測繪新工科建設(shè)下“工程測量學(xué)”教學(xué)思路探討

李美妮

西安交通工程學(xué)院土木工程學(xué)院 陜西西安 710300

1 概述

在人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)迅速發(fā)展的時代，新工科建設(shè)應(yīng)運而生，它是對高校傳統(tǒng)工科專業(yè)的改造與升級，從學(xué)科專業(yè)的新結(jié)構(gòu)、教育教學(xué)的新質(zhì)量、工程教育的新理念、分類發(fā)展的新體系、人才培養(yǎng)的新模式出發(fā)，旨在培養(yǎng)具有多元化、多背景、創(chuàng)新型的工程思維人才。《測繪地理信息事業(yè)“十三五”規(guī)劃》為高校“工程測量學(xué)”專業(yè)的人才培養(yǎng)明確方向，該學(xué)科的培養(yǎng)不僅要注重理論知識，更要注重實踐能力的培養(yǎng),因此必須對現(xiàn)有的教學(xué)思路進行改革。

在測繪專業(yè)學(xué)生現(xiàn)有的教學(xué)思路與培養(yǎng)體系中，“工程測量學(xué)”是一門十分重要的必修課，專業(yè)性強，實踐性強。該專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)測繪學(xué)的基礎(chǔ)知識、空間精密定位與導(dǎo)航的理論、城市與工程建設(shè)、攝影測量與圖像信息處理理論、地圖設(shè)計與編制的理論與技術(shù)。以工程測量課程為主干，結(jié)合培養(yǎng)方案開設(shè)相關(guān)課程，在工程測量教學(xué)過程中涉及多個基礎(chǔ)性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)實踐素養(yǎng)。

此外，近些年來，測量學(xué)與基礎(chǔ)數(shù)學(xué)、物理學(xué)、地理學(xué)等多個學(xué)科相互交融，成為一門多背景交叉學(xué)科。教學(xué)體系中注重科學(xué)研究的基本訓(xùn)練，培養(yǎng)測繪操作的基本能力。本文在新工科建設(shè)下背景下，從社會、行業(yè)與地方對測繪專業(yè)人才的培養(yǎng)需求出發(fā)，結(jié)合“工程測量學(xué)”專業(yè)技術(shù)與實踐應(yīng)用領(lǐng)域，思考并探討“工程測量學(xué)”課程建設(shè)的發(fā)展方向。

2 “工程測量學(xué)”課程特點與應(yīng)用領(lǐng)域

從定義而言，“工程測量學(xué)”屬于測量學(xué)這一大類，是一門研究地球形狀和大小以及確定地面點位的學(xué)科，主要包括測定與測設(shè)。從發(fā)展歷程而言，該技術(shù)從普通的大地測量發(fā)展到空間衛(wèi)星大地測量，進而到航天遙感技術(shù)的出現(xiàn)，靜態(tài)測量已轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)測量，測量儀器也趨向于電子化、自動化、精密化。“工程測量學(xué)”是一門理論性強、實踐性強的科目，理論教學(xué)過程中融入了高數(shù)、物理等基礎(chǔ)知識，實踐過程中對學(xué)生的工程思維與動手能力有一定的要求。

從課程特點與應(yīng)用領(lǐng)域而言，“工程測量學(xué)”主要包括以下特點：

(1)工程應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。工程測量技術(shù)廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、建筑構(gòu)造、結(jié)構(gòu)物平面設(shè)計、房地產(chǎn)測繪、地籍圖繪制等各個方面，同時也在數(shù)字城市、智慧城市的建設(shè)中起到重要作用，逐步展現(xiàn)出“普化”的應(yīng)用趨勢。

(2)學(xué)科交叉背景要求高。“工程測量學(xué)”的學(xué)習(xí)中涉及天文知識、近代平差計算、人造衛(wèi)星測量、攝影與遙感測量等多學(xué)科知識，學(xué)科交叉綜合性較強，在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)成圖過程中對大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論等方法與理論呈現(xiàn)出學(xué)科背景交叉的特點。

(3)GPS、GIS、RS相互結(jié)合趨勢。當(dāng)前，GPS、GIS、RS被稱為3S，3S集成一體化的建設(shè)為解決地理學(xué)、測繪學(xué)、遙感學(xué)的眾多問題提供了多變思路和有效平臺。GPS、GIS與RS三者的相互融入，共同服務(wù)于數(shù)字城市、數(shù)字地球、智慧地球的建設(shè)。

3 測量專業(yè)培養(yǎng)現(xiàn)狀

目前，我校對于測量學(xué)專業(yè)的專科生培養(yǎng)學(xué)制是三年，培養(yǎng)課程涉及公共課程、專業(yè)方向課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課、實踐課程、專業(yè)實習(xí)、限選課、就業(yè)指導(dǎo)，在教學(xué)過程中融入思政元素，實現(xiàn)真正意義上的全員、全程、全方位育人。公共課程的學(xué)習(xí)從淺入深，例如，計算機應(yīng)用基礎(chǔ)、工程應(yīng)用制圖。專業(yè)課程主要涉及數(shù)字化測圖技術(shù)、GPS測量技術(shù)、測量平差、地理信息系統(tǒng)、建筑工程施工測量、控制測量、攝影測量與遙感、地籍測量與房地產(chǎn)測繪等課程，以及就業(yè)培訓(xùn)、安全教育以及心理健康教育。

教學(xué)過程中存在的明顯問題：專科學(xué)生基礎(chǔ)普遍薄弱，學(xué)生課前不進行預(yù)習(xí)課本，上課不能跟隨教師的授課節(jié)奏，課堂紀律差，課堂利用效率較低，課堂專業(yè)知識、重點、難點內(nèi)容不能完全吸收。學(xué)生自身能力各異，對課堂知識吸收能力不同，學(xué)生與教師之間的新式互動效果不明顯。學(xué)生對室外實驗課程、實訓(xùn)課程重視程度不高，出現(xiàn)遲到早退的頻率明顯高于理論課程。學(xué)生思想上不重視，動手能力較差，計算能力略微低，缺乏獨立思考的能力。實驗課程時間安排較為分散，對于GPS-RTK這種耗時時間長的實驗項目沒有整塊的時間，剛架設(shè)好儀器就下課。實踐課時較少，實驗課堂利用率低，偶爾遇到天氣影響，不能進行室外的測量。在實際教學(xué)中，課時數(shù)略顯緊張，對于測量專業(yè)的學(xué)生，測量學(xué)基礎(chǔ)課程應(yīng)適當(dāng)開設(shè)兩學(xué)期。

4 “工程測量學(xué)”課程教學(xué)思路探討

當(dāng)前，“工程測量學(xué)”課程培養(yǎng)中主要包括理論教學(xué)和實踐教學(xué)，在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，實踐教學(xué)主要以水準(zhǔn)儀測高程、經(jīng)緯儀測角度與全站儀的相關(guān)使用為主，雖設(shè)置理論教學(xué)與實踐教學(xué)相互結(jié)合的培養(yǎng)模式，但在實際教學(xué)過程中仍證明學(xué)生無法將所學(xué)知識全部應(yīng)用于解決實際工程問題，缺乏從工程角度解決問題的能力，存在與企業(yè)高度對接的問題。因此，在新工科建設(shè)背景下，從“工程測量學(xué)”的課程特點、應(yīng)用領(lǐng)域與社會需求三個角度出發(fā)，本文提出以工程思維為指導(dǎo)，將理論與實踐相互結(jié)合的“工程測量學(xué)”課程教學(xué)思路。主要包括以下幾方面：

(1)堅持理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合，加入專業(yè)知識選修課，進一步培養(yǎng)語言與算法能力。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，編程語言對于很多問題的處理更加快速、便捷、能夠節(jié)約大量時間，測量專業(yè)的學(xué)生對C語言、C++語言、Python語言應(yīng)有一定的基礎(chǔ)。在抓牢基礎(chǔ)必修課的同時，測量專業(yè)的學(xué)生應(yīng)逐步接觸語言。同樣，選修課程加入行業(yè)新知識與行業(yè)專業(yè)特色，更好地讓學(xué)生了解專業(yè)發(fā)展方向。當(dāng)前，微課、慕課、學(xué)習(xí)通等新興的網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)手段豐富了學(xué)生專業(yè)知識，教育模式已經(jīng)從傳統(tǒng)的“一人教多人學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤岸嗳私潭嗳藢W(xué)”，不再是課程知識的一遍教學(xué)，慕課、超星學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)通等平臺的出現(xiàn)實現(xiàn)了教育資源的最大化共享，普通院校學(xué)生也能參與到名師課堂，進行查漏補缺，找到適合自己的學(xué)習(xí)方法，實現(xiàn)對知識的深層次理解與掌握。

(2)工程思維解決問題能力的培養(yǎng)。工程思維是一種整體的“系統(tǒng)性”思維，從工程問題的目的性出發(fā)，強調(diào)合規(guī)律性和合目的性的統(tǒng)一，基于多個角度全方位的思考、策劃與處理工程問題。“工程測量學(xué)”這門課屬于工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程，畢業(yè)生應(yīng)具有解決工程問題的能力，在培養(yǎng)過程中加強校企合作的時間與強度，更大程度地提高院校學(xué)生與企業(yè)對接的融合度。校企融合的教學(xué)模式一方面能夠凸顯院校教育成果在企業(yè)、在社會上的最大化展現(xiàn)；另一方面是對傳統(tǒng)院校教育模式的一種檢驗，對學(xué)生、學(xué)校、企業(yè)都是一種考核。應(yīng)用型院校是面對社會、面對行業(yè)培養(yǎng)人才，它不同于科研型人才的培養(yǎng)，更加注重學(xué)生的實操能力，因此應(yīng)組織學(xué)生定期去企業(yè)學(xué)習(xí)，或者企業(yè)定期來校指導(dǎo)工作，形成學(xué)生、教師、企業(yè)的相互配合，提高相互之間的互動。提高學(xué)生專業(yè)與企業(yè)需求的融合度，實現(xiàn)學(xué)校與企業(yè)的良好對接。

(3)以工程測量為基礎(chǔ)，注重交叉學(xué)科人才的培養(yǎng)。交叉學(xué)科人才的培養(yǎng)是解決目前社會發(fā)展對于復(fù)合型人才需求的重要舉措。沒有一個學(xué)科是單獨存在的，個人、單一學(xué)科背景或單一群體很難到達行業(yè)頂峰，學(xué)科交叉培養(yǎng)是人才培養(yǎng)的必經(jīng)之路。“工程測量學(xué)”作為測繪類、土木類的基礎(chǔ)課程，類似于一棟大樓的基礎(chǔ)，應(yīng)能夠滿足相關(guān)學(xué)科對該專業(yè)的要求。另外，在一定程度上社會需求倒逼學(xué)科交叉的融合，知識本身是在交叉融合中創(chuàng)新發(fā)展的，離開了其他學(xué)科的滋養(yǎng)和滲透，單一學(xué)科知識很難發(fā)展進步，因此，培養(yǎng)以工程測量為主的交叉學(xué)科人才十分有必要。

結(jié)語

“工程測量學(xué)”作為測繪學(xué)專業(yè)系統(tǒng)培養(yǎng)中的基礎(chǔ)課程，是未來數(shù)字城市、智慧城市、數(shù)字地球建設(shè)的重要組成部分。基于行業(yè)對工程測量人才的工程思維與創(chuàng)新思維的需求，從新工科建設(shè)的目標(biāo)和要求出發(fā)，在工程思維的指導(dǎo)下，本文指出“工程測量學(xué)”課程特點與應(yīng)用領(lǐng)域，分析西交院“工程測量學(xué)”的培養(yǎng)現(xiàn)狀，對該課程的教學(xué)思路進行探討，以培養(yǎng)學(xué)生的工程思維以及解決工程問題的能力為目的，為相關(guān)領(lǐng)域培養(yǎng)基礎(chǔ)理論扎實、動手能力強的高素質(zhì)人才。

在國家工業(yè)改革與新工科建設(shè)的背景下，對“工程測量學(xué)”這類基礎(chǔ)性學(xué)科進行教學(xué)思路的探索與改革非常必要，有利于人才的有效培養(yǎng)與輸出。