测绘工程专业实践课程群构建
来源:用户上传
作者:张鲜妮 王磊
摘 要：以CDIO工程教育模式为指导思想，分析了测绘工程专业传统实践教学存在的问题，在归纳整理测绘工程专业实践课程群涵盖的知识结构和框架体系的基础上，基于数据采集、处理，产品生成、应用的一条产品化流程构建了测绘工程专业实践课程群，并以综合项目设计为核心，进行专业实践课程群整合的应用，并取得了一定的效果。
关键词：CDIO工程教育模式 测绘工程 实践教学
中图分类号：P20-4 文献标识码：A 文章编号：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
测绘工程专业的培养目标是掌握相关测绘工程理论和技术，主要涵盖地面测量与卫星测量、摄影测量与遥感科学，以及地图制图与地理信息工程等地理空间信息科学与技术的基本理论和知识，并达到测绘工程师基本训练能力，具有创新精神的高级工程技术人才。从培养目标，我们可以看出该专业是一门非常重视理论与实践相结合的一门学科，因此各大高校在设置培养方案时，也都进行了相关实践教学内容的设置。这些实践教学内容的开设，基本都是以单个课程为单元，课程之间缺乏密切联系，导致实践教学内容总体缺乏连贯性、一致性和工程实战性，无法适应科技发展及满足信息化测绘对专业人才的要求。测绘工程专业课程有近15门左右，课程之间或多或少存在内容交叉，对这些专业课进行课程群整合是完全可行的，从而将单一课程纳入到实践课程群建设，具有连贯性、统一性等整体优势，有利于学生综合能力的培养。
安徽理工大学将以CDIO工程教育模式作为指导思想来构建专业实践课程群体系，通过归纳整理测绘工程专业课程群所涵盖的知识结构和框架体系，准确识别所包含的主要课程的教学目标，并以此制定课程之间实践内容相互衔接方案，确立各实践内容在相关课程中的关系;在保留各课程基础实践教学环节的同时，构建课程群的综合实践教学流程，使课程群的总体实践教学内容按照一条承上启下的数据采集、数据处理、产品制作、产品应用的生产主线有机联系起来，同时以综合项目设计为核心进行学生构思、设计、实施、运行、沟通、团队协作等工程能力的培养。
2 测绘工程实践教学现状分析
测绘工程专业的实践课，主要包括：数字地形测量实习、大地測量实习，GPS实习，矿山测量实习，工程测量实习，以及毕业实习，除此之外有些课程除了理论教学外还有部分学时的课内实践，比如GIS原理与应用，测量程序设计，摄影测量与遥感，数字图像处理等都包含有8～16学时的课内实践。同时还有一些新技术应用，比如无人机、三维激光扫描技术，无人船技术等需要结合科研项目开展。
实践教学类型可划分为认识性实习、验证性实验、课程设计，综合实习，新技术应用五个层次，第一、二、三个层次一般是在课程中实施，这部分实践内容往往是老师自己写好的实验指导书，实验步骤详细，实验数据为样例数据，整个实践内容非常简单，无项目背景，内容单一，无法激发学生的学习兴趣，导致实践效果不佳。但由于实践教学学时往往紧缺，第四、五个层次能力的培养往往需要涉及多门课程，具有很高的综合性，同时还需要培养学生构思、设计、实施、运行、沟通、团队协作等各项工程能力[1-2]，这些综合项目能力的体现，往往需要依托于工程案例或科研项目，只有部分对科研有兴趣的学生才能得到锻炼，受益面只是非常少的学生，而对于大多数学生，普遍存在基础差，综合实践能力弱，无法自主解决复杂工程实际问题。因此传统的实践教学内容安排存在的问题显而易见，仅局限在教会学生能够使用某种仪器，使用某种数据处理软件，对学生在企业以及社会环境中构思、设计、实施、运行、沟通、团队协作等各项工程能力的培养几乎为零。而用人单位则是需要学生具有综合实践和项目工程的综合能力，因此如何在有限的实践学时安排中，针对所有学生，进行综合实践和项目工程的综合能力的培养成为当前实践教学改革的迫切需求。 CDIO工程教育模式是2014年由美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究组织针对工程教育质量问题探索研究的成果。CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate）四个环节的结合，也是“实践中学习”和“基于项目教育和学习”（Project based education and learning）的集中概括和抽象表达。该教育模式让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程的理论、技术与经验，将系统课程的理论基础与工程实践相结合[3]。我们将以CDIO工程教育模式作为指导思想来指导我们专业实践课程群的建设，对现有测绘工程专业系列课程实践教学的每个环节进行改革。改革的方案为以综合项目设计为核心，理论知识模块为基础，重新组织课堂教学和实践内容，将“实践中学习”和“基于项目教育和学习”的理念渗透到实践教学中，以达到激发学生的学习兴趣，使整个实践过程充满挑战性和实用性[4]。
3 专业实践课程群整合
依据各专业课程特点，专业实践课程群整合的思路为将课程分为四大模块：第一模块功能为数据采集，这个模块下面的课程主要包括GPS原理与应用，大地测量学，以及摄影测量学。其中GPS原理、大地测量学可应用于控制点数据的采集，摄影测量学则采用非接触式测量方式，基于影像，获取我们所需要的数据。第二模块功能为数据的处理，这个模块下的课程包括：测量程序与设计，数字图像处理，GIS原理与应用。其中测量程序设计，可以采用计算机语言编写数据处理程序，比如，坐标系统转换程序，GPS高程拟合程序，自由网平差程序等，大大提高数据处理的速度与精度，数字图像处理与GIS原理课程可以对影像数据进行分析与建模。第三模块的功能为产品的生成，这个模块下的课程主要包括：数字地形测量学，遥感原理与应用，摄影测量学，同时伴随着这些课程实践，我们所熟知的一些产品，比如数字地形图、专题图、4D产品等都在这个模块下进行制作。第四模块的功能为产品的应用，这个模块下的课程包括工程测量学与矿山测量学，这两门课程的工程性很强，无论是在地面或是在地下施工都离不开相关图件的支持，比如地形图、规划图、断面图，DEM等。通过这样一条基于产品化流程的实践教学内容整合，从而达到沟通课程之间的联系，使得学生能够了解每门课程所包括的实践环节在整个产品生产过程中的作用和地位，可以帮助学生在掌握单一课程的知识基础上，建立系统性的综合理论及实践知识。
4 综合项目设计
在整合专业实践课程群的基础上，利用现有的仪器与设备，比如无人机，三维激光扫描仪，无人船等进行综合项目设计，比如开展《基于无人机的数字地形图测量》，同时也可以开展《基于三维激光扫描仪的建筑物变形监测》等综合项目，这些综合项目建议在相关课程结束后开展，针对安徽理工大学测绘工程专业，可以在大三第二学期末进行，这些项目综合运用了，《GPS原理与应用》、《数字地形测量》、《摄影测量学》、《遥感原理与应用》、《数字图像处理》、《误差理论与平差》，《测量程序设计》等相关专业的知识。进行控制点的布设、数据采集、图像处理，最后进行精度评定，通过该项目设计对学生构思、设计、实施、运行、沟通、团队协作等工程能力都有所培养。通过近几年测绘工程专业本科生的实践教学反馈，以及企业社会对我校测绘工程的评价，表明我校实践教学改革取得了一定的成效。
5 结语
本文以CDIO 工程教育模式作为指导思想，并将这种模式引入到测绘工程专业实践教学改革中，基于数据采集、数据处理、产品制作、产品应用一条产品化流程构建了测绘工程专业实践课程群，将本专业相关课程的实践内容紧密的联系起来，同时进行综合项目设计，使学生能够以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程理论、技术和经验，将系统课程的理论基础与工程实践相结合。
参考文献
[1] 汤娜，汤庸，叶小平.基于CDIO教育模式的数据库课程群建设[J].广东技术师范学院学报：自然科学，2015（8）：83-86.
[2] 张煜敏，刘振华，崔莹.土木工程专業基于CDIO工程教育模式的优化改革[J].教育教学论坛，2017（23）：124-125.
[3] 王永前，刘文娟.测绘工程专业工程实践项目的设计、过程管理与评价[J].教育教学论坛，2017（41）：35-36.
[4] 李洋洋.基于CDIO模式的电子实习教学[J].辽宁工业大学学报：社会科学版，2018，20（6）：129-131.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15064712.htm
