工程教育专业认证体系下变形观测与变形分析课程教学改革与实践

摘  要：变形观测与变形分析是测绘工程专业的专业核心课程之一，也是兰州交通大学第二批校级线上线下混合式“金课”建设（培育）项目，及甘肃省首批认定的“一流课程”，基于国家“一流课程”建设的目标要求，课程组持续更新原有课程教学内容，重新构建现有线上线下授课内容，同步优化线上线下混合式教学设计，不断完善线上线下教学资源。同时，测绘工程需要进行工程教育专业认证，课程组成员深入学习工程教育专业认证相关内容，建立符合工程教育专业认证课程对毕业要求的达成度评价体系。课程组成员及时调整和更新授课内容，完善课程线上资源，大篇幅增加工程背景和工程案例内容，扩宽学生工程实践途径，强化工程应用及创新，并完善现有线上资源，针对课程目标建立线上案例库。课程组成员结合课程目标明确课程线上线下学习知识单元，细化线上线下学习环节，强化课程思政设计，着力研究课程教学与思政教育的结合点，用“大思政”的视野规划布局本门课的课程思政点，然后用“小思政”将课程思政精心付诸实践。最后，立足工程教育专业认证需求，建立对应的课程目标达成度计算方式。最终完成线上教学与线下教学的深度混合，深化“变形观测与变形分析”专属在线课程（SPOC），继续开展翻转课堂、混合式教学，打造在线课程与课堂教学相融合的混合式“一流课程”。

关键词：变形观测与变形分析；工程教育专业认证；一流课程；金课；思政教育

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）28-0042-04

Abstract： Deformation Observation and Deformation Analysis is one of the core courses of surveying and mapping engineering. It is also the second batch of school-level online and offline hybrid "golden course" construction （cultivation） project in Lanzhou Jiaotong University， and the first batch of "first-class courses" identified in Gansu Province. Based on the goal of national "first-class course" construction， the course group continuously updates the original course teaching content， reconstructs the existing online and offline teaching content， optimizes the online and offline hybrid teaching design， and constantly improves the online and offline teaching resources. At the same time， surveying and mapping engineering needs to carry out engineering education professional certification. The course team members deeply study the relevant content of engineering education professional certification， establish an evaluation system that meets the graduation requirements of the engineering education professional certification course， adjust and update the teaching content in time by the course team members， improve the online resources of the course， increase the engineering background and engineering case content in a large space， broaden the students' engineering practice ways， strengthen the engineering application and innovation， improve the existing online resources， and establish an online case base for the course objectives. Combined with the course objectives， the members of the course group clarify the online and offline learning knowledge unit of the course， refine the online and offline learning links， strengthen the ideological and political design of the course， focus on the combination of course teaching and ideological and political education， plan and layout the ideological and political points of the course with the vision of "great ideology and politics"， and then put the ideological and political points of the course into practice with "common ideology and politics". Finally， based on the requirements of engineering education professional certification， the corresponding calculation method of curriculum goal achievement is established. Finally， the deep blending of online teaching and offline teaching is completed， the exclusive online course （SPOC） of "Deformation Observation and Deformation Analysis" is deepened， the flipped classroom and blended teaching are continued， and the blended "first-class course" integrating online course and classroom teaching is created.

Keywords： Deformation Observation and Deformation Analysis; professional certification in engineering education; first-class courses; the golden lesson; the ideological and political education

变形观测与变形分析是兰州交通大学（以下简称“我校”）第二批校级线上线下混合式“金课”建设（培育）项目，也是甘肃省首批认定的“一流课程”，课程组基于国家“一流课程”建设的目标要求，持续更新原有课程教学内容，重新构建现有线上线下授课内容，同步优化线上线下混合式教学设计，不断完善线上线下教学资源。同时，测绘工程专业需要进行工程教育专业认证，对此课程组教师需要深入学习工程教育专业认证相关内容，建立符合工程教育专业认证中课程对毕业要求的达成度评价体系，所以，需要进行基于工程教育专业认证的变形观测与变形分析课程改革与实践，这既是作为“一流课程”建设的需要，也是工程教育专业认证的需求。

在过去的教学实践中团队教师已经形成以“兰州交通大学在线综合教育平台”为线上教学平台，“雨课堂”为多媒体教学平台的线上线下混合式教学模式。学生在课前线上完成知识单元的学习及对应的学习任务，在这一过程中存在原有的线上学习环节并没有将学习任务与课程目标明确对应、现有线上资源中与课程目标一一对应关系不明确、典型案例与课程目标对应关系不明确，不能完全满足工程教育专业认证的需求；线下教学过程采用“雨课堂”授课模式能有效地将学生吸引进课堂，提高了课堂教学效果，但存在线下、线上授课环节结合不够紧密的问题；原有的教学过程中引入了课程思政，但存在课程思政点不明确的问题；原有教学环节中也完成了课程目标的达成度计算，但并没有完全将课程过程性评价体系与课程目标完全对应[1]。

因此，为适应“一流课程”建设的目标要求，要对变形观测与变形分析课程教学内容、教学环节等内容再创新，同时需要明确各教学内容教学环节与课程目标的对应关系。对此，课题组成员首先调整和更新授课内容，完善课程线上资源，大篇幅增加工程背景和工程案例内容，扩宽学生工程实践途径，强化工程应用及创新，并完善现有线上资源，针对课程目标建立线上案例库。其次，结合课程目标明确课程线上线下学习知识单元，细化线上线下学习环节。再次，强化课程思政设计，着力研究课程教学与思政教育的结合点，用“大思政”的视野规划布局本门课的课程思政点，然后用“小思政”将课程思政精心付诸实践[2]。最后，立足工程教育专业认证需求，建立对应的课程目标达成度计算方式。最终完成线上教学与线下教学的深度混合，深化变形观测与变形分析专属在线SPOC（Small Private Online Cours）课程，继续开展翻转课堂、混合式教学，打造在线课程与课堂教学相融合的混合式“一流课程”[1-3]。

一  研究的目标和拟解决的主要问题

教学团队以工程教育专业认证为依据，结合申报国家一流本科课程的目标和要求，通过对现有变形观测与变形分析教材内容及其实施过程进行重新规划与整合，重新优化变形观测与变形分析线上线下混合式教学的教学设计，规划、更新课程线上多媒体教学资源建设，以期达到以下目标。

线上线下混合式授课的深度混合：更新原有教学设计，结合课程目标明确线上、线下授课内容，重新设计课程学习单元及对应线上线下教学环节，分别进行“线上学习知识单元”的设计与线下教学环节的设计，达到线上线下的深度混合。

建立与课程目标相对应的线上案例库：针对课程目标建立“线上典型案例库”。

建立与课程目标相对应的线上课程思政案例库：结合课程目标建立课程具体思政目标，选择一批与专业密切结合的典型案例，分析课程思政内涵与思政融入点，建立课程思政案例库。

建立课程目标达成度评价方式：深入研究课程目标达成度方式、课程对毕业要求达成度评价方式的内涵，建立基于工程教育专业认证标准的变形观测与变形分析课程目标达成度计算、分析、评价及持续改进模式。

最终解决原有线上线下混合式教学模式中各教学环节与课程目标对应关系不明确的问题；强化线上线下混合式授课深度混合；解决原有课程思政与课程联系不紧密，思政融入点不明确的问题。解决原有课程目标达成度、课程对毕业要求达成度评价体系不明确的问题[4]。

二  课程改革方案

（一）  前期调研

前期调研了解和研究国内知名工科院校变形观测与变形分析相关课程基于“一流课程”的课程教学设置情况，深入工程建设等相关单位进行调研，通过团队反复讨论，提出适合我校测绘工程专业的建设意见和方案，使得课程相关设置立足测绘工程专业的实际教学情况，有利于促进课程目标的达成及毕业要求的达成。

首先重新修订测绘工程专业人才培养方案，变形观测与变形分析课程支撑测绘工程等专业培养方案中毕业要求指标点，由原来的5个指标点调整为3个指标点，见表1。支撑毕业要求中2.4、4.2及5.2，其中2.4为中支撑，4.2与5.2为强支撑。

基于此对教学内容、教学实施过程进行重新规划与整合，提出课程设计的整体规划。并梳理出本课程目标如下。

课程目标1：通过学习变形监测技术及发展、变形分析的内涵与研究进展，学生能牢固掌握变形监测目的、内容与意义，具备针对基本的变形监测问题建立数学模型并求解的能力。通过学习变形观测与变形分析课程，学生能够了解现代变形监测事业的发展和社会发展需求，能够结合安全、健康、法律、文化及环境等制约因素分析具体变形监测问题并制定相应变形监测方案，同时使学生能够建立投身测绘事业并有所建树的意识。

课程目标2：通过学习变形数据处理方法的相关理论，学生能够将自然科学知识和数学模型方法用于推演、分析复杂测绘工程问题。通过学习监测资料奇异值的检验与插补、小波变换用于信噪分类、GPS变形监测网等数据处理方法，学生能够用相关方法进行资料的检核，能够进行变形监测成果整理，具备对变形监测网的参考系和参考点进行稳定性分析的能力。通过学习卡尔曼滤波模型、人工神经网络模型、频谱分析等方法，学生掌握基本的回归分析法、时间序列分析模型、灰色系统分析模型，能够针对具体变形问题进行变形分析与建模并预测。