劉斌

摘 要：新工科建設背景對土建類專業(yè)測量學基礎課程教學提出了新的要求。面對新工科建設背景下土建類專業(yè)培養(yǎng)卓越工程科技人才的要求，分別針對《測量學》理論課程、實踐教學環(huán)節(jié)和現(xiàn)代測量技術引入三個方面進行了綜合改革探討與研究，以滿足測繪新理念、新技術的發(fā)展和土建類專業(yè)新工科建設的需求。

關鍵詞：新工科; 土建類; 測量學; 教學改革

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號： 1006-3315（2021）2-174-002

一、引言

測量學是測繪工程專業(yè)的一門專業(yè)核心基礎課，同時也是土建類相關專業(yè)的必修基礎課程。隨著社會的發(fā)展和測繪相關科技的進步，測繪學科的研究范圍，研究對象和研究手段均發(fā)生了重大變化，測量學在土建類相關專業(yè)的教學中也被賦予了新的歷史使命[1][2]。針對土建類專業(yè)開設好測量學課程，一方面有利于提高各大專業(yè)的畢業(yè)生對現(xiàn)代測繪技術理論及儀器的掌握能力;另一方面有利于向社會各單位提供更多土建類專業(yè)為主，以測繪專業(yè)為輔的復合型人才，拓寬現(xiàn)代測繪技術的應用領域[3-5]。

新工科建設是基于國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求而提出的我國高等工程教育改革的新方向[6-8]。為貫徹落實相關精神，各大高校深化人才培養(yǎng)模式改革，著力提高學生勇于探索的創(chuàng)新精神和善于解決問題的實踐能力，這對測量學教學也提出了新的要求。測量學是一門理論與實踐并重的課程，通過理論教學環(huán)節(jié)讓學生掌握測量基本知識原理和基本測量方法，通過實踐教學環(huán)節(jié)讓學生能聯(lián)系實際運用測量知識解決相關問題。在此背景下，本文在針對現(xiàn)代化測繪系統(tǒng)下土建類相關專業(yè)的特點，對土建類相關專業(yè)的基礎課程之一測量學進行教學綜合改革，具體研究其理論教學、實驗教學和現(xiàn)代測量技術引入幾個方面的內容，在提高測量學課程的教學效果的同時，加強土建類專業(yè)學生測繪技能和對現(xiàn)代測繪技術的應用掌握能力，為高質量實施“新工科”建設打下堅實基礎。

二、教學中存在的問題

測量學是一門實踐性很強的技術基礎課，該課程的目的在使學生認識測量的本質、原理和方法，掌握基本的測量儀器操作和測量技能，服務于一線測量相關生產工作。很多工科類專業(yè)均開設了測量學及其相關課程，但在測量學教學中較少針對不同專業(yè)特點進行區(qū)分教學。土建類專業(yè)測量學課程雖已經歷了多年的不斷發(fā)展和完善，也取得了較好的教學效果，培養(yǎng)出了大批的具有專業(yè)測量知識的土建專業(yè)畢業(yè)生，但仍存在著一些問題和局限。以我校針對土建類專業(yè)學生開設的《測量學A》和相配套的實驗和實習課程為例，筆者認為存在以下幾方面的問題。

1.理論教學內容

土建類《測量學》課程理論課的教材與測繪專業(yè)《測量學》課程教材一致，主要介紹測量學的基本知識、測量儀器的操作使用、測量方法與數(shù)據(jù)處理、大比例尺地形圖的測繪、識讀與應用、施工放樣的基本方法等有關內容。該教材內容主要是針對于測繪類專業(yè)設置，全書內容章節(jié)分布緊湊，知識點較多，但土建行業(yè)特色知識理論的相關內容不夠豐富。除此外，教材更新周期較長，許多最新發(fā)展的技術手段無法通過教材體現(xiàn)，難以激發(fā)學生的學習興趣和滿足用人單位的需求。

2.測量學實踐教學環(huán)節(jié)

實踐教學部分是測量學教學的重要部分，可以鞏固學生課堂上所學的理論知識，培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新思維，更好的將理論與實際聯(lián)系起來，培養(yǎng)學生的工程實踐能力以我校為例，實踐教學環(huán)節(jié)分為測量學實驗和綜合實習兩部分。測量學實驗環(huán)節(jié)是學生接觸儀器，掌握基本操作的關鍵環(huán)節(jié)。以我?！稖y量學實驗A》為例，包括8次實驗，分別是：水準儀的認識和使用、普通水準測量、四等水準測量、經緯儀的認識和使用、測回法測水平角、全站儀的認識和使用、全站儀三維導線測量、碎部測量。測量學實驗為單獨課程開展教學，教學日歷固定，在課時安排上不夠靈活。由于理論課程進度不同，往往容易出現(xiàn)理論授課與實驗環(huán)節(jié)相互不同步的情況?！稖y量學實習A》的主要內容包括控制測量、全站儀碎步測量和平面點位測設。實習環(huán)節(jié)為對實驗部分和理論知識部分的綜合應用，也并沒有與其他專業(yè)區(qū)分，沒有針對土建類專業(yè)特點和就業(yè)需求設置相關土建類特色實習內容。

3.現(xiàn)代測量理論與技術教學

導航定位技術、遙感技術、地理信息系統(tǒng)技術、信息技術、網絡技術等取得的一系列重大突破，對測繪學科的發(fā)展產生了深刻的影響[9][10]。測繪新技術方法隨之不斷發(fā)展更新，需要及時在測量學教學中體現(xiàn)出來。如目前，我校針對土建類專業(yè)的測量學實驗實習中采用的實驗儀器仍為全站儀，土建類專業(yè)學生較少有機會接觸GPS-RTK、無人機、三維激光掃描等目前生產單位常用的現(xiàn)代測量的技術手段，不利于土建類專業(yè)學生對測繪科學的認知和測繪技能的培養(yǎng)。總體上看，許多現(xiàn)代測量技術在土建相關領域內也已有非常成熟的應用，目前的測量學教學中尚缺少對相關知識的介紹和講授。

三、教學改革內容

針對以上所提問題，筆者認為要從理論教學、實踐教學和現(xiàn)代測量技術引入等三個方面來進行相應改革，具體為：

1.優(yōu)化測量學理論教學

針對土建類專業(yè)學生的理論教學內容，應突出測量學在土木工程中的應用場景，以更好的讓學生理解測量學的知識和對該課程對學生發(fā)展和未來就業(yè)的作用，有針對性地對其綜合素質進行培養(yǎng)。針對上一節(jié)提到的問題，建議對現(xiàn)有土建類專業(yè)測量學教材進行修訂完善，降低部分難度較大、專業(yè)性較強的教學要求，如誤差理論和測量平差相關內容，做到使學生了解數(shù)據(jù)處理思想即可;弱化測量學教材中大地測量相關理論知識，增加工程測量相關內容;精簡傳統(tǒng)測繪技術方面的知識內容，如鋼尺量距、經緯儀角度測量、傳統(tǒng)地形圖測繪方法等。除了介紹測量基本知識和技能，另增加土建類專業(yè)常見就業(yè)相關工程測量知識，如建筑工程測量、道路工程測量，橋隧工程測量等相關內容。課堂教學中將更多的土建工程測量實際案例引入理論教學環(huán)節(jié)，提高學生對測量的專業(yè)認知和興趣。此外需要增加現(xiàn)代測量技術的相關理論學習及介紹，以適應新工科建設中培養(yǎng)“引領未來技術與產業(yè)發(fā)展的卓越工程科技人才”的需求。

2.完善土建類專業(yè)測量實踐環(huán)節(jié)教學內容

與土建相關專業(yè)老師進行教學研討協(xié)商，重新撰寫測量學實驗和實習相關教學大綱與課程目標，合理調整測量學課時數(shù)與理論/實驗課時分配。增加實驗課程安排的靈活性，使實驗課程和理論課程做好協(xié)調工作，同時結合土建專業(yè)特點針對性地改革實踐課程內容。主要包括：（1）對實驗課程內容增加土建類專業(yè)測量學實驗課時量，并對課時安排予以靈活處理。方便教師根據(jù)理論課進程安排相關實驗教學內容，一方面能通過實驗課使學生更好地消化理解理論知識，另一方面則可以通過理論配合實驗加強學生對測量相關技能的掌握;（2）配合理論教學改革，在實踐環(huán)節(jié)增加土建專業(yè)特色測量實踐教學內容。土建類專業(yè)畢業(yè)生主要從事建筑工程、道路工程和橋隧工程的相關施工和建設行業(yè)中，因此建議在測量學實習階段增加相關工程測量內容，如土方量測量計算、建筑軸線的定位測設和軸線的豎向傳遞等。

3.在測量學課程中增加近些年發(fā)展起來的先進測繪理論和技術介紹

尤其是針對目前已在土建領域廣泛應用的先進測繪技術，如測繪領域以遙感技術、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)為核心的“3S”技術，可以主要結合其在土建領域的應用開展理論教學授課。同時在實踐教學環(huán)節(jié)中設計增加GPS-RTK測量、無人機航測、激光三維掃描等技術認識應用，以培養(yǎng)學生對測繪先進技術的理解與掌握。此外，可以從學科競賽和參與科研項目方面加大學生對現(xiàn)代測繪知識的了解和掌握，如鼓勵測繪教師指導土建類專業(yè)本科生參與測繪類相關學生競賽，如GIS開發(fā)大賽、智能導航大賽等;同時鼓勵土建類專業(yè)學生參與測繪類科研項目，接觸最新的測繪學科技術發(fā)展。這有助于增加學生對現(xiàn)代測量學知識和土建類專業(yè)知識的運用，加深學生對現(xiàn)代測量技術的了解和掌握，增強學生的科技創(chuàng)新能力。增加現(xiàn)代土建工程中相關測量技術的應用介紹一方面能增強學生興趣，提升學生視野，另一方面也能發(fā)掘土建類專業(yè)和測繪學科的交叉方向，有助于培養(yǎng)面向新工科建設的復合型專業(yè)技術人才。

在“新工科”建設的背景下，對測量學等實踐性強、技術更新迅速的課程的建設和改革就提出了更高要求。本文針對土建類專業(yè)測量學教學改革，從理論課程、實踐環(huán)節(jié)和現(xiàn)代測量技術引入三個方面面臨的問題進行了探討，并給出了相關改革建議。土建類測量學綜合教學改革是一項長期的過程，需要明確教學目標和課程定位，建立長期有效機制，切實提高教學質量，增強學生的理論與實踐能力，培養(yǎng)出更多的滿足當前社會發(fā)展需求的復合型土建類技術人才。

基金項目：長沙理工大學教學改革研究項目“面向新工科建設的土建類專業(yè)基礎課程教學改革研究”（XJG20-81）

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