面向本科项目式教学的工程项目库建设研究——以“工程测量”课程为例

王化光，张同刚，孙美玲

（西南交通大学 地球科学与环境工程学院，四川 成都 611756）

引言

西南交通大学测绘学科历史悠久，长期以来坚持理论联系实际，着力解决国家经济建设中的技术难题，为轨道交通事业发展做出了杰出贡献。1896年学校在创立之初就设有测量与抄平课程，至1939年土木工程科测绘类课程增至5门，并形成系统。1959年学校在铁道建筑专业创办航测专门化，1977年设立铁路航测与定线专业，1978年改为摄影测量与遥感专业。1991年成立的测量工程系已发展为拥有测绘工程、遥感科学与技术、地理信息科学等本科专业的测绘遥感信息系，为国家培养了大量测绘技术人才。测绘工程专业2017年1月通过国家工程教育专业认证，并在2019年入选国家级一流专业建设目录。

当前，为贯彻落实新时代全国高校本科教育工作会议和《教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》要求，做强一流本科、建设一流专业、培养一流人才，教育部启动了一流本科专业建设“双万计划”，主要任务是用三年时间在全国高校建设10000个左右国家级一流本科专业点和10000个左右省级一流本科专业点。课程是一流本科专业建设的重要载体，是人才培养的核心要素，课程质量直接决定人才培养质量。因此，教育部发布了《关于一流本科课程建设的实施意见》，要求深化教育教学改革必须落实到课程建设上。教育部关于一流本科课程建设的实施意见指出，课程建设要立足经济社会发展需求和人才培养目标，优化重构教学内容与课程体系，以提升教学效果为目的创新教学方法；课程建设不但要传递知识，更要重视能力素质培养，加强研究型、项目式学习，提升课程学习的深度；加强非标准化、综合性等评价，提升课程学习的挑战性；着力培养学生解决复杂问题的综合能力，深度分析、大胆质疑、勇于创新的精神和能力。因此，研究项目式教学如何实施才能达到传递知识和能力素质培养兼顾、在提升课程学习深度和挑战性的同时提升教学效果，从而达到培养学生解决复杂问题综合能力的目的，具有重要的现实意义。

一、项目式教学的主要环节

“工程测量”是一门理论和实践相结合且实践性很强的专业基础课，既有理论上的深度，也有实践上的挑战性，其实践教学成果也利于进行综合评价，适合于进行项目式教学。虽然国内大型工程项目众多，但由于项目工程背景复杂、规模大、周期长、涉及的知识面过于宽泛，且工序非常复杂，造成其工程测量工作也各有特点，直接应用于校内项目式教学难度较大。因此，应依托典型工程案例，针对课程目标，研究原始工程项目的技术途径和实施方法，对实际工程项目进行改造，保留工程项目的主要特点，控制工程项目的规模，使之适宜在校内开展项目式教学，从而建立起支撑项目式教学的工程测量项目库。本文以“工程测量”课程的实践教学为例，通过工程测量实践教学项目（桥梁测量）的教学案例，在面向本科项目式教学的工程项目库建设研究方面做了有益的尝试。工程测量实践教学的项目式教学是以项目任务驱动为核心的教学模式，包括项目设计、项目实施、项目评价等三个主要环节。

（一）“工程测量”实践教学的项目设计

“工程测量”实践教学项目以实际的工程项目为蓝本，通过削减工程规模、缩短项目周期、补充工作内容、沿用技术标准、完善评价机制，使其具备在校内实施的条件。某大跨度铁路拱桥，全长1024米，桥面宽25米，江面到桥面高差230米，桥梁两端均与隧道连接，项目工期4年。该项目每年需要进行平面控制网复测10千米、高程控制网复测7千米，分期加密控制点10个，以及随桥梁施工进度重复多次的墩台定位测量工作。

工程测量实践教学项目（桥梁测量）将桥梁变更为曲线桥，长度减小为200米，使之与校内水系和地形相匹配，周期缩短为10天，使之与实践教学计划学时数相一致，工作内容补充变更为：（1）编写桥梁工程测量技术方案；（2）加密平面控制点1个；（3）踏勘和选点；（4）长度2千米平面控制测量数据采集和处理；（5）长度2千米高程控制测量数据采集和处理；（6）长度1千米铁路线路数据计算和复核；（7）桥梁2个墩台坐标计算、测设和检核；（8）编写桥梁工程测量总结报告等，使实践教学内容丰富而完整。沿用原项目技术标准，根据项目缩小后的规模确定技术参数，并作为合格标准对项目测量成果进行检验。

将实际工程项目改造后在校内进行实践教学，必须突出项目的仿真特性。例如把桥轴线设计为跨越宽阔水域、把平面和高程控制测量路线设计为通过有地形障碍的区域，再加上夏季高温多雨的天气，使得测量环境非常贴近于真实，让学生有机会去研究问题、解决问题。另外，各项测量工作的主要技术要求都按现行测量规范执行，培养学生的工程质量意识。

（二）“工程测量”实践教学的项目实施

“工程测量”的项目式教学采用多小组集中进行，为保持评价标准的一致性，提供的测量起算数据也必须一致，即采用相同的高程控制点和平面控制点。集中测量时使用相同的高程控制点，各小组间不会产生拥堵现象，而使用相同的平面控制点却有可能因为设置相同的测站点而产生排队等点的现象。解决的办法是各小组均采用后方交会法进行平面控制点加密，在此基础上进行平面控制测量。

另外，经过精心设计的各小组桥梁布置在同一水域，而其桥梁设计参数和平面坐标各不相同。这样，各小组就可以依据相同的起算测量数据和不同的桥梁设计参数自行确定测量技术方案和加密点位置，通过踏勘确定控制点位置确定控制测量的方法和采用的主要技术标准；进行铁路线路数据计算和复核，确定桥梁墩台测设方案。在此基础上，各小组自主进行控制测量数据采集和数据处理，再利用控制测量成果进行桥梁测设等测量工作，直至完成项目任务。

（三）“工程测量”实践教学的项目评价

项目式教学能充分调动学生的积极性，全员、全过程、全方位的项目评价方法起关键作用。全员评价包括教师评价、小组评价和个人评价三部分。教师主要对小组技术方案、项目进度和测量成果正确性，以及个人技术总结报告做评价；小组主要对项目测量成果规范性和精度做评价；个人评价是对成员在项目实施过程中的表现及其对项目贡献做出的评价。全过程评价是对项目实施中的阶段性成果进行评价，如对平面控制点加密测量成果、平面控制测量成果、高程控制测量成果、桥梁墩台测设成果等的评价。全方位评价是把项目实施的诸方面都纳入评价范围，如遵守纪律、爱护仪器、团队协助、勤于钻研、认真操作、独立计算等；再如项目技术方案完善、技术资料完整规范、项目测量进度合理、项目测量精确度等。评价时以客观评价为主，做到公开、公平、公正，以规范主要技术要求为依据对测量指标、技术要求和测量精度进行量化评价。

由于项目式教学针对的是工程测量实践教学，重在实践又兼顾理论和工作表现，因此按项目工作内容进行评价的方案为：工程测量技术方案（含踏勘和选点、加密平面控制点）占10%，平面控制测量数据采集和处理占20%，高程控制测量数据采集和处理占20%，铁路线路数据计算和桥梁墩台测设占20%，工程测量总结报告占10%，工作表现（含出勤、团队协作、对项目的贡献等）占20%。

二、工程项目库建设的基本要求

项目式教学是一种创新教学方法，它通过完善的评价机制激发学生的学习动力和专业志趣，达到提升教学效果的目的。因此，应将具备项目式教学条件的课程建设成可以独立实施的工程项目，形成面向本科项目式教学的工程项目库，推进一流专业建设。根据工程测量课程项目式实践教学的经验，面向本科项目式教学的工程项目库建设应满足一定的条件和要求。

（一）项目式教学工程项目建设的条件

首先，项目式教学工程项目的实施离不开合适的场地和仪器设备，场地在校内或附近可为项目式教学的顺利实施提供便利，使用与实际工程项目同样的仪器设备可以获得更好的实践教学效果。当场地并不完全符合项目式教学要求时，可进行虚拟仿真改造，例如把校内河流两边的绿地视为水面，造就出宽阔的水域供桥梁工程测量使用；把教学楼上的平台视为山间道路为隧道工程测量提供观测条件等。

其次，项目式教学对指导教师的专业水平和项目任务设计能力提出了更高的要求，不但要求教师有深厚的理论基础和丰富的工程实践经验，还需要掌握数量众多的项目教学案例。只有这样才有可能设计出教育理念先进、教学内容新颖、教学方法创新的工科一流课程实践教学工程项目。

（二）项目式教学工程项目建设的内容

1.工程项目设计是项目式教学的基础。虚拟仿真是工程项目设计的重要手段，依托有代表性的实际工程项目构建适宜在校内场地实施的仿真工程项目，项目场景是虚拟的，而项目问题是真实的；项目各阶段是虚拟的，而技术要求是真实的；项目工期是压缩的，而项目内容是完整的，并且应包含研究性、创新性、综合性内容，让学生体验“跳一跳才能够得着”的挑战性。通过虚拟项目的实施达到掌握真实项目实践带来的效果。明确项目规模、项目条件、项目参数，提出项目任务、技术要求、工期限制和需要提交的成果等，工程项目设计完成后应以项目任务书的形式提供给学生作为项目实施的依据。

2.工程项目实施是项目式教学的主要环节。教师引导学生自我管理，激发其求知欲望和潜能，让学生主导项目实施，通过小组协作完成项目任务。项目式教学组织形式让学生由个体学习转变为研究、讨论、实践验证等形式多样的小组协作学习，学习目的由掌握知识转变为保障项目质量、提升项目进度、控制项目成本。在项目实施过程中，虽然教师主要起辅助和引导作用，但是要求教师具有深厚的理论基础和丰富的工程实践经验，这样才能为项目顺利实施提供最后的技术支持。另外，还需要为各类工程项目编制工程项目作业指导书，作为操作规范和保障项目质量的工作遵循。

3.工程项目评价是项目式教学的关键环节。对项目实施过程中产生的资料、成果、产品等进行客观评价并及时反馈，可增强学生通过探索、实践完成项目任务时收获能力和素质提高的成就感。项目评价要遵循全面、客观、公正、规范的原则，评价指标体系要准确地反映对项目任务和项目质量的要求。项目评价办法应与现行技术规范、项目任务书、项目作业指导书一并提供给学生，作为编制项目实施技术方案的依据和追求的目标。

（三）项目式教学工程项目库的维护

项目式教学工程项目库的维护是工程项目库建设的迭代环节，持续改进也是工程项目库建设的基本要求。通过持续改进引入学术研究和科技发展前沿成果，让工程项目设计体现时代性与前沿性、让项目任务饱满且富有挑战性、让项目评价多元且可测量，提高人才培养的目标达成度、社会适应度。

项目式教学工程项目的执行和维护需要相对稳定的师资队伍，应通过建立健全基层教学组织广泛开展教育教学研究活动，通过组建科研团队开展科研活动提高教师科学研究与教育教学深度融合的能力，为面向本科项目式教学的可持续发展提供技术支撑。

结语

在我校测绘学科悠久历史的基础上，研究和吸收现代教育理念，进行面向本科项目式教学的工程项目库建设研究，有力促进了项目式教学在实践教学中的应用。进一步探索具有轨道交通特色的实践教育体系与方法，有助于培养具有国际化视野的一流专业人才，服务于中国铁路“走出去”战略和“一带一路”倡议。