田 毅，白中科，師學(xué)義，王金滿(mǎn)，曹銀貴

1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京） 土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100083；2.北京市國(guó)土資源信息研究與開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083

一、引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)自然資源統(tǒng)一調(diào)查、統(tǒng)一評(píng)價(jià)、統(tǒng)一管理及國(guó)土空間統(tǒng)一規(guī)劃等事業(yè)的不斷推進(jìn)，從工程科技創(chuàng)新、創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)制定、學(xué)科教育提升等方面，加強(qiáng)土地工程科技支撐體系建設(shè)，已成為我國(guó)自然資源管理工作的重要內(nèi)容。對(duì)此，正如中國(guó)工程院2015年開(kāi)展的《新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程的土地資源管理工程科技支撐體系研究》報(bào)告指出的：“工程科技，是被集成到工程中直接支撐工程實(shí)現(xiàn)的科技，是一種現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力；土地管理工程科技等于服務(wù)土地管理的工程科技，它優(yōu)化集成在土地管理各項(xiàng)工程活動(dòng)中；無(wú)論是創(chuàng)新土地管理制度、提高土地利用效率，還是嚴(yán)守耕地保護(hù)紅線(xiàn)、建設(shè)土地生態(tài)文明等，都離不開(kāi)土地工程科技，尤其是其中的學(xué)科教育建設(shè)的支撐”。然而，我國(guó)現(xiàn)有的土地工程類(lèi)“學(xué)科—專(zhuān)業(yè)—課程”設(shè)置一定程度上存在著學(xué)科定位經(jīng)（經(jīng)濟(jì)學(xué)）工（工學(xué)）不分、專(zhuān)業(yè)授予學(xué)位管（管理學(xué)）工（工學(xué)）難辨的問(wèn)題，大大制約著我國(guó)已有土地資源管理專(zhuān)業(yè)、新設(shè)的土地整治工程專(zhuān)業(yè)的土地工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。課程，作為“學(xué)科—專(zhuān)業(yè)—課程”體系的基礎(chǔ)與依托，其改革與發(fā)展更是無(wú)所適從。

為此，本文特開(kāi)展“土地整治勘察”這一本科專(zhuān)業(yè)新設(shè)課程建設(shè)，探索如何架構(gòu)新工科背景下的土地工程類(lèi)課程體系，使學(xué)生能夠從“生命共同體”的幾何形態(tài)辨析入手，建立多視角、多內(nèi)涵的土地工程空間觀，掌握土地工程現(xiàn)象信息綜合獲取、表達(dá)的技術(shù)與方法，并最終成為滿(mǎn)足國(guó)家需求的土地工程高級(jí)人才。

二、課程建設(shè)思路

1.課程的提出與定位

（1）“土地整治勘察”課程的提出。

土地工程，尤其是土地綜合整治（含土地整理、土地復(fù)墾與土地開(kāi)發(fā)），是在兼顧人為或自然因素影響的情況下，明晰土地?fù)p毀、壓占或低效利用特征，開(kāi)展土地物理—化學(xué)—生物聯(lián)合修復(fù)與恢復(fù)，增強(qiáng)土地生產(chǎn)力的各項(xiàng)活動(dòng)統(tǒng)稱(chēng)[1-6]。參考習(xí)近平總書(shū)記2013年《關(guān)于<中共中央關(guān)于全面深化改革若干重大問(wèn)題的決定＞的說(shuō)明》報(bào)告精神可知，我國(guó)土地工程工作的服務(wù)對(duì)象是“山水林田湖”這樣的“生命共同體”。因此，土地工程的具體開(kāi)展，需要按照“人的命脈在田、田的命脈在水、水的命脈在山、山的命脈在土、土的命脈在樹(shù)”的思路，在認(rèn)知工程服務(wù)對(duì)象家底特征的基礎(chǔ)上，遵循自然規(guī)律，開(kāi)展相關(guān)工作。

土地工程本科專(zhuān)業(yè)中的信息獲取類(lèi)課程，作為傳授土地工程對(duì)象認(rèn)知知識(shí)的有效平臺(tái)，雖然已有“測(cè)量學(xué)”“工程測(cè)量”“地球科學(xué)概論”“土壤學(xué)”等課程可講授相關(guān)內(nèi)容，但由于這些課程有的開(kāi)設(shè)較早，講授內(nèi)容滯后于土地工程實(shí)際要求，有的缺乏工程系統(tǒng)論與過(guò)程論的指導(dǎo)，無(wú)法客觀反映“生命共同體”的綜合工程特征，難以滿(mǎn)足土地新工科人才培養(yǎng)的需求。借鑒地質(zhì)工程類(lèi)課程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)可知，以“地球系統(tǒng)論”為指導(dǎo)，樹(shù)立大地學(xué)工程發(fā)展觀、空間觀與分形觀，從“地球關(guān)鍵帶”的視角，認(rèn)識(shí)工程研究現(xiàn)象與本質(zhì)間的關(guān)系，才是此類(lèi)課程發(fā)展的根本[7-8]。

在此，本文針對(duì)土地工程類(lèi)已有課程中已講授有調(diào)查、測(cè)繪、探測(cè)、勘測(cè)、勘探、探測(cè)等內(nèi)容的情況，按照傳承—提升、補(bǔ)充—豐富的思路，在現(xiàn)有的已經(jīng)被普遍接受的“土地整治測(cè)量”課程（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“老課程”）的基礎(chǔ)上，構(gòu)建“土地整治勘察”這一新型的土地工程信息獲取課程（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新課程”），以滿(mǎn)足相應(yīng)的人才培養(yǎng)需求。即面向土地新工科建設(shè)要求，以培養(yǎng)學(xué)生大地學(xué)觀、空間觀、系統(tǒng)觀為目標(biāo)，講授與土地工程工作，尤其是土地綜合整治工作有關(guān)的地形、地貌與地物三維空間測(cè)定和測(cè)設(shè)技術(shù)方法，使學(xué)生具備與土地工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)、質(zhì)量跟蹤有關(guān)的基礎(chǔ)信息獲取的專(zhuān)業(yè)能力，能為土地工程系列工作服務(wù)的新工科性質(zhì)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。

（2）“土地整治勘察”課程定位。

“土地整治勘察”課程設(shè)立的根本目的是按照“山水田林湖”的“生命共同體”發(fā)展要求，能夠教會(huì)學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)掌握資源與環(huán)境信息獲取的理論、技術(shù)與方法，能夠落地各類(lèi)整治工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)，具備“從地到圖、從圖到地”的雙向互動(dòng)工作能力。因此，該課程的具體定位是：基于地球關(guān)鍵帶(Earth Critical Zone)的概念，指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)課程學(xué)習(xí)，掌握與關(guān)鍵帶相關(guān)信息獲取的技術(shù)與方法，能為面向“山水田林湖”的土地綜合整治提供信息支撐與服務(wù)。包括：針對(duì)土地工程對(duì)象一般幾何測(cè)量與認(rèn)知要求，讓學(xué)生掌握獲取及表達(dá)影響土地工程質(zhì)量的基礎(chǔ)信息集成技術(shù)方法，能為土地整治工程項(xiàng)目的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、安裝、竣工、監(jiān)測(cè)以及營(yíng)運(yùn)管理等提供信息支撐與服務(wù)；針對(duì)土地工程專(zhuān)項(xiàng)工作要求，讓學(xué)生掌握提供“從現(xiàn)實(shí)到圖件、從圖件到實(shí)地”的雙向信息服務(wù)能力，能為特定地區(qū)、特定目標(biāo)的土地工程提供決策支撐。

2. 課程體系的具體構(gòu)建

英國(guó)教育家斯賓塞（H Spencer）1859年在《什么知識(shí)最有價(jià)值？》一書(shū)中提出，課程（Curriculum）的本質(zhì)是 “學(xué)習(xí)的進(jìn)程”。美國(guó)教育心理學(xué)家布魯納（J S Bruner）的“結(jié)構(gòu)主義課程論”、德國(guó)教育學(xué)家瓦根舍因（M Wagenschein）的“范例方式課程論”、前蘇聯(lián)教育家贊科夫（J B Bahkob）的“發(fā)展主義課程論”則進(jìn)一步指出，有目的、有計(jì)劃地組織教學(xué)是課程建設(shè)的關(guān)鍵。因而，“土地整治勘察”課程建設(shè)也就需要從土地工程的內(nèi)涵分析入手，明確工程信息獲取要求。進(jìn)而，按照“學(xué)習(xí)的過(guò)程”“過(guò)程式學(xué)習(xí)”的思路，選擇教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法，設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建其獨(dú)具特色的課程體系。

（1）教學(xué)目標(biāo)選擇與實(shí)現(xiàn)路徑。

通常，一門(mén)課程的建設(shè)離不開(kāi)明確的教學(xué)目標(biāo)的設(shè)立。本文借鑒美國(guó)工程教育協(xié)會(huì)（ASEE）和美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）等有關(guān)工程教育改革的相關(guān)研究成果認(rèn)為，從工程倫理意識(shí)和責(zé)任感、掌握工程的基本規(guī)范、提高工程決策能力三方面，培養(yǎng)學(xué)生具有意識(shí)—規(guī)范—能力的“三位一體”工作素養(yǎng)與工作能力，是土地工程類(lèi)課程教育的根本目標(biāo)。其中：“意識(shí)”培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)主要是通過(guò)前導(dǎo)的“土壤學(xué)”“地球科學(xué)概論”“土地資源學(xué)”等課程的學(xué)習(xí)，認(rèn)知工程對(duì)象的構(gòu)成、結(jié)構(gòu)與特征，了解整治對(duì)象的地質(zhì)背景、人類(lèi)活動(dòng)的影響規(guī)律，明確整治目標(biāo)的價(jià)值取向，從而意識(shí)到為什么學(xué)、學(xué)什么、學(xué)后用于哪里等，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

“規(guī)范”培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)主要是在“意識(shí)”培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)國(guó)家相關(guān)土地工程規(guī)程與規(guī)范的學(xué)習(xí)，以本課程為主，明確土地工程調(diào)查、評(píng)價(jià)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、管護(hù)所需的基礎(chǔ)測(cè)繪、工程放樣、信息管理等的工作要求，按照規(guī)程與規(guī)范安排相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生具有土地工程信息綜合獲取的一般能力水平。

當(dāng)“意識(shí)”“規(guī)范”兩大教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)后，則需要按照土地工程現(xiàn)勢(shì)工作要求，結(jié)合土地工程本科專(zhuān)業(yè)后續(xù)其他課程的學(xué)習(xí)，提升整治勘察知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。

簡(jiǎn)言之，“土地整治勘察”是一種包括“前導(dǎo)課程—自身課程—延伸課程”在內(nèi)的“三段式”課程體系，具有“過(guò)程學(xué)習(xí)”課程特征。其意識(shí)—規(guī)范—能力的“三位一體”教學(xué)目標(biāo)設(shè)定與路徑實(shí)現(xiàn)方式，可以使學(xué)生知道為什么學(xué)、學(xué)什么、學(xué)會(huì)哪里用，從而提高課程建設(shè)的有效性與實(shí)用性（表 1）。

表1 意識(shí)—規(guī)范—能力“三位一體”的“土地整治勘察”課程體系構(gòu)建

（2）教學(xué)內(nèi)容設(shè)置。

“土地整治勘察”課程內(nèi)容的具體設(shè)置主要是參考我國(guó)土地工程工作實(shí)踐、國(guó)家相關(guān)規(guī)程規(guī)范要求，有目的的確定相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。其中：按照土地工程勘測(cè)要求，設(shè)立工程區(qū)地形、地貌與地物測(cè)量相關(guān)內(nèi)容，以便使學(xué)生更真切了解工程對(duì)象的資源—環(huán)境綜合特征；按照工程規(guī)劃設(shè)計(jì)要求，設(shè)立基于地形圖的工程選址、基礎(chǔ)設(shè)施選線(xiàn)、土方設(shè)計(jì)等內(nèi)容，使學(xué)生懂得如何在符合自然演替規(guī)律的前提下，提出經(jīng)濟(jì)合理的施工方案；按照工程施工要求，設(shè)立工程放樣相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容，使學(xué)生掌握如何把工程設(shè)計(jì)精確地在地面上標(biāo)定出來(lái)；按照工程運(yùn)營(yíng)與管理要求，設(shè)立竣工測(cè)量和工程質(zhì)量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等學(xué)習(xí)內(nèi)容，使學(xué)生明白勘察信息如何用于邊坡穩(wěn)定、地表沉陷等的觀測(cè)，確保已建工程能夠長(zhǎng)期、高效、穩(wěn)定的發(fā)揮其應(yīng)有價(jià)值。

三、建設(shè)實(shí)證

基于上述建設(shè)構(gòu)想，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）自2013年起，即在“土地資源管理”本科專(zhuān)業(yè)中按照“卓越工程師”計(jì)劃要求，依托“土地整治測(cè)量”課程，進(jìn)行了多輪土地工程信息獲取能力培養(yǎng)教學(xué)改革試點(diǎn)。2018年9月，隨著我國(guó)“生態(tài)文明”理念的普及，以及我校在全國(guó)首批設(shè)立的“土地整治工程”本科專(zhuān)業(yè)建設(shè)工作的推進(jìn)，按照國(guó)家自然資源統(tǒng)一管理要求、國(guó)家新工科人才培養(yǎng)要求、“土地整治工程”專(zhuān)業(yè)自身建設(shè)等的要求，筆者提出了全新的“土地整治勘察”課程概念，并開(kāi)展了相應(yīng)的課程建設(shè)工作。

1. 總體設(shè)計(jì)

“土地整治勘察”課程教學(xué)內(nèi)容涉及理論講授（占總學(xué)時(shí)63%）與實(shí)驗(yàn)教學(xué)（占總學(xué)時(shí)37%）兩部分，涵蓋：緒論、土地整治對(duì)象認(rèn)知、土地整治的勘察基礎(chǔ)、土地整治設(shè)計(jì)中勘察成果應(yīng)用、土地整治施工放樣、竣工測(cè)量、工程質(zhì)量監(jiān)測(cè)等多種內(nèi)容。課程從學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)的有效性考慮，設(shè)置理論、技術(shù)、應(yīng)用三大模塊，安排相關(guān)教學(xué)（表 2）。

表2 “土地整治勘察”與“土地整治測(cè)量”課程對(duì)比

（1）理論模塊。

主要要求學(xué)生通過(guò)文獻(xiàn)閱讀、專(zhuān)題討論的形式，了解土地整治勘察的研究對(duì)象、任務(wù)及國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，熟悉土地整治勘察流程。學(xué)習(xí)重點(diǎn)是基于“人地和諧”理論的整治方向選擇，側(cè)重意識(shí)培養(yǎng)。

（2）技術(shù)模塊。

主要是讓學(xué)生在前導(dǎo)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)家相關(guān)規(guī)程規(guī)范，學(xué)習(xí)并掌握GPS、RS、GIS、全站儀、激光掃平儀、無(wú)人機(jī)技術(shù)等軟硬件在土地整治勘察中集成應(yīng)用的原理與方法。學(xué)習(xí)重點(diǎn)是已有技術(shù)方法的系統(tǒng)集成，側(cè)重規(guī)范與能力培養(yǎng)。

（3）應(yīng)用模塊。

主要是要求學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，了解道路、田塊、渠系、林網(wǎng)等工程施工原理與流程，熟悉土地工程建設(shè)與養(yǎng)護(hù)過(guò)程中人類(lèi)活動(dòng)與地質(zhì)、生態(tài)、水文環(huán)境的相互影響規(guī)律，會(huì)運(yùn)用綜合效益法統(tǒng)籌整治勘察。學(xué)習(xí)重點(diǎn)是審視勘察的合理性、科學(xué)性與有效性，側(cè)重能力培養(yǎng)。

（4）實(shí)踐模塊。

主要是建議學(xué)生在課程后續(xù)學(xué)習(xí)中，配合相關(guān)的綜合實(shí)踐，進(jìn)一步提升面向“生命共同體”的土地工程信息獲取、管理與應(yīng)用能力。學(xué)習(xí)重點(diǎn)是讓學(xué)生學(xué)會(huì)分析與平衡勘察精度、成本、效益，給出最優(yōu)勘察方案，并最終逐步成為實(shí)用型新工科專(zhuān)業(yè)人才。

2. 變化與特色

以下為“土地整治勘察”這一新課程與其前身“土地整治測(cè)量”這一老課程的簡(jiǎn)要比較，以便說(shuō)明課程建設(shè)的變化情況。

（1）課程建設(shè)目標(biāo)。

新課程較之于老課程在傳統(tǒng)整治工程測(cè)繪技術(shù)方法學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，補(bǔ)充了“生命共同體”、人地工程倫理相關(guān)理論的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生知道“工匠”與“工程師”的區(qū)別，主動(dòng)認(rèn)知土地工程研究對(duì)象的物質(zhì)構(gòu)成，明確為什么勘察、勘察什么，課程學(xué)習(xí)目的進(jìn)一步明確。

（2）課程內(nèi)容組織。

考慮到不同尺度、不同地區(qū)整治工程措施、工法不同，新課程除了保留老課程中土地工程對(duì)象幾何要素信息獲取技術(shù)方法內(nèi)容外，還按照土地工程對(duì)象、規(guī)模、難度的不同，引入土地工程分級(jí)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生本著“技術(shù)—方法—應(yīng)用—效益”協(xié)同的原則，側(cè)重勘察技術(shù)方法集成應(yīng)用能力培養(yǎng)，從而實(shí)現(xiàn)勘察工作的事半功倍。

（3）教學(xué)方式方法。

新課程較之老課程，強(qiáng)化了無(wú)人機(jī)技術(shù)地形采集、多光譜與高光譜技術(shù)獲取“生命共同體”特征信息等內(nèi)容的學(xué)習(xí)。同時(shí)，也強(qiáng)化了新技術(shù)應(yīng)用研討學(xué)習(xí)，從而更能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

（4）課程學(xué)時(shí)安排。

由于新方案采取了前導(dǎo)課程—自身課程—延伸課程的“三段式”課時(shí)安排，雖然教學(xué)總學(xué)時(shí)有所減少（由原來(lái)課程學(xué)時(shí)64學(xué)時(shí)，含講授30學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)34學(xué)時(shí)，減少為課程學(xué)時(shí)48學(xué)時(shí)，含講授30學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)18學(xué)時(shí)），但由于理順了與前導(dǎo)課程、延伸課程的關(guān)系，減少了不必要重復(fù)，內(nèi)容反而更加緊湊，教學(xué)效果更加突出。

四、結(jié)論與討論

綜合而言，本文從土地工程發(fā)展的實(shí)際需求出發(fā)，在已有的“土地整治測(cè)量”課程的基礎(chǔ)上，按照“意識(shí)—規(guī)范—能力”的新工科人才培養(yǎng)要求，設(shè)置了“土地整治勘察”這一全新的土地工程信息獲取課程，并就該課程的目標(biāo)、對(duì)象、方法、內(nèi)容等進(jìn)行了闡述。2013年9月至2017年9月，筆者開(kāi)展了4輪教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。

經(jīng)調(diào)查學(xué)生的考試成績(jī)、實(shí)習(xí)報(bào)告，搜集學(xué)生的交流訪(fǎng)談、工作后的反饋信息等，我們發(fā)現(xiàn)該課程建設(shè)可以讓學(xué)生除了有效掌握整治設(shè)計(jì)、整治施工所需的土地工程信息獲取的基本技術(shù)方法外，還能讓學(xué)生就土地工程工作中的關(guān)鍵工程障礙要素分析、工程方向的選擇，從系統(tǒng)觀、空間觀、過(guò)程觀的視角，給出科學(xué)合理的勘察方案。例如，學(xué)生在山西朔州野外實(shí)習(xí)中，對(duì)于煤炭井工開(kāi)采、地表土地?fù)p毀、生態(tài)修復(fù)先鋒植物選擇等幾個(gè)以往學(xué)習(xí)中認(rèn)為關(guān)聯(lián)度不大的要素，在本課程學(xué)習(xí)后，能夠從煤地關(guān)系、煤水關(guān)系、人地關(guān)系分析入手，重新認(rèn)識(shí)了解生態(tài)、生產(chǎn)、生活的辯證關(guān)系，加深實(shí)習(xí)印象，教學(xué)效果更符合土地工程科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)要求。

需要指出，由于“生命共同體”這一土地工程研究的對(duì)象本身具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、演化規(guī)律多樣的特點(diǎn)，今后本課程的教學(xué)改革還應(yīng)引入更多、更新、更全面的技術(shù)方法手段的學(xué)習(xí)，使學(xué)生更加深入研究“山水田林湖”之間的演化—響應(yīng)規(guī)律，進(jìn)一步滿(mǎn)足國(guó)家土地工程高級(jí)人才培養(yǎng)要求。