“測繪程序設計”基礎課程達成度評價及持續(xù)改進探討

張云生 潘林

[摘 要]隨著測繪儀器裝備的發(fā)展，儀器使用呈現更多的傻瓜化，因此社會需求倒逼高校培養(yǎng)具有更多數據處理能力的人才，其中軟件開發(fā)是數據處理能力的一個重要環(huán)節(jié)，尤其是雙一流大學和學科在進行人才培養(yǎng)時，更有必要通過編程訓練提高學生解決問題和創(chuàng)新的能力。當前工程教育普遍遵循OBE理念，要求課程達成支持畢業(yè)要求，并要進行持續(xù)改進，該文以測繪程序設計基礎課程為例，探討畢業(yè)要求的達成與持續(xù)改進。

[關鍵詞]測繪程序設計;課程達成;持續(xù)改進

[基金項目]2017年度中南大學教育教學改革研究項目“工程教育認證背景下測繪工程專業(yè)達成度評價改革與實踐”（2017jy06）;2017年度中南大學新工科研究與實踐項目“面向新經濟的測繪地理信息類專業(yè)轉型升級探索與實踐”（2017XGK044）

[作者簡介]張云生（1984—），男，湖南懷化人，博士，中南大學地球科學與信息物理學院副教授，主要從事數字攝影測量研究。

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2020）33-0166-03 [收稿日期] 2020-03-08

一、引言

當前經濟形勢下，不斷有新興學科誕生、發(fā)展，測繪類專業(yè)壁壘降低，BAT、順豐科技、滴滴出行等大型互聯網企業(yè)進入測繪類行業(yè)，薪水相對較高，對學生的吸引力大，但同時要求要高，要求開發(fā)為主，如果測繪類大專院校不能培養(yǎng)類似人才，從而擠壓測繪類專業(yè)的生存空間;傳統(tǒng)測繪企事業(yè)單位也積累了越來越多的數據，而這些數據對外是保密的，必須自己處理，而目前缺乏相應的軟件能處理類似的數據，尤其是進行信息挖掘，因此傳統(tǒng)測繪企事業(yè)單位也對開發(fā)能力提出了要求。因此社會需求高校培養(yǎng)具有更多數據處理能力的人才，其中軟件開發(fā)是數據處理的一個重要環(huán)節(jié)，尤其是雙一流大學和學科在進行人才培養(yǎng)，更有必要通過編程訓練提高學生解決問題和創(chuàng)新的能力[1]。

當前一本科教學實踐改革側重于使用新的軟硬件，主要偏向于應用工程師，對于編程和創(chuàng)新能力提升則稍顯欠缺[2，3]。中南大學測繪類專業(yè)設置了計算機程序設計基礎（C++）課程，在大二時，測繪工程和遙感科學與技術專業(yè)學生需要必修測繪程序設計基礎課程，結合測量學和誤差理論與平差基礎知識進一步提升C++的編程能力[5]。此門課程已在中南大學開設達10余年，編程語言也由Visual Basic轉向了VC++。

雖然課程已經開設較長時間，但傳統(tǒng)教育更加注重教師的教學水平，而近年來，成果導向教育即基于學習產出的教育模式（Outcomes-based Education，縮寫為OBE），受到我國工程教育越來越多的關注[6-8]。OBE強調每門課程都應該對學生的產出有貢獻，因此相關課程都應該根據培養(yǎng)方案的畢業(yè)要求設計課程目標，并對學生的課程達成情況進行評價，對存在不足的地方進行持續(xù)改進。該文以中南大學地球科學與信息物理學院測繪程序設計基礎課程達成評價為例，探討課程達成評價方式與持續(xù)改進方向。

二、課程目標

中南大學開設的測繪程序設計基礎課程，共40個學時，其中18個實驗課時。該課程是測繪工程和遙感科學與技術專業(yè)的計算機應用技術的核心課程。目的是使學生掌握利用計算機程序設計技術來解決常用的測量計算與平差計算等工作，并具有一定的測繪應用程序開發(fā)能力。通過該課程的學習，還可以使學生深化理解和掌握測量平差、坐標轉換、導線計算等測繪專業(yè)知識，為后續(xù)攝影測量學、GNSS測量與數據處理、地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)、畢業(yè)設計等課程學習提供程序設計知識與能力。根據調研、討論確定該課程目標為以下4點。

課程目標1：掌握VC++.net程序設計基本方法;掌握角度換算、交會定點計算、宗地面積計算、導線簡易計算、坐標轉換、水準網平差、導線網平差、測量數據格式轉換等測繪應用程序設計;

課程目標2：能夠通過對復雜測繪工程進行實地調研，根據掌握的測繪程序設計的基本方法和相關理論知識，設計出其合理的技術解決方案;

課程目標3：具有編制程序解決一般的測繪工作中涉及的一般性數據處理的能力;具有初步的測繪數據處理軟件設計能力;具有利用MSDN幫助文檔及網上編程資料進行自學VC++.net程序設計的能力;提高發(fā)現和解決問題的能力;

課程目標4：既能獨立工作，又具有團隊合作精神，適應競爭學會合作;富有創(chuàng)新精神，有意識地革新測繪工程作業(yè)流程;具有良好的心理承受能力及科學的工作心態(tài)。

以上4個課程目標支撐的學生畢業(yè)要求包括以下4點：

1.工程知識：具備計算機科學的基礎知識，為測繪工程設計與實測、數據處理和圖形表達奠定基礎。

2.研究：能夠面向基礎測繪、災害監(jiān)測、形變監(jiān)測等特定復雜測繪工程的需求，完成技術解決方案設計。

3.設計/開發(fā)解決方案：能夠根據復雜測繪工程的特定需求，確定方案設計目標，然后根據目標設計、開發(fā)滿足需求的技術解決方案。

4.設計/開發(fā)解決方案：掌握基本的創(chuàng)新方法，具有較強的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，具有革新測繪工程作業(yè)流程的意識。

課程的理論教學和實踐教學都應以圍繞學生課程目標的達成為落腳點，支撐畢業(yè)要求的達成，尤其是要注意非技術能力的培養(yǎng)。通過課堂講解演示，學生熟悉VC++編程基礎知識以及測繪平差基本算法流程。但僅通過課堂講解，學生分析解決問題、創(chuàng)新、表達溝通等能力得不到有效的培養(yǎng)和評價。鑒于此，為了讓學生提高實際能力，結合本專業(yè)學生已經開設的C++課程，測繪程序設計基礎課程共設計了9次試驗，學生采用VS 2010以上版本完成，每次實驗要求學生上實驗課前基本完成代碼的編寫，實驗課時教師檢查試驗進度，并進行答疑，然后提交報告和源代碼，教師根據報告和源代碼評價學生達成情況。

設計9個實驗都支撐課程目標2、3，根據擬定的課程目標，為了使學生有目的地進行鍛煉，對實驗評分制定了相應標準，如表1所示。

課程目標2 對同一個問題能調研多個方案，對比分析合理，總結準確、有新意。 對同一個問題能調研多個方案，對比分析較為合理，總結準確，結論有一定新意。 對同一個問題能調研多個方案有缺項，對比分析合理性一般，總結較為準確。 對同一個問題能調研多個方案不充分，對比分析合理性較差，總結一般。 技術解決方案不合理。

課程目標3 按要求完成，代碼質量高、試驗結果正確、報告書寫規(guī)范。 按要求完成，代碼質量較高、試驗結果正確、報告書寫較規(guī)范。 按要求完成，代碼質量一般、試驗結果正確、報告書寫較規(guī)范。 按要求完成，代碼質量差、試驗結果個別錯誤、報告書寫質量較差。 不能按時交作業(yè);或有抄襲現象。

三、課程達成度計算與持續(xù)改進

該課程考核共分3部分，每部分都對課程目標有有效支撐，支撐權重如表2所示，對于期末考核，制定試卷后，需要對照課程目標評價是否對目標形成有效支撐。以某年級某班為例，閱卷完后，按照表2的權重，對所有學生計算所有課程目標的分值，然后計算其課程目標達成值。計算過程如表3所示。

由表3可見，該課程的目標達成最低值為0.76，大于設定的標準，可以認為該課程的課程目標達成。在進行課程達成度計算的基礎上，對學生個體達成度進行分析，結果如下圖所示。

從圖結果看，課程目標3存在個別同學沒有達成的情況，也就是在總體解決問題能力方面還有待加強，后續(xù)教學中需要加強實驗過程中的設計。

通過各屆學生交流反饋，學生覺得此門課程應該增加更多的實例，同時對演示過程盡量能提供錄像，以便于課時沒有及時理解的可以回放。目前中南大學大部分課堂都安裝了智慧教師，如果使用學校電腦，可以自動錄像，然后保存在學校的可視化平臺。教師通過下載編輯后，發(fā)布給學生回看。目前教室的電腦很可能沒有安裝較新的一些軟件，因此一些年輕教師為了達到更好的教學效果，則會選擇自行攜帶筆記本電腦投影進行教學，此種情況下，可以選擇一些錄屏軟件對課堂教學進行錄屏，后續(xù)也可以發(fā)放給學生進行重復觀摩。

課程目標達成度個體分析圖

通過各屆學生交流反饋，學生覺得此門課程應該增加更多的實例，同時對演示過程盡量能提供錄像，以便于課時沒有及時理解的可以回放。目前中南大學大部分課堂都安裝了智慧教師，如果使用學校電腦，可以自動錄像，然后保存在學校的可視化平臺。教師通過下載編輯后，發(fā)布給學生回看。目前教室的電腦很可能沒有安裝較新的一些軟件，因此一些年輕教師為了達到更好的教學效果，則會選擇自行攜帶筆記本電腦投影進行教學，此種情況下，可以選擇一些錄屏軟件對課堂教學進行錄屏，后續(xù)也可以發(fā)放給學生進行重復觀摩。

四、總結

該文以中南大學測繪程序設計基礎為例，探索了詳細地課程達成評價過程，通過制定合理的實驗評價細則，可以對每個學生的課程情況進行有效的觀察。后續(xù)探索中，需要加強形成性評價，在平時學習過程中，及時對學生的達成情況進行評價，使其在后半段的能力培養(yǎng)中能做到有的放矢，同時課程與課程間應該做好銜接，如果在前面學期學習時，學生的達成情況有欠缺，應該在后續(xù)的課程中加強，從而使學生畢業(yè)時，都能較好地滿足畢業(yè)要求，甚至優(yōu)秀。

參考文獻

[1]高井祥，王堅，李增科.智能背景下測繪科技發(fā)展的幾點思考[J].武漢大學學報（信息科學版），2019，44（1）：55-61.

[2]卞玉霞，宋宏權，王永前，等.新形勢下攝影測量學課程教學改革探討[J].測繪通報，2019（12）：152-155.

[3]寧津生.測繪科學與技術轉型升級發(fā)展戰(zhàn)略研究[J].武漢大學學報（信息科學版），2019，44（1）：1-9.

[4]鄧才華，朱建軍，戴吾蛟，等.高級測繪工程人才培養(yǎng)模式的探索[J].礦山測量，2014（5）：101-104.

[5]劉暢，林海.以OBE理念探索一流本科建設的實現路徑[J].教育評論，2018（8）：33-36.

[6]林健.面向未來的中國新工科建設[J].清華大學教育研究， 2017，38（2）：26-35.

[7]林健.運用研究性學習培養(yǎng)復雜工程問題解決能力[J].高等工程教育研究，2017（2）：79-89.

Discussion on the Achievement Evaluation and Continuous Improvement of the Course on

Fundamentals of Surveying and Mapping Program Design

ZHANG Yun-sheng， PAN Lin

（School of Geosciences and Info-physics， Central South University， Changsha， Hunan 410083， China）

Abstract： With the development of surveying and mapping equipment， the use of instruments is becoming more fool-like. Therefore， social demand forces colleges and universities to cultivate more talents with data processing ability. Among them， software development is an important part of data processing ability， especially in the process of talent cultivation of "double first-class" universities and majors. It is more necessary to improve students' ability to solve problems and innovate through programming training. At present， engineering education generally follows the concept of OBE， which requires the curriculum to meet the graduation requirements and to make continuous improvement. This paper takes the course on Fundamentals of Surveying and Mapping Program Design as an example to discuss the achievement evaluation and continuous improvement of graduation requirements.

Key words： surveying and mapping program design; course achievement; continuous improvement