匡翠林 蔡昌盛 戴吾蛟 張云生 邱斌

[關(guān)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(xué)測繪工程專業(yè)面向國家建設(shè)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(nèi)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(xué)是卓越工程師培養(yǎng)的核心，同時測繪科學(xué)技術(shù)是一門實踐性很強的學(xué)科，大部分主干課程實踐性很強，因此實踐教學(xué)貫穿于高等學(xué)校測繪類專業(yè)教學(xué)的始終，是測繪類專業(yè)教學(xué)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(xué)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(zhì)培養(yǎng)為基礎(chǔ)，以工程實踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)為主線，構(gòu)建了滿足測繪卓越工程師知識、能力和素質(zhì)要求的多維度實踐教學(xué)體系。與此同時，本專業(yè)還提出從師資隊伍實踐教學(xué)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(xué)質(zhì)量提升。本研究旨在與同行教學(xué)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(gòu)建及質(zhì)量提升策略。

一、構(gòu)建全方位的實踐能力培養(yǎng)體系

中南大學(xué)測繪工程專業(yè)自2011年在國內(nèi)率先啟動測繪類“卓越計劃”以來，就一直堅持進行實踐教學(xué)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(gòu)建了包含第一課堂和第二課堂的多維實踐教學(xué)體系，如圖1所示。其中第一課堂主要包括依托校內(nèi)標準實驗場地的課堂實驗、依托校外綜合實習(xí)基地的課程實習(xí)、依托校企聯(lián)合實習(xí)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(shù)指標：工程知識、問題分析、設(shè)計/開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具，以及7大非技術(shù)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(xué)習(xí)。構(gòu)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(shù)指標形成了良好的強支撐。

（一）標準化校內(nèi)實驗場地

課程實驗的一個最直接的功能就是使學(xué)生通過有限課時驗證課堂所學(xué)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(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。課程的實驗教學(xué)在校內(nèi)完成，我們結(jié)合校園環(huán)境，標準化建設(shè)了實驗場地，規(guī)范了實驗要求，如在校園內(nèi)建立了永久測量點位，在辦公樓頂設(shè)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(guān)教學(xué)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(shè)置了導(dǎo)線路線、水準路線、RTK測量試驗場，面向全校開展實踐訓(xùn)練和測繪技能比賽，通過學(xué)生組隊訓(xùn)練鍛煉學(xué)生的交流溝通能力、團隊協(xié)作能力、領(lǐng)導(dǎo)能力。

（二）建立校外綜合實習(xí)基地

數(shù)字測圖實習(xí)與控制測量實習(xí)是測繪工程專業(yè)最基礎(chǔ)、最重要的兩個實踐環(huán)節(jié)，也是學(xué)生必須掌握的兩項專業(yè)實踐技能。實際生產(chǎn)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(wù)內(nèi)容一般很難與實習(xí)時間、大綱要求相匹配，也很難保證每屆學(xué)生的數(shù)字測圖實習(xí)和控制測量實習(xí)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(xí)基地，該基地通過學(xué)校、學(xué)院的持續(xù)投入，以及與企業(yè)聯(lián)合共建，已經(jīng)在軟硬件條件方面相當完善，可一次性接納120名學(xué)生。目前，我們每年在基地開展5周的數(shù)字測圖實習(xí)和4周的控制測量實習(xí)，并由合作企業(yè)單位“湖南省測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗授權(quán)站”派工程師至實習(xí)基地進行實習(xí)指導(dǎo)和實習(xí)成果質(zhì)檢，由此形成了基地系統(tǒng)訓(xùn)練及企業(yè)質(zhì)檢考核的“集中式”校企聯(lián)合培養(yǎng)模式[6]。該模式以產(chǎn)品質(zhì)檢為牽引，一方面將質(zhì)檢結(jié)果反饋給學(xué)生進行返工訓(xùn)練，完善測繪成果，另一方面也作為實習(xí)考核依據(jù)之一，從而充分調(diào)動了學(xué)生的積極性，使學(xué)生的基礎(chǔ)測繪技能得到了強化、系統(tǒng)的訓(xùn)練，同時也讓學(xué)生深刻認識到測繪生產(chǎn)規(guī)范性和成果質(zhì)量的重要性，極大地培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。

（三）簽訂校企聯(lián)合實習(xí)基地

企業(yè)是高校的最大“客戶”，在以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向的教育理念下，企業(yè)無疑成為高校產(chǎn)品（即學(xué)生）質(zhì)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(xué)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(xué)校、企業(yè)、學(xué)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(jīng)成為創(chuàng)新的主體。企業(yè)還往往擁有前沿的設(shè)施、設(shè)備，這是市場競爭使然，也為校企合作提供了很好的基礎(chǔ)。為了更好地鍛煉學(xué)生的職業(yè)規(guī)范、個人和團隊、溝通、項目管理等非技術(shù)能力，我校測繪工程專業(yè)設(shè)置了近3個月的企業(yè)綜合實習(xí)，并提出了“分散式”實習(xí)模式[6]。企業(yè)實習(xí)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(xué)環(huán)境，三是素質(zhì)教育環(huán)境[7]，除此之外，還要兼顧企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)對學(xué)校人才培養(yǎng)是否具有情懷等。在綜合以上因素的基礎(chǔ)上，中南大學(xué)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(xué)卓越測繪工程師實踐教育中心”，它們基本都是以中南大學(xué)為中心進行輻射的。除了甄選實習(xí)基地，我們還加強了企業(yè)導(dǎo)師隊伍建設(shè)，目前已在聯(lián)合企業(yè)中聘請了69位兼職導(dǎo)師。這些聘請導(dǎo)師都具備高級專業(yè)技術(shù)職稱，同時具有豐富的工程實踐和項目管理經(jīng)驗。企業(yè)導(dǎo)師的主要職責就是參加實習(xí)學(xué)生的培養(yǎng)計劃制訂，對學(xué)生進行指導(dǎo)和考核。

企業(yè)綜合實習(xí)課程安排在第7個學(xué)期。首先，讓所有的企業(yè)實習(xí)基地發(fā)布實習(xí)需求，學(xué)生按照就業(yè)意愿、職業(yè)規(guī)劃等選擇實習(xí)基地;然后，實習(xí)基地聯(lián)合校內(nèi)企業(yè)指導(dǎo)老師制訂個性化培養(yǎng)計劃;接著，在實習(xí)過程中，校內(nèi)指導(dǎo)老師每周檢查學(xué)生的實習(xí)周志，借助互聯(lián)網(wǎng)社交平臺軟件（微信和QQ）與學(xué)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(diào)整;最后，實習(xí)成績由企業(yè)實習(xí)指導(dǎo)導(dǎo)師和校內(nèi)指導(dǎo)教師聯(lián)合評判。同時每年對沒有按照培養(yǎng)計劃指導(dǎo)學(xué)生的基地，實行動態(tài)退出機制，嚴格保證學(xué)生產(chǎn)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(xí)，學(xué)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(fù)雜實驗虛擬仿真教學(xué)平臺

依托虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建多場景綜合性實踐教學(xué)平臺，可拓展實踐教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度、延伸實踐學(xué)的時間和空間、提升實踐教學(xué)的質(zhì)量和水平。在虛擬仿真實驗教學(xué)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(xué)項目共享服務(wù)平臺（http：//www.ilab-x.com），該平臺依據(jù)學(xué)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(xué)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(xué)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(jié)合、優(yōu)勢互補”的實踐教學(xué)模式。

（五）舉辦測繪實踐技能創(chuàng)新大賽

中南大學(xué)大學(xué)生測繪實踐創(chuàng)新能力大賽是為了更好地發(fā)揮測繪學(xué)科特色與優(yōu)勢，推進測繪學(xué)科教學(xué)改革，提高學(xué)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(xué)生實踐創(chuàng)新能力競賽活動。本大賽已經(jīng)連續(xù)舉辦了11屆，每次測繪專業(yè)和非測繪專業(yè)學(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新潛能，同時為兩年一次的全國高等學(xué)校大學(xué)生測繪技能大賽和每年一次的湖南省大學(xué)生測繪綜合技能競賽選拔了參賽隊伍。在2018年全國高等學(xué)校大學(xué)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(shè)計一等獎的好成績。在2018和2019年的湖南省大學(xué)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(jié)合的實踐教學(xué)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(xué)業(yè)導(dǎo)師制”，有意識地引導(dǎo)學(xué)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(xué)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(xué)研究的基礎(chǔ)與保證，也是學(xué)校辦學(xué)水平的重要標志。近年來，中南大學(xué)改革實驗室管理運行模式，以平臺建設(shè)促資源整合共享，以學(xué)科資源促實驗教學(xué)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(xùn)練的通道，為培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才奠定了堅實基礎(chǔ)。目前教學(xué)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(xué)生參加大學(xué)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(xué)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?wù)撐拇蟛糠质歉骷墑?chuàng)新訓(xùn)練項目支持或本科生早期進入科研完成的成果，指導(dǎo)教師大部分是學(xué)業(yè)導(dǎo)師，這從一個側(cè)面反映出我校這些教育教學(xué)改革舉措在測繪類專業(yè)高素質(zhì)人才培養(yǎng)中已初顯成效。

二、提升實踐能力培養(yǎng)質(zhì)量的有力舉措

（一）強化師資隊伍的實踐教學(xué)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(dǎo)致他們在專業(yè)課的實踐教學(xué)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(xué)團隊，年輕教師進校后進入某一教學(xué)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(xué)是測繪專業(yè)的一門核心基礎(chǔ)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(xué)期的測量學(xué)課程，以驅(qū)動其自我提升。（3）每年依托校外綜合實習(xí)基地開展數(shù)字測圖實習(xí)和控制測量實習(xí)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(xí)學(xué)生一起進行系統(tǒng)性的實踐訓(xùn)練，接受實習(xí)指導(dǎo)教師的全方位指導(dǎo)，形成“老帶新”和“傳幫帶”的優(yōu)良實踐教學(xué)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(xué)習(xí)，或掛職鍛煉，熟悉工程項目實施流程、實施方法、技術(shù)要求等，深入?yún)⑴c生產(chǎn)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(shù)研發(fā)，以實戰(zhàn)帶動實踐教學(xué)。（5）聘請企業(yè)中具有豐富工程經(jīng)驗的專家來校交流或同臺授課，校內(nèi)教師則可從他們身上學(xué)習(xí)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(shù)的發(fā)展經(jīng)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(zhuǎn)入智能測繪階段，所以在實踐教學(xué)改革中，應(yīng)該及時捕捉最新科技成果，引入高、精、尖的儀器設(shè)備，充實和更新實踐教學(xué)內(nèi)容，使之跟上學(xué)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(shè)與管理工作，通過國家、學(xué)校、學(xué)科多層次經(jīng)費的支持，積極改善實踐教學(xué)軟硬件條件。近幾年，本專業(yè)采購的主要先進儀器設(shè)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(shè)備的更新不僅增加了學(xué)生動手實踐的機會，也確保了學(xué)校人才培養(yǎng)與企業(yè)用人的無縫對接。

（三）構(gòu)建多元的實踐教學(xué)考核方法

多維的實踐教學(xué)培養(yǎng)體系需要建立多元的實踐教學(xué)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(xí)基地開展的課程實習(xí)，提出了科學(xué)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(xí)的考核，實行以企業(yè)為主、學(xué)校為輔的校企雙方考核制度，企業(yè)兼職導(dǎo)師評定成績占70%，校內(nèi)專業(yè)指導(dǎo)教師評定成績占30%。由于企業(yè)兼職導(dǎo)師和校內(nèi)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(yīng)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(xué)生各種獎學(xué)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(xué)質(zhì)量持續(xù)改正機制

在由信息測繪向智能測繪轉(zhuǎn)變的今天，實踐教學(xué)的內(nèi)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(xué)適應(yīng)“卓越計劃”“新工科”“工程專業(yè)認證”“雙一流”建設(shè)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(xué)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(nèi)、校外人才評價體系，建立了評價結(jié)果用于教學(xué)質(zhì)量持續(xù)改正的機制。除此之外，我們針對實踐教學(xué)還建立了如下機制：（1）針對校內(nèi)課程實踐，我們廣泛調(diào)研，綜合借鑒兄弟院校做法，不斷優(yōu)化校內(nèi)實踐場地，持續(xù)升級實驗儀器設(shè)備，同時與時俱進地調(diào)整實踐內(nèi)容，改革實踐教學(xué)方法。（2）針對校外基地的綜合實習(xí)，每年系主任、教學(xué)副院長、校院教學(xué)督導(dǎo)組成員都會在實習(xí)期間到基地進行現(xiàn)場檢查，并與老師和學(xué)生開展座談，通過發(fā)放匿名問卷，準確掌握實習(xí)效果，持續(xù)對基地的軟硬條件建設(shè)給予大力支持。（3）針對校企聯(lián)合實習(xí)，除了要求指導(dǎo)教師走訪檢查、做問卷調(diào)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(dǎo)師及人事管理人員參加我校測繪與遙感科學(xué)系舉辦的“校企聯(lián)合培養(yǎng)及工程實踐教育體系建設(shè)研討會”，就校企協(xié)同育人相關(guān)話題做主題研討，對值得推廣的經(jīng)驗進行總結(jié)提煉，對存在的不足出謀劃策。（4）針對第二課堂的實踐教學(xué)，我們結(jié)合國家、學(xué)校的教學(xué)改革導(dǎo)向，不斷豐富其內(nèi)容，健全激勵措施，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，持續(xù)加大學(xué)生的參與度。

三、結(jié)語

中南大學(xué)測繪工程專業(yè)自2011年在國內(nèi)率先啟動測繪類“卓越計劃”以來，就一直重視深化實踐教學(xué)改革。我們先后通過建設(shè)標準化校內(nèi)實踐場地、建立校外綜合實踐基地、簽訂校企聯(lián)合實習(xí)基地，構(gòu)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(xùn)練等教學(xué)措施，系統(tǒng)地構(gòu)建了多維實踐教學(xué)體系。與此同時，還通過強化師資隊伍的實踐教學(xué)能力、升級現(xiàn)代化測繪儀器新裝備、構(gòu)建多元實踐教學(xué)考核方法、建立實踐教學(xué)質(zhì)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(xué)質(zhì)量。本文系統(tǒng)地對以上工作進行梳理與總結(jié)，以供同行教學(xué)改革借鑒與探討。