课程思政背景下土木工程测量实践教学改革研究

艾 丽,张严方,黄 伟

(武昌工学院城市建设学院,湖北武汉,430065)

2020年印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》指出,专业实验实践课程要注重学思结合、知行统一,增强学生勇于探索的创新精神、善于解决问题的实践能力,为推进专业实验实践课程思政建设指明了方向。[1]新时代大学生具有思维活跃、有主见、学习积极性高的特点,为教学实施提供了有利条件,但同时存在社会责任意识淡漠、缺乏吃苦耐劳精神等不足。[2]近年来,国内涌现出大量的课程思政优秀案例和研究成果,但大多是理论课程,而实践课开展课程思政建设还处于探索阶段。土木工程测量是土木工程、工程管理、工程造价专业的一门必修课,旨在培养学生掌握角度测量、距离测量、高差测量等基本测量工作,掌握导线测量、四等水准测量的外业观测和内业计算等知识,熟悉地形图测绘相关知识,具备坐标测量与放样和解决其他测量问题的能力。该课程具有很强的专业性与实践性,在人才培养中具有举足轻重的地位,因此开展土木工程测量课程思政建设十分重要。

一、建设现状

目前大多数高校的土木工程测量的教学活动主要包括理论教学、实验教学和测量实习等环节,在实际教学过程中主要侧重于理论知识传授和专业技能的培养,对学生价值观及“大国工匠”精神的引导略显不足。首先,受学时学分的制约影响,教师不得不将侧重点偏向于培养学生基础理论及专业技能[3],导致测量实践教学内容设置不合理,对能培养学生团结协作、工匠精神的团队合作实验项目安排较少,达不到课程思政教育目标。其次,测量实践教学一般由5—6人一组共同完成一些团队项目,对实验设备的数量、种类及精度都有较高的要求。部分学校由于经费投入不足,师资力量不够,仪器设备陈旧,导致小组人数过多或实验精度达不到要求,学生知识技能掌握情况不佳。最后,课程评价体系不完善也是制约实践课程思政建设的重要因素。不少高校土木工程测量课程仍然以终结性考核为主,且实验成绩主要依据实验报告来评定,团队成员间的成绩差异性不大,导致很多学生的团队意识淡漠,学习积极性不够,实践效果欠佳。

二、思政目标设计

测量工作除了要有扎实的理论基础和过硬的操作技能,还需具备吃苦耐劳、求真务实、团结协作的职业精神。学生在大学期间没有养成吃苦耐劳的优秀品质,将难以胜任环境较艰苦的建设工程监测或者野外测量工作。测量数据对工程建设质量、安全起着至关重要的作用,所谓差之毫厘,失之千里,学生若对实验数据不求真务实,在实验环节过分在意实验结果,甚至编造数据,养成不好的习惯,很有可能在日后测量工作中造成不可估量的损失。另外,测量工作需要依靠团队共同完成,中当代大学生自我意识较强,集体责任感较弱,因此需在实践环节设置团队项目,重点锻炼学生的团队协作能力。因此,土木工程测量思政目标主要包括以下几个方面。

(一)培养吃苦耐劳品质

测量员的工作贯穿整个项目的始终,从标定红线、进场准备、定位放样,直至竣工验收,建筑工程自始至终都有测量员的身影。并且测量工作大多是户外作业,风吹日晒是常事,需要学生有吃苦耐劳的品质。因此,在测量实践环节可适当增加实验难度,尽量模拟工作环境,让学生提前适应测量岗位。指导教师也应以身作则,身体力行,带领学生共同完成实验项目,让学生在潜移默化中接受测量工作特点,降低就业时的心理落差。

(二)强化求真务实观念

测量工作中的测量数据的准确性对于建设工程的可靠性和安全性至关重要。在建筑和结构设计中,测量数据为外观设计、构件受力分析、材料选择等过程提供可靠的数据支持;在建设工程施工过程中及竣工验收环节,测量数据为工程验收提供了重要的科学依据。因此,应培养学生在测量实践环节养成良好的测量习惯,严格遵守测量规范及操作流程,对实验测量数据有敬畏之心,做到数据有记录,记录要清晰。应教育学生不要过分在意实验结果,切不可因实验数据不满足精度要求而篡改数据,培养学生求真务实、认真严谨的职业素养。

(三)锻炼团队协作能力

测量是一项必须通过合作才能完成的工作,单靠个人力量是不行的。因此在设计实验实践环节,除了设计个人训练项目提高仪器操作技能,还应与实际工程接轨,设计团队项目。在团队项目中,鼓励学生多沟通,懂得配合与交流,发挥自身长处,共同完成外业测量与数据处理。遇到实验不成功或测量数据不满足精度要求的情况,应引导学生不要相互推诿,积极查找原因,查漏补缺,培养学生的团队意识和责任意识。

三、教学内容变革

在保证学生能掌握测量基本知识的基础上,突出仪器操作能力的培养,以职业岗位对知识和技能的要求进行改革,做到学以致用。测量实践教学充分体现学以致用、工学结合的特点,以工匠精神为主线,以理论知识与实践技能为基础,以思想政治教育为思想主导的教学特点,通过将课程思政与土木工程测量实践教学内容的融合,深化和促进学生工匠精神的培育。在制定测量实践教学内容时,充分考虑实验项目的特点及思政目标,将实验项目分为基本技能训练和综合能力训练,如图1所示。基本技能训练项目主要包括水准仪的使用、经纬仪的认识和使用、测回法测量水平角等基础实验,培养学生仪器操作的基本能力,并达到培养学生责任意识、求真务实、知行合一的思政目标。综合能力训练项目主要包括普通水准测量、闭合水准测量、平面导线外业测量、四等水准测量等团队协作项目,着力培养学生团队协作、吃苦耐劳、精益求精的工匠精神。

图1 土木工程测量实践教学内容与思政目标

四、教学方法改革

(一)思政元素融入方法

思政元素融入实践教学应尽量做到“润物细无声”,把握好课程思政和专业教育之间的度[3],在完成特定教学任务前提下,巧妙地讲述思政小故事,如“珠穆朗玛峰高程测量”“国测一大队全方位服务港珠澳大桥”等,实现课程思政育人目标。教师应树立良好的师德师风形象,严格按照规范操作测量仪器,科学严谨对待测量数据,通过自身的精益求精态度潜移默化地引导学生培养严谨、专注的职业精神。部分实践教学思政元素融入方法如表1所示。

表1 土木工程测量实践教学思政元素融入方法

(二)教学实施具体案例

以“四等水准测量”实验为例,实施课程思政教学,四等水准测量教学设计思路如图2所示。

图2 “四等水准测量”课程思政教学设计思路

第一,采用“问题导入”的方式引出知识点,引导学生思考怎样施测四等水准测量,如何保证测量的精度。第二,讲授四等水准测量外业观测程序及数据处理知识点,强调四等水准测量应遵循“复测复算、步步检核”“测一站、算一站、复核无误再搬站”的原则,培养学生科学严谨、实事求是的工作态度。第三,分享案例“国测一大队全方位服务港珠澳大桥”,让学生了解野外测量环境的艰苦,培养学生树立“自主创新、团结协作、攻坚克难、追求卓越”的精神理念。第四,开展项目式教学,让学生分组完成四等水准测量实践操作与数据处理。第五,开展课堂总结评价,分析学生优点,指出不足,并设置线上考核。具体实施过程如下所示。

1.创设情境,导入新课

(1)教师活动

第一步:指定四等水准测量区域。

第二步:提出问题“如果你是测量员,将怎样去施测?”“如何保证测量的精度?”

(2)学生活动

观看测区图片并准备回答问题。

(3)设计意图

利用图片创设情境,设问引导学生思考如何保证测量精度。

2.讲授新课

(1)教师活动

第一步:利用多媒体课件结合视频动画讲解三四等水准测量的外业步骤。

第二步:引导学生总结测量口诀“后前前后,黑黑红红”,读数时黑面采用“三丝法”(上、下、中丝),红面仅读中丝。

第三步:利用多媒体讲述数据处理方法并结合实例进行课堂数据计算。授课过程中强调四等水准测量应遵循“复测复算、步步检核”“测一站、算一站、复核无误再搬站”的原则。四等水准测量数据较多,精度要求高。对于四等水准测量前后视距差不得超过5m,累计视距差不得超过10m;黑面、红面读数误差不得超过3mm,黑红面估读总误差不得超过5mm;所有数据复核无误且满足精度要求方可计算最终平均高差,否则必须重测。

第四步:分享“国测一大队全方位服务港珠澳大桥”案例,分析港珠澳大桥高程控制网施测难度和精度。

(2)学生活动

第一步:学习四等水准测量外业观测步骤,遵守外业观测程序,保证测量数据的原始性。

第二步:使用归纳总结的学法总结出测量口诀。

第三步:学习计算公式并在课堂练习中尝试抢答,养成科学严谨、实事求是的工作态度。

第四步:了解野外测量环境的艰苦,树立“自主创新、团结协作、攻坚克难、追求卓越”的精神理念。

(3)设计意图

一是利用连续图片演示和教学视频演示等信息化手段把抽象的重点内容转变为直观形象的实践过程,加深学生对重点知识的理解和记忆,让学生理解测量工作容不得马虎大意、弄虚作假。二是通过案例分享让学生了解港珠澳大桥高程控制测量背后的故事,使学生体会测量过程的艰辛,提高学生的职业认同感,树立“自主创新、团结协作、攻坚克难、追求卓越”的精神理念。

3.项目教学

(1)教师活动

第一步:仪器准备,介绍实验的目的及要求。每组准备全站仪1台,三脚架1副,棱镜2套。要求学生掌握平面导线外业测量操作步骤、选点、量边、量角的方法,熟悉全站仪测水平角、水平距离的步骤和方法,培养学生严谨认真、吃苦耐劳的工作态度和团结协作的工作精神。

第二步:讲解实验步骤及要求,示范操作过程。教师应规范操作,保持较慢速度;边操作、边讲解介绍,观察学生反应;多次示范重点操作,让学生参与;在讲解过程中提醒学生发挥团队精神,保持严谨认真、吃苦耐劳的工作态度。

第三步:检查学生操作过程并及时指导。

(2)学生活动

第一步:领会实验目的与要求。

第二步:分组进行实践操作。

第三步:在实践中碰到问题向教师提问。

(3)设计意图

实践操作,巩固新知:在实践中检验真理,锻炼学生团结协作、勇于探索的工作作风。

4.课堂总结,线上考核

(1)教师活动

第一步:教师进行讲评,总结学生掌握情况,肯定优点,改进不足。

第二步:在学习通发布各小组外业测量数据,让每名学生进行数据处理。

(2)学生活动

第一步:反思操作中的错误及解决办法。

第二步:完成学习通发布的考核。

(3)设计意图

讲练结合,加深对相应知识点的理解。

五、考核方式改革

以往土木工程测量课程考核以终结性考核为主,以课堂表现或考勤作为辅助参考评分,考核形式较为单一,未体现多维度考核。[5]土木工程测量课程改革后考核方式采用过程性考核与终结性考核相结合的方式。平时成绩占总评成绩的30%,实验成绩占总评成绩的30%,期末成绩占总评成绩的40%。平时成绩除了考虑考勤、作业等考核因素外增加了线上学习考核因素。实验成绩除了操作考试,增加了过程性评价,综合考虑学生仪器操作熟练程度、外业观测的实施、内业成果计算的准确性、仪器的爱护程度、团队协作情况等因素,采取学生互评与教师评价相结合的方式进行综合评分,充分体现多维度考核,如表2所示。

截至目前,土木工程测量课程已经完成两轮校内教学改革,通过野外测量与现场指导,把实验报告、学生互评、操作考试等均作为实验成绩考核的重要内容,激发了学生的学习积极性,从近几年的课程考核情况来看,学生们的动手能力和仪器操作能力有明显提高,如表3所示。

表3 近几年土木工程测量课程实验成绩对比

本文以土木工程测量课程为例,开展了实践课程思政教育实施策略探讨。首先,设计课程思政目标,明确在实践教学时应重点培养学生“吃苦耐劳、求真务实、团队协作”的职业素养。其次,变革测量实践教学内容与教学方法,根据实验项目特点及思政目标,将11个测量实验项目分为基本技能训练项目和综合能力训练项目,达到培养学生仪器操作能力和思政教育目的。接着对思政元素融入实践课程的方法展开研究,将思政小故事巧妙地融入实践教学项目中,以“四等水准测量”为例,给出了具体的实施方案。最后,改革土木工程测量实践教学考核方式,采用多维度考核办法,采取学生互评与教师评价相结合的方式进行综合评分,充分考虑思政目标的达成情况。根据近几年的实践探索,在实践课堂中融入课程思政,分享珠穆朗玛峰高程测量、超级工程的测绘力量等案例,激发学生的学习兴趣,充分调动学生的主观能动性,培养学生的爱国情怀、奉献精神、团队精神、工匠精神和服务社会和人民的理念。