新工科背景下非测绘专业测量学课程建设探索

摘  要：为适应测绘学科发展新趋势、对标新时期高校新工科人才培养改革要求，针对目前高校非测绘专业测量学课程教学存在的重难点问题，结合西南大学非测绘专业测量学课程教学改革实践，提出新工科背景下测量学“五维一体”课程教学改革创新方案，为多维度、系统化推进测量学课程建设及非测绘专业人才培养质量提升提供参考。

关键词：新工科;测量学;教学改革;人才培养;教学体系

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）27-0126-05

Abstract： In order to adapt to the new development trend of surveying and mapping， comparing to the reform requirements for the cultivation of new engineering talents in colleges and universities in the new period， aiming at the key and difficult problems existing in the surveying course teaching of non-surveying and mapping major， combined with the teaching reform practice of non-surveying and mapping major in Southwest University， this paper puts forward the teaching reform and innovation plan of "five dimensions in one" Surveying course under the background of new engineering. It provides reference for multi-dimensional and systematic promotion of surveying curriculum construction and training quality improvement of non-surveying professionals.

Keywords： new engineering; Surveying; curriculum reform; talent cultivation; teaching system

课程作为高校人才培养体系中的最基本单元，是专业建设的核心要素，直接影响着人才培养的质量[1]。顺应国际竞争新形势、国家发展新需求和立德育人新要求的新工科教育改革方向[2]，在高校测绘专业和非测绘专业培养方案中，测量学极强的实践性和时代性得到进一步凸显。尤其在人工智能、大数据、云计算和物联网等新技术引领下，测绘技术和行业发生了巨大变革，数字化、智能化、网络化成为现代测绘科学发展的鲜明特征。为充分适应测绘学科发展新趋势，主动对接社会发展用人新需求和新时期高校人才培养改革新目标，多维度、系统化推进测量学课程改革已成为一项十分紧迫的任务。但目前与测量学课程教学改革相关的权威文献，主要面向测绘专业教学模式创新和学生能力培养[3-4]，对理论教学和实践教学任务更为繁重的大量非测绘专业的研究关注有待加强。鉴于此，依据新工科教育范式要求和测量学课程教学信息化、智慧化发展趋势，针对目前高校非测绘专业测量学课程教学存在的教学理念落后、教学内容更新不及时、教学模式呆板单一、教学过程疏于质量管控和课程学习效果评价考核形式简单片面等问题，结合西南大学非测绘专业测量学课程教学改革实践，探索提出了测量学“五维一体”课程教学改革方案，期望能够为测量学课程建设及非测绘专业人才培养质量提升提供教研参考。

一  测量学“五维一体”课程教学改革设计

测量学是一门重要的专业基础课[5]。西南大学测量学课程是土木工程、风景园林、土地资源管理和人文地理与城乡规划等10余个非测绘本科专业的必修课或选修课，每学年理论教学和实践教学总学时近800学时。为化解非测绘专业测量学课程教学现状与社会发展对人才培养诉求总体不相匹配的矛盾，西南大学成立了由相关学院领导、教研室、课程组、企业专家、高校同行及在校学生等多元主体参与的测量学课程教学改革研究团队（以下简称“西大测量学教研团队”），针对非测绘专业测量学课程教学特点开展了深层次、多元化、系统性的课程建设探索，形成了“五维一体”的课程教学系统改革方案，即以革新教学理念为先、以更新教学内容为重、以创新教学模式为要、以强化教学质量为魂、以健全教学评价为尺。

“以革新教学理念为先”。教学理念不仅在教学实践过程中起着主导作用，更关系着教师对人才培养目标的认知和行动方向[6]。测量学与国民经济建设和民众生命财产安全息息相关，测量学授课教师更应秉承新工科背景下“应对变化、塑造未来”的发展理念，践行“继承与创新、交叉与融合、协调与共享”的发展路径[7]，树立课程思政教育理念，突出课程特色、核心技术与大国重器、国家安全之间关系的教育，提升学生的学习兴致和爱国情怀[8]。“以更新教学内容为重”。教学内容设置科学与否，直接关系着一门课程教学目标或教学效果能否达成[9]。目前高校测量学课程可选用的教材虽多但内容体系基本一致。受不同专业特点、学时安排、课程性质（必修课、选修课）设定等诸多差异性因素影响，测量学课程教学需与不同专业的要求相衔接，制定差别化的教学大纲，改革更新教学内容。“以创新教学模式为要”。现代科学技术特别是“互联网+”的发展和应用，推进了现代信息技术与教育教学的深度融合[10]。测量学课程具有理论系统抽象、实践操作复杂、应用具体多样等特点，对刚接触学习该门课程的学生而言，若采用“讲听式”的传统教学模式，必然不利于激发学生学习兴趣、培养其创新能力。“以强化教学质量为魂”。教学质量是评价衡量高校课程教学改革成败的重要依据[11]。测量学课程教学效果由理论教学效果和实验实习教学效果两部分有机构成[12]。因此，加强课程教学过程管理各个环节的质量管控，是提高测量学教学质量的重要途径。“以健全教学评价为尺”。课程教学效果的评价，是基于教师的“教”与学生的“学”的双向综合评价[13]。客观测度测量学课程教学效果，需探索建立多主体参与、多维度考察、全过程覆盖的课程教学效果综合评价机制，既要考虑对教师教学态度、能力及效果的督导评价，又要考虑对学生基础理论掌握、基本操作能力的考查评价。

二  测量学“五维一体”课程建设实践

（一）  革新课程教学理念

为摆脱测量学课程以“知识传授”为中心的传统教学理念束缚，西大测量学教研团队以“立德树人”为根本任务，以推进四个“回归”为基本遵循，提出了“以人为本、‘三育’并举”的教学改革新理念。即在课程教学中，以促进学生全面成长、成才为根本，推进德育、智育和能育“三育”并重[14]、协同提升。

“德育”是对学生政治素养和道德品质的培育。为挖掘测量学课程“德育”功能，西大测量学教研团队将课程思政元素系统融入测量学教学内容和教学目标，形成了测量学课程思政教学体系。在讲授测绘发展史时，从大禹治水时“左准绳、右规矩”的古老测绘技术引入，从测绘大国到建设测绘强国娓娓道来，系统性介绍我国目前处于国际领先、拥有自主知识产权的无人机、北斗导航等测绘科技发展现状，激发起学生的爱国热情、民族自豪感和文化自信[15];在讲授水准测量内容时，植入我国珠穆朗玛峰历次高程测量的背景和历史事迹，引导学生树立不畏艰辛、团结协作和勇于担当的精神;在讲授地形图测绘内容时，引入地形图依法测绘、保密使用管理等相关法律法规内容，用以增强学生遵纪守法意识。

“智育”是对学科专业知识和专业技能的系统教育。根据不同专业人才培养需求和课程性质及学时的差异性安排，西大测量学教研团队探索设计了差别化的理论教学和实践训练内容，为不同专业学生提供对口的测量学基础知识和基本技能的支撑。如对土地管理专业而言，测量学是必修课，研究团队结合其人才培养需求和学时安排，为其设计了7个方面的理论教学内容和8个方面的实验教学内容，并安排测图综合实习1周（表1）。

“能育”是对学生实践创新能力和自主终生学习能力的培育。为弥补“能育”教育上的短板，西大测量学教研团队创新实践教学内容，将其设计成验证性、综合性和自主创新设计性等不同类型的实验（习）项目，以项目为教学载体，推进老师课上讲授和学生课余自学相融合，既让学生掌握规范化操作方法，又有自主创新空间，进而推动课程教学重心由“教师‘教’”向“学生‘学’”转移，尽可能激发学生学习潜力、培养创新能力。

（二）  更新课程教学内容

针对测量学课程教学内容更新滞后的问题，西大测量学教研团队根据不同专业人才培养对测量学知识的要求，遵循“强化基础、注重实践、适应发展、有所差别”四项原则，对测量学教学大纲内容作出相应调整（表1）。

“强化基础”就是在教学内容设计时，注重强化测量学“三基”（基础知识、基础理论、基本技能）教学内容的选择与更新，将测量学相关基本概念、测量工作基准、测量工作基本原理方法、测量误差基础理论和地形图基础知识等，统一作为非测绘专业学生学习掌握测量学的基础内容。“注重实践”就是教学内容设计充分体现测量学课程实践应用性特点，围绕培养学生“测、算、绘、用”综合能力，科学设定教学实验、实习实践性教学内容[16]，合理分配理论教学与实践训练教学时间。为保证各项实践教学内容顺利开展，西大测量学教研团队在校内建成用于常规实验、仪器操作考核、课程实习的实训基地（场所）3个，充分满足了全校测量学实验教学和综合实习的教学需求。“适应发展”就是课程内容设计紧跟测绘学科发展新理论、新技术、新方法，适应社会发展对人才的需求，充分体现新时期高校人才培养的宗旨和目标。“有所差别”就是充分把握测量知识在不同专业领域的应用差异，基于课程性质、学时安排差别化设计理论、实验、综合实习的教学内容。如地形图教学相关内容，除地形图基础知识是要求非测绘专业学生共同学习掌握的基本内容之外，农林水及环境工程类专业学生还应注重利用地形图进行信息识别提取、规划设计内容表达等“用”图能力的培养;土地资源管理等专业学生则不仅需具备良好的“用”图能力，还要通过数字化成图综合实习培养地形图“测”“算”“绘”等各项能力。

（三）  创新课程教学模式

充分利用智能智慧化、网络数字化、形象可视化的现代技术手段，西大测量学教研团队创新性地探索了“三化”协同教学方式。即仪器认知课前预熟化、教学课堂小班精细化、课后辅导答疑在线化，形成了传统与现代、普适与个性相融相洽的混合教学模式，推动了以“教”为中心的“传统灌输式”教学向以“学”为中心的“探究互动式”教学加速转变。

首先，采用仪器认知课前预熟化教学。课前，由任课老师以在线方式将常用测量仪器设备（如水准仪、电子经纬仪、全站仪和GPS等）的微视频发送给学生观摩认知学习，让学生预先了解仪器设备的功能、结构及操作使用方法等，缓解学生对测量仪器构造复杂、操作困难的畏难心理。并允许有条件的同学提前到仪器中心借领仪器设备，在实验老师指导下进行实操训练，让学生更好地理解掌握课堂教学所讲授的测量仪器设备的测量原理和方法，确保高质高效地完成相应的实践实习任务。

其次，采用教学课堂小班精细化教学。课堂教学小班化，精准释放和传递师生教学状态信息，增强学生参与互动、活跃课堂气氛、激发学生学习兴趣，促使探究式、启发式、互动式和案例式等混合教学方法的优势充分融合和发挥，实现课堂翻转。再辅以多媒体动画、微视频、“互联网+”等技术手段，将较为抽象难理解的教学内容进行形象具体直观化表达，促使学生更加精准地理解和把握教学内容。如对高斯投影内容的讲解，若辅以三维动画演示投影带由曲（球）面转化为平面的过程，会大大增强学生直观体验和对高斯平面直角坐标定义的理解;再如，辅以地表三维模型，动画演示控制测量布网或地形测图特征点选取的过程，就会令学生更好地把握控制点或测图点选取的原则和规律。

最后，采用课后辅导答疑在线化教学。充分利用互联网环境，通过QQ、微信或其他专业APP等建立学生与教师互动交流的线上渠道，及时排除学生在课后学习中遇到各种困难和障碍，实时化答疑解惑，进一步强化了学生对教学内容的精准理解和把握。