专业认证背景下“工程测量学”课程教学与实践改革探究
作者: 张兆辉 姚宗全 展新忠[摘 要] 提高学生工程意识和解决实际问题的创新精神是工科人才培养的必然发展方向,也是工程教育专业认证理念的核心。以工程教育专业认证为契机,针对地质工程领域的“工程测量学”课程实习与设计教学改革的问题,首先对以学生为中心的教学改革理念进行设计,着重开展实践实习与课设教学改革方案研究,为培养高质量创新型工程科技人才奠定基础。研究表明:“工程测量学”课程实习与设计教学改革对培养学生实践能力、实际问题解决能力和跨学科能力十分关键。在进行课程实习与设计教学改革的过程中,需要严格贯彻落实以学生为中心的教学改革理念,进一步确定实习与课设内容,编写适合于工程教育认证理念的实习与课设指导书。在实习与课设开展的过程中,指导教师需要对指导过程进行合理的改进,使地质工程领域“工程测量学”课程的实习与教学质量得到进一步提升。
[关键词] 专业认证;地质工程;工程测量学;课程实习;设计教学
[基金项目] 2023年度新疆维吾尔自治区“天池英才”计划项目“基于沉积-成岩补偿评价的致密砂岩储层甜点预测”(51052300560);2024年度新疆大学研究生教育教学改革项目“‘产、学、研、用’驱动的测井地质学教学改革研究与实践”(XJDX2024YJG36)
[作者简介] 张兆辉(1982—),男,陕西渭南人,博士,新疆大学地质与矿业工程学院资源勘查工程系副教授,主要从事非常规油气地质、地球物理勘探开发研究;姚宗全(1989—),男,甘肃兰州人,博士,新疆大学地质与矿业工程学院资源勘查工程系副教授,主要从事石油地质、油藏描述研究;展新忠(1981—),男,河南新蔡人,博士,新疆大学地质与矿业工程学院资源勘查工程系高级实验师,主要从事实验技术方面研究。
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2025)12-0059-04 [收稿日期] 2024-01-04
工程测量学是地质工程领域中的一门重要学科,涉及测量、记录和分析地球表面和地下的各种特征和数据,以支持各种工程作业的设计、施工和监测。“工程测量学”教学使学生能够将课堂上学到的理论知识应用于实际工程项目中,这有助于培养学生的实际操作能力,让他们能够更好地理解和解决地质工程中的实际问题。“工程测量学”教学的实践性质使教学内容更加贴近地质工程实际需求,教师可以根据实际情况对课程内容进行调整,确保教学与实际应用紧密结合[1]。
一、“工程测量学”课程实习与设计教学改革的重要性分析
地质工程领域的“工程测量学”课程实习与设计教学改革具有多方面重要性,地质工程是一个实践性较强的领域,工程测量是地质工程中不可或缺的一部分,通过实习与设计教学,学生可以将课堂上学到的理论知识应用到实际工程项目中,培养实际操作能力和解决实际问题的能力。地质工程项目通常涉及复杂的地形、地质构造和地下情况,准确的测量数据对于项目的设计和施工至关重要,实习与设计教学使学生能够在真实场景中面对各种地质工程问题,并寻找解决方案培养解决实际问题的能力。地质工程测量涉及地理、地质、测绘、工程等多个学科的知识,通过实习与设计教学学生需要在不同学科的知识基础上进行综合运用,培养跨学科的综合能力,地质工程项目往往需要多个专业人员的合作,包括地质学家、工程师、测绘师等,实习与设计教学可以模拟真实的团队合作环境,培养学生的团队协作和沟通能力。实习与设计教学可以使学生更加了解地质工程行业的工作内容、职业道德和规范,有助于培养学生的职业素养和职业道德观念。拥有实际工程实习经验的学生在就业市场上更具竞争力,企业更青睐那些在实际项目中表现出色、具备实际操作经验的毕业生。实习与设计教学可以使课程内容更加贴近实际工程需求,更好地满足行业的实际需求,教师可以根据实习与设计的情况及时调整教学内容,保持课程的时效性和实用性[2]。
二、“工程测量学”课程实习与设计教学存在的不足分析
(一)缺乏实际场景模拟
部分学校可能受到实际资源的限制,无法提供充足的实际场景模拟条件,这涉及设备、场地、经费等多个方面。地质工程测量涉及一些专业的测量设备和技术,这些设备可能昂贵,难以获取或维护,学校可能无法为每名学生提供充足的设备使用。地质工程测量涉及实地操作和实地考察,但某些地质条件可能不易找到,或者存在安全隐患,难以为学生提供合适的实际场景。有些教师可能对于一些复杂的实际场景模拟技术不够熟悉,无法有效指导学生进行实践操作,教学周期可能有限,难以为每名学生都提供充足的时间进行实际场景模拟,这可能导致教师需要在有限的时间内尽量涵盖更多的内容,而减少实际操作的时间[3]。
(二)学生参与度不足
如果学生认为课程内容与他们未来的实际工作无关,他们可能会缺乏积极性和主动性,导致参与度不高。如果课堂缺乏互动环节、讨论或实际操作的机会,学生可能会感到被动,降低了他们的参与度,一些教学方法可能不适合激发学生的兴趣和参与,导致学生对课程不感兴趣。课程设计可能没有充分考虑学生的知识背景、需求和兴趣,导致学生难以产生浓厚的参与欲望,学生的学习动机可能受到外界因素影响,如压力、兴趣不匹配等,从而影响他们的学习积极性,学生可能需要及时的反馈和正向奖励来激励他们的参与和努力。学生的背景、兴趣、学习能力等存在差异,一些学生可能因为课程难度过高或过低,而影响了他们的参与度,如果学生同时参与多门课程或实习项目,可能会导致他们感到压力过大,从而减少对某门课程的投入[4]。
(三)课程实习与实际脱节
课程设计可能没有及时更新,无法跟上地质工程领域的发展和变化,这导致学生学习的内容与实际工程项目存在较大差距。在教学过程中缺乏充足的实际案例,使得学生难以将所学知识与实际应用相结合。使用的教材可能过于理论化,没有足够的实际案例和应用场景,导致学生难以理解知识的实际应用。实习可能过于侧重某一特定方面,导致学生对地质工程的多个领域和实际应用了解不足。教学目标的设定可能过于抽象,缺乏明确的实际应用导向,导致在教学过程中难以引导学生将所学知识应用到实际工程中。
三、以学生为中心的教学改革理念
在教学改革前,与学生进行沟通和调查,了解他们的学习需求、兴趣、背景和目标,这可以帮助教师更好地针对学生的特点进行教学设计,基于学生的需求和课程目标,制订灵活的教学计划,考虑到不同学生的学习节奏和兴趣,设置多样化的教学活动,如实践项目、小组讨论、案例分析等。设计课程内容和任务,鼓励学生积极参与自主学习,提供丰富的学习资源,包括书籍、文献、在线教程等,让学生有机会根据自己的兴趣和学习风格来深化知识,将实习与设计项目置于教学的核心位置,设计与地质工程实际项目相关的实践任务,让学生在真实场景中应用所学知识,培养实际问题解决能力[5]。在实习和设计过程中,及时为学生提供反馈和指导,鼓励学生提出问题、分享经验,并根据他们的表现进行指导,帮助他们不断改进和提高,鼓励学生在小组中合作完成项目,促进彼此之间的交流和互助。通过小组讨论、合作项目等方式,培养学生的团队合作和沟通能力,了解学生的个体差异,提供个性化的支持。对于需要额外帮助的学生,可以提供额外的辅导和指导,确保每名学生都能够达到学习目标。设计多样化的评价方式,包括项目报告、口头演示、实际操作成果等,评价不仅关注学生的知识掌握程度,还关注他们的实际能力和综合素质。
四、实习与课设教学改革方案
(一)强化多功能工程测量实习基地建设
在多功能工程测量实习基地内建设现代化的实验室、测量设备、仪器仪表等,以保障学生在实践中能够接触最新的测量技术和工具,基地可以模拟多样的地质工程实际场景,涵盖不同地质环境、工程类型和测量任务,使学生能够练习不同情境下的测量技能。在基地内搭建实际项目的模拟场景,让学生能够在实验环境下完成类似于真实工程项目的测量任务增加实用经验,利用虚拟现实技术,为学生提供沉浸式的实践体验,使他们能够在虚拟场景中进行测量操作,在多功能工程测量实习基地内整合地质学、工程学、测绘学等多个学科的知识,培养学生的综合能力。组建由具有实际工程经验的导师组成的团队,为学生提供专业的指导和实践经验分享,制订完整的实习计划,包括不同阶段的实习项目,让学生逐步深入实际工程测量的各个方面,安排学生进行实际操作的演练,让他们熟悉测量仪器、工具的使用,提高实际操作技能,设置实习成果展示环节,让学生展示他们在多功能工程测量实习基地内所完成的实际项目。
(二)构建完善实习内容
明确实习课程的教学目标,确保实习内容与地质工程测量学的核心知识、技能和能力要求相符,设计模拟真实工程项目的实习内容,涵盖不同地质环境、工程类型和测量任务,使学生能够真实体验实际工程情境。安排不同类型的测量任务,如控制测量、形变监测、地形测量等,使学生能够掌握多种测量技能,设计综合性实践项目,要求学生在实际项目中进行数据采集、分析、处理和解决问题,培养综合应用能力。安排实地实习和模拟实验,让学生能够在实际地质工程场景中进行测量操作,提高实际操作技能。引入真实的地质工程案例,让学生通过案例分析,了解实际工程项目中可能遇到的问题和解决方法,强调数据处理和报告撰写的重要性,让学生能够将测量数据整理成完整的报告,并进行分析和解释,制订明确的实习计划,详细列出每个阶段的实习项目,确保实习内容有序、有计划地进行,针对不同学生的背景和兴趣,提供个性化的实习内容选择和指导。
(三)构建完善成绩考核体系
结合学生的实际表现,采用多种考核方法,如实际操作技能测试、实习报告、项目成果展示、口头答辩等,对学生在实习项目中的成果进行评价,包括数据采集的准确性、报告的完整性、解决问题的能力等。在设计实际操作技能考核环节时,让学生在模拟或真实的测量场景中进行操作,检验他们的实际操作能力,评估学生的报告撰写能力,看他们是否能够清晰、准确地整理和解释实际测量数据,要求学生在口头答辩中介绍他们的实习项目和成果,或在演示环节展示实际操作过程,导师可以针对学生的实际表现提供评价和反馈,这可以作为考核的一个重要依据。在团队项目中,可以引入同行评审机制,让同伴对彼此的工作进行评价,促进合作和交流、鼓励学生进行自我评价和反思,分析自己的优势和不足,制订改进计划,制定清晰、详细的成绩评价标准,确保评价过程公正、透明,考虑知识水平、实际操作技能、团队合作能力、创新能力等多个维度,构建全面的考核体系,邀请地质工程行业的专业人士参与评价,以保证考核体系与实际工作需求一致。根据学生表现和实际情况,及时调整和优化考核体系,确保评价的有效性和准确性。
(四)建立实习跟踪机制
要求学生每天记录实习内容、收获和感想,以便实时了解实习进展,定期与学生进行面对面的反馈和讨论,了解他们在实习过程中的困难、问题和进展,建立实习问题解决渠道,确保学生遇到问题时能够及时获得帮助和支持,对学生提交的实习报告进行审核,确保报告内容准确、完整。在实习结束后,向学生发放调查问卷,收集他们的反馈意见和建议,用于改进实习安排,在毕业后对学生进行跟踪调查,了解他们在实际工作中是否能够应用实习所学的知识和技能。
(五)强化教师指导
为导师提供培训,使他们了解最新的地质工程测量技术和教学方法,以更好地指导学生,导师可以分享他们在地质工程领域的实际经验和案例,为学生提供实用的指导。此外,通过安排定期的会议,导师和学生一起讨论实习进展、问题和解决方案,指导学生进行实际操作,传授操作技巧和注意事项,鼓励学生尝试创新性的方法,提出新颖的解决方案。同时,导师也可以分享相关学习资源、文献和资料,帮助学生更深入地理解课程内容。
结语
课程实习与设计对于地质工程领域“工程测量学”教学的开展十分关键。对于部分高校而言,在课程实习与设计的过程中存在众多的问题,这对于工程测量领域的发展十分不利,需要采取合理的教学改革措施,引入新型的教学理念,贯彻落实以学生为中心的理念,强化实习基地建设,完善实习内容和考核机制,建立实习效果跟踪机制,强化教师指导,以此使得“工程测量学”的教学质量进一步提升。