关专业类似课程的教学改革提供一定的参考和帮助。

关键词：新工科工程测量实践教学改革

中图分类号：TU198-4;G642文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2022）07（a）-0000-00

Practical Teaching Reform of Engineering Survey in Civil Engineering under the

Background of Emerging Engineering Education

ZHANG Hua  YANG Min   HAO Ming

（China University of Mining and Technology， Xuzhou， Jiangsu Province，221116 China）

Abstract： The concept of Emerging Engineering Education provides opportunities and challenges for the practical teaching of various courses in Colleges and Universities under the new situation. This paper analyzes the problems existing in the practical teaching of civil engineering surveying， such as the disconnection between some practical contents and the actual needs of engineering posts， the single practical teaching mode， unclear objectives and difficult in controlling the practical teaching process. So as to strengthen the connection with engineering practice， we add modernization and integrating intelligent and digital surveying and mapping technology into teaching and establish multi-functional engineering surveying training cases. To mobilize students' enthusiasm and initiative， we add auxiliary teaching means such as micro video and measurement simulation platform. The process guidance based on WeChat group function is adopted to strengthen the guidance and monitoring of the practice process. The suggestions put forward in this paper can provide some reference and help for the teaching reform of similar courses in related majors.

Key Words： Emerging Engineering Education; Engineering Survey; Practical Teaching; Reform

隨着互联网、大数据等信息技术的发展，新一轮教育改革也在加速进行，教育部发布了《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》（以下简称《通知》），《通知》主要内容为探索工科教育改革思路及新工科背景下如何对培养目标和培养方式进行优化等[1-2]。新工科要求培养具有实践和创新能力强的具有国际竞争力的符合人才。《工程测量》是土建类专业基础课，学生既需要理解测绘知识，又需要熟练掌握工程岗位所需的测量技术技能。而《工程测量》实践教学是对课程基础理论的理解和掌握具有重要的意义，同时实践教学有助于学生的创新、自主思考、逻辑思维和动手能力培养。一般来说实践教学环节往往需要小组合作，因此它同时也培养了学生组织和协调能力、团队合作精神和逻辑思维能力。随着新技术和方法在测绘领域中的不断应用，《工程测量》课程的传统实践教学方法逐渐不能满足实际工程应用的要求，很多院校单位对于《工程测量》实践教学环节与时俱进和质量保障体系研究不够。课程实践方式和内容过于陈旧，学生从实践中获取的知识已经不能完全胜任毕业后所从事的工程项目实际需求，学生的积极性和主动性难以得到激发，从而导致了学生不能融会贯通《工程测量》中所学知识，动手能力得不到很好的锻炼。因此，充分考虑学生毕业后所从事的工程项目，结合各院校实际情况，如果对现有的实践教学内容和方法收单进行调整，从而构建符合新工科要求的《工程测量》课程实践体系。使得学生毕业后能胜任或者经过简单培训后能胜任相关工程实际测量工作。为此，该文在分析目前《工程测量》实践教学存在的问题基础上，探讨了《工程测量》课程实践教学改革内容和方法手段，以期提高教学效果，为培养符合“新工科”要求的高素质测绘人才提供保障。

1 实践课程现状

1.1 部分实践内容与工程岗位实际需求脱节

一般情况下，土建类专业所开设《工程测量》课程包含了理论和实践教学两大部分，其中，实践教学部分又包括了课堂实习和集中实习[2-3]。由于课程总学时的压缩，实践课程学时普遍偏少，很多没有设计集中实习。为完成正常的教学任务，一般通过老师的讲授+现场演示来完成实践教学工作，学生得不到亲手实践，很多先进的测量技术和方法得不到应用，导致与实际工程测量要求相差较大。有的院校单位虽然加入了不少的实践教学内容，但相关的实践操作往往只是强调仪器的基本使用，学生对测量实践主要还是操作仪器，而没有相应的具体测量工程实践，使得教学内容与实际工程测量需求不吻合，进而造成了学生对实践内容不能很好地理解和掌握，最终使得学生在实际工程测量中不能灵活运用《工程测量》中所学知识。同时，由于各种原因，许多院校没有正规的工程测量实习场景和基地，一般就是在大学校园内进行实践活动。但是校园的道路、房屋等地形地貌特征相对简单，与毕业后要从事工程实际场景相差甚远，实践对象简单、不全面，以致对学生的学习成果核验不够充分，处理实际工程测量问题能力不能很好地得到锻炼，最终导致实践教学效果不理想。再者，在实践教学中，往往还是以实际工程测量中已使用不多仪器设备作为教学重点，导致学生对先进的测绘仪器操作掌握不够。另外，很多院校还是以地形图测绘为集中实践实习的主要内容，而不是主要要到的施工放样。以上各环节不合理设置导致了现有的《工程测量》部分实践教学内容与工程岗位需求脱节[4]。

1.2 实践教学模式单一、目标不明确

由于受课时学时和师资力量等的限制，在《工程测量》实践教学中，往往还是以教师讲授为主的灌输式方式来完成实践教学工作，老师和学生之间缺乏必要的交流，学生只是消极被动的完成学习任务，其主动性、挑战性、创造性及自我学习能力受到约束[5]。再者，由于大部分院校单位的工程测量师资力量严重不足，一个专任教师要承担多个班级的工程测量实践教学任务，一般让老师所编写的实践教学指导书在规定的时间和地点完成相应的实践内容[3-5]，这种模式会导致教师无法“因专业施教”，无法根据不同的专业有针对性地设计相关实验，难以面面俱到。再者，老师在实际教学过程中对先进的教学方法和手段运用不够，譬如，在实践课程中充分利用“雨课堂”“智慧教室”等智慧工具和平臺来丰富课堂教学，充分利用网络资源，调动学生的积极性和自主学习能力等。以上单一的教学模式会导致学生不能很好地认识实践的重要性和必要性，缺乏系统的学习目标，很难将《工程测量》中所学知识运用到工程实践中，更不能主动地分析和解决实践过程中遇到的技术难题，学生参与实践的主动性、创新性和技术技能不高。

1.3 实践教学过程难控

很多情况下，实践课都是一个老师指导多组学生，因教师的精力和时间都是有限，实践教学安排和实验教学的效果受到严重影响。再者，一般实践场地比较分散，学生领取实习任务后分组进行操作，各小组分散在实习场地，很难做到集中管理和指导，指导老师不可能同时兼顾每个小组，难以实时掌握学生实践情况[6-7]。再者，实践教学考核体系也有待完善，虽然制定了实践考核标准，但没有对学生在实践过程中的表现客观公正的评价，如学生在实践过程的表现情况很难在最终的考核成绩中体现，表现好坏对最终的实践考核成绩影响不大。因此，造成有些学生在实现过程中放松懈怠，态度不端正等现象，实践效果得不到保证。

2 实践教学改革

2.1 教学内容改革

对实践的内容进行调整，应深入企业调研，了解毕业生岗位对测量技术技能的要求，收集工程测量案例的相关材料，掌握分析真实的测量工作过程。指导教师与企业测量技术人员进行对接，共同分析土建类毕业生在工作岗位测量工作任务及对应的能力需求。将课程中设计的过时很少用的教学内容，同时根据各院校的实际情况增加一些目前先进的、实际工程应用的内容。例如：减少经纬仪、钢尺测距等教学内容，用全站仪测角、测距替代。由于当前工程建设呈现出规模大型化、信息网络化和施工精度高等趋势，要求相应的测量技术保障越来越高。以3S技术为代表一批高新测量技术，特别是无人机测绘技术的发展为其提供了重要技术支撑[8]。所以，在《工程测量》实践教学中需要将这些先进的测量技术引入，以增强学生毕业后的适应能力。如针对土方量量测实验时，可以设计将现代化、智能化和数字化测绘技术融入教学。（如图1所示）。另外，由于学生毕业后主要涉及工程施工测量，最好的解决方式是收集工程测量案例的相关材料，掌握真实的测量工作过程，建立多功能的工程测量实训基地，同时也可联合相关工程单位建立实训基地，让学生在实际生产过程进行工程测量的实践教学。

2.2 教学手段改革

通过上面的现状分析可知，传统的《工程测量》实践教学方式使得学生学习的参与度、积极性和自主学习能力明显下降。为此可以结合雨课堂和现场教学的优点，首先将各种工程工作的知识点和关键部分总结并录制成视频，通过雨课堂将课程中需要学习的知识点、学习方法及达到的要求等内容以文字或视频方式发布到线上教学平台，引导学生完成课程导学和课程资源分享。然后，引导学生利用雨课堂的客户端，利用老师上传的各种课程资源进行课程内容自主学习，针对比较难理解的知识点，可以通过反复观看视频及自行查阅相关资料进行自主学习，将学习过程中遇到的难点问题记录下来与同学或老师进行线上下讨论。在完成自主学习后，将学生分成若干个小组，并布置相应的讨论问题，各学习小组根据自主学习阶段的收获在雨课堂平台上进行线上小组讨论，最终得到小组学习成果。最后再结合老师的课堂教学、现场展示和现场辅导答疑，进一步加强实践教学效果。再者，可引入工程测量实践虚拟教学现实系统[7]，如图2所示，学生可以在系统中完成通过本实验的选点、观测、数据处理等内容，实现学生“一井定向”的基础训练;通过连接三角形优化、精度估算等内容，实现学生的综合设计能力。学生可以通过软件改变控制参数，对仪器操作和工程测量工作过程进行模拟，增加对实践过程的理解。为进一步增加集中实习的趣味性，调动学生积极性和主动性，可将一个班级学生分成多组，在实践教学过程中各组之间开展实践竞赛活动。以赛促教、以赛促改。在评价实践效果时，为保证实践评价的客观性和公正性，可依据学生在实践过程中的参与度、实习报告的完成度及综合答辩的正确度，按照一定的比例给出每个学生实践最终成绩，达到客观掌握学生课程学习情况。

2.3 教学过程指導

针对工程测量实践中学生分散的特点，可利用QQ群、微信群等互联网工具对学生在实践过程进行指导和监控。建立班级QQ群或微信群，要求班内所有参加实习的学生必须加入，指导教师可通过照片发布、位置分享、视频会话等功能完成考勤和了解学生的实习状态。同时，指导教师可在线解答遇到的技术难题和普遍问题，有效避免普遍问题的重复解答。各小组汇报本组的所进行的工作以及遇到的问题处理方法，然后大家进行讨论，好的方法建议其他组采用，将发现的错误录制成短视频或者拍成照片发布到QQ群或微信群里，指导教师对发现的问题进行判别和点评可大幅提高教师指导实习的针对性，学生实习操作的规范性和有效性，对培养学生严谨细致培养学生严谨、精益求精的测量实习精神。

3 结语

如何培养符合“新工科”要求的高素质学生是工科高校的重要任务，而《工程测量》是一门实践性极强的课程，所有对学生的实践能力的培养尤为重要。该文在分析土建类工程测量实践教学中存在问题的基础上，分别对教学内容、手段和过程进行探讨和分析，并提出了相应的解决方法和手段，为提高《工程测量》实践教学改革提供一定的参考。

参考文献

[1] 钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2] 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（9）：137-142.

[3] 陈晓辉，王群，潘际帆.面向土木类专业测量学的虚拟交互仿真实验教学平台研究[J].黑龙江科学，2021，12（19）：60-61.

[4] 邓念武，金银龙，刘玉新，等.新工科背景下的“测量学”教学改革研究[J].教育教学论坛，2021（5）：53-56.

[5] 杨风，吴艳.非测绘专业测量学课程教学内容体系构建研究[J].江西电力职业技术学院学报，2018，31（12）：24-26.

[6] 杨旭亮，李双营，张丽娟.测量学教学改革与工程应用紧密结合初探[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2020（3）：18-19.

[7] 王荣，刘湘江，姜广全.非测绘专业测量学教学改革实践与探讨[J].潍坊学院学报，2019，19（2）：89-91.

[8] 李鹏，张晶，黄继锋，等.面向非测绘类工程专业“工程测量学”教学改革的研究[J].测绘与空间地理信息，2019，42（1）：24-26.

基金项目：中国矿业大学教学研究项目资助“新工科背景下《工程测量学》创新教学研究”（项目编号：2020YB31，2020YB28）;《VR支撑下的测绘类实践教学模式研究》（项目编号：S2020D001）。

作者简介：张华（1979—），男，博士，副教授，研究方向为测绘科学与技术、遥感数据智能处理。

通讯作者：郝明（1988—），男，研究生，副教授，研究方向为工程测量与遥感图像处理，E-mail：haoming@cumt.edu.cn。