[摘 要] 工程测量学是工程领域专业中至关重要的学科,通过测量和分析地表及地下的各种特征,为工程设计、建造和管理提供了基础数据和支持。在土木工程、建筑工程、水利工程、交通工程等各个领域,工程测量学都扮演着重要角色。“工程测量学”具有内容多、知识点分散、实践性强等特点。为满足社会对人才培养的需求,提高学生的工程测量能力,针对目前“工程测量学”课程现状和存在的问题,提出改革建议。研究旨在分析“工程测量学”教学现状及存在的问题,探讨教学改革的必要性,并提出具体的改革措施,以期提高“工程测量学”教学质量,培养适应现代工程需求的高素质测量人才。
[关键词] 工程测量学;教学内容;教学方法;评估方法
[基金项目] 2023年度河南工业大学环境工程学院本科教育教学改革研究与实践项目“智慧教学模式在‘环境规划与管理’教学中的应用研究”(JXYJ2023004);2023年度河南工业大学校级研究性教学课程项目“土壤污染与修复”(2023YJXJX-30)
[作者简介] 王雅乐(1991—),女,河南平顶山人,博士,河南工业大学环境工程学院讲师,主要从事环境污染修复教学研究;许春红(1978—),女,河南南阳人,硕士,河南工业大学环境工程学院讲师,主要从事流体力学及重金属健康风险方面教学研究;王亚利(1987—),女,河南济源人,博士,河南工业大学环境工程学院讲师,主要从事环境规划及生态毒理学教学研究。
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2024)44-0071-05 [收稿日期] 2023-10-26
工程测量学是工程领域专业中的重要学科,承担着为工程设计、施工和运营管理提供基础数据和技术支持的任务。随着科学技术的不断进步和社会需求的日益增长,工程测量技术和方法也在不断更新,这对“工程测量学”教学提出了新的要求[1]。然而,目前“工程测量学”教学内容和方法在某些方面已经不能完全适应现代工程实践的需求。因此,对“工程测量学”教学进行改革势在必行。研究和探讨“工程测量学”教学改革,不仅有助于提升学生的专业素质和实践操作能力,也能更好地满足社会对高素质测量人才的需求,为工程建设事业的发展提供有力支持。
目前我国高校土木工程专业正在向应用型转型,社会对土木工程专业人才培养提出了更高要求[2]。“工程测量学”课程作为土木工程专业一门重要的专业基础课,是后续课程学习的基础。
一、“工程测量学”课程现状与存在的问题
(一)教学内容与实际应用脱节
目前,“工程测量学”课程的教学内容存在与实际应用脱节的问题,具体表现包括:教材内容陈旧,许多“工程测量学”教材使用的内容更新不及时,难以反映最新的测量技术和方法[3],例如,一些新型的测量仪器和软件工具在教材中缺乏详细介绍,使学生难以了解和掌握当前行业前沿技术;理论与实践脱节,课程设置中理论教学占据较大比重,而实践教学相对较少,导致学生在实际操作中难以将理论知识应用于实践当中[4],例如,学生在课堂上学习了测量原理,但缺乏实际测量项目的经验,难以独立完成复杂的测量任务;案例教学不足,缺乏实际工程案例的教学,学生难以将所学知识与实际工程项目联系起来[5],例如,教学中缺乏城市规划、建筑施工等实际工程案例,使学生对工程测量的实际应用场景了解不足。
(二)教学方法单一,缺乏互动
教学方法单一、缺乏互动是当前“工程测量学”课程教学中的另一个突出问题,具体表现包括:传统讲授为主,教师在课堂上主要采用“灌输式”讲授方法,学生被动接受知识,缺乏主动参与和思考的机会,例如,教师在讲解测量方法时,往往是单方面讲述,学生很少有机会参与讨论或提出问题;互动性不足,课堂上师生互动较少,学生缺乏表达自己见解和疑问的机会,例如,教师在授课过程中很少进行提问或组织讨论,学生只是机械式地听讲,难以激发学习兴趣和主动性;缺乏合作学习,课堂上缺乏小组讨论和合作学习环节,学生之间的交流和合作机会较少[6],例如,学生在完成测量项目时,很少有机会通过与他人合作共同解决问题和分享经验。
(三)实践环节不足,学生动手能力欠缺
工程测量学作为一门实践性很强的学科,实践环节不足是当前教学中的一个严重问题,具体表现包括:实验课程安排有限,实验课程的课时安排不足,学生在实验室进行实际操作训练的机会有限[7],例如,每学期只有几堂实验课,学生难以通过短时间的实验获得足够的动手操作经验;实习和实训机会少,学生参加实习和实训的机会较少,缺乏在实际工程项目中进行测量工作的经验,例如,很多学生在毕业之前很少有机会参与实际的工程测量项目,导致实践操作能力薄弱;校企合作不足,高校与企业之间的合作不够紧密,学生难以通过校企合作获得更多的实践机会,例如,很多学校没有与测量企业建立长期稳定的合作关系,学生难以进入企业进行实习与实践。
(四)考核方式过于传统
考核方式单一、过于传统,是影响“工程测量学”教学效果的另一个关键问题,具体表现包括:笔试为主。考核方式主要以笔试为主,忽视了对学生实践操作能力和综合素质的评价[8],例如,学生在考试中只须记忆和背诵理论知识,实际操作技能和解决问题的能力没有得到充分考核。缺乏过程性评价。考核注重期末考试,忽视平时的学习过程和表现,难以全面反映学生的学习情况,例如,学生在平时的课堂表现、实验操作、实习实践等方面的成绩很少纳入最终考核。实操考核不足。实操考核占比较低,难以有效评价学生的实践操作能力,例如,很多课程在考核时没有设置实际测量操作的环节,学生的动手能力和现场应变能力无法得到检验。
通过上述问题的分析,可以看出当前“工程测量学”课程在教学内容、教学方法、实践环节和考核方式等方面存在诸多不足,这些问题严重影响了教学质量和学生综合素质的培养[9]。因此,对“工程测量学”课程进行全面的教学改革,以提高教学效果和人才培养质量势在必行。
二、教学改革的必要性
随着科学技术的进步,测绘仪器技术水平不断提高,传统的“工程测量学”教学内容和方法已无法适应新时期人才培养的需求。工程领域的不断发展和技术的进步,对工程技术人才的要求不断提高[9]。教学改革能够使“工程测量学”教育更加贴近实际工程需求,培养适应时代发展的工程技术人才。
通过教学改革,可以采用更加灵活多样的教学方法和手段,激发学生的学习兴趣,提高其学习动力和自主学习能力。例如,引入案例式教学、项目驱动式教学等活动,让学生在实践中学习,提升他们的实践操作能力和解决问题的能力。加强对学生实践操作能力和创新能力的考核,注重对学生实际测量技能和综合素质进行培养。
教学改革有助于提升教学质量,提高学生的学习效果和满意度,推动“工程测量学”教育的不断发展和进步。通过引入新颖的教学理念和先进的教学技术,促进教学模式的创新和教学资源的更新,为“工程测量学”教育的长远发展奠定基础。
三、教学改革的具体措施
(一)优化教学内容
目前,“工程测量学”课程内容体系主要包括基础理论、测绘工程、GPS测量、地面测量和地下测量等几大模块,每个模块又包含若干个知识点,内容涵盖工程建设的各个方面[10]。如果按传统教学模式进行教学,教材中理论内容偏多,且与实际工程中可能会遇到的问题存在偏差,不能满足应用型人才培养的需求。因此,在教学过程中,应对教学内容进行改革,使其更好地满足应用型人才培养的需求。
1.增加实践性课程。增加实践性课程是提升学生动手能力和实践操作水平的重要措施。具体通过:设计综合性实验课程,结合实际工程项目,设计综合性的实验课程,让学生在实验中应用所学知识,解决实际问题,例如,开展地形测量、建筑放样等综合实验课程;引入课外实践项目,鼓励学生参与课外实践项目,如大学生创新创业项目、社会实践活动等,通过实践项目积累经验,提高实践操作能力;设置实训课程模块,在教学计划中设置专门的实训课程模块,安排集中实训时间,强化学生的实际操作训练。
2.引入最新技术与设备。引入最新的测量技术和设备,使学生能够接触和掌握行业前沿技术。具体包括:更新实验室设备,采购最新的测量仪器设备,如全站仪、GPS定位系统、无人机等,确保学生在实验中能够使用先进设备;引入先进测量软件,在课程中引入最新的测量软件,如AutoCAD、GIS软件等,培养学生的数据处理和分析能力;邀请行业专家讲座,定期邀请行业专家到校讲座,介绍最新的测量技术和行业动态,使学生及时了解行业发展趋势。
3.案例教学与项目驱动教学相结合。通过案例教学和项目驱动教学,增强教学的实践性和应用性。具体通过:案例教学,选取典型的工程测量案例,在课堂上进行详细讲解和分析,让学生了解实际工程中的测量问题和解决方法;项目驱动教学,以项目为驱动,设计一系列教学项目,让学生通过完成项目,实现系统学习和应用测量知识,例如,设计一个完整的测量项目,从前期勘察、数据采集到数据处理和成果输出,让学生全面参与跟进。
(二)改进教学方法
兴趣是最好的教师,是学生学习的内在动力。在“工程测量学”教学过程中,可以根据不同的课程内容采用不同的教学方法,激发学生的学习兴趣。在讲解基本理论知识时,可以结合实际工程案例进行讲解,通过实际工程案例让学生了解工程测量工作的主要内容和工作流程。
在教学过程中要始终围绕提升学生能力的目标,采用多种教学方法开展教学活动。激发学生的学习兴趣是提高教学质量的前提条件。教师要结合课程特点选择合适的教学方法,促进师生互动,提高教学质量。
1.开展互动式教学。采用互动式教学方法,增强课堂互动,提高学生的学习兴趣和参与度。具体措施包括:课堂提问与讨论,在授课过程中,教师可以通过提问、讨论等方式,与学生互动,激发学生思考和参与,例如,在讲解一个测量原理时,提问学生可能遇到的实际问题,引导学生思考解决方法;互动式演示,通过互动式演示工具,如电子白板、在线测量软件等,实时展示测量过程和数据处理结果,使教学更加直观生动。
2.开展小组讨论与合作学习。开展小组讨论和合作学习,培养学生的团队合作精神和沟通能力。具体措施包括:小组讨论,在课程中设置小组讨论环节,让学生围绕某个测量问题进行讨论,提出解决方案,并在课堂上进行展示和交流;合作学习项目,设计合作学习项目,让学生分组完成测量任务,通过团队合作,共同解决问题,提高团队协作能力。
3.应用多媒体与信息化手段。应用多媒体和信息化手段,丰富教学内容,提高教学效果。具体措施包括:多媒体教学,利用多媒体课件、视频演示、虚拟仿真等手段,增强教学的直观性和生动性,例如,通过视频演示测量过程,让学生更直观地了解操作步骤;在线学习平台,建立在线学习平台,提供丰富的学习资源和在线互动功能,支持学生自主学习和交流,例如,提供测量软件的在线操作指南、典型案例的详细分析等。
四、加强实践教学
“工程测量学”是一门实践性较强的课程,为了让学生更好地理解理论知识,提高学生的动手操作能力,需要对教学方法进行改革。
(一)建立校企合作实践基地
建立校企合作实践基地,为学生提供更多的实践机会。具体措施包括:签订合作协议,与测量相关企业签订合作协议,建立长期稳定的合作关系,定期安排学生到企业实习和实践;企业导师制,引入企业导师,指导学生的实践活动,提供专业指导和技术支持。
(二)增加实习和实训的机会
增加实习和实训的机会,让学生在实际工作中积累经验。具体措施包括:集中实训,在学期中安排集中实训时间,组织学生到企业或实际工程项目现场进行集中实训,强化实际操作能力;暑期实习,利用暑假时间,安排学生到企业进行暑期实习,参与实际工程项目,提高实际工作经验。
(三)鼓励学生参与科研项目和社会服务
鼓励学生参与科研项目和社会服务,提升综合素质和实践能力。具体措施包括:科研训练,鼓励学生参与教师的科研项目,培养科研能力和创新思维,例如,参与测量技术的创新研究,进行数据分析和实验验证;社会服务,组织学生参与社会服务活动,如测量公益项目、志愿服务等,通过实际行动服务社会,提升社会责任感和实践能力。
五、改进考试方式
传统的课程考核方式往往以理论知识考核为主,涉及实践操作能力的考核较少,容易导致学生重理论轻实践,不利于培养学生动手能力。为了培养学生的实践能力和创新能力,应改革传统的课程考核方式。
(一)平时成绩
应主要考虑课堂表现、实验过程、实习过程和作业完成情况等方面。其中,课堂表现包括出勤情况、课堂参与程度和回答问题等情况;实验过程包括实验预习、实验报告、实验操作和实验总结等;实习过程包括企业考核、实践操作能力等;作业完成情况包括作业格式和内容是否符合要求。
(二)期末成绩
应主要考虑学生的实际动手能力和解决问题能力。其中,实践操作能力主要体现在“工程测量学”课程中涉及基本仪器操作及基本计算,同时也要注重对学生数学知识和物理知识的综合应用能力。期末成绩主要考查学生对知识的掌握程度,同时也要考查学生综合运用知识解决实际问题的能力。
(三)考试内容
应主要考察测量学所涉及的基本原理和基本知识。在考试中不能要求学生死记硬背,而是要让学生在理解原理和掌握知识点的基础上去解决问题。
六、加强师资队伍建设
通过提高教师的综合素质来提高教学质量。通过多种培训形式,使教师进一步掌握现代测量理论、方法、技术及新仪器、新设备的使用;通过建立科学合理的人才引进机制;通过引进高学历、高层次人才来提高教学质量;通过鼓励教师参加各种形式的继续教育和在职教育活动,鼓励教师到国外进修和交流;通过科研立项或教学奖励等多种形式激励教师参与教学改革。
七、教学改革的展望
随着科技的进步和工程测量技术的发展,教学改革也需要不断创新和进步。未来的教学改革可以从以下几个方面进行展望。
(一)教学内容的持续更新
随着测量技术的不断发展,教学内容需要与时俱进,引入最新的测量技术和方法,使学生能够掌握行业前沿技术。
(二)教学方法的多样化
未来的教学方法将更加注重多样化和个性化,采用互动式教学、翻转课堂、混合式学习等多种教学方法,增强教学的趣味性和实效性。
(三)实践教学的深入推进
未来的实践教学将更加注重实际操作和项目实践,建立更加紧密的校企合作关系,提供更多的实习和实践机会。
(四)考核方式的多元化
未来的考核方式将更加注重综合评价和过程评价,采用多元化的考核方式,全面评价学生的知识掌握情况和实际操作能力。
(五)跨学科融合的研究
未来的研究可以探索“工程测量学”与其他学科的融合发展,如地理信息系统(GIS)、无人机技术、大数据分析等,为学生提供更广阔的知识视野和应用场景。
(六)国际化教学的研究
未来的研究可以探索“工程测量学”教学的国际化发展,加强与国际知名高校和科研机构的交流与合作,引入国际先进的教学理念和方法,提升教学水平和国际竞争力。
结语
“工程测量学”是一门理论与实践紧密结合的课程。随着现代测绘技术及信息技术的发展,“工程测量学”在教学内容、教学方法和考核方式上需要不断改革创新,以培养具有工程实践能力和创新精神的复合型人才为目标。通过优化教学内容,更新和完善教学内容,增加实践性和应用性课程,使学生能够掌握最新的测量技术和方法;改进教学方法,引入互动式教学、合作学习和多媒体教学等现代教学方法,增强课堂互动,激发学生的学习兴趣和主动性;加强实践教学,增加实验和实习课程的比重,建立校企合作实践基地,提供更多实际操作和项目实践的机会,提高学生的动手能力和解决实际问题的能力;改革考核方式,实行综合性考核与过程性评价相结合,增加实操考核比例,全面评价学生的知识掌握情况和实际操作能力。从而探索出一套特色方法,并在教学中不断改进完善。
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Analysis on the Teaching Reform of Engineering Surveying Science
WANG Ya-le, XU Chun-hong, WANG Ya-li, YANG Yong-qiang, LI Li-ping
(School of Environmental Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou,
Henan 450001, China)
Abstract: Engineering surveying is one of the most important disciplines in the field of engineering. It provides basic data and support for engineering design, construction and management by measuring and analyzing various characteristics of the surface and underground. In civil engineering, construction engineering, water conservancy engineering, traffic engineering and other fields, engineering surveying plays an irreplaceable role. Engineering surveying has the characteristics of many contents, scattered knowledge points and strong practicality. In order to meet the needs of the society for talent training and improve the students’ ability of engineering measurement, the reform is proposed in view of the current situation and existing problems of the “engineering surveying” course. This study aims to analyze the current situation and existing problems of engineering surveying teaching, explore the necessity of teaching reform, and put forward specific reform measures to improve the teaching quality of engineering surveying, and cultivate high-quality surveying talents to meet the needs of modern engineering.
Key words: Engineering Surveying; teaching content; teaching method; assessment method