专业认证制度下变形观测分析与预报课程教学改革

张为成，李秀海，曹先革，梅晓丹，张 雷，司海燕

(黑龙江工程学院 测绘工程学院， 黑龙江 哈尔滨 150050)

专业认证制度下变形观测分析与预报课程教学改革

张为成，李秀海，曹先革，梅晓丹，张 雷，司海燕

(黑龙江工程学院 测绘工程学院， 黑龙江 哈尔滨 150050)

文章从落实专业认证的现实需要出发，论述了工程教育专业认证的核心理念。并籍此对变形观测分析与预报课程的教学现状进行了深刻反思，提出了以目标导向为主的课程体系改革，以学生为中心的课堂教学改革，以内外反馈信息为导向的持续改进的课程教改方案。教学各环节中，以专业“产出”衡量专业人才培养质量，“看学不看教”，阶段性考核，确保教学改革落到实处。

工程教育；专业认证；变形观测分析与预报；教学理念；教学改革

1989年来自美国、英国、加拿大、爱尔兰、澳大利亚、新西兰6个国家的民间工程专业团体发起和签署了关于相互承认已认证工程专业点的《华盛顿协议》。该协议主要针对国际上本科工程学历(一般为四年)资格互认，确认由签约成员认证的工程学历，并建议毕业于任一签约成员认证课程的人员均应被其他签约国(地区)视为已获得从事初级工程工作的学术资格。随着时间的推移，无论是发达国家还是发展中国家，加入华盛顿协议的成员越来越多，华盛顿协议所提出的工程质量保证体系日益得到国际上的认可，华盛顿协议的国际地位越来越高。可见，工程教育认证是国际通行的工程教育质量保证制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格互认的重要基础。我国于2006年开始建立工程教育认证体系，并于当年开始了认证试点工作。2012年开始着手申请加入《华盛顿协议》，2013年6月19日，在韩国首尔召开的国际工程联盟大会上，《华盛顿协议》全会一致通过接纳中国为该协议签约成员，中国成为该协议组织第21个成员国。

1 工程教育专业认证的基本理念

工程教育专业认证有三个基本理念，即：目标导向，以学生为中心和持续改进[1]。认证标准也是紧紧围绕三个基本理念设计的。认证标准中有七个通用标准，即：学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍、支持条件。可以看出七个通用标准中最核心的标准就是“学生”。“课程体系”、“师资队伍”、“支持条件”都是紧紧围绕能够有效促进“学生”达到“毕业要求”，进而达成“培养目标”而设置的。而“持续改进”是为了确保“学生”达到“培养目标”而设置的。这七个通用标准之间的逻辑关系如图1所示。

图1 通用标准之间的逻辑关系

2 变形观测分析与预报课程的教学现状

变形观测分析与预报是一门比较年轻的科学，是测绘科学与土木工程科学间的边缘科学。在发达国家，变形观测的研究始于上世纪50～60年代，而国内对变形观测的研究起步于上世纪60年代初。上世纪80年代，变形观测才被国人所重视。此课程也是最近十几年才被纳入到测绘工程专业人才培养方案的课程体系中。受其它课程传统教学观念的影响，教学中仍存在重理论、轻实践，与社会需求脱节的倾向[2]。目前，随着城市化进程的加速发展，土地资源紧张，城市中新地标、高层、超高层建筑越来越多，对变形观测分析与预报要求越来越高，但教学中依然采用以教师为主的单向灌输课堂;以学知识、考知识为目标的学习导向;教师以自身醒悟和感觉来改进教学方式[3]。这些传统的教学模式严重地束缚了学生学习积极性的发挥，违背了工程教育专业认证的三个基本理念，因此，对该课程进行教学改革势在必行。

3 变形观测分析与预报课程教改驱动力

经济全球化致人才流通更加频繁，因此专业认证是工程教育改革的大势所趋。笔者供职学院顺应时代要求，深入学习和领会工程教育专业认证理念，依据教育部颁布的应用型工程师培养的国家通用标准，参照工程教育专业认证，借鉴国际工程教育的先进理念，参考测绘行业对测绘人才的知识、能力和素质及注册测绘师认证要求，结合学校培养应用型本科人才的定位，提出借鉴工程教育专业认证理念培养德智体美全面发展，基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高的测绘工程应用型高级专门人才的教育发展思路。为此，重新修订了测绘工程人才培养方案，在专业体系的构建和课程设置上进行了全新的设计和规划。变形观测分析与预报作为测绘专业的主干课程，对人才的培养起着重要的作用。此课程改革的成功与否，在一定程度上对测绘应用型人才的培养质量产生重要影响。

3.1 以目标为导向的课程体系改革

全新的人才培养方案设计，决定了认证通用标准中的“培养目标”、“毕业要求”和“课程体系”的重新搭建。其中课程体系改革，首先是对教学大纲的改革。按照国际工程教育专业认证的目标导向理念，课程的教学大纲要反向设计，即：首先根据内部和外部需求确定本门课程的培养目标；根据培养目标确定考试要求；根据考试要求确定知识结构；根据知识结构确定培养方式；根据知识结构与培养方式进行课程设置，形成课程体系。基于此，在修改课程教学大纲之前，笔者先走访了很多具有变形观测分析与预报资质的测绘单位和兄弟院校，对目前测绘市场最需要的变形观测分析与预报的人才所必须具备的知识结构进行充分的了解，并在此基础上重新对课程体系进行了构建。

3.2 以学生为中心的教学改革

变形观测分析与预报课程教学内容多，学时相对较少。传统的教学方法是以教师为主导的课堂教学为主，固定于教师加课堂、粉笔加黑板的教学模式[4-5]。教师在教学中满堂灌，教与学互动少，导致学生对知识的生硬接受，不能很好地调动学生的积极性和创造性。国际工程教育专业认证要求“以学生为中心，教师为辅助，以能力培养为主线，以素质培养为目标”，因此必须对本课程的教学方法进行改革。

3.2.1 借助慕课形式营造开放课堂

传统的课堂是封闭的，“三固定”(固定时间、地点、教学内容)。在这种封闭模式下，教学活动围绕着“三教(教师、教室、教材)”在转[6-8]。开放课堂就是打破传统的封闭教学模式，以学生为中心，借助慕课(MOOCs)教学形式营造开放式课堂，实现“三开放”，即实现时间、空间和内容上的开放。时间上从课内向课外延伸，打破固定的上课时间，学生可以自己掌控学习，做题闯关，遇疑难问题可以和教师或同学交流，通过直接面对面辅导、打电话、发邮件等方式进行交流；空间上从教室向实验室和图书馆拓展，学生可以将书本上的知识到实验室去进行实验，出现问题通过图书馆查找资料，锻炼学生的综合素质；内容上从教材向参考资料扩充，有些知识是社会需要的，但教材上没有现成的答案，就需要学生查找参考资料，追寻答案。为了达到开放课堂应有的教学效果，每次课教师都根据学生的学习能力和悟性设置适当的疑问，要想得到正确的答案，必须在课外去查阅资料或者亲自做实验，从而实现了课堂的开放。例如，在讲授“沉降观测”这一节时，让学生思考“沉降”能带来哪些其它方面的变形？学生通过课下查资料，做实验，打电话求助等方法，更加全面的认识了沉降对变形的危害，也对产生的其它形变有了初步的认识。

3.2.2 营造讨论问题式的翻转课堂

借助于慕课形式的先导性学习，为翻转式课堂创造了条件。把满堂灌变为问题课堂、讨论课堂、对话课堂。充分调动学生的聪明才智，加强师生之间的互动，采用启发式、讨论式、互动式和参与式等多种教学模式，将单向的灌输课堂变为多向交流，师生设问、置疑、思辨，寻根求底，从而激发学生学习的积极性和创造性。例如，在讲授“绪论”中“变形监测技术”一节内容时，通过相应的前导性学习后，提出世界上是否存在永恒静止的物体？对不同的物体进行监测时，所用的方法是否都一样？到目前为止，学过的知识能解决哪些简单的变形监测？然后分小组讨论，再对学生的讨论做总结，对没有时间讨论到的问题进行引导，学生积极性得到了调动，热情高涨，收到了预期的效果。

3.2.3 从强调知识的课堂转向强化能力的课堂

传统的课堂由知识主宰，教师讲的是知识，学生学的是知识，考试考的是知识。但知识不等于能力，变形观测分析与预报这门课更强调是学生的能力，学生仅掌握孤零零的知识点是完全不够的，更应该注重对学生能力的培养。在教学大纲中，对能力的培养有重要体现，要求学生有监测方案设计能力、数据采集能力、数据分析能力和预测预报能力。为了实现能力的培养，教师通过一些工程实例来让学生撰写相关的方案设计，通过课程实习来进行变形数据的采集、分析和预报。整个过程以学生为主，并且对这些过程给予考查，作为平时成绩记录下来，这样提高了学生的积极性，提高了学生的综合能力。例如在“工程建筑变形监测”这一节中，让学生以学校实验楼为例，来写一份监测方案的设计，通过学生亲自采集的数据进行分析和预测，大大提高了学生的思考能力，写作能力，动手能力和综合能力。

3.2.4 从注重“教”的课堂转向注重“做”的课堂

实践性是变形观测分析与预报课程的一个显著特点，教会学生“做”是本课程的重要环节之一，也是学生理论联系实际的重要手段。本门课程的实践教学方式建立在以学生为中心的“做中学”和“基于项目”的新型实践教学模式上。包括两类：一类是以课堂实习为主的基础性操作实验、综合性实验和创新性实验；另一类是与企事业单位联合培养学生。目前，与哈尔滨市勘察测绘研究院，黑龙江测绘地理信息局第一工程院、第二工程院、第三工程院，黑龙江省地质矿产局测绘院等单位建立了良好的产学研合作关系，学生可以顶岗实习，承担实际生产任务，如哈尔滨医科大学附属第一医院锅炉房改建项目、哈尔滨国际农业科技创新中心沉降监测项目等，学生积极参与整个项目的作业过程，锻炼了学生的工程应用能力。

3.3 以内、外反馈信息进行课程的持续改进

变形观测分析与预报这门课程是测绘工程专业比较深奥和晦涩的专业课之一，需要用到高等数学、数理统计与概率论、测量平差、工程测量等许多前导课程，学生在学习时会遇到很多问题，前面问题不解决将影响后面课程的学习[9-10]。为此，增加了学生的内部反馈信息机制和企事业单位以及往届毕业生的外部反馈信息机制，并对反馈信息进行持续改进。内部反馈就是每节课后都会和学生进行沟通和交流，对学生提出的意见进行研究，并加以改进，对学生共性的问题集中解决；外部反馈就是通过对企事业单位和往届毕业生的调研对所学内容和实际工作内容有哪些差距，需要更新哪些新知识，剔除哪些旧知识，哪些应该多讲，哪些应该少讲进行反馈。例如，通过外部反馈得出：全球性变形监测应该少讲；区域性变形监测中应对城市地面沉降监测多讲；工程和局部变形监测中应把工程建筑物的变形观测所涉及的各方面重点讲等，为教学改革提供了依据。

4 考核模式的改革

以往变形观测分析与预报课程的考核分为两大部分：一是结课后的卷面考试，占总成绩的70%，考试一般注重基本理论、基本知识的考核，对学生的方案设计能力、数据采集能力、数据分析能力、解决问题能力和实际动手操作能力的考核涉及较少；二是平时成绩的考核，占总成绩的30%，以课堂点名、学生的平时表现和实验报告内容进行考核。有很多学生平时上课应付，考前突击，严重影响了学习质量。为落实专业认证注重实效的原则，考核模式要进行深入的改革。在教学各环节中以客观、多样化考核为原则，在翻转课堂中，以学生的讨论、互动、提问、解惑等情况考核学生；在开放课堂中，以学生课外查阅资料或实验情况考核学生；在能力课堂，以学生对某监测对象的方案设计、数据采集、分析、处理、预报能力对学生进行考核；在实践课堂，以学生的动手操作能力、解决问题能力对学生进行考核。把考核指标多元化，引导学生在学习的过程中，形成“理论—探讨—查阅资料—实践—理论”这一良性循环学习模式。

5 结束语

工程教育专业认证是我国高等教育与世界教育接轨的一项重要举措，对尽快提升我国工程教育水平和职业工程师能力水平，实现国家新型工业化的战略目标，提升中国工程制造业总体实力和国际竞争力具有重要意义，它的实现离不开课程教学的具体实施。只有牢固树立工程教育专业认证的教育理念，培养学生以社会需求目标为导向，以学生为中心，并对各个环节进行持续的改进，才能培养国际互认的职业工程师。只有认真研究变形观测分析与预报的教学改革的策略，对每一个教学环节、每一个教学模块进行深入的设计和改革，才能落实工程教育专业认证的培养目标。

[1]李志义.适应认证要求推动工程教育教学改革[G].第1期工程教育认证专业培训会大会报告汇编，北京：中国工程教育专业认证协会，2014.

[2]潘庆林,冯宝红,郑国才.测绘工程专业“地籍测量学”课程教学改革的思考[J].测绘工程，2006, 15(4): 77-78.

[3]张前勇,鲁胜平.非测绘专业测量实践教学改革与尝试[J].测绘工程，2007, 16(4): 73-76.

[4]孙同贺,闫国庆.测绘工程专业实验教学改革与研究[J].华章，2013(19):188.

[5]龚振文.信息化测绘时代工程测量实践教学改革思路[J].山西建筑，2014, 40(2): 247-249.

[6]肖海平,陈兰兰.注册测绘师制度下测绘工程专业教学改革研究的探讨[J].测绘通报，2012(1):108-110.

[7]王永弟.测绘工程专业工程测量课程教学改革的研究[J].中国科教创新导刊，2011(16):37.

[8]李仲.深化测绘教学改革提高测量教学质量[J].中国电力教育2007年管理论丛与教育研究专刊，2007: 526-527.

[9]李俊锋.测绘教学方法改革思路浅析[J].测绘技术装备，2002, 4(2): 47-48.

[10]陈炳超,盛凯,周慧杰.测绘类课程实践教学改革与组织体系创新研究构想[J].广西师范学院学报：自然科学版，2006, 23(专刊):193-196.

[责任编辑：王文福]

Teaching reform of deformation observation analysis and forecast course under professional certification system

ZHANG Wei-cheng, LI Xiu-hai, CAO Xian-ge, MEI Xiao-dan, ZHANG Lei, SI Hai-yan

(College of Surveying and Mapping Engineering,Heilongjiang Institute of Technology, Harbin 150050, China)

For the needs of implementation of professional certification, it presents the core idea of engineering education professional certification, which has carried on the profound reflection of deformation observation analysis and forecast course teaching present situation, and put forward to target-oriented concept of curriculum system reform, student-centered classroom teaching reform, and the continuous improvement of internal and external feedback information oriented curriculum educational reform scheme. In each link of teaching, it takes the professional “output” to measure the quality of talent cultivation, with “look at learning not teaching”. And it takes periodic assessment to ensure the teaching reform into effect.

engineering education; professional certification; deformation observation analysis and forecast; teaching concept; teaching reform

2014-05-02

黑龙江省高等教育教学改革项目(JG2201201232;JG2013010480)

张为成(1980-),男，博士研究生，讲师.

H191；TU196+.1

：A

：1006-7949(2014)08-0077-04