鄧 標(biāo),徐建輝,艾澤天,李 鵬
(滁州學(xué)院 地理信息與旅游學(xué)院,安徽 滁州 239000)
測(cè)量學(xué)既是測(cè)繪工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課又是一門技術(shù)基礎(chǔ)課[1],它的作用是支撐專業(yè)主干課程[2]。學(xué)生操作儀器的動(dòng)手能力、地形圖測(cè)繪能力,以及對(duì)誤差、精度等內(nèi)容的認(rèn)識(shí)及理解,都是在測(cè)量學(xué)理論學(xué)習(xí)及課程實(shí)踐中逐步掌握的。有了這些理論基礎(chǔ)和操作能力,對(duì)學(xué)習(xí)《控制測(cè)量學(xué)》《工程測(cè)量》《測(cè)量誤差理論》《攝影測(cè)量學(xué)》等主干課程都有直接影響。測(cè)量學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課,其教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)效果對(duì)培養(yǎng)懂理論、懂技術(shù)、懂管理、懂溝通等新時(shí)代測(cè)繪人才起著非常重要的作用。隨著測(cè)繪科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,社會(huì)對(duì)高等院校測(cè)繪工程專業(yè)本科畢業(yè)生的綜合素質(zhì)、實(shí)踐、創(chuàng)新等能力提出更高的要求[3]。當(dāng)今階段,以“3S”技術(shù)為代表的現(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)技術(shù),使得《測(cè)量學(xué)》這門課程無(wú)論是從基礎(chǔ)理論內(nèi)容還是從課程實(shí)踐手段要求都發(fā)生了巨大的變化[4],而低空無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)、傾斜攝影測(cè)量技術(shù)、機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)等新興測(cè)量技術(shù)的快速發(fā)展,更豐富了測(cè)量學(xué)的內(nèi)容,信息化測(cè)繪逐步替代傳統(tǒng)測(cè)繪已成為一種不可避免的趨勢(shì)。面對(duì)信息化測(cè)繪的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),現(xiàn)今測(cè)量學(xué)課程所采用的培養(yǎng)模式,不能完全滿足社會(huì)對(duì)學(xué)生能力的需要。為此,眾多高校學(xué)者對(duì)該方面的問題進(jìn)行了研究和探討。林卉等在文獻(xiàn)[5]中主要對(duì)測(cè)繪教師改變服務(wù)意識(shí)及校企合作基地的方式進(jìn)行了探討;花向紅等在文獻(xiàn)[6]中研究了測(cè)繪工程專業(yè)碩士產(chǎn)學(xué)研實(shí)踐基地建設(shè)的培養(yǎng)模式,從項(xiàng)目合作到雙導(dǎo)師制的建立及基地管理進(jìn)行了討論。陸賢東等在文獻(xiàn)[7]中對(duì)測(cè)繪專業(yè)人才培養(yǎng)方案、構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研合作模式進(jìn)行了研究。但以上幾種探討和研究都是針對(duì)測(cè)繪工程專業(yè)的,尚未針對(duì)具體課程提出改革措施,同時(shí)上述探討的實(shí)踐項(xiàng)目學(xué)生參與度未能很好地普及。
當(dāng)前各應(yīng)用型本科院校都在開展轟轟烈烈的專業(yè)改革,測(cè)繪工程專業(yè)作為一種既古老又新穎的專業(yè)也在積極地進(jìn)行改革和探討,而測(cè)量學(xué)課程改革是測(cè)繪工程專業(yè)改革的主要內(nèi)容之一。文章從分析當(dāng)前測(cè)量學(xué)課程教學(xué)中存在的問題入手,結(jié)合測(cè)量學(xué)課程特點(diǎn),對(duì)改革教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)手段、注重課程實(shí)踐、產(chǎn)學(xué)融合等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了探索,并以相關(guān)院校測(cè)繪工程專業(yè)實(shí)施的“產(chǎn)學(xué)”融合的教學(xué)實(shí)踐為例進(jìn)行闡述,效果表明達(dá)到了提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)優(yōu)秀人才和提升教學(xué)水平的目的。
測(cè)量學(xué)在眾多高校中均有開設(shè),已從2000年的十幾所高校發(fā)展到現(xiàn)在的近200所,縱觀近年的教學(xué)效果,還存在一些問題,主要體現(xiàn)在:(1)教材與生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)。近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,測(cè)量技術(shù)也是日新月異,新技術(shù)、新手段、新設(shè)備層出不窮[8],而現(xiàn)有的測(cè)量學(xué)教材未能跟上新技術(shù)的步伐,部分理論體系還停留在20世紀(jì)90年代的水平,例如鋼尺測(cè)距、小三角測(cè)量、平板法測(cè)繪地形圖及手工計(jì)算面積等傳統(tǒng)知識(shí),在當(dāng)前教材中仍占有大量篇幅,而時(shí)下工程實(shí)際中使用廣泛的電子水準(zhǔn)儀、高精度全站儀、GPS定位技術(shù)、無(wú)人機(jī)航測(cè)、機(jī)載激光技術(shù)等在教材中反而未能及時(shí)體現(xiàn)或體現(xiàn)較少,這勢(shì)必導(dǎo)致不利于學(xué)生掌握新知識(shí),不能順應(yīng)時(shí)代發(fā)展。學(xué)生未出校門,知識(shí)已落后于社會(huì)生產(chǎn)了。(2)教學(xué)手段單調(diào):一是高校教學(xué)多采用多媒體課件教學(xué),由于多門課程同時(shí)使用多媒體教學(xué),學(xué)生們對(duì)課程產(chǎn)生一定的厭倦情緒;二是教師課堂中使用板書頻率降低甚至不用,導(dǎo)致學(xué)生上課感覺就像在看電影,既容易疲倦,又降低了學(xué)生跟著思考的能力,難以調(diào)動(dòng)學(xué)生積極思考、主動(dòng)記錄,反而使部分學(xué)生更加依賴PPT課件,認(rèn)為教師講的都在課件上,課堂上聽不聽講無(wú)所謂,只要課后拷貝課件就行[9]。(3)實(shí)踐教學(xué)效果不佳:一是實(shí)習(xí)課時(shí)較少,學(xué)生未能熟練地掌握全部實(shí)踐內(nèi)容便結(jié)束了實(shí)踐;二是實(shí)踐未能與生產(chǎn)相結(jié)合,學(xué)生對(duì)理論及實(shí)踐知識(shí)的理解和掌握往往一知半解。一方面原因是現(xiàn)階段高校把重點(diǎn)放在理論教學(xué)上,而相對(duì)忽視工程技術(shù)型人才的培養(yǎng)[10];另一方面學(xué)校未能強(qiáng)調(diào)學(xué)用結(jié)合、學(xué)做結(jié)合。學(xué)生畢業(yè)后仍需花費(fèi)大量的時(shí)間及精力去與實(shí)際工作結(jié)合,導(dǎo)致部分學(xué)生畢業(yè)到工作單位后,儀器使用及工作流程的熟悉過程較長(zhǎng)。
為解決上述問題,結(jié)合《測(cè)量學(xué)》課程內(nèi)容多、知識(shí)面廣且知識(shí)更新速度快的特點(diǎn),并適應(yīng)現(xiàn)代測(cè)繪向自動(dòng)化、集成化、一體化和智慧化發(fā)展趨勢(shì)的需求,對(duì)教學(xué)內(nèi)容做如下調(diào)整:(1)刪減陳舊知識(shí),凝練經(jīng)典知識(shí)。需對(duì)一些現(xiàn)代測(cè)量不再使用的內(nèi)容,如平板儀繪圖、手工勾繪地形圖、面積和體積手工計(jì)算[11]等給予摒棄。對(duì)于較經(jīng)典且現(xiàn)在測(cè)繪工作仍然采用的技術(shù)加以提煉,如三角測(cè)量法和交會(huì)法等;(2)增加現(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)新技術(shù)、新知識(shí)、新手段等知識(shí)點(diǎn)。增加數(shù)字水準(zhǔn)儀、GPS-RTK、無(wú)人機(jī)航測(cè)、機(jī)載三維激光掃描及CASS數(shù)字化制圖軟件等內(nèi)容。通過及時(shí)地將測(cè)繪新技術(shù)引入到教學(xué)活動(dòng)中,能使學(xué)生更好地理解和掌握課程的相關(guān)內(nèi)容,從而引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)測(cè)量學(xué)課程的興趣[12];(3)更新規(guī)范指標(biāo)。現(xiàn)階段部分高校測(cè)量學(xué)培養(yǎng)方案中已舍棄一些生產(chǎn)中不再使用或者最新相關(guān)測(cè)量規(guī)程規(guī)范中刪除的測(cè)量方法和手段,新增部分規(guī)范中增加的測(cè)量手段和方法,同時(shí)更新教材中涉及的新規(guī)范技術(shù)指標(biāo),避免學(xué)生在校學(xué)習(xí)一套規(guī)范指標(biāo),畢業(yè)后工作又用一套規(guī)范指標(biāo),造成學(xué)無(wú)所用的結(jié)果[13]。具體增加內(nèi)容、刪除內(nèi)容和減少課時(shí)(包括實(shí)踐部分)情況的調(diào)整見圖1。
圖1 測(cè)量學(xué)課程內(nèi)容調(diào)整示意圖
教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容是通過與之相匹配的教學(xué)方法與手段來實(shí)現(xiàn)的,教師的教學(xué)方法和策略直接決定了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在測(cè)量學(xué)教學(xué)改革過程中,主要采用如下方法和手段:(1)理論與實(shí)踐相結(jié)合。理論內(nèi)容主要以基本概念、基本原理和操作方法為教學(xué)導(dǎo)向,著重培養(yǎng)學(xué)生穩(wěn)固的基礎(chǔ)理論知識(shí)。為及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生理論薄弱處,課后作業(yè)及時(shí)批改,對(duì)大多數(shù)學(xué)生有疑問或易錯(cuò)的地方,在下次課前再以實(shí)例進(jìn)行講解和總結(jié)。同時(shí)在講授相關(guān)理論知識(shí)后及時(shí)安排與之匹配的實(shí)踐內(nèi)容,以加深理解相關(guān)理論或鞏固相關(guān)知識(shí)點(diǎn),這樣理論和實(shí)踐達(dá)到相互補(bǔ)充的目的,學(xué)生也因此可以通過理論到實(shí)踐再回歸理論的循環(huán)學(xué)習(xí)方法,理解和掌握內(nèi)容要點(diǎn),以此達(dá)到溫故知新的效果。(2)啟發(fā)式、混合式教學(xué)。理論教學(xué)環(huán)節(jié)教師授課時(shí)依據(jù)課堂內(nèi)容適時(shí)提出問題、學(xué)生根據(jù)問題進(jìn)行思考并提出解決辦法,既培養(yǎng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和思考的能力,又達(dá)到了課堂上師生互動(dòng)的效果;避免了灌輸式和填鴨式教學(xué)造成的課堂沉悶和低頭瞌睡現(xiàn)象;開展翻轉(zhuǎn)式教學(xué),對(duì)于某些教學(xué)內(nèi)容,可課前先提供一個(gè)主題,利用學(xué)生人手一部手機(jī)的優(yōu)勢(shì)和課后玩手機(jī)的習(xí)慣,讓其進(jìn)行資料查閱、預(yù)覽,在課堂上讓學(xué)生主動(dòng)上講臺(tái)講解自己掌握的內(nèi)容,其他同學(xué)參與討論并提問,最后教師及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充和總結(jié)。該方法既提高了學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)、主動(dòng)學(xué)習(xí)能力,又能培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力;實(shí)踐教學(xué)方面則以教師示范和師生間討論方式為主,同時(shí)進(jìn)行分組實(shí)習(xí),避免學(xué)生人數(shù)較多,教師少而不能及時(shí)處理學(xué)生提出問題的現(xiàn)象;在實(shí)踐過程中教師示范儀器操作時(shí),再將理論知識(shí)融入實(shí)踐操作中去,既避免了只重理論而出現(xiàn)高分低能現(xiàn)象,又降低了學(xué)生在儀器操作過程中知其然而不知其所以然的問題,學(xué)生的知識(shí)和能力均得到加強(qiáng)和提高。(3)多種教學(xué)手段并舉。采取形式多樣的授課方式,如板書和多媒體教育相互結(jié)合,根據(jù)授課或?qū)嵺`內(nèi)容加入“微課堂”“移動(dòng)App結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)課堂”“雨課堂”等手段,既發(fā)揮了學(xué)生的手機(jī)功能,又順應(yīng)學(xué)生愛上網(wǎng)的習(xí)慣,課堂教育與網(wǎng)絡(luò)教育相互補(bǔ)充,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),使學(xué)生在多樣化情景下自適應(yīng)處理能力、高水準(zhǔn)的抽象概念化能力和分析問題能力[14]。
在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革的基礎(chǔ)上,開展產(chǎn)學(xué)融合的教學(xué)改革。所謂的產(chǎn)學(xué)融合是指將生產(chǎn)、學(xué)習(xí)及應(yīng)用進(jìn)行綜合,充分發(fā)揮企業(yè)和學(xué)校等資源的優(yōu)勢(shì),將理論學(xué)習(xí)與生產(chǎn)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合,突出教學(xué)面向生產(chǎn)、面向社會(huì)的新特點(diǎn)。通過產(chǎn)學(xué)融合的方式教學(xué),以提高學(xué)生的綜合能力。
產(chǎn)學(xué)融合可使學(xué)生獲得實(shí)踐知識(shí)、開闊眼界,豐富并活躍學(xué)生的思想,加深對(duì)理論知識(shí)的理解掌握,進(jìn)而在實(shí)踐中對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行修正、拓展和創(chuàng)新。在學(xué)生掌握理論課和實(shí)踐的基礎(chǔ)上,根據(jù)學(xué)校的橫向產(chǎn)學(xué)項(xiàng)目、服務(wù)地方項(xiàng)目,集中安排學(xué)生到生產(chǎn)項(xiàng)目中去,通過具體項(xiàng)目,讓學(xué)生在實(shí)踐中了解測(cè)量學(xué)相關(guān)知識(shí),而后逐步理解相關(guān)理論知識(shí)的循環(huán)過程,進(jìn)而加深知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握,并很好地對(duì)相關(guān)規(guī)范知識(shí)點(diǎn)、技術(shù)指標(biāo)等內(nèi)容進(jìn)行掌握和鞏固。
3.2.1 夯實(shí)測(cè)量學(xué)理論知識(shí)
教師需要在測(cè)量學(xué)的課堂上抓住水準(zhǔn)測(cè)量、角度測(cè)量、距離測(cè)量、誤差理論基礎(chǔ)、控制測(cè)量、數(shù)字地形測(cè)量、無(wú)人機(jī)航測(cè)、地形圖應(yīng)用等課程內(nèi)容的重難點(diǎn),讓學(xué)生扎實(shí)掌握專業(yè)理論知識(shí)。同時(shí),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人工智能應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)張,多學(xué)科融合成為不可避免的趨勢(shì),測(cè)量學(xué)教學(xué)及生產(chǎn)也將面臨的挑戰(zhàn)越來越大。測(cè)量學(xué)內(nèi)容對(duì)于學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)、高等數(shù)學(xué)及人工智能技術(shù)等學(xué)科知識(shí)也提出了更高的要求,學(xué)生在學(xué)習(xí)測(cè)量學(xué)理論的過程中要積極拓寬自身的知識(shí)面。
3.2.2 參與到生產(chǎn)實(shí)踐工作中
測(cè)量學(xué)作為一門實(shí)踐能力要求較高的課程,學(xué)生只有親自動(dòng)手參與到生產(chǎn)實(shí)際中,才能更好地掌握理論知識(shí)。學(xué)生參與實(shí)際生產(chǎn)的辦法是:(1)學(xué)校和生產(chǎn)單位進(jìn)行信息溝通,集中時(shí)間安排學(xué)生到相應(yīng)的單位去實(shí)踐,有條件的高??梢园才诺奖拘5膶?shí)踐機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)踐,無(wú)條件的高校可安排學(xué)生到相關(guān)產(chǎn)學(xué)協(xié)作單位進(jìn)行實(shí)踐。(2)由生產(chǎn)協(xié)作單位指派一定數(shù)額的工程師作為校外指導(dǎo)老師指導(dǎo)學(xué)生,使學(xué)生在實(shí)踐中充分地掌握相關(guān)生產(chǎn)流程和技術(shù),提高實(shí)際動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。(3)加強(qiáng)實(shí)踐考核。為提高產(chǎn)學(xué)融合教學(xué)效果,避免學(xué)生在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生產(chǎn)品質(zhì)量做好做壞與自己無(wú)關(guān)的心態(tài),實(shí)行學(xué)分制管理。建立由學(xué)校和生產(chǎn)單位聯(lián)合評(píng)分的考核制度,不能按照學(xué)校和企業(yè)要求完成實(shí)踐任務(wù)的,無(wú)法獲得相應(yīng)學(xué)分。
近年來,眾多高校通過產(chǎn)學(xué)融合或服務(wù)地方等教學(xué)改革的方式,使學(xué)生們享受了產(chǎn)學(xué)融合教學(xué)改革的成果,獲得了較好的教學(xué)效果。下面以滁州學(xué)院在做的城鄉(xiāng)建設(shè)用地增加掛項(xiàng)目為例,列出項(xiàng)目涉及的測(cè)量學(xué)知識(shí)點(diǎn)及相關(guān)實(shí)踐項(xiàng)目,具體內(nèi)容如圖2所示。
由圖2可知,通過控制測(cè)量的實(shí)踐操作,對(duì)控制測(cè)量的理解更深刻,并可接觸CORS這種比較流行的圖根控制測(cè)量的方法和相關(guān)GPS-RTK參數(shù)設(shè)置;通過勘界范圍放樣,學(xué)生能夠很好地掌握測(cè)設(shè)方法;地形圖測(cè)繪的實(shí)踐讓學(xué)生較好地掌握大比例尺地形圖測(cè)繪的方法;無(wú)人機(jī)航測(cè)讓學(xué)生既可以掌握無(wú)人機(jī)的操作方法,又可以培養(yǎng)學(xué)生圖像識(shí)別、像控點(diǎn)測(cè)量和熟悉相關(guān)內(nèi)業(yè)軟件的能力;質(zhì)量檢查環(huán)節(jié)讓學(xué)生較好地掌握CASS軟件的應(yīng)用和測(cè)量生產(chǎn)中應(yīng)注意的問題;基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理及分析可以培訓(xùn)學(xué)生掌握使用ARCGIS將測(cè)量成果入庫(kù)及圖形分析能力等。綜上所述,通過產(chǎn)學(xué)融合項(xiàng)目,學(xué)生真實(shí)地感受到學(xué)習(xí)測(cè)量學(xué)課程可以做什么事情,能做什么事情,更能激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和探索的熱情。
測(cè)繪工程專業(yè)在人才培養(yǎng)過程中通過教學(xué)與生產(chǎn)相結(jié)合、學(xué)校教育與工程訓(xùn)練一體化教育模式,培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力、工程應(yīng)用能力及工程管理能力。同時(shí)產(chǎn)學(xué)融合的教學(xué)模式給學(xué)生創(chuàng)造了接觸社會(huì)、進(jìn)行社交溝通的機(jī)會(huì)。同學(xué)們通過自身實(shí)踐發(fā)現(xiàn)和解決測(cè)繪生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問題,不僅有利于鞏固課堂學(xué)習(xí)的理論知識(shí),提高測(cè)繪技能,鍛煉獨(dú)立工作能力,還有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高,培養(yǎng)團(tuán)結(jié)合作、愛崗敬業(yè)的良好職業(yè)精神和職業(yè)品質(zhì);產(chǎn)學(xué)融合讓學(xué)生和生產(chǎn)單位有了一部分接觸的機(jī)會(huì),學(xué)生通過與生產(chǎn)單位的溝通和相互了解,為以后就業(yè)奠定了一定基礎(chǔ),而且縮短了人才社會(huì)化的進(jìn)程,在走上工作崗位后,能較快地進(jìn)入相應(yīng)角色。
圖2 城鄉(xiāng)建設(shè)增減掛項(xiàng)目產(chǎn)學(xué)融合培養(yǎng)學(xué)生測(cè)量學(xué)應(yīng)用能力示意圖
教學(xué)與改革一直是高等教育工作中永恒的主題,特別是信息技術(shù)的飛速發(fā)展,給測(cè)量學(xué)教學(xué)內(nèi)容帶來了全新的感受。滁州學(xué)院測(cè)繪工程專業(yè)在測(cè)量學(xué)教學(xué)改革中,對(duì)課程內(nèi)容、授課方法、培養(yǎng)模式等都進(jìn)行了一定的變革。采用產(chǎn)學(xué)融合的培養(yǎng)模式,使學(xué)生通過接觸具體工作實(shí)際,既培養(yǎng)了實(shí)際動(dòng)手能力,又鞏固了理論知識(shí)。
學(xué)生通過項(xiàng)目的參與,掌握了一定的測(cè)繪方法和解決實(shí)際問題的能力,社會(huì)的交往過程提高了學(xué)生的溝通能力,易于培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí),基于產(chǎn)學(xué)融合的《測(cè)量學(xué)》改革方法取得了良好的教學(xué)效果并實(shí)現(xiàn)了地方高校服務(wù)社會(huì)的職能。文中涉及的教學(xué)改革研究成果,可為開設(shè)本專業(yè)的同類院校測(cè)量學(xué)教學(xué)改革或者相關(guān)專業(yè)的教學(xué)改革提供一定的參考。