高职测绘地理信息技术专业《三维地理信息建模》课程开发实践

摘要：本文针对《三维地理信息建模》课程在教学中存在的问题和难点，构建了理实一体化的课程开发实践体系，通过创新课程教学手段，混合式教学、案例教学法、项目教学法等创新教法，建立 “岗课赛证”融通体系，探索校企合作育人机制，提高学生三维地理建模的职业能力水平。

关键词：三维地理信息建模课程；开发实践体系；创新课程教学

《三维地理信息建模》课程是测绘地理信息技术专业的重点课程之一，新时代测绘市场在朝着数字化测绘技术飞速发展，对人才的需求也随之变化。因此，创新《三维地理信息建模》课程，改变单调枯燥的教学模式，创新多元而先进的教学手段，转变为以实际案例为指引，以动手操作为核心，以工作任务为探索中心的课程教学模式，并探索校企合作育人的途径，探索“岗课赛证”融通体系，优化对学生的教学考核与评价，多措并举，让学生更好、更深地融入该课程之中。在课程中提升应具有的职业能力，不仅为学生在该课程的深入钻研打下坚实基础，更能够培养学生在该课程中的职业能力，促使学生更好地就业或创业，更能够适应社会岗位的需要。

一、《三维地理信息建模》课程

三维地理信息建模技术是数字化时代下数字测绘技术的核心技术之一，即通过将普通摄像信息、无人机的摄像信息、GPS信息、惯导信息、RS测绘信息以及二维图像信息等多元信息融合，基于照片及纹理数据的基础上，采用建模技术创造测绘对象3D展示效果，将建筑物、山脉、水系、道路等地理坐标精确且清晰展现出来。建模技术测量数据量可分为摄影自动建模技术、传统手工建模、激光点云数据建模、参数化批量建模，数据量依次从小到大。建模技術则有着以下几类：①结合图像尺寸空间技术将摄影测量得到的数据信息和影像内容进行数据化整合，并采用高斯核卷积公式进行尺度空间内的数据表达；②通过应用影像面积匹配技术，以运动恢复结构算法为核心的数据处理方式，获得测绘信息的高精度三维点云；③通过构建三角网络的技术功能将获得的点云数据进行匹配和整合，结合地物的信息的高度重叠提升三角网络的复杂度和密集度；④应用纹理映射技术在三角网络模型构建完成后针对模型结构的表面纹理进行细化处理。建模技术可以使用3DSMAX、Revit、ArcGIS等软件来完成参数化建模，方便易用[1]。而建模课程就是为了促使学生掌握建模技术而设置的课程，是地理信息技术专业的重点课程之一，课程内容包括信息建模的基本知识和原理、数据获取、空间建模、空间分析、可视化表达等多个模块，让学生对建模技术的理论部分清晰的认识，并要求学生能够使用3DSMAX、GIS建模等软件，能够处理一定难度的三维地理信息建模实操应用。课程教学应以理实一体化为主要形式，以学生职业胜任能力为培养目标[2]。

二、教学常见难点

在建模课程之中，常常出现的难点在于两点。一点是缺乏实践教学，这是一个不容小觑的问题，因为课时限制、硬软件配置不完善、地理数据缺乏、不够重视等种种原因，导致建模课程中缺少实践类教学，教学重点几乎都放在了理论课程学习上，难以体现理实一体化教学。如果教学仅停留在理论学习之中，而不去付诸实践，理论教学就会失去意义，学生实践能力不足，不仅对理论知识的理解不够深刻，而且不具备社会对职业岗位的根本需求，这和建模课程开设的初衷以及培养目标是不匹配的。另外一点在于教学模式单一，对学生的培养缺乏全面性，不够面面俱到，导致学生的职业能力突破不了既有的上限。部分的课程教学手段仍采用大面积知识讲授的模式，这种传统模式也是枯燥的、乏味的，对于学生的学习态度和创新精神会有负面的影响，而在教育飞速发展的今天，采用混合式教学、案例教学法、项目教学法等创新教法，更能激发学生学习热情，让学生的课堂参与度更高，这些都是课程教学需要探索的改革方向。

三、建模课程开发实践途径

（一）凸显实践教学，构建理实一体化教学

在开展建模技术课程中，首先要做到的是构建理实一体化教学，在传统教学模式重视理论知识教学的基础上，凸显出实践教学。根据社会需求以及专业人才培养目标为导向，让学生亲自上机操作，在实践中锻炼他们整理数据、数据获取、空间建模、空间分析、可视化表达、使用3DSMAX、GIS建模等软件等多个模块的实践操作技能掌握，而不仅仅只是进行理论知识的学习，要明确职业院校本就是培养应用型、实践型人才的地方，凸显出实操教学，不仅有助于学生深刻理解与建模技术相关的理论知识，并且还能提升学生的实践操作能力，这都是学生职业能力的表现。具体而言，可采用分岗实训的方式，根据岗位需求和技术划分建立综合实训体系，模拟岗位工作业务和工作过程，并结合课程教学进度，构建综合实训体系，在实训体系中，学生需要以小组合作的形式来完成实训任务。同时提倡项目化教学、工作过程系统化教学等方式，这是教育系统中涌现的先进教法，以一个完整的项目为载体，以工作任务为驱动，给学生模拟接近真实的从业情境，提出从业难题，或者从业任务，让学生以完成工作的视觉和心态，去研究并解决问题，相比于传统的教学模式，它有着很大的优点，符合高职院校培养应用型人才的办学特点。可参考张鲜化、李丹超、郑翮三人为高职建模课程教学所设计的大致五个大项目、若干小任务的课程体系[3]，例如项目：倾斜摄影测量三维建模技术，其中包含三个任务：倾斜摄影测量基础知识；倾斜摄影测量外业数据采集；倾斜摄影测量内业建模。而项目化教学、工作过程系统化教学等教学模式的开展过程，大致可分为资讯、计划、决策、实施、检查、评估六个步骤。

资讯：在资讯阶段教师给学生发布学习任务，模糊或创设接近真实的从业环境，结合建模课程的进展以及具体知识而定，宜以分组协同的方式展开，告知学生初步资讯或者让学生自主收集相关资讯。计划：得到基础资讯之后，学生着手制定任务完成计划书，为完成本次项目任务定下基调，并定下具体工作步骤，根据工作过程的任务，制定具体是多少人参与、各自扮演什么角色、各自有哪些任务要展开、具体要分为多少步骤等等。决策：决策主要和计划相关，要让学生思考和探索如何去完成这一项目，要运用到怎样的技术，有些情况下也让学生预测任务完成后的结果或相关数据，如技术不明，可以在教材上获取答案，或者在网络上搜索相关资源学习，随后教师收集学生的任务完成计划书，检查是否有错误，及时指出，保证学生有效学习。实施：根据制定的较为详细的任务完成计划书，学生依次按步骤完成，这一过程大多是实践过程，通过3DSMAX、GIS建模等软件的使用，让学生顺利掌握建模技术的相关原理以及实践操作技能，将所有结构和类型以及用法都牢记于心。当然，学生因为技术掌握不足，在实施过程中会犯下各种各样错误，教师及时对接指导或解惑纠错，引导学生顺利实施完成计划。检查：教师检查学生的工作成果，检查学生制作的三维模型是否得当，是否达到了目标功能。评估：可以是教师对学生项目完成情况进行评估，也可以是学生小组上台讲解项目完成情况应展示项目完成成果，由其他学生小组相互评估，归总所有评估数据，得出最终评估数据，将完整评估反馈给学生。评估有两点主要任务，要考虑评估内容的多样性，要考虑评估结果的准确性[4]。

（二）创新教学方法

围绕“用什么手段进行教学”的问题，结合上文提到的教学方法单一枯燥的问题，应正视这一问题，致力于调整和创新教学方法，避免建模课程教学手段采用大面积知识讲授的模式。随着教学体系的创新，很多先进的、优秀的教学手段开发并应用，比如上文提到的项目教学法，再比如线上线下混合式教学、案例教学法、情境教学法、层次化教学等。现如今线上教学领域的拓展是重点方向，为学生搭建线上教学平台，或构建线上线下相混合的教学模式，这对提升课程教学效率有极大的推动作用。首先，要保证线上系统功能，确保线上学习平台的服务器容量能够容纳众学生，不至于卡顿或崩溃。其次，要完善平台上的学习模块，包括直播讲学、录播课教学、知识树、思维导图、建模前沿资讯、作业练习以及互动交流等模块[5]。

（三）构建岗课赛证融通体系

“岗”“课”“赛”“证”是职业院校教育的重大因素，也是新时代职业教育的方向标，探索岗课赛证融通教育体系，为实现高质量教育打下坚实基础。对于“岗”来说，即课程设置应向社会需要的、有发展潜力的行业靠拢，课程内容结合岗位实际需求。对于“课”而言，即课程内容设置也要符合社会需求，符合社会前沿技术，社会上建模技术迭代更新很快，教材内容也应技术创新推动课程教学手段创新。除此之外还有“赛”，指的是组织专业技能比赛，学校可以自己组织本校技能比赛，校际之间也可组织交流技能比赛，也可以去参加国家组织的职业技能比赛，就建模课程而言，例如国家创办的全国高校GIS技能大赛，例如学校可组织三维建模与分析竞赛等，让学生参与到竞赛之中，为竞赛做好知识和技能准备，并且在竞赛过程中不断深化知识、不断精进技能。而就“证”而言，推行“1+X”毕业制度，1就是毕业证，而X就是多方面职业资格证书，并鼓励和引导学生在校学习期间积极考取对应的职业资格证书。地理信息技术专业学生可参加全国GIS应用水平考试，分为一级二级三级，参与MapGIS技术认证等等[6]。构建“岗课赛证”融通机制，是要将这四个元素融合在一起，而不是将这四个元素分别展开，比如将课与赛融通，在职业技能比赛开展期间，教师可将职业技能比赛的侧重点引入课堂上，进行知识讲解，或者在考试之后，将考试内容在课堂上讲解，详细讲授，进行二次学习[7]。

（四）利用校企合作，深化学生技能

“校企合作、产教融合”是高职院校办学突破方向，学校和企业合作，构建校内实训基地，以及送学生入企进行顶岗实习。而不论是在实训基地进行实训学习，还是入企进行顶岗实习，都能让学生获得较为充足的实训机会，获得一定工作报酬，高职院校因此提升办学能力。而企业也解决了招工难的问题，同时和学校建立了良好合作关系，双方整合资源开展技术攻关、产品研发、成果转化、项目孵化等研究项目。利用校企合作，大大提升学生职业胜任力，可采用实训订单制、工学交替制、入企实习制等多种学习方式，学生进入顶岗实习学习时，学校教师必须做好追踪了解，进行技术讲解和帮扶，并且企业也应拿出合适的育人机制，比如岗位的确定、工作时长、工作环境、薪资待遇、轮岗制度等。

（五）创新考核体系

教学内容和教学方式进行了创新和调整，教学考核体系也必然要随之创新调整才行，如此才能使课程体系和谐统一。和上文提及的理实一体化改革一样，都应凸显实操考核，而改变过去一味进行理论知识考核的模式。加强对学生建模实操能力的考核，理论考核和实操考核占比五五分，理论考核进行书面试题考核，考核学生对建模理论的实际理解水平、随机应变的能力以及创新能力等，而实操考核则进行上机考核，为学生模拟实际工作场景，并设计不同的工作任务，考核学生实践操作能力。如此一来，建模课程的育人效果就能得到进一步的保障和明确。

四、结束语

综上所述，《三维地理信息建模》课程的开发实践应正视现有教学中存在的问题，推动建模课程改革，基于岗位需求凸显实践教学、创新教学方法，加强训练学生的建模实操能力，探索“岗课赛证”融通体系，探索校企合作育人体系，并以职业能力为导向创新考核体系，多措并举达到教育目标。

作者单位：罗玉霜 福建水利电力职业技术学院

参  考  文  献

[1]张鲜化，李丹超，陈传胜，等.三维地理信息建模典型的三种方法探索与实践[J].测绘与空间地理信息，2019，42（12）：68-70.

[2]林先勇，汪仁银，陈锐.高职测绘地理信息技术专业实践教育体系构建探索[J].教育界：高等教育，2019（03）：81-82.

[3]张鲜化，李丹超，郑翮.高职测绘地理信息技术专业“三维地理信息建模”课程开发实践[J].测绘与空间地理信息，2019，42（10）：236-238.

[4]吕翠华，杨永平，马娟，等.测绘地理信息类高职专业办学与产业发展匹配度分析[J].地理信息世界，2020，27（05）：134-139.

[5]张鲜化，李丹超，郑翮.高职测绘地理信息技术专业“测绘技术基础”课程内容改革与实践[J].测绘与空間地理信息，2019，42（11）：244-247.

[6]孔维东.高职测绘地理信息类专业人才培养质量研究[J].教育科学发展，2021，3（09）：177-178，181.

[7]马娟，吕翠华，葛俊洁，等.基于TQC的高职院校测绘地理信息技术专业教学质量控制体系[J].昆明冶金高等专科学校学报，2019，35（04）：109-114.

[8]于冬雪.高职测绘地理信息技术专业生产性实训课程体系校企共建的探讨[J].产业与科技论坛，2022，21（10）：236-237.

罗玉霜（1976-），女，汉族，福建三明，本科，讲师，研究方向：测量工程。