金銀龍,嚴(yán) 鵬,吳云芳,史良勝,劉任莉,鄧念武
(1.武漢大學(xué)水利水電工程國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,湖北 武漢 430072;2.武漢大學(xué)水利水電學(xué)院,湖北 武漢 430072)
武漢大學(xué)為貫徹落實(shí)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展國家戰(zhàn)略,主動(dòng)服務(wù)國家戰(zhàn)略需求,持續(xù)推進(jìn)“雙一流”建設(shè),開辦了一批新工科專業(yè)。2022年,武漢大學(xué)在深入總結(jié)“卓越工程師班”“碳中和班”培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步推進(jìn)水利學(xué)科新工科建設(shè),經(jīng)過認(rèn)真謀劃,凝聚智慧,進(jìn)行了“智慧水利”專業(yè)的籌建,并獲得教育部審批通過(教高函[2023]3號(hào))。
在雙一流高校新工科建設(shè)的框架下,依據(jù)智慧水利專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和要求,分析了智慧水利人才知識(shí)體系與測繪新技術(shù)融合交叉的需求和潛力。結(jié)合水利工程測量課程的教學(xué)現(xiàn)狀和特點(diǎn),參考和借鑒武漢大學(xué)“院士課程(測繪學(xué)概論)”的教學(xué)模式,為了更好地服務(wù)人才培養(yǎng),文中提出并探討了針對智慧水利專業(yè)的測量學(xué)教學(xué)改革思路。
1.1.1 水利類專業(yè)演變
武漢大學(xué)水利水電學(xué)院的歷史沿革體現(xiàn)了水利類專業(yè)的演變過程。中華人民共和國成立初期,普通高校主要參照前蘇聯(lián)高等工業(yè)學(xué)校設(shè)置工科專業(yè),由行業(yè)辦學(xué)按專業(yè)培養(yǎng)高級(jí)工程人才。1954年我國以武漢大學(xué)水利學(xué)院為主體成立武漢水利學(xué)院,最初開辦水利土壤改良和水利施工兩個(gè)專業(yè),1958年專業(yè)調(diào)整為農(nóng)田水利、治河工程、水工建筑和水利施工4 個(gè)專業(yè)。20世紀(jì)90年代以前,水利學(xué)科主要有水利水電工程施工、水利水電工程建筑、河川樞紐及水電站建筑物、水工結(jié)構(gòu)工程、陸地水文、海洋工程水文、水資源規(guī)劃及應(yīng)用等專業(yè),并按照這種細(xì)分專業(yè)模式逐漸建立了水利行業(yè)生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工序及工種。
20世紀(jì)90年代以后水利類專業(yè)歷經(jīng)4 次大規(guī)模的專業(yè)調(diào)整,在保留傳統(tǒng)優(yōu)勢與應(yīng)對國家重大需求的基礎(chǔ)上,通過合并與新增,形成了2023年教育部最新公布的2022 版本的專業(yè)目錄,共6個(gè)專業(yè)[1],見表1?!靶鹿た啤苯ㄔO(shè)背景下,智慧水利專業(yè),代碼081105T,作為新增特設(shè)專業(yè),滿足我國水利事業(yè)特殊發(fā)展及國家水網(wǎng)建設(shè)的智慧化需求。
表1 水利類專業(yè)設(shè)置Tab.1 Water conservancy professional settings
1.1.2 專業(yè)內(nèi)涵演變
水利類專業(yè)內(nèi)涵演變的動(dòng)力就是培養(yǎng)水利人才以滿足不同時(shí)期的國家戰(zhàn)略和行業(yè)發(fā)展對人才素質(zhì)的相應(yīng)需求。水利事業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了4個(gè)階段,1949年至1999年為“工程水利”階段,水利類專業(yè)主要培養(yǎng)具備水資源規(guī)劃、開發(fā)、利用和水利工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行與管理能力的人才。2000年至2020年,我國水利事業(yè)進(jìn)入“資源水利”和“生態(tài)水利”階段,水利類專業(yè)人才培養(yǎng)方向進(jìn)行了調(diào)整,由水利工程建設(shè)轉(zhuǎn)向水資源管理和水生態(tài)環(huán)境保護(hù),多學(xué)科交叉融合趨勢顯現(xiàn)。
2020年“智慧水利”時(shí)代開啟,水利部出臺(tái)了《智慧水利總體方案》,印發(fā)了《關(guān)于開展智慧水利先行先試工作的通知》[2]。國內(nèi)外眾多機(jī)構(gòu)和部門已開展了面向智慧水利的研究和實(shí)踐,業(yè)界對智慧水利相關(guān)概念和架構(gòu)基本達(dá)到共識(shí),初步形成對智慧水利的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。培養(yǎng)既熟悉水利專業(yè)知識(shí)又掌握現(xiàn)代信息技術(shù)的高級(jí)專業(yè)人才是智慧水利專業(yè)的根本任務(wù),智慧水利專業(yè)內(nèi)涵是面向國家戰(zhàn)略需求和水利專業(yè)的升級(jí)轉(zhuǎn)型,是以水利工程學(xué)科為基礎(chǔ)的水利學(xué)科各方向與空間信息獲取、大數(shù)據(jù)處理和云計(jì)算、智能裝備及人工智能等新興專業(yè)深度融合發(fā)展而成的新工科專業(yè),是水利專業(yè)“新工科”建設(shè)的重要抓手和載體[3]。如圖1所示,蔣云鐘等[4]解析了智慧水利六大維度內(nèi)涵,闡明智慧水利實(shí)現(xiàn)形式和內(nèi)在需求之間的關(guān)系。
圖1 智慧水利概念解析Fig.1 Analysis of the concept of intelligent water conservancy
1.2.1 培養(yǎng)課程體系
“天大行動(dòng)”作為“新工科”建設(shè)的整體路線,明確指出到2030年,形成中國特色、世界一流工程教育體系,到2050年,形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式。智慧水利作為“新工科”特色專業(yè),在武漢大學(xué)世界一流大學(xué)建設(shè)戰(zhàn)略背景下,以建設(shè)世界一流本科專業(yè),培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)深厚、學(xué)術(shù)能力突出的創(chuàng)新拔尖人才為目標(biāo)。學(xué)習(xí)和借鑒國內(nèi)外先進(jìn)工程科技人才培養(yǎng)理念和模式,堅(jiān)持“五育并舉”中國特色的傳統(tǒng)教育理念,突出“三創(chuàng)”高等教育靈魂,形成培養(yǎng)方案課程體系編制的6 項(xiàng)基本原則,如圖2所示。
圖2 培養(yǎng)方案編制原則Fig.2 Principles of training programming
經(jīng)過廣泛而充分的討論,按照應(yīng)對變化、塑造未來的新理念、多元化、創(chuàng)新型的新要求和培養(yǎng)方案的編制原則,設(shè)置了智慧水利專業(yè)課程體系,主要分為三大模塊,公共基礎(chǔ)課程、通識(shí)教育課程和專業(yè)教育課程,課程體系中各課程劃分關(guān)系如圖3所示。
圖3 課程體系內(nèi)容劃分Fig.3 Content division of curriculum system
與傳統(tǒng)水利專業(yè)相比,智慧水利專業(yè)課程體系內(nèi)容體現(xiàn)以下4個(gè)特點(diǎn):
公共基礎(chǔ)課程包括思想政治課程19學(xué)分,物理與數(shù)學(xué)課程19 學(xué)分,大學(xué)體育4 學(xué)分,勞動(dòng)教育2 學(xué)分,心理健康2 學(xué)分,國家安全及軍事理論教育5 學(xué)分,大學(xué)英語6 學(xué)分,還包括大數(shù)據(jù)分析與處理和工程項(xiàng)目管理4 個(gè)學(xué)分作為智慧水利基礎(chǔ)課程,以“五育并舉”的培養(yǎng)內(nèi)容,夯實(shí)智慧水利人才所必備的“德智體美勞”基礎(chǔ)素養(yǎng),確立高等教育培養(yǎng)社會(huì)主義建設(shè)者和接班人的教育方向。
通識(shí)教育課程,人文社科和自然科學(xué)經(jīng)典導(dǎo)引各2學(xué)分,中國精神2 學(xué)分,同時(shí)提供4 選3 人文類選修課程,共6 學(xué)分,其中2 學(xué)分指定選修藝術(shù)體驗(yàn)與審美鑒賞課程,增加美學(xué)和人文情懷的人才培養(yǎng)元素,可促進(jìn)文理融合,拓展學(xué)生思維方式。
大類平臺(tái)必修課程包含化學(xué)、力學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和多門水利類專業(yè)前導(dǎo)課程,專業(yè)核心必修課程體現(xiàn)智慧水利專業(yè)特色,涵蓋智慧水利基礎(chǔ)、智能數(shù)據(jù)獲取和處理及智慧水利應(yīng)用等方面的課程,主要包括人工智能、智慧水利概論、水利遙感、水利智能監(jiān)測與調(diào)控、水工程BIM 設(shè)計(jì)、數(shù)字孿生流域、水工程智能建造等,多方位支持智慧水利專業(yè)內(nèi)涵和外延建設(shè)[5],如圖3所示。
實(shí)踐課程模塊引入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類課程,培養(yǎng)智慧水利專業(yè)人才理論聯(lián)系實(shí)際和學(xué)以致用的能力,在實(shí)踐中引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)造和創(chuàng)業(yè)的意識(shí)和能力,形成在成長中規(guī)劃和調(diào)整個(gè)人發(fā)展方向的內(nèi)驅(qū)力。
1.2.2 智慧水利與測繪新技術(shù)
近年來測繪行業(yè)以其內(nèi)在發(fā)展的特性與通信、導(dǎo)航、遙感及微電子傳感器技術(shù)深度融合,促進(jìn)了無人機(jī)測繪及三維激光掃描技術(shù)蓬勃發(fā)展,低空傾斜攝影測量和空間精細(xì)結(jié)構(gòu)信息采集更加高效便捷,測繪技術(shù)進(jìn)入“4S(GNSS、GIS、RS、Scan)”智能測繪新時(shí)代[6]。
我國空間信息技術(shù)及其基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和發(fā)展,同時(shí)極大提升了水利行業(yè)空間信息獲取的能力,形成了“天-空-地-洞”的立體格局,水利信息數(shù)據(jù)獲取呈現(xiàn)出實(shí)時(shí)化、泛在化和智能化的新特征。培養(yǎng)智慧水利人才使之了解空間信息數(shù)據(jù)智能化獲取的基本原理,掌握一定的空間信息處理和應(yīng)用技能,增強(qiáng)學(xué)科交叉和融合的意識(shí)和能力。
智慧水利的發(fā)展既得益于新技術(shù)的推動(dòng)又離不開水利行業(yè)內(nèi)在發(fā)展的驅(qū)動(dòng),武漢大學(xué)智慧水利專業(yè)從4 個(gè)傳統(tǒng)專業(yè)中重組師資,對標(biāo)國際創(chuàng)新新方向,確立4個(gè)前沿方向形成專業(yè)新格局包括,水工程智能建造與運(yùn)維、水旱災(zāi)害精準(zhǔn)預(yù)警與智能防御、水資源智能配置與高效利用和水利數(shù)字孿生理論與技術(shù)。在促進(jìn)水利行業(yè)轉(zhuǎn)型和全面升級(jí)的過程中,現(xiàn)代測繪技術(shù)發(fā)揮了重要作用,且仍在進(jìn)行更為深入地交叉融合,不斷促進(jìn)智慧水利的發(fā)展。如圖4,簡要說明了智慧水利新方向與測繪新技術(shù)交叉融合的關(guān)系[4]。
圖4 智慧水利與測繪新技術(shù)交叉融合關(guān)系Fig.4 The cross-integration relationship between intelligent water conservancy and new surveying and mapping technology
智慧水利與測繪新技術(shù)已形成較深入的學(xué)科交叉態(tài)勢,水利水電學(xué)院智慧水利專業(yè)培養(yǎng)方案需要測量學(xué)作為前導(dǎo)課程,提供測繪學(xué)科空間基準(zhǔn)、投影變換、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、空間數(shù)據(jù)管理、空間分析等有關(guān)的基本理論、方法和技術(shù)。
測量學(xué)是水利、土木、交通等工科類專業(yè)的傳統(tǒng)專業(yè)基礎(chǔ)課程,教學(xué)內(nèi)容在較長的時(shí)間內(nèi)保持相對穩(wěn)定,測量學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容分為3 個(gè)模塊,課堂理論教學(xué)(48 學(xué)時(shí))、儀器操作及觀測方法實(shí)驗(yàn)教學(xué)(32 學(xué)時(shí))和數(shù)字化測圖綜合實(shí)習(xí)(2 周約16學(xué)時(shí))。
水利水電學(xué)院2018 按照大類培養(yǎng)方案的要求更新了本科專業(yè)培養(yǎng)方案,將測量學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)內(nèi)容壓縮合并為測量學(xué)實(shí)驗(yàn),學(xué)時(shí)數(shù)為32 學(xué)時(shí),目前測量學(xué)課程教學(xué)主要內(nèi)容和對應(yīng)的學(xué)時(shí)數(shù)如表2所示。
表2 測量學(xué)教學(xué)內(nèi)容和課時(shí)Tab.2 The teaching content and class hour of surveying
針對智慧水利專業(yè)人才的培養(yǎng),測量學(xué)課程教學(xué)主要存在以下3個(gè)方面的傳統(tǒng)問題:
(1)教學(xué)容量與課程學(xué)時(shí)矛盾突出。為了保證教學(xué)效果,教學(xué)內(nèi)容必須遵循一定的連續(xù)性和完整性。在學(xué)時(shí)大幅壓縮的情況下教學(xué)內(nèi)容很難減少,教學(xué)內(nèi)容完整度無法保障,教學(xué)內(nèi)容重難點(diǎn)學(xué)時(shí)充足的時(shí)間深入領(lǐng)會(huì);實(shí)踐教學(xué)分配的學(xué)時(shí)壓縮嚴(yán)重,實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量不能保證,學(xué)生對于儀器的操作沒有時(shí)間充分熟悉;測量實(shí)習(xí)納入測量實(shí)驗(yàn)課程內(nèi),學(xué)時(shí)分散且在校內(nèi)進(jìn)行,無法達(dá)到實(shí)習(xí)效果;無法引入測繪新理論、新方法和新設(shè)備的教學(xué)內(nèi)容。
(2)教學(xué)內(nèi)容與設(shè)備更新滯后。在目前的教學(xué)內(nèi)容中,傳統(tǒng)的高差、角度、距離和控制測量部分共占22學(xué)時(shí),約占總學(xué)時(shí)的68.8%,且對應(yīng)的設(shè)備為光學(xué)水準(zhǔn)儀和傳統(tǒng)的全站儀為主,教學(xué)內(nèi)容和設(shè)備滯后于目前主流的,GNSS 測圖、傾斜攝影測量和三維激光掃描技術(shù)。更無法接觸和體會(huì)到目前測繪學(xué)科智能化、泛在化的發(fā)展趨勢和方向,不利于智慧水利專業(yè)人才的培養(yǎng),同時(shí)由于教學(xué)內(nèi)容和設(shè)備缺乏現(xiàn)代感,難以吸引學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí),很難保障教學(xué)效果。
(3)教學(xué)方法與考核方式科學(xué)性差。測量學(xué)課程具有理論性、系統(tǒng)性、實(shí)踐操作性和應(yīng)用多樣性的特點(diǎn),目前課程教學(xué)方法主要注重理論和實(shí)踐兩部分內(nèi)容,課堂講解理論,實(shí)踐環(huán)節(jié)操作設(shè)備,在系統(tǒng)性和應(yīng)用多樣性的內(nèi)容教學(xué)方面缺乏針對性的教學(xué)方法來完成相應(yīng)的教學(xué)任務(wù),比如測量工作的基本原則“先整體后局部”和測量工作基本程序“先控制后碎部”所體現(xiàn)的系統(tǒng)性和應(yīng)用多樣性在教學(xué)內(nèi)容中缺失,學(xué)生的理解不到位。在考核方式方面缺乏學(xué)習(xí)過程監(jiān)督,實(shí)踐教學(xué)部分受測量學(xué)特點(diǎn)所限采用分組方式教學(xué)和考核,造成考核的公正性不足。
從智慧水利專業(yè)對測繪新技術(shù)為代表的空間信息技術(shù)的整體需求和水利水電智慧水利專業(yè)培養(yǎng)方案的課程體系要求來看,提高測量學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量具有重要作用,事關(guān)人才培養(yǎng)質(zhì)量。從測量學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀及問題出發(fā),充分考慮智慧水利人才培養(yǎng)要求,及測量學(xué)在人才培養(yǎng)方案中的作用和定位出發(fā),進(jìn)行探索與改革,并注重以下3個(gè)方面的要求:
(1)增加智能測量教學(xué)內(nèi)容,以適應(yīng)智慧水利專業(yè)人才培養(yǎng)要求。智慧水利的開展與實(shí)施,嚴(yán)格遵循認(rèn)識(shí)論對客觀世界“感知-分析-控制”的基本規(guī)律,因此測量學(xué)作為獲取工程信息的重要手段一直是水利工程專業(yè)課程設(shè)置中的基礎(chǔ)課程。引入智能測繪教學(xué)內(nèi)容將有助于提升智慧水利專業(yè)人才工程信息的獲取能力和效率,改變和提高智慧水利人才依托測繪技術(shù)對水利工程信息認(rèn)知的層次和格局,有利于提高智慧水利專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。
(2)加強(qiáng)測繪基礎(chǔ)理論掌握和理解,完善測量學(xué)前導(dǎo)課程的作用。智慧水利專業(yè)是以培養(yǎng)具備空間信息感知、大數(shù)據(jù)處理和云計(jì)算、智能裝備與人工智能等相關(guān)知識(shí)的人才為目標(biāo)的新型水利工程專業(yè)。測量學(xué)是測繪和非測繪專業(yè)的基礎(chǔ)課程,是智慧水利專業(yè)多門專業(yè)核心課程的前導(dǎo)課程,其作用是解決有關(guān)空間信息技術(shù)學(xué)科的空間基準(zhǔn)理論的作用。加強(qiáng)智慧水利專業(yè)人才對水利遙感、水利智能監(jiān)測與調(diào)控、水工程BIM 設(shè)計(jì)、數(shù)字孿生河流、地理信息系統(tǒng)等多門課程的基礎(chǔ)理論掌握和認(rèn)識(shí),對培養(yǎng)智慧水利專業(yè)人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)和學(xué)科交叉融合能力非常重要。
(3)進(jìn)行教學(xué)模式改革,確保測量學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量。在前2項(xiàng)革新的要求下必然會(huì)加重教學(xué)容量與教學(xué)學(xué)時(shí)的矛盾,必須科學(xué)合理地設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,采用合理的教學(xué)模式,充分整合調(diào)動(dòng)學(xué)院、教師、學(xué)生各類教學(xué)資源,確保教學(xué)質(zhì)量。
武漢大學(xué)院士課程——“測繪學(xué)概論”的教學(xué)模式其本質(zhì)是專題化教學(xué)模式,是指在教學(xué)中,針對某一特定主題或知識(shí)領(lǐng)域,進(jìn)行深入研究和專門講授的一種教學(xué)方式。專題化教學(xué)模式通過聚焦某一特定主題,提供有針對性的教學(xué)方法和資源,幫助學(xué)生建立知識(shí)結(jié)構(gòu)的框架,形成系統(tǒng)化的思維方式,有利于知識(shí)的整合和應(yīng)用,有助于提高學(xué)習(xí)興趣和效果。
智慧水利專業(yè)測量學(xué)教學(xué)改革借助專題化教學(xué)模式,科學(xué)設(shè)計(jì)課程內(nèi)容架構(gòu),合理劃分專題教學(xué)內(nèi)容,針對性地制定教學(xué)方法和投入教學(xué)資源,教學(xué)中提高學(xué)習(xí)興趣訓(xùn)練系統(tǒng)化思維,達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。
為適應(yīng)智慧水利專業(yè)人才培養(yǎng),對測量學(xué)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)合理的模塊化劃分,主要進(jìn)行4個(gè)方面的調(diào)整:
(1)歸并壓縮現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容中傳統(tǒng)測量方法的原理、方法和儀器操作部分,將水準(zhǔn)測量、角度測量和距離測量的理論和實(shí)踐學(xué)時(shí)從26學(xué)時(shí)壓縮到10學(xué)時(shí),8學(xué)時(shí)理論教學(xué),2學(xué)時(shí)儀器操作實(shí)驗(yàn)教學(xué),設(shè)置6學(xué)時(shí)的開放實(shí)驗(yàn),此模塊為傳統(tǒng)測量方法及設(shè)備操作模塊。
(2)增加第一章緒論的教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)容量,將地球大小和投影基本知識(shí)擴(kuò)展為空間基準(zhǔn)內(nèi)容包含旋轉(zhuǎn)橢球、參考橢球,詳細(xì)講授投影變換、坐標(biāo)系統(tǒng)和坐標(biāo)變換等基本理論和基礎(chǔ)數(shù)學(xué)工具,學(xué)時(shí)數(shù)為6學(xué)時(shí),該模塊為測繪基礎(chǔ)理論模塊。
(3)增加智慧測量模塊,提高和加強(qiáng)智慧專業(yè)學(xué)生對空間位置服務(wù)的認(rèn)識(shí),培養(yǎng)學(xué)生對地理信息空間數(shù)據(jù)管理和操作能力,訓(xùn)練學(xué)生空間分析和點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理能力,了解視覺測量的基本原理和體系結(jié)構(gòu),4學(xué)時(shí)理論教學(xué),6學(xué)時(shí)實(shí)踐學(xué)時(shí)。
(4)其他教學(xué)內(nèi)容基本保持不變,數(shù)字化測圖增加RTK 測圖,將工程應(yīng)用模塊中地形圖基本應(yīng)用部分替換為基于地理信息系統(tǒng)的地形分析,增加水深測量系統(tǒng)的介紹,保留施工控制測量、線路測量和隧洞測量的教學(xué)內(nèi)容突出工程測量應(yīng)用多樣性的特點(diǎn),專題模塊內(nèi)容的劃分如表3所示,圖5 對新舊教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了對應(yīng)分析。
圖5 新舊教學(xué)內(nèi)容對比Fig.5 Comparison of old and new teaching content
表3 測量學(xué)教學(xué)內(nèi)容專題化調(diào)整Tab.3 Thematic adjustment of surveying teaching content
測量學(xué)教學(xué)內(nèi)容增加了智能測量,擴(kuò)展了測繪基礎(chǔ)理論的容量,采用開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)嘗試解決學(xué)時(shí)矛盾,要確保教學(xué)質(zhì)量必須充分調(diào)動(dòng)教學(xué)資源,并制定相應(yīng)的措施進(jìn)行教學(xué)保障。
(1)強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),通過設(shè)置開放實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)課堂延展,突破教學(xué)場地、時(shí)間的限制。
測量學(xué)涵蓋智能化內(nèi)容后其教學(xué)容量必然增加,在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)保證教學(xué)效果除夯實(shí)課堂教學(xué)內(nèi)容之外還必須強(qiáng)化教學(xué)實(shí)驗(yàn),“百聞不如一見,動(dòng)眼不如動(dòng)手”通過對儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的直接操作加強(qiáng)學(xué)生對課程內(nèi)容的理解。在對教學(xué)內(nèi)容難易程度把握的基礎(chǔ)上專題化教學(xué)改革縮減了傳統(tǒng)測量的教學(xué)內(nèi)容,將理論課程可以通過實(shí)踐環(huán)節(jié)消化吸收的部分完全劃分到實(shí)踐課程內(nèi),同時(shí)設(shè)置開放實(shí)驗(yàn)課程其本質(zhì)是布置了實(shí)驗(yàn)操作類的課外作業(yè),通過這種方式實(shí)現(xiàn)課堂延展,突破教室、實(shí)驗(yàn)室等傳統(tǒng)教學(xué)場地及教學(xué)時(shí)間的限制,以更靈活的形式,更開放的教學(xué)理念服務(wù)課程建設(shè)和人才培養(yǎng)。因此需要實(shí)驗(yàn)室老師投入更多時(shí)間,以做好教學(xué)服務(wù)。
(2)加強(qiáng)教學(xué)各階段監(jiān)督,獲取教學(xué)效果的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息,并精準(zhǔn)調(diào)控和干預(yù)。
利用現(xiàn)代化信息技術(shù)和教學(xué)效果評估系統(tǒng)比如在進(jìn)行開放實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生應(yīng)提供個(gè)人定位信息、教師及時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)批改作業(yè),實(shí)時(shí)跟蹤教學(xué)內(nèi)容落實(shí)情況,并評價(jià)教學(xué)效果。依據(jù)測評信息幫助教師改進(jìn)教學(xué)方法,同時(shí)可精準(zhǔn)指導(dǎo)學(xué)習(xí)效果不達(dá)標(biāo)的同學(xué)。以此方式加強(qiáng)教學(xué)各階段的綜合監(jiān)管,通過適度增加學(xué)習(xí)緊張度增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)投入度。教學(xué)效果評估軟件加強(qiáng)了學(xué)生課余時(shí)間對課程投入的把控,實(shí)現(xiàn)課上課下的全面把控,保障教學(xué)自由形式松散而質(zhì)量不減的效果。
(3)更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備,建設(shè)智能測量教學(xué)實(shí)驗(yàn)室,做好教學(xué)硬件保障。水利水電學(xué)院國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的測量學(xué)實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備配置目前居全國水利專業(yè)測量學(xué)實(shí)踐課程硬件條件之首,但仍然以常規(guī)光學(xué)和電子儀器為主,電子水準(zhǔn)儀和全站儀可滿足600名本科生的教學(xué)需求?,F(xiàn)代智能測量設(shè)備數(shù)量不足單基本涵蓋目前智能測量發(fā)展前沿方向,精密全站儀6 套,GNSS 設(shè)備12 套,無人船1 艘,測深儀2 套,BLK360 激光掃描儀1 套,松靈移動(dòng)智能測量平臺(tái)1 套,智慧水利教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過學(xué)校貼息貸款項(xiàng)目購置RTC360高速激光掃描系統(tǒng)1套。
測量實(shí)驗(yàn)室在軟件配套方面存在嚴(yán)重不足,數(shù)字化測圖軟件方面軟件存在嚴(yán)重不足,攝影測量及遙感影像處理軟件12套,點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理軟件6 套,無人機(jī)傾斜攝影測量處理軟件1套,移動(dòng)測量開發(fā)平臺(tái)1 套,配套軟件方面還存在較大的建設(shè)空間[7]。
為適應(yīng)智慧水利專業(yè)人才培養(yǎng),傳統(tǒng)的測量學(xué)必須進(jìn)行教學(xué)改革,本文通過專題化教學(xué)模式重組測量學(xué)教學(xué)內(nèi)容,在增加智能測量教學(xué)內(nèi)容和拓展測繪學(xué)科基礎(chǔ)理論的條件下,解決教學(xué)容量和教學(xué)學(xué)時(shí)沖突、教學(xué)內(nèi)容滯后的問題,提出設(shè)立開放實(shí)驗(yàn)課程,解放教學(xué)場地和教學(xué)時(shí)間的限制。通過以專題化模式組織教學(xué)內(nèi)容和提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,構(gòu)建智慧專業(yè)必備的智能測繪知識(shí)結(jié)構(gòu),促進(jìn)智慧水利與測繪新技術(shù)的融合,可以為智慧水利專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革提供一定的借鑒和參考。