CDIO模式下土木工程专业测量学课程改革的研究

覃锋

[摘 要]按照CDIO工程教育模式对土木工程专业测量学课程进行教学改革是培养土木工程应用型人才的有效途径。目前测量学课程体系和传统教学内容与方法不能适应现在工程的需要。为实现应用型人才培养目标，必须构建适应工程需要的课程体系内容，创新教学项目及教学案例，完善合理的课程教学评价方法；同时指出基于CDIO模式下对于教师知识水平和能力的要求以及 “双师型”教师队伍的建设是很多高校在教学改革中面临的一个共同的问题。

[关键词]CDIO工程教育模式 测量学 项目化教学 工程能力

[中图分类号] G423.07 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）10-0157-02

十多年来，国内外大学工程教育实践证明CDIO模式是大学培养高级工程技术人才的有效途径，同时也为地方高校工科专业实现国际工程教育认证起到了积极的促进作用。因此，CDIO工程教育模式为我国普通高等学校培养应用型人才提供了借鉴和方法。CDIO工程教育模式注重培养学生扎实的工程基础理论和专业知识，并在此基础上将教育过程放到工程领域的具体情境项目中，倡导“基于项目的教育和学习”，在教学过程中以项目为驱动，让学生在项目的实施中学习。CDIO模式下的项目化教学要求对现有的教学模式和方法，对教学效果和学生能力的评价等进行大幅度的改革和创新。本文以土木工程专业测量学课程为例，探索基于CDIO模式下课程教学改革的思路。

一、构建适应工程的新型课程内容体系

测量学是土木工程一门重要的专业基础课，也是一门理论和实践紧密结合的技术基础课。传统的测绘仪器设备主要指有光学水准仪、经纬仪、平板仪等以及和它们配套使用的水准标尺、地形尺、计算器等设备。最近十多年以来，随着计算机技术和信息技术的快速发展，测绘科学领域的理论、技术也发生了革命性的变化。在土木工程中电子全站仪、测量机器人、数字水准仪、GPS静态和动态RTK测量、激光三维扫描技术已广泛地应用于工程的规划设计施工阶段。由于这些技术的应用，控制测量、地形测绘、工程施工放样、高程传递等常规的工作已经与传统的方法完全不同。很显然，传统测量学教材的内容在测绘仪器、测绘方法上，都落后于现在理论的发展、技术的进步和工程的实际应用。综上所述，采用CDIO工程教育模式，从培养应用型人才的角度出发，有必要对测量学教材内容重新构建，组织筛选适应现代工程需要的课程内容体系。

测量学知识内容较多，涉及不同的专业的需要，从提高能力和素质上讲，教学的最终目的是学生能够运用测量的基本理论方法分析解决工程中的问题。因此，对于土木工程专业来说，测量学的重点应该是测量学的基本理论方法、地形图的基本知识和应用、土木施工测量、线路工程测量等内容。但是由于学时数的原因，大多数高校的教学中只讲授了测量学的最基础部分，学生学习了这门课后，仅仅会一些简单的计算和仪器的操作，而对于测量学知识在工程中的应用知之甚少，这就是现在教学中存在的弊端。笔者根据20年的教学和工程实践，同时结合测绘科学理论技术的发展变化，认为在测量学课程中除了讲授基本的理论方法外，还应重点讲解测绘技术在工程中的应用，如土木工程施工测量、线路工程测量、桥梁隧道工程测量等，同时还应介绍GNSS、RS、GIS等理论和新技术、新仪器在工程测量中的应用，比如全站仪、数字水准仪、GPS静态测量、GPS RTK测量、激光三维扫描仪等仪器的功能以及在工程中的应用方法。

在土木工程专业测量学教学结束后，安排有两周的测量学实习，这对于学生掌握和理解理论知识有很好的帮助，同时也能提高学生的仪器操作技能。但是大多数的学校安排的实习内容是测绘小区域的地形图，而在工程施工中常用到的比如高程和坐标的引测、建筑物点位的放样、土方测量计算、纵横断面的测绘、线路的测设、坐标的转换等没有得到应有的重视。为了培养学生的实际工程能力，应该将上述的内容纳入实习中来，施工测量方法才是土木工程专业测量学的重点内容。

二、组织创新项目教学及工程案例教学

基于CDIO工程教育理念，把专业知识和能力素质融入具体的项目教学中，其特点是学习内容围绕项目这个核心进行，学生在实施项目的过程中学习、探究、应用知识。根据测量学课程特点，构建以测量基本理论知识为基础，以工程应用为引导，以现代测绘高新技术为重点，以满足土木工程需要为目的的项目教学模式。为此，需要将测量学中的内容以实际工程为背景进行重组和整合，形成具有工程任务特点的具体项目。在项目实施过程中，教师更多的是充当指导者和辅助者的角色，引导学生主动学习项目涉及的理论知识和操作技能。通过完成项目任务，可以激发学生主动研究和探索的精神，培养学生独立思考与分析问题和解决问题的能力，在此过程中也培养学生团结协作的精神。

在项目教学中，除了以教材内容构建项目外，更多地要以综合性更强的工程案例项目进行教学。对于工业与民用建筑方向的班级，可以采用某具体的高层建筑施工测量方案向学生讲解工业民用建筑中测量方案的编制依据、控制点和定位依据点的检查、主轴线控制网的建立、基坑土方和桩基础测量控制、结构测量控制中内控点的建立、轴线和高程的测量方法以及建筑物及基础的沉降观测等内容；而对于道桥方向的班级，则以一条二级公路的规划勘测设计阶段和施工阶段的测量工作任务为例，给学生讲解选线、定线、线路控制网的建立方法、纵横断面测量和绘制的要求、线型的设计、线路中桩和边桩坐标的计算、线路挖填方量的计算以及施工中各种不同线型的测设方法等。可以看出，工程案例是前面的教学项目的更大的综合，通过工程案例教学，学生掌握了工程项目的流程顺序，学生对于土木工程不同方向的测量内容方法就会有更深一步的了解和认识。

三、创新课程教学评价体系

（一）对教师学识水平和教学能力的评价

教师是教学的组织者和引导者，教师的学识水平是教学的基础。在项目化教学中强调学生主动学习去完成项目任务，但是教师在项目实施过程中起着至关重要的作用，教师的学识水平和指导方法对项目是否能够顺利开展有直接的影响。

项目教学不仅要求教师对本门课程的知识点要非常熟悉，而且要有一定的工程实践经验，要求教师掌握测量学在土木工程中常见的应用方法和技术。教师在构思教学项目时必须明确要实现的能力目标、知识目标、项目任务以及教学进度安排等。从对教师课程项目设计的内容是否合理，在项目教学中是否以学生为主体，在项目实施过程中能否灵活运用多种教学方法给学生正确的指导、帮助以激发出学生的学习热情，最终是否达到提高学生的工程能力为目的等方面评价考核教师学识水平和教学能力。对教师教学水平和能力的评价应重视学生对教师的评价，毕竟学生是教学的直接参与者和受益者，他们的评价是比较公平合理的。

（二）对学生学习效果和考核成绩的评价

对学生学习效果的评价是多方面的综合。学生学习效果主要表现在对于基本理论知识的理解掌握程度，能否运用理论知识和常规测绘仪器解决具体工程问题和最终的考试成绩上。学生学习效果的评价主要是看经过课程项目和工程案例项目的学习参与后学生能否在项目设计的能力、知识和素质上达标，通过多种手段和方式综合考核学生在这几个方面达到的程度。基于CDIO的项目教学，不能简单用考试卷面成绩来评价学生的学习效果，而应采用学生在学习过程中参与项目任务的认真程度、完成项目任务的情况、提交项目成果的质量、团队协作能力和老师的沟通以及实践能力来综合考核评价。在评价方法上应该更多地听取来自学生的意见，采用学生自评、小组成员互评、教师评价，最后按一定的权重计算学生的考核成绩。

（三）对课程项目教学效果的评价

大学承担为社会培养人才的责任，最终的“产品”就是毕业生。毕业生凭借自己的知识和能力回报社会，服务企业，实现个人价值。通过对毕业生在用人单位的跟踪调查，根据学生在岗位上的工作能力表现以及岗位所需的知识、能力和素质要求与课程项目设计中知识、能力和素质目标的差异，来评价课程的教学效果和人才培养的质量，这是对课程教学效果最客观最真实的评价。根据全面跟踪调查结果和用人单位反馈的意见，进一步调整课程的内容和修改项目设计以及相应的教学要求。

四、结束语

对土木工程专业测量学课程基于CDIO模式下进行深层次的项目教学改革，对教师队伍的学识水平、知识结构和工程实践能力均提出了较高的要求；在教学过程中不仅注重理论知识的学习，更强调学生学习能力、分析和解决工程问题能力的培养。基于CDIO模式下的项目化教学课程改革力度大，课程改革能否成功涉及很多方面，其中“双师型”专业教师队伍的建设是大多数地方高校基于CDIO模式下人才培养和教学改革面临的一个共同问题。因此，应通过制定与企业联合培养人才，吸引企业高级工程技术人员到学校任教，选派任课教师到企业参与工程项目等政策，提升师资队伍的工程实践能力，以适应培养应用技术型人才的需要。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2008（3）：21-23.

[2] 王汉雄，王嘉慧.土木工程测量教学体系改革与创新[J].矿山测量，2007（1）：11-13.

[3] 吕忠刚.应用型本科非测绘专业“工程测量”教学改革的研究[J].测绘通报，2010（7）：75-77.

[4] 谢攀，陈存恩.基于CDIO理念的土木工程施工课程改革探索实践[J].教育与职业，2010（5）：125-127.

[5] 韩涛，孟昭博，汤美安.土木工程专业应用型本科人才实践教学的目标定位[J].教育与职业，2010（6）：163-164.

[责任编辑：钟 岚]