匡翠林 蔡昌盛 戴吾蛟 張云生 邱斌

[關鍵詞]測繪工程專業(yè);實踐培養(yǎng)體系;卓越工程計劃

中南大學測繪工程專業(yè)面向國家建設和社會需求，堅持先進教育理念，2011年率先啟動測繪類卓越工程師培養(yǎng)計劃（以下簡稱“卓越計劃”），制訂國內首個測繪卓越工程師培養(yǎng)方案[1]。本專業(yè)2012～2014年各建立試點班一個，2015年起推廣至測繪工程專業(yè)所有班級，逐步形成“重實踐、敢擔當、勇創(chuàng)新”的測繪類卓越工程師培養(yǎng)模式。實踐教學是卓越工程師培養(yǎng)的核心，同時測繪科學技術是一門實踐性很強的學科，大部分主干課程實踐性很強，因此實踐教學貫穿于高等學校測繪類專業(yè)教學的始終，是測繪類專業(yè)教學的重要組成部分?；凇白吭接媱潯边@個大背景，我校測繪工程專業(yè)通過專業(yè)綜合改革，充分利用學校、校外基地、合作企業(yè)的環(huán)境和資源，以工程意識、工程素質培養(yǎng)為基礎，以工程實踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)為主線，構建了滿足測繪卓越工程師知識、能力和素質要求的多維度實踐教學體系。與此同時，本專業(yè)還提出從師資隊伍實踐教學能力、先進儀器裝備、實踐考核方法、持續(xù)改正機制等方面進行實踐教學質量提升。本研究旨在與同行教學改革者一起探討測繪工程專業(yè)在“卓越計劃”[2]“新工科”[3]“工程教育專業(yè)認證”[4]背景下的實踐能力培養(yǎng)體系構建及質量提升策略。

一、構建全方位的實踐能力培養(yǎng)體系

中南大學測繪工程專業(yè)自2011年在國內率先啟動測繪類“卓越計劃”以來，就一直堅持進行實踐教學方面的改革和創(chuàng)新。目前已從驗證、綜合、創(chuàng)新三個功能層面全方位地構建了包含第一課堂和第二課堂的多維實踐教學體系，如圖1所示。其中第一課堂主要包括依托校內標準實驗場地的課堂實驗、依托校外綜合實習基地的課程實習、依托校企聯(lián)合實習基地的課程實踐;第二課堂主要包括依托虛擬仿真實驗平臺的綜合實踐，依托國賽、省賽、校賽的創(chuàng)新實踐，依托創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、開放實驗室等的創(chuàng)新實踐。工程教育認證通用標準對本科生畢業(yè)要求規(guī)定了12大指標[5]，其中包括5大技術指標：工程知識、問題分析、設計/開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具，以及7大非技術指標：工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個人和團隊、溝通、項目管理、終身學習。構建的整個實踐體系完整地覆蓋了這12大指標要求，且對7大非技術指標形成了良好的強支撐。

（一）標準化校內實驗場地

課程實驗的一個最直接的功能就是使學生通過有限課時驗證課堂所學的理論與方法，熟悉各種儀器操作，以及掌握各種測量過程，為專業(yè)綜合實習打下堅實的基礎。課程的實驗教學在校內完成，我們結合校園環(huán)境，標準化建設了實驗場地，規(guī)范了實驗要求，如在校園內建立了永久測量點位，在辦公樓頂設置了GNSS CORS站和變形觀測試驗場（如圖2所示），同時已知數(shù)據(jù)也表達在一致的獨立平面坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)，可以很好地滿足測繪相關教學活動所需的實踐活動要求，如全站儀的使用、水準儀的操作、施工放樣、變形監(jiān)測等。而且，在體育館周圍按照測繪比賽的要求設置了導線路線、水準路線、RTK測量試驗場，面向全校開展實踐訓練和測繪技能比賽，通過學生組隊訓練鍛煉學生的交流溝通能力、團隊協(xié)作能力、領導能力。

（二）建立校外綜合實習基地

數(shù)字測圖實習與控制測量實習是測繪工程專業(yè)最基礎、最重要的兩個實踐環(huán)節(jié)，也是學生必須掌握的兩項專業(yè)實踐技能。實際生產中，數(shù)字測圖和控制測量一般是綜合性項目的一部分。但由于實際工程項目完成時間和任務內容一般很難與實習時間、大綱要求相匹配，也很難保證每屆學生的數(shù)字測圖實習和控制測量實習能到實際工程項目中去完成。為此，2012年我校在湖南瀏陽市北盛鎮(zhèn)建立了一個校外綜合實習基地，該基地通過學校、學院的持續(xù)投入，以及與企業(yè)聯(lián)合共建，已經在軟硬件條件方面相當完善，可一次性接納120名學生。目前，我們每年在基地開展5周的數(shù)字測圖實習和4周的控制測量實習，并由合作企業(yè)單位“湖南省測繪產品質量監(jiān)督檢驗授權站”派工程師至實習基地進行實習指導和實習成果質檢，由此形成了基地系統(tǒng)訓練及企業(yè)質檢考核的“集中式”校企聯(lián)合培養(yǎng)模式[6]。該模式以產品質檢為牽引，一方面將質檢結果反饋給學生進行返工訓練，完善測繪成果，另一方面也作為實習考核依據(jù)之一，從而充分調動了學生的積極性，使學生的基礎測繪技能得到了強化、系統(tǒng)的訓練，同時也讓學生深刻認識到測繪生產規(guī)范性和成果質量的重要性，極大地培養(yǎng)了學生的職業(yè)素養(yǎng)。

（三）簽訂校企聯(lián)合實習基地

企業(yè)是高校的最大“客戶”，在以學生為中心、以產出為導向的教育理念下，企業(yè)無疑成為高校產品（即學生）質量或價值標準最為重要的評判者。校企合作既是理論與實踐的最佳組合，又是學校與企業(yè)“磨合”的有效途徑，也是體現(xiàn)企業(yè)社會責任的有效方式，更是學校、企業(yè)、學生的共贏模式。此外，市場的競爭倒逼企業(yè)必須注重創(chuàng)新，事實上企業(yè)已經成為創(chuàng)新的主體。企業(yè)還往往擁有前沿的設施、設備，這是市場競爭使然，也為校企合作提供了很好的基礎。為了更好地鍛煉學生的職業(yè)規(guī)范、個人和團隊、溝通、項目管理等非技術能力，我校測繪工程專業(yè)設置了近3個月的企業(yè)綜合實習，并提出了“分散式”實習模式[6]。企業(yè)實習基地的選擇須具備育人環(huán)境三要素： 一是工程環(huán)境，二是教學環(huán)境，三是素質教育環(huán)境[7]，除此之外，還要兼顧企業(yè)領導對學校人才培養(yǎng)是否具有情懷等。在綜合以上因素的基礎上，中南大學測繪工程專業(yè)自2014年以來分別與37家企業(yè)建立了“中南大學卓越測繪工程師實踐教育中心”，它們基本都是以中南大學為中心進行輻射的。除了甄選實習基地，我們還加強了企業(yè)導師隊伍建設，目前已在聯(lián)合企業(yè)中聘請了69位兼職導師。這些聘請導師都具備高級專業(yè)技術職稱，同時具有豐富的工程實踐和項目管理經驗。企業(yè)導師的主要職責就是參加實習學生的培養(yǎng)計劃制訂，對學生進行指導和考核。

企業(yè)綜合實習課程安排在第7個學期。首先，讓所有的企業(yè)實習基地發(fā)布實習需求，學生按照就業(yè)意愿、職業(yè)規(guī)劃等選擇實習基地;然后，實習基地聯(lián)合校內企業(yè)指導老師制訂個性化培養(yǎng)計劃;接著，在實習過程中，校內指導老師每周檢查學生的實習周志，借助互聯(lián)網(wǎng)社交平臺軟件（微信和QQ）與學生保持良好的溝通，分批前往實踐中心座談、巡查，對于不符合培養(yǎng)要求的安排，要求企業(yè)及時調整;最后，實習成績由企業(yè)實習指導導師和校內指導教師聯(lián)合評判。同時每年對沒有按照培養(yǎng)計劃指導學生的基地，實行動態(tài)退出機制，嚴格保證學生產出。目前我校測繪工程專業(yè)已實施了6年的企業(yè)綜合實習，學生普遍認為在企業(yè)實踐中得到了鍛煉，接觸到了社會，真正了解了測繪工作，認識到自身的不足，對今后的職業(yè)規(guī)劃有更充足的準備。

（四）開發(fā)復雜實驗虛擬仿真教學平臺

依托虛擬仿真技術構建多場景綜合性實踐教學平臺，可拓展實踐教學內容的廣度和深度、延伸實踐學的時間和空間、提升實踐教學的質量和水平。在虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新聯(lián)盟的推動下，我國建立了國家虛擬仿真實驗教學項目共享服務平臺（http：//www.ilab-x.com），該平臺依據(jù)學科分類已發(fā)布了一批優(yōu)秀的虛擬仿真實驗，目前可直接用于測繪工程專業(yè)實踐教學的包括“礦井聯(lián)系測量虛擬仿真實驗”“礦區(qū)地表變形監(jiān)測虛擬仿真實驗”“無人機數(shù)字測圖虛擬仿真實驗”“無人機傾斜攝影測量虛擬仿真實驗教學項目”，等等。同時我校測繪工程專業(yè)也正在加快虛擬仿真實驗開發(fā)，比如“變形監(jiān)測仿真系統(tǒng)”“高鐵精密工程測量仿真實驗”等。目前，本專業(yè)已實現(xiàn)了“虛實結合、優(yōu)勢互補”的實踐教學模式。

（五）舉辦測繪實踐技能創(chuàng)新大賽

中南大學大學生測繪實踐創(chuàng)新能力大賽是為了更好地發(fā)揮測繪學科特色與優(yōu)勢，推進測繪學科教學改革，提高學生的工程實踐能力，健全和完善卓越工程師培養(yǎng)機制而舉辦的一場大學生實踐創(chuàng)新能力競賽活動。本大賽已經連續(xù)舉辦了11屆，每次測繪專業(yè)和非測繪專業(yè)學生都踴躍組隊參與，累計參賽人數(shù)超過3000人。該大賽極大地激發(fā)了學生學習興趣和創(chuàng)新潛能，同時為兩年一次的全國高等學校大學生測繪技能大賽和每年一次的湖南省大學生測繪綜合技能競賽選拔了參賽隊伍。在2018年全國高等學校大學生測繪技能大賽上，我校的參賽隊伍獲得了團體特等獎、數(shù)字測圖特等獎、二等水準測量特等獎和測量程序設計一等獎的好成績。在2018和2019年的湖南省大學生測繪綜合技能競賽上，我校的參賽隊伍都獲得了團體最高獎。通過參加國賽、省賽、校賽，我校測繪工程專業(yè)已形成賽教結合的實踐教學模式。

（六）豐富創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、開放實驗室等第二課堂的實踐

通過“學業(yè)導師制”，有意識地引導學生參與國家大型工程項目、科研項目、創(chuàng)新計劃項目和創(chuàng)新論文大賽，為學生提供平臺，鍛煉他們自己提出問題、分析問題和解決問題的能力。高校實驗室是進行人才培養(yǎng)和科學研究的基礎與保證，也是學校辦學水平的重要標志。近年來，中南大學改革實驗室管理運行模式，以平臺建設促資源整合共享，以學科資源促實驗教學發(fā)展，積極推進實驗室向本科生開放，打通本科生早期接受科研訓練的通道，為培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才奠定了堅實基礎。目前教學類實驗室全部向本科生開放，科研類實驗室分層次逐步向本科生開放。本專業(yè)鼓勵學生參加大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，不斷加大宣傳與推廣力度，加強項目過程管理，在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面取得了較為突出的成果。2018和2019年我校各推薦10篇論文參加了全國大學生測繪科技論文競賽，20篇論文全部獲獎，獲獎比例和特等獎比例在所有參賽高校中位居榜首。據(jù)分析，我校獲獎論文大部分是各級創(chuàng)新訓練項目支持或本科生早期進入科研完成的成果，指導教師大部分是學業(yè)導師，這從一個側面反映出我校這些教育教學改革舉措在測繪類專業(yè)高素質人才培養(yǎng)中已初顯成效。

二、提升實踐能力培養(yǎng)質量的有力舉措

（一）強化師資隊伍的實踐教學能力

卓越測繪工程師培養(yǎng)需要“雙師型”教師[8]。近幾年，我校測繪工程專業(yè)引進年輕教師比較多，在高?，F(xiàn)有的重科研評價體系下，他們科研能力都很出色，但是工程實踐能力相當缺乏，導致他們在專業(yè)課的實踐教學中相當吃力。為了打造一支能勝任“卓越計劃”工作的師資隊伍，本專業(yè)十分重視青年教師工程實踐能力的培養(yǎng)，并建立了一系列長效機制：（1）每一門核心專業(yè)課都組建教學團隊，年輕教師進校后進入某一教學團隊，并跟著主授課教師做助課工作，且把助課工作作為接手新課和晉升職稱的必備條件之一。（2）測量學是測繪專業(yè)的一門核心基礎課，注重測量的基本原理和儀器操作，因此規(guī)定新進年輕教師原則上要教一個學期的測量學課程，以驅動其自我提升。（3）每年依托校外綜合實習基地開展數(shù)字測圖實習和控制測量實習期間，要求新進青年教師不論文憑和職稱如何，都要組隊去基地同實習學生一起進行系統(tǒng)性的實踐訓練，接受實習指導教師的全方位指導，形成“老帶新”和“傳幫帶”的優(yōu)良實踐教學傳統(tǒng)。（4）為了強化青年教師的工程教育背景，我們有針對性地安排一些教師到所建立的校企合作基地去學習，或掛職鍛煉，熟悉工程項目實施流程、實施方法、技術要求等，深入?yún)⑴c生產實踐，提高動手能力和分析問題、解決問題的能力。同時鼓勵教師參與企業(yè)重大工程項目的技術研發(fā)，以實戰(zhàn)帶動實踐教學。（5）聘請企業(yè)中具有豐富工程經驗的專家來校交流或同臺授課，校內教師則可從他們身上學習和掌握前沿工程實踐知識。

（二）升級現(xiàn)代測繪儀器新裝備

我國測繪技術的發(fā)展經歷了模擬測繪、數(shù)字測繪和信息測繪3個階段，現(xiàn)已逐步轉入智能測繪階段，所以在實踐教學改革中，應該及時捕捉最新科技成果，引入高、精、尖的儀器設備，充實和更新實踐教學內容，使之跟上學科的發(fā)展要求。我校十分重視測繪工程專業(yè)實驗室建設與管理工作，通過國家、學校、學科多層次經費的支持，積極改善實踐教學軟硬件條件。近幾年，本專業(yè)采購的主要先進儀器設備就有多頻多模GNSS接收機、數(shù)字水準儀、測量機器人、防爆全站儀、陀螺全站儀、管線探測儀、激光垂直儀、綜合測斜儀、無人測量船、無人機、無人機激光雷達、地面三維激光掃描儀、地基SAR，等等。先進實驗儀器設備的更新不僅增加了學生動手實踐的機會，也確保了學校人才培養(yǎng)與企業(yè)用人的無縫對接。

（三）構建多元的實踐教學考核方法

多維的實踐教學培養(yǎng)體系需要建立多元的實踐教學考核方法。對于專業(yè)課的課堂實踐考核，主要通過平時成績來體現(xiàn)，同時加大課程平時成績的占比（40%）。對于在校外綜合實習基地開展的課程實習，提出了科學嚴謹?shù)目己朔绞?，即個人考核成績由四部分組成：平時表現(xiàn)S平（占20 分）、個人成果資料S人（占25 分）、操作考試S考（占15 分）、小組成果資料S小組（占40 分），其中小組成果資料成績按照下式折算給小組成員：

對于校企聯(lián)合實習的考核，實行以企業(yè)為主、學校為輔的校企雙方考核制度，企業(yè)兼職導師評定成績占70%，校內專業(yè)指導教師評定成績占30%。由于企業(yè)兼職導師和校內專業(yè)教師都由多人組成，為了避免評定成績的標準因人而異，在對應的課程大綱中還特地制訂了評分的基本參考依據(jù)。對于第二課堂實踐的考核就更具有彈性，主要執(zhí)行激勵考核方法，與學生各種獎學金評選掛鉤，對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和校外級別競賽還直接與保研加分相聯(lián)系。

（四）建立實踐教學質量持續(xù)改正機制

在由信息測繪向智能測繪轉變的今天，實踐教學的內容、方法、手段都在不斷地變化著。只有建立持續(xù)改正機制，堅持不斷地改革，才能保證實踐教學適應“卓越計劃”“新工科”“工程專業(yè)認證”“雙一流”建設等背景下的時代要求。持續(xù)改正是專業(yè)認證的核心理念之一[9]。中南大學測繪工程專業(yè)自2013年來已開展了三次“國家工程教育專業(yè)認證”，初步形成了校內、校外人才評價體系，建立了評價結果用于教學質量持續(xù)改正的機制。除此之外，我們針對實踐教學還建立了如下機制：（1）針對校內課程實踐，我們廣泛調研，綜合借鑒兄弟院校做法，不斷優(yōu)化校內實踐場地，持續(xù)升級實驗儀器設備，同時與時俱進地調整實踐內容，改革實踐教學方法。（2）針對校外基地的綜合實習，每年系主任、教學副院長、校院教學督導組成員都會在實習期間到基地進行現(xiàn)場檢查，并與老師和學生開展座談，通過發(fā)放匿名問卷，準確掌握實習效果，持續(xù)對基地的軟硬條件建設給予大力支持。（3）針對校企聯(lián)合實習，除了要求指導教師走訪檢查、做問卷調查，還在每年畢業(yè)生雙選會期間，特邀校企合作單位的兼職導師及人事管理人員參加我校測繪與遙感科學系舉辦的“校企聯(lián)合培養(yǎng)及工程實踐教育體系建設研討會”，就校企協(xié)同育人相關話題做主題研討，對值得推廣的經驗進行總結提煉，對存在的不足出謀劃策。（4）針對第二課堂的實踐教學，我們結合國家、學校的教學改革導向，不斷豐富其內容，健全激勵措施，充分調動學生的積極性，持續(xù)加大學生的參與度。

三、結語

中南大學測繪工程專業(yè)自2011年在國內率先啟動測繪類“卓越計劃”以來，就一直重視深化實踐教學改革。我們先后通過建設標準化校內實踐場地、建立校外綜合實踐基地、簽訂校企聯(lián)合實習基地，構建多場景虛擬仿真實踐平臺、舉辦測繪實踐創(chuàng)新能力大賽、豐富創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐訓練等教學措施，系統(tǒng)地構建了多維實踐教學體系。與此同時，還通過強化師資隊伍的實踐教學能力、升級現(xiàn)代化測繪儀器新裝備、構建多元實踐教學考核方法、建立實踐教學質量持續(xù)改正機制等強有力舉措，極大地提升與保障了我校測繪工程專業(yè)實踐教學質量。本文系統(tǒng)地對以上工作進行梳理與總結，以供同行教學改革借鑒與探討。