野外實踐教學對課程教學目標達成度的支撐作用
——以道路勘測設計課程為例

程建川， 于 斌， 劉洪波， 鄭玉冰

（1.東南大學交通學院，江蘇 南京 211189；2.江蘇省現(xiàn)代道路交通安全設計與評價聯(lián)合培養(yǎng)研究生示范基地， 江蘇南京 210005；3.合肥工業(yè)大學汽車與交通工程學院，安徽 合肥 230009）

工程教育專業(yè)認證是國際通行的工程教育質量保證制度，也是實現(xiàn)工程教育國際互認和工程師資格互認的重要基礎［1］。隨著我國在2016年6月正式加入“華盛頓協(xié)議”，工程教育專業(yè)認證強調“以學生為中心、注重產出式教育（OBE）和持續(xù)改進”的理念得到了更加廣泛的重視和實踐［2-5］。為了推進我國工程教育專業(yè)認證的開展，提升工程類課程教學目標的達成度，實踐教學在我國工程人才培養(yǎng)過程中逐漸受到關注。實踐教學作為研究型大學創(chuàng)新工程人才培養(yǎng)的重要途徑，在幫助學生加深對專業(yè)基礎理論認知的基礎上，還可以培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、獨立思考和主動創(chuàng)新等能力，提升學生的社會責任感、專業(yè)情感與專業(yè)素養(yǎng)。

與理論教學相比，實踐教學具有一定特殊性，尤其是野外實踐教學（以下也稱為野外實習）：首先必須保證師生安全；其次，野外實踐教學計劃和進展會受天氣、工作進度等因素影響進行動態(tài)調整；最后，野外實踐教學的時間限制更緊迫，工作與生活條件更加艱苦，給教師帶來了更復雜的管理、組織、協(xié)調工作，對學生的基礎與專業(yè)知識、主觀能動性、團隊協(xié)作、人際溝通等也有著更為嚴格的要求［6］。

本文以東南大學交通學院道路勘測設計課程設計的野外實習環(huán)節(jié)為例，從野外實習的組織與開展情況出發(fā)，針對往屆（2009—2021年）曾參與該課程野外實習的部分學生展開問卷調查，并將其與課程考核相結合，搭建了課程教學目標達成度評價體系，以說明野外實習在工程類專業(yè)課程教學目標達成度具有重要支撐作用。

一、野外實習教學的組織與開展

道路勘測設計課程是東南大學道路橋梁與渡河工程專業(yè)（以下簡稱道橋專業(yè)）的核心主干課程，其野外實習環(huán)節(jié)自2009年起開展至今，已逐步建立了功能齊備、管理完善的野外實習基地，構建了理論與實踐有機結合、多專業(yè)融合的課程實踐教學體系，組建了多專業(yè)協(xié)作、教師助教協(xié)同配合的教學團隊，還建立了實踐教學質量持續(xù)改進機制。野外實習教學的組織與開展包括以下內容。

（一） 基地選擇

實踐教學基地選擇應秉持協(xié)作、雙贏的理念，通過共建共享開展實習，健全安全后勤保障機制，從而實現(xiàn)高校間、師生間的互利共贏。由于實踐教學的特殊性，校（野）外實習基地的建立或共享一直是野外實習開展的挑戰(zhàn)之一。部分校企合作方面，由于學生到企業(yè)單位實習會對該企業(yè)的正常生產經營產生影響，加上人數眾多難以安排食宿和考慮保障學生安全等問題，部分企事業(yè)單位的合作意愿逐漸下降，使得校（野）外實習基地建設變得愈發(fā)困難；部分高校合作方面，在共同利用實習基地時，由于實習團隊與來自不同高校指導老師之間如何統(tǒng)一指揮和分工合作等都需要時間磨合，導致野外實習未能達到預期效果。東南大學交通學院野外實習基地位于句容市下蜀林場，占地約5 000 畝，屬于丘陵區(qū)，森林覆蓋約90%，與林場道路連接（為非等級公路——水泥、砂石或泥土路面，有些可通機動車，有些只可步行），距學校60 km，環(huán)境相對封閉，非常適合道路勘測設計課程的野外實習活動。基地建設采用兩校合作的方式，由南京林業(yè)大學提供場地和食宿，東南大學參與完善部分實習設施，兩校共同保障野外實習安全進行。該合作機制既能有效利用林場已有硬件設施和工作人員多年的積累的服務經驗，也能逐步提升林場整體基礎設施條件與管理水平，惠及在林場進行其他實踐活動的多專業(yè)學生，形成資源共享、專業(yè)設施不斷完善的雙贏局面［6-10］。

（二） 指導團隊

專業(yè)認證背景下的工程教育不僅需要學生的積極參與，更對專業(yè)教師的工程教育理論素養(yǎng)和工程實踐教學能力提出了更高要求。針對本課程教學目標及特點，組建了包含道橋專業(yè)與測繪工程等專業(yè)協(xié)同工作的教學團隊，重點強化道橋專業(yè)能力培養(yǎng)，兼顧實踐環(huán)節(jié)中相關專業(yè)（如測繪專業(yè)）知識教學，全力發(fā)揮各專業(yè)協(xié)同配合的優(yōu)勢，實現(xiàn)“重點突出，細節(jié)優(yōu)化，全面提升”的綜合最優(yōu)教學；形成了以專業(yè)教授為知識經驗儲備、以多專業(yè)組成的教師作為全局掌控、以經過專業(yè)培訓后的助教直接參與實踐教學指導與監(jiān)督的架構合理、高效協(xié)作的教學梯隊，并聘請企業(yè)專家對實踐教學進行指導。此外，還利用學校專家團隊現(xiàn)場檢查、用人單位對往屆畢業(yè)生教學質量和教師助教自查等手段，實現(xiàn)對實踐教學效果的綜合評定及持續(xù)改進。

多年來，參與實習的學生人數90～103，參加指導的教師5人，其中道橋專業(yè)4人、測繪專業(yè)1人；參與指導的研究生助教10～12 人，其中道橋專業(yè)8～10 人，測繪專業(yè)2 人，總體的生師比為6：1～7：1，屬于可控合理的范圍。實踐教學模式以現(xiàn)場教學為主，即教師或助教現(xiàn)場指導各實習小組和學生的工作，通常是以各階段任務為導向，先進行集中講授，包括理論方法要點、儀器操作要領、計算機輔助軟件運用等，對于關鍵內容，如道路選線及比選，則采用集中講解，每組當場“過堂”的方法，來保證其后野外放設路中線的質量與效率。

（三） 任務要求

道路勘測設計野外實習是以工程教育專業(yè)認證標準的畢業(yè)要求為導向，搭建了屬于包含理論教學與野外實踐在內的完整道路勘測設計課程教學體系（圖1）的一部分，旨在將理論課程與包括野外實習的三周課程設計有機結合，以提升學生的團隊合作和個人溝通能力，以及使用現(xiàn)代工具的能力和解決復雜工程問題的能力。

圖1 道路勘測設計實踐教學體系構建

作為一門實踐教學課程，堅持從課堂“走出去”的原則，對駐扎在野外實習基地的學生進行了為期10 天的集體勘測實訓，通過實踐積極強化對課程理論知識的認識。道路勘測設計實踐教學具有較高的綜合性，涉及道路幾何設計、工程測量、交通設施等多方面的技術與工程因素，需根據勘測、設計領域的前沿動態(tài)設置實習內容與要求。

實習任務按照三級公路的標準，在林區(qū)實習基地內新建或改建一條森林防火通道（路）（至少選2 種路線方案），道路長度約1 km，需考慮各種約束條件，并完成相關的野外勘測與設計工作。多年來，實習任務積極響應行業(yè)技術發(fā)展需要，通過增加交叉口設計和強化道路三維建模要求，提升了對道路勘測設計一體化技術的理解，并利用三維設計整體建模軟件Autodesk/InfraWorks 等，對接了BIM技術發(fā)展要求。

最后，要求各小組和學生個人分別提交道路設計成果，其中包含道路設計完整的紙質版和電子版資料。為了完成野外實習規(guī)定的內容，學生需要掌握一系列專業(yè)儀器的使用方法（如經緯儀、水準儀、全站儀等）和道路勘測設計新技術（如GPS技術、測繪輔助軟件CASS、道路CAD 軟件DVIP（原Dicad/DPX）、Autodesk/InfraWorks 等）。實習工作過程中，學生還需綜合運用專業(yè)知識與工具解決實際復雜工程問題，如對可能出現(xiàn)的專業(yè)標準和規(guī)范中未包含的內容進行合理判斷與選用。

在培養(yǎng)學生解決復雜工程問題能力的同時，道路勘測設計野外實習還需注重學生個人能力與團隊協(xié)作素質的培養(yǎng)。根據“分組合作、共同負責”的理念，要求各小組共同完成一條路線的勘測與部分設計任務，通過分工協(xié)作提升每位學生的參與度，引導學生承擔個體、團隊責任。在團隊合作的基礎上，也對學生個人提出了獨立完成行業(yè)設計任務的要求，通過集中作業(yè)、教師輔導，鼓勵師生間相互交流。在野外實踐完成后，要求學生以小組為單位對實習工作進行總結與匯報，使學生的個人表達及團隊協(xié)作能力得到充分鍛煉。

（四） 安全與后勤保障

安全保障是野外實習的根本，具有“一票否決”性。本野外實習按圖2所示的安全保障體系開展工作，具體包括預防、管理和應急三塊。預防體系由學生安全教育、教師安全排查、實習計劃安排、規(guī)章制度、實習基地選擇、協(xié)議與保險組成；管理監(jiān)督體系包括健全的管理監(jiān)督組織、合理的考核機制、足夠的實習資金和資金合理分配三方面；事故處理體系則涵蓋了應急組織、應急預案和經驗總結三個主要因素。預防體系作為整個安全保障體系的根基，對其作用的充分發(fā)揮具有重要作用［6］。

圖2 野外實踐教學安全保障體系

在本野外實習開展的10多年里，通過加強并落實安全保障體系建設，注重教學團隊與林場管理團隊、后勤團隊的良好配合，保證了實踐教學安全、有序、高效地開展，杜絕了實習期間安全事故的發(fā)生。同時，結合問題反饋機制，認識到實踐教學動態(tài)發(fā)展性，根據每年實踐教學的具體情況對整體管理模式進行優(yōu)化與改進，促進了野外實踐教學質量不斷提升。

二、野外實習對課程教學目標達成度的支撐

課程教學目標達成度，即評價教學大綱和教學內容給出的教學目標通過課程教學所能實現(xiàn)的程度［11-16］，是反映實際教學效果與針對性改進教學內容、教學組織的重要指標。道路勘測設計課程針對課程特性，在呼應我國工程教育專業(yè)認證的12項畢業(yè)要求通用標準的基礎上，確定將解決復雜工程問題的能力、使用現(xiàn)代工具的能力、個人表達與溝通能力和團隊協(xié)作能力作為課程核心教學目標。為合理評價學生教學目標的達成度，課程建立了以學生為評價對象和主體、基于多方面評價內容的綜合評價體系（圖3）。首先，將課程教學目標劃分為專業(yè)素養(yǎng)和綜合素質類，針對學生在野外實習環(huán)節(jié)的表現(xiàn)和設計成果，對其各項目標的完成情況進行打分，并對每項能力賦以權重，分別計算學生在專業(yè)素養(yǎng)類和綜合素質類教學目標的達成情況。其次，通過對參與野外實習的多屆學生進行問卷調查，分析野外實習與傳統(tǒng)室內教學在提升學生專業(yè)素養(yǎng)與綜合素質方面的優(yōu)越性。最后，面向道路勘測設計課程的受眾學生，基于其對道路勘測設計課程教學目標的達成度自我評價，對比參與過野外實習的學生與未參與野外實習的學生間的差異，尤其是課程重點關注的4 項教學目標。

（一） 基于課程考核結果的目標達成度評價

道路勘測設計野外實習采用教師評分（占比為50%）、匯報評分（占比為10%）和設計成果評分（占比為40%）共同組成的多層面綜合評定方法，對學生在實踐活動過程中的表現(xiàn)進行全面考核。教師與助教團隊根據學生在實踐基地的參與程度與表現(xiàn)，對其專業(yè)儀器操作能力、發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力、獨立思考能力、數據處理能力、直面困難與吃苦耐勞能力、環(huán)境適應能力、團隊協(xié)作能力、工作積極性與責任感等多方面素養(yǎng)進行評價打分。學生的溝通與表達能力，以及對實踐教學內容的認知程度，主要由教師對各小組總結匯報的完成度進行綜合評價。其中，學生提交的紙質版與電子版最終設計成果，將作為其專業(yè)軟件操作和專業(yè)素養(yǎng)的考核依據。

通過教師對以上各項評價指標進行權重打分，得到學生的考核成績。同時，分別計算學生在專業(yè)素養(yǎng)與綜合素質兩方面的得分，并根據得分情況將目標達成度分為優(yōu)秀、良好、合格、不合格四個等級（折成五分制）。以2015 年參與道路勘測野外實習的103 名學生為例，基于其課程考核結果的目標達成度得分情況為：專業(yè)素養(yǎng)類目標得分4.204（良好）；綜合素質類目標得分4.010（良好）。評價結果說明，野外實習在課程考核結果取得了較好的目標達成度。

（二） 基于學生自我評價的野外實習教學目標達成度評價

為了對野外實習教學目標達成度進行更加全面、直觀的評價，從學生自身角度出發(fā)，對參與過野外實習的學生展開問卷調查，通過學生對多種指標的評分，對比道路勘測設計室內教學和野外實習的教學效果，檢驗野外實習教學目標的達成情況及優(yōu)越性。面向8 屆（2009—2016 年）參加過道路勘測設計野外實習教學的本科生，采用手機及網絡形式發(fā)放、填寫、收集問卷，最終共收集了400份有效答卷。

圖4 展示了問卷調查對象的參與實踐的年份情況，雖然分布相對不均，但是保證了每一個教學年份都有不少于10 名學生參與調查，使問卷調查結果具有較好的代表性。通過對問卷調查結果的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，51.16%的學生認為理論知識教學缺乏直觀性，23.26%的學生認為理論教學并不能使他們對實際的工程環(huán)節(jié)有清楚的了解。這些結果側面佐證了野外實習教學活動的重要性。與室內教學相比，26%的學生認為實踐教學具有更強的直觀性。與實際工程相近，實習的環(huán)境較為惡劣，學生們面臨的問題是多方面的，這也迫使他們主動思考學習、主動合作以及時解決工程問題，使33.75 %的學生認為在野外實習活動中學習積極性與主觀能動性更強。由于實習內容安排和組織更加貼近真實的工程活動，22.75 % 學生認為野外實習活動可以增進團隊協(xié)作的能力，通過組內成員的交流、與助教、教師的溝通，可以更好地完成實習任務。野外實習活動在林場，環(huán)境多變，小組形式的工作模式可促進組內人員之間的情感交流，使11.75% 學生認為野外實習教學比理論教學更具有趣味性。

圖4 問卷調查對象的參與實踐年份分布

另外，問卷調查也就學生對課程考核中提出的衡量學生專業(yè)素養(yǎng)與綜合素質的多重指標及能力提升進行了自我評價。結果表明，78.75%的學生認同野外實習促進了他們團隊合作的能力。在實際工程中環(huán)境條件比較惡劣，遇到的困難與難題多種多樣，通過野外實習這樣的鍛煉，58.75 % 學生認為對不同野外環(huán)境具有了更好的適應性；68 %學生認為在面對復雜的工程問題時，可以具備更良好的直面困難、吃苦耐勞的精神。面對實習活動中出現(xiàn)的錯誤或者問題，小組內、小組間的交流溝通得以增加，使33% 學生認為野外實習也可對自己語言表達能力與溝通能力的提升具有作用。因此，基于問卷調查結果可以認為，野外實習教學活動培養(yǎng)和鍛煉了學生的團隊協(xié)作、個人表達與溝通能力，以及面對工程難題時主動學習并解決實際問題的能力。同時，野外實習也可以讓學生更快地熟悉行業(yè)內的工作性質與環(huán)節(jié)，從而對未來工作環(huán)境與內容有更好的適應性。

（三） 基于學生自我評價的道路勘測設計課程教學目標達成度評價

如圖1 所示，廣義的道路勘測設計課程包含理論課和課程實習兩部分，是東南大學交通學院道橋專業(yè)及交通工程專業(yè)學生的專業(yè)核心課及專業(yè)課，理論課設置在大學二年級下半學期（春季學期）。學期結束后，道橋專業(yè)的學生需要參加該課程的野外實習環(huán)節(jié)。而交通工程專業(yè)學生需要參加該課程的室內課程設計環(huán)節(jié)。為對比野外實習環(huán)節(jié)與室內設計環(huán)節(jié)對道路勘測設計課程教學目標達成度的支撐作用，面向兩專業(yè)學生發(fā)放問卷，探究野外實習課程在培養(yǎng)學生的12項工程能力方面是否具有優(yōu)越性。針對2017、2018、2019、2021年完成道路勘測設計課程的四屆學生發(fā)放問卷，共收回281 份有效問卷，包括181 名道橋專業(yè)學生和100 名交通工程專業(yè)學生。鑒于很難尋找到既參加該課程野外實習又只參加該課程室內實習的學生樣本，因此，對兩專業(yè)學生的自我評價結果采用獨立樣本T檢驗進行了分析，其結果如表1所示。

表1 獨立樣本T檢驗結果

分析結果表明，兩個專業(yè)的學生對道路勘測設計課程的12 項教學目標達成度的自我評價結果存在顯著差異。與交通工程專業(yè)學生（即未參加野外實習教學的學生）相比，道橋專業(yè)學生（即參與了野外實習教學的學生）表示在12項專業(yè)能力上均有不同的提升。此外，在培養(yǎng)學生運用科學知識與實驗設計解決復雜工程問題、使用現(xiàn)代工具的能力、個人溝通表達與協(xié)調能力以及團隊協(xié)作能力方面，野外實習教學比室內設計教學取得了更顯著的效果。由此可見，野外實習教學對道路勘測設計課程目標達成度的支撐作用更為顯著，與傳統(tǒng)的室內實習相比具有較大優(yōu)越性。

三、結語

工程類專業(yè)的實踐教學對課程教學目標、人才培養(yǎng)的作用眾所周知。本文以10 年來東南大學道路勘測設計課程包含野外實習的實踐教學為例，探索、分析得出以下結論。

（1）野外實習教學相比室內實踐教學，對道路勘測設計課程教學目標達成度有更好支撐作用，即在對應的11項畢業(yè)要求上有更好表現(xiàn)。

（2）野外實習教學，尤其對提升學生解決復雜工程問題、使用現(xiàn)代工具的能力、加強學生個人溝通與表達及團隊協(xié)作能力有較大幫助。同時，對磨煉學生吃苦耐勞的能力，在提升學生的專業(yè)素養(yǎng)與綜合能力有較大優(yōu)勢；對增強學生的專業(yè)情感也有作用明顯。

（3）我國的本科教學組織和管理具有自身的特點，在某種程度上比國外高校更容易開展包含野外實習的實踐教學，如共享、共建實習基地，在保障安全的前提下，值得進一步開展野外實習教學。