结合工作过程的工程测量CDIO教学模式改革

张姣姣

（池州学院地理与规划学院，安徽 池州 247000）

《工程测量》是学院人文地理与城乡规划、房地产开发与管理非测绘专业的一门技术基础课，学习目的在于使学生掌握测量相关基础理论知识和测量仪器设备的性能、用途、使用方法等。工程测量课程理论教学占有34学时，辅助教学14学时基本为验证性实验，这种被动式的学习方式效果有限，不能满足工程技术人员对各种测量仪器及方法足够的认识，对学生能力的培养也无明显作用[1-2]。

将“构思（Conceive）—设计（Design）—实现（Implement）—运行（Operate）”（CDIO）工程教育模式应用到工程测量教学过程中，基于已掌握的工程测量知识，学生以小组团队为单位设计构思实践项目（C）；学生自主查阅相关文献资料，通过团队内以及团队之间的互相沟通交流，进行实践项目方案设计（D）；各团队在教师的指导下，对实践方案实施（I）；根据试验结果改进实践方案，反复优化实施，最后进行项目成果展示（O）[3-6]。即通过“构思—设计—实施—运行”（CDIO）的工程教育的方式，为学生提供丰富的设计实践项目，让学生在实践中和主动学习的情况下更好地掌握理论知识。

1 工程测量CDIO模式设计

基于“构思—设计—实施—运行”理念，从知识、能力及素质三方面，按照项目各阶段测量工作、岗位、领域确定对学生要求，以工作全过程为导向，以项目训练为载体，重新设置课程教学目标、教学内容和教学方法，并结合课程内容本身的特点，制定出技能、知识和能力的课程教学目标，如图1所示。

图1 《工程测量》课程教学目标

基于工程测量的三个培养目标，按照工程测量课程、测量员培训、工程测量竞赛三个方面将课程的内容分成了相应的模块体系，体现“因需设课，模块组合，按需取材，系统安排”的思想。工程测量课程理论教学、实践教学分别设立一个模块，支撑整个课程体系，工程测量知识模块的主要内容见图2。

图2 《工程测量》课程知识模块

在教学环节，以建设项目全过程为导向，结合建设项目各环节的测量工作，开展相关测量知识基础理论课堂教学，并交叉着实验、实践项目的实施。在课堂教学与户外操作实践相结合的基础层面上，运用“教、学、练、做”的教学方法，构建基础理论课堂教学与综合实践课程的有机结合，全面提高学生的自我学习能力和逻辑思维实践活动能力。

2 工程测量CDIO课程实施

结合CDIO理念，在工程测量教学实施过程中，以团队协作的方式设计各项目方案，学生结合所学测量知识，开展相关项目。

在实践环节，先安排学生完成测量仪器的认知实验，学生利用课余时间，可去测量实验室借取各种测量仪器设备，了解设备的基本结构与性能，熟悉各部件及调节螺旋的名称和作用，掌握各项仪器的使用方法。在掌握一定的理论知识和实践技能后，以团队合作的形式开展综合实践项目，在CDIO理念的指导下，将上课班级分成多个小组，每组4人，分别构思开展（1）测量技能竞赛项目（四等水准测量、水平角的观测、坐标测量）；（2）大比例尺地形图测绘；（3）建筑勘测与施工放样三个基于工作过程的项目。

各组学生接收实验任务后，首先查阅相关文献，设计合理的实验方案，从测量方案的准确性和可行性出发，制定出合理的技术路线标。然后学生根据审核后的实验方案，领取相应实验仪器开展实验项目的施测，外业采集实验数据。最后进行数据的处理与分析以及测量成果的整理与提交。在实施所有不同的实验项目过程中，学生独立参与和设计，积极思考和解决实验问题，从而获得相关的测量理论与实践知识。基于CDIO的项目开展过程中，将学生个人能力与团队合作相互融合，提高了工科学生的实践能力、团队合作意识和创新能力，提高了工程人才培养质量。

以大比例尺地形图测绘为例，首先让学生自主确定1:500施测区域，通过所学的地形图测绘技术与方法，编写大比例尺地形图测绘设计书，然后根据设计书领取仪器进行地形图的测绘。在项目实施过程中，学生遇到地物地貌的采集以及图形的绘制中的技术问题，通过团队内部与团队相互之间互相探讨和分析，独立处理问题，通过修改不断完善项目施测，最终完成大比例尺地形图地物地貌的采集与绘制。学生在项目设计和实施的整个过程中会出现各种各样的问题，但这些问题也会提高学生解决问题和分析问题的能力，提升学生综合性应用知识的能力。

3 CDIO教学方法与手段

3.1 传统教学与多媒体教学相结合

学生刚开始学习工程测量课程时，与实际联系较少，缺乏对各种仪器设备、工程项目的感知，因此，教师应展现自己的作用，做好学生知识的传授者，教授学生测量知识与技能、解决问题，开启通往众多工程测量世界的大门。《工程测量》课程涉及许多测量仪器的认识与使用、测量技术的应用等诸多方面，在理论知识的讲解过程中，无法在课堂全部展示演示，即使部分用实物讲授，学生也只是聆听教师在讲台的简单介绍，导致学生的学习兴趣不高，并且教师讲授也费力。因此，课堂教学中通过实物图片、动画以及测量仪器操作演示视频进行讲解，将传统课堂讲授与多媒体教学相结合，创立一个让学生直观感受的情境，显著地提高了教学质量，激励学生的学习主动性与兴趣。

3.2 采用多种教学方法融合的教学模式

将实际工程案例引进课堂教学过程，通过任务驱动法、实物展示法和沟通教学的有机结合，充分调动学生的学习兴趣，提升学生的自主学习能力、分析问题和克服问题的能力。比如：在实际教学过程中讲解一些重要章节内容时，先导入工程案例，通过案例中的事故过渡到今天所讲解的内容，让学生独立思考或者以团队交流的形式探索解决问题的方法和措施，在问题引导的基础上促进学生积极参与课堂活动，教师讲授完本章节测量知识之后，再回到案例让学生通过讨论来分析事故原因、解决方法及措施，最后教师进行评价及总结。

3.3 改进实践教学模式

在实践教学中采用“教师布置任务→学生自主设计工作程序和实施方案→教师审核优化批准实施→实验设备借取→项目施测→成果整理→教师点评”的教学模式，教学流程如图3所示。

图3 《工程测量》实践教学流程

3.4 依托测量大赛，开放测量实验室

在测量课程教学的开展过程中，以校级测绘实践技能大赛为依托，适时开展实验教学项目，以“四等水准测量” “全站仪角度测量” “全站仪坐标测量”为主线，通过水准、角度、坐标测量设计、动手实验、结论分析、探讨交流整个过程，实施了从构思、设计、实施到运行的一个全CDIO过程。

工程测量课程最主要的特点便是实践性强[7]，所以需要充分发挥测量实验室的作用，开展演示性与操作性的实践教学，才能使学生更快地领会理论课程内容并掌握相应的操作技术。所以必须加大测量实验室的开放度，让学生合理利用课余时间，前往实验室进一步熟悉测量仪器设备的使用、巩固课堂所学知识开展实验项目。

4 考核方式改革

工程测量课程最终成绩由三部分组成，其中平时考核成绩、实验实践成绩及期末理论考试各占比重为15：35：50。平时考核由出勤率、平时作业、课堂提问与讨论、阶段测评成绩等组成；实验实践主要由各实验项目的设计、施测、成果评价以及依托测量技能竞赛项目的实践考核组成；期末理论考试应用问题或案例分析等题型替代名词解释等死记硬背的题型。从理论教学到实践教学，全面考核学生对工程测量知识的掌握和综合应用能力，对测量仪器的操作和数据采集处理的能力，以及分析和解决工程实际问题的能力。

5 结论

结合目前我院《工程测量》课程教学现状，基于CDIO理念从技能、知识和能力三方面优化《工程测量》的教学内容，在教学过程中通过测量仪器实物展示、测量仪器、工程案例图片与视频等，提高学生积极主动学习的能力以及对工程测量知识的融会贯通与综合运用的能力；通过工程测量项目设计、动手实验、结论分析、探讨交流整个过程，实施了从构思、设计、实施到运行的一个全CDIO过程，达到培养学生全面的专业、个人、职业、团队、交流及社会意识与能力；此次工程测量课程的改革，以教学目标为导向，优化了教学内容，融合了多种教学方法与手段，改进了考核方式，提高了教学效果。