張鮮妮 王磊

摘 ? 要：以CDIO工程教育模式為指導(dǎo)思想，分析了測繪工程專業(yè)傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)存在的問題，在歸納整理測繪工程專業(yè)實(shí)踐課程群涵蓋的知識(shí)結(jié)構(gòu)和框架體系的基礎(chǔ)上，基于數(shù)據(jù)采集、處理，產(chǎn)品生成、應(yīng)用的一條產(chǎn)品化流程構(gòu)建了測繪工程專業(yè)實(shí)踐課程群，并以綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)為核心，進(jìn)行專業(yè)實(shí)踐課程群整合的應(yīng)用，并取得了一定的效果。

關(guān)鍵詞：CDIO工程教育模式 ?測繪工程 ?實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：P20-4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）07（c）-0216-03

Abstract： Taking the CDIO engineering education mode ?as guiding thought， analyzes the problems existing in the traditional practice teaching of surveying and mapping engineering， on ?the basis of concluding and organizing the knowledge structure and frameworks for surveying and mapping engineering practice course， building a group of surveying and mapping engineering practice class based on the data acquisition， processing， product generation and application of a transition process， and in an integrated project design as the core， the professional practice courses group of application integration， and obtained a certain effect.

Key Words： CDIO engineering education mode; Surveying and mapping engineering; Practice teaching

1 ?研究背景

測繪工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是掌握相關(guān)測繪工程理論和技術(shù)，主要涵蓋地面測量與衛(wèi)星測量、攝影測量與遙感科學(xué)，以及地圖制圖與地理信息工程等地理空間信息科學(xué)與技術(shù)的基本理論和知識(shí)，并達(dá)到測繪工程師基本訓(xùn)練能力，具有創(chuàng)新精神的高級(jí)工程技術(shù)人才。從培養(yǎng)目標(biāo)，我們可以看出該專業(yè)是一門非常重視理論與實(shí)踐相結(jié)合的一門學(xué)科，因此各大高校在設(shè)置培養(yǎng)方案時(shí)，也都進(jìn)行了相關(guān)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置。這些實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的開設(shè)，基本都是以單個(gè)課程為單元，課程之間缺乏密切聯(lián)系，導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容總體缺乏連貫性、一致性和工程實(shí)戰(zhàn)性，無法適應(yīng)科技發(fā)展及滿足信息化測繪對專業(yè)人才的要求。測繪工程專業(yè)課程有近15門左右，課程之間或多或少存在內(nèi)容交叉，對這些專業(yè)課進(jìn)行課程群整合是完全可行的，從而將單一課程納入到實(shí)踐課程群建設(shè)，具有連貫性、統(tǒng)一性等整體優(yōu)勢，有利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

安徽理工大學(xué)將以CDIO工程教育模式作為指導(dǎo)思想來構(gòu)建專業(yè)實(shí)踐課程群體系，通過歸納整理測繪工程專業(yè)課程群所涵蓋的知識(shí)結(jié)構(gòu)和框架體系，準(zhǔn)確識(shí)別所包含的主要課程的教學(xué)目標(biāo)，并以此制定課程之間實(shí)踐內(nèi)容相互銜接方案，確立各實(shí)踐內(nèi)容在相關(guān)課程中的關(guān)系;在保留各課程基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的同時(shí)，構(gòu)建課程群的綜合實(shí)踐教學(xué)流程，使課程群的總體實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容按照一條承上啟下的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、產(chǎn)品制作、產(chǎn)品應(yīng)用的生產(chǎn)主線有機(jī)聯(lián)系起來，同時(shí)以綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)為核心進(jìn)行學(xué)生構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行、溝通、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等工程能力的培養(yǎng)。

2 ?測繪工程實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀分析

測繪工程專業(yè)的實(shí)踐課，主要包括：數(shù)字地形測量實(shí)習(xí)、大地測量實(shí)習(xí)，GPS實(shí)習(xí)，礦山測量實(shí)習(xí)，工程測量實(shí)習(xí)，以及畢業(yè)實(shí)習(xí)，除此之外有些課程除了理論教學(xué)外還有部分學(xué)時(shí)的課內(nèi)實(shí)踐，比如GIS原理與應(yīng)用，測量程序設(shè)計(jì)，攝影測量與遙感，數(shù)字圖像處理等都包含有8～16學(xué)時(shí)的課內(nèi)實(shí)踐。同時(shí)還有一些新技術(shù)應(yīng)用，比如無人機(jī)、三維激光掃描技術(shù)，無人船技術(shù)等需要結(jié)合科研項(xiàng)目開展。

實(shí)踐教學(xué)類型可劃分為認(rèn)識(shí)性實(shí)習(xí)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)，綜合實(shí)習(xí)，新技術(shù)應(yīng)用五個(gè)層次，第一、二、三個(gè)層次一般是在課程中實(shí)施，這部分實(shí)踐內(nèi)容往往是老師自己寫好的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，實(shí)驗(yàn)步驟詳細(xì)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為樣例數(shù)據(jù)，整個(gè)實(shí)踐內(nèi)容非常簡單，無項(xiàng)目背景，內(nèi)容單一，無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致實(shí)踐效果不佳。但由于實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)往往緊缺，第四、五個(gè)層次能力的培養(yǎng)往往需要涉及多門課程，具有很高的綜合性，同時(shí)還需要培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行、溝通、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等各項(xiàng)工程能力[1-2]，這些綜合項(xiàng)目能力的體現(xiàn)，往往需要依托于工程案例或科研項(xiàng)目，只有部分對科研有興趣的學(xué)生才能得到鍛煉，受益面只是非常少的學(xué)生，而對于大多數(shù)學(xué)生，普遍存在基礎(chǔ)差，綜合實(shí)踐能力弱，無法自主解決復(fù)雜工程實(shí)際問題。因此傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容安排存在的問題顯而易見，僅局限在教會(huì)學(xué)生能夠使用某種儀器，使用某種數(shù)據(jù)處理軟件，對學(xué)生在企業(yè)以及社會(huì)環(huán)境中構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行、溝通、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等各項(xiàng)工程能力的培養(yǎng)幾乎為零。而用人單位則是需要學(xué)生具有綜合實(shí)踐和項(xiàng)目工程的綜合能力，因此如何在有限的實(shí)踐學(xué)時(shí)安排中，針對所有學(xué)生，進(jìn)行綜合實(shí)踐和項(xiàng)目工程的綜合能力的培養(yǎng)成為當(dāng)前實(shí)踐教學(xué)改革的迫切需求。

CDIO工程教育模式是2014年由美國麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)組成的跨國研究組織針對工程教育質(zhì)量問題探索研究的成果。CDIO是構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）、運(yùn)作（Operate）四個(gè)環(huán)節(jié)的結(jié)合，也是“實(shí)踐中學(xué)習(xí)”和“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”（Project based education and learning）的集中概括和抽象表達(dá)。該教育模式讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程的理論、技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，將系統(tǒng)課程的理論基礎(chǔ)與工程實(shí)踐相結(jié)合[3]。我們將以CDIO工程教育模式作為指導(dǎo)思想來指導(dǎo)我們專業(yè)實(shí)踐課程群的建設(shè)，對現(xiàn)有測繪工程專業(yè)系列課程實(shí)踐教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革。改革的方案為以綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)為核心，理論知識(shí)模塊為基礎(chǔ)，重新組織課堂教學(xué)和實(shí)踐內(nèi)容，將“實(shí)踐中學(xué)習(xí)”和“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”的理念滲透到實(shí)踐教學(xué)中，以達(dá)到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使整個(gè)實(shí)踐過程充滿挑戰(zhàn)性和實(shí)用性[4]。

3 ?專業(yè)實(shí)踐課程群整合

依據(jù)各專業(yè)課程特點(diǎn)，專業(yè)實(shí)踐課程群整合的思路為將課程分為四大模塊：第一模塊功能為數(shù)據(jù)采集，這個(gè)模塊下面的課程主要包括GPS原理與應(yīng)用，大地測量學(xué)，以及攝影測量學(xué)。其中GPS原理、大地測量學(xué)可應(yīng)用于控制點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集，攝影測量學(xué)則采用非接觸式測量方式，基于影像，獲取我們所需要的數(shù)據(jù)。第二模塊功能為數(shù)據(jù)的處理，這個(gè)模塊下的課程包括：測量程序與設(shè)計(jì)，數(shù)字圖像處理，GIS原理與應(yīng)用。其中測量程序設(shè)計(jì)，可以采用計(jì)算機(jī)語言編寫數(shù)據(jù)處理程序，比如，坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換程序，GPS高程擬合程序，自由網(wǎng)平差程序等，大大提高數(shù)據(jù)處理的速度與精度，數(shù)字圖像處理與GIS原理課程可以對影像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與建模。第三模塊的功能為產(chǎn)品的生成，這個(gè)模塊下的課程主要包括：數(shù)字地形測量學(xué)，遙感原理與應(yīng)用，攝影測量學(xué)，同時(shí)伴隨著這些課程實(shí)踐，我們所熟知的一些產(chǎn)品，比如數(shù)字地形圖、專題圖、4D產(chǎn)品等都在這個(gè)模塊下進(jìn)行制作。第四模塊的功能為產(chǎn)品的應(yīng)用，這個(gè)模塊下的課程包括工程測量學(xué)與礦山測量學(xué)，這兩門課程的工程性很強(qiáng)，無論是在地面或是在地下施工都離不開相關(guān)圖件的支持，比如地形圖、規(guī)劃圖、斷面圖，DEM等。通過這樣一條基于產(chǎn)品化流程的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容整合，從而達(dá)到溝通課程之間的聯(lián)系，使得學(xué)生能夠了解每門課程所包括的實(shí)踐環(huán)節(jié)在整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的作用和地位，可以幫助學(xué)生在掌握單一課程的知識(shí)基礎(chǔ)上，建立系統(tǒng)性的綜合理論及實(shí)踐知識(shí)。

4 ?綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)

在整合專業(yè)實(shí)踐課程群的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有的儀器與設(shè)備，比如無人機(jī)，三維激光掃描儀，無人船等進(jìn)行綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)，比如開展《基于無人機(jī)的數(shù)字地形圖測量》，同時(shí)也可以開展《基于三維激光掃描儀的建筑物變形監(jiān)測》等綜合項(xiàng)目，這些綜合項(xiàng)目建議在相關(guān)課程結(jié)束后開展，針對安徽理工大學(xué)測繪工程專業(yè)，可以在大三第二學(xué)期末進(jìn)行，這些項(xiàng)目綜合運(yùn)用了，《GPS原理與應(yīng)用》、《數(shù)字地形測量》、《攝影測量學(xué)》、《遙感原理與應(yīng)用》、《數(shù)字圖像處理》、《誤差理論與平差》，《測量程序設(shè)計(jì)》等相關(guān)專業(yè)的知識(shí)。進(jìn)行控制點(diǎn)的布設(shè)、數(shù)據(jù)采集、圖像處理，最后進(jìn)行精度評定，通過該項(xiàng)目設(shè)計(jì)對學(xué)生構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行、溝通、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等工程能力都有所培養(yǎng)。通過近幾年測繪工程專業(yè)本科生的實(shí)踐教學(xué)反饋，以及企業(yè)社會(huì)對我校測繪工程的評價(jià)，表明我校實(shí)踐教學(xué)改革取得了一定的成效。

5 ?結(jié)語

本文以CDIO 工程教育模式作為指導(dǎo)思想，并將這種模式引入到測繪工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革中，基于數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、產(chǎn)品制作、產(chǎn)品應(yīng)用一條產(chǎn)品化流程構(gòu)建了測繪工程專業(yè)實(shí)踐課程群，將本專業(yè)相關(guān)課程的實(shí)踐內(nèi)容緊密的聯(lián)系起來，同時(shí)進(jìn)行綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程理論、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，將系統(tǒng)課程的理論基礎(chǔ)與工程實(shí)踐相結(jié)合。

參考文獻(xiàn)

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