南宁学院 南宁 530200
摘要:工程测量是土木类专业的一门重要的学科基础课程,测量工作贯穿于工程项目的规划、设计、施工、运营管理全过程,高校土木工程、工程造价、建筑工程技术等专业均开设本课程。随着测量新技术尤其是3S技术的发展,对工程测量课程的实践教学提出了新的要求,以更好地培养学生的学习能力、工程测量应用能力和适应社会发展的能力。课程地位非常重要,但内容庞杂,要很好地掌握该课程十分不易,因此,进行工程测量课程实践教学改革迫切需要。
关键词:工程测量;教学改革;实践教学
《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》中提出:“强化实践育人环节,结合专业特点和人才培养要求,分类制定实践教学标准;增加实践教学比重,确保各类专业实践教学必要的学时。”《教育部等部门关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》中也指出,实践育人特别是实践教学依然是高校人才培养中的薄弱环节,与培养拔尖创新人才的要求还有差距。要加强实践育人工作总体规划,强化实践教学环节,深化实践教学方法改革。特别作为应用型的高校,应用型人才的能力体系以一线生产的实际需求为核心目标,土木工程等专业的毕业生多面向施工企业,实践动手能力是企业评定毕业生水平的重要依据。因而,如何根据人才培养模式,在教学中努力做到以实施素质教育为目标,以专业技术应用能力为主线,提高学生在专业技能和实际应用两方面的能力,是教学中必须重视的问题。
一、土木工程测量实践教学改革的必要性
工程测量是土木工程等专业的基础课,也是对实践能力要求较高的一门课。这就要求学生在具备较高的理论水平的同时,更要有较强的动手实践能力,以适应社会和企业的要求。工程测量实践教学是工程测量教学的重要组成部分,是必不可少的环节。目前很多高校工程测量实践教学还存在一些问题。
(一)教材内容重理论轻实践、实践教学内容简单陈旧
现行各种工程测量的教材以理论讲述为主,对实际工程建设中已经普遍使用的现代化测绘仪器、测绘技术介绍很少,教材的更新速度缓慢,许多高校仍只能沿用一些经典的老教材,教师讲授以理论介绍为主。为了配合理论教学,学校虽然开设一些课间性实验,比如水准仪的认识与操作、全站仪的认识与操作。但随着科学技术的不断进步,新的测绘仪器与测绘技术不断得到应用,尤其是近年来,空间定位测量技术、地面一体化技术和以信息技术为手段的测量集成技术得到了高速发展,测量的仪器、作业方式、数据采集和处理方式均向信息化、智能化方向发展,而实践教学仍然以手工操作和计算为主,导致工程测量课程的学科建设不能与时俱进,实践教学内容与工程实际脱节,与相关企业的实际需求脱节,影响了学生工程应用能力的培养,严重制约产学研的融合发展。
(二)实践教学模式滞后
目前,许多高校的工程测量实践教学模式中,认识性实验比较多,学生按照老师给定的步骤和要求依葫芦画瓢进行实验,设计性实验和实习很少。在实践教学环节中,学生很少按照实际测量工作过程(根据工程实际情况和要求设计技术方案→方案可行性分析→实施方案→数据处理→成果质量评定→撰写技术报告)进行实习,大多是按照老师的指导及布置的任务去机械的完成任务,很难模拟到在真实的工程建设情境下的工作过程和方法,这样很难激发学生的学习兴趣和创新思维,学习效果普遍不理想,也不利于培养学生科学、严谨、求实的工作态度及创新性解决工程实际问题的能力。
(三)实践教学场地不规范
很多院校没有固定的工程测量实习场地,工程测量的实践教学基地基本上是在校园内或者校园周边。一般校园内地势平坦、高差小、地物简单,交通便利,校园内都是整洁的水泥地,很难模拟施工现场复杂的观测环境。没有已知的国家平面控制点和高程控制点,控制测量只能采取闭合导线及闭合水准路线的形式进行,起始点的坐标、高程及起始边的坐标方位角任意假定,不能很好地模拟实际工程情境。比如进行导线测量时基本上就是在校园内钉几颗钉子,或者找几个固定点之类的作为导线点。这种临时性的实习场地和工程实际相差甚远,不利于学生工程意识地培养和实际操作能力的提升。
(四)考核体系和方法不科学
目前,大多数院校工程测量实验和实训课程考核成绩只是根据学生的测量成果简单的进行评价,而测量成果的准确性受外界条件、仪器设备、操作方法等多方面的影响,单纯根据测量成果进行评价是不科学的,很难真实反映学生对知识的掌握情况、操作的熟练程度和规范性、发现问题和解决问题的能力。
二、工程测量课程实践教学改革与实践
工程测量是一门实践性很强的课程,在重视理论教学的同时,进行实践教学改革,提高实践教学质量,提高学生动手操作能力和解决问题的能力,注重学生的工程意识和工程文化的培养,从而增强学生的就业竞争力。
(一)优化工程测量课程教学内容
为了适应测量技术发展和企业的实际需求,适当调整课程教学内容。删除一些社会生产中已经很少使用的陈旧知识,比如钢尺量距、大平板仪测绘地形图、测距仪测距、小三角测量等内容,强化全站仪、电子水准仪、GPS等现代测绘仪器在工程中的应用,适当介绍一些前沿的测绘技术,如无人机倾斜摄影测量、三维激光扫描等,更好地调动学生探索新知识、新技术的积极性。同时调整相关章节课时数,使教学内容尽可能少而精,且符合生产实际需求。
(二)调整工程测量课程课间实践教学项目
课间实践教学是工程测量课程实践教学的一部分,主要是让学生认识和掌握基本测绘仪器的构造、功能和操作方法,为后续的整周实践教学实训项目的实施打下基础。随着测绘技术的发展,传统的光学水准仪、经纬仪等已经在实际工程应用中被淘汰了,全站仪、GPS等已经在工程建设项目中普及使用。
针对学生将来的就业方向,特别加强全站仪、动态GPS施工放样等的实践教学,真正体现“学以致用”的目的。
(三)工程测量课程整周实践教学环节改革与实践
随着学校测绘仪器设备的不断更新,为了更好地使教学内容与工程实际接轨,工程测量课程整周实践教学环节的实训内容也进行适当地调整,从原来的工程测量项目某些环节(比如四等水准测量、二级导线测量等控制测量环节)的实训,调整为现在的模拟工程测量项目的全过程进行实训,即从接受测量任务、根据任务要求设计测量方案、对方案进行可行性分析、根据测量方案实施外业测量(数据采集)、数据处理(数据计算、绘制地形图、断面图等)、施工放样,最后撰写测量技术报告。首先,教师根据模拟的实际工程项目要求,给每个小组布置实训任务,同时以实训指导书的形式把实训各环节的相关要求,包括仪器操作的规范要领、观测成果的精度要求等进行布置。学生根据任务要求,自行选择控制点,埋设控制点标志,按照四等水准测量和二级导线测量的技术要求完成控制点的测量和平差计算工作,得出控制点坐标和高程成果,以计算出的控制测量成果为地形图测绘的基准数据,采用全站仪测量或GPS-RTK测量的方式完成指定范围的地形数据采集,并现场绘制地物点连接关系草图,根据地形数据和地物点连接关系草图上机运用地形图成图软件绘制出数字地形图。以数字地形图为基础根据任务要求计算出挖填土方量,最后采用全站仪测量或GPS-RTK测量的方式放样出土方开挖的位置和挖填标高,提交相关成果资料后即完成所有实训任务。
学生在实训过程中遇到问题时,首先通过小组成员讨论、查阅资料等方式寻找解决办法,仍然无法解决的,教师给予指导。实践课程成绩由实训过程表现(30%)和实训成果成绩(70%)组成,实训过程表现按是否遵守实训守则,是否服从指导老师及组长安排,操作是否认真、规范,遇到问题是否积极思考,寻找解决方法等方面评定;实习成果成绩根据数据填写字迹是否清晰、测量数据、计算结果是否正确、对结果评定及分析是否正确无误、实训总结等方面评定。这样的考核方式更科学和全面地反映了学生的学习态度、动手操作能力和知识的掌握情况。通过这样的实践教学改革,提高了学生的实践动手能力,同时也增强了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。由于任务由小组成员共同完成,这个过程中也培养了学生的团队合作、沟通交流的能力,同时对工程测量项目的全过程有了系统和全面的认识。
(四)组织开展测绘技能大赛
对于应用型高校来说,培养应用型技术人才是我们的目标,为了锻炼学生的实践动手能力,提高学生科学素养和职业技能水平,培养学生团队合作精神,提升学生的工程测绘实践能力,学校的工程测量实验室对学生全面开放,学生只要有空余时间,都可以到实验室领取需要的仪器在校园内练习,锻炼动手操作能力。同时,在学校的支持下,每年举办一届测绘技能大赛。大赛分初赛和决赛两个阶段,初赛为个人赛,所有土木类专业学生均可报名参加。通过初赛,从报名参赛选手中,选出48人进入决赛阶段比赛。决赛由选手自由组队参赛,每组4名选手,共12组。通过两个项目的比赛最终评选出若干组获奖选手。通过比赛,选手们都得到了不小的收获。首先,选手在比赛之前,在测量协会的组织下,进行了很多的训练,不管是在外业测量,还是在内业数据处理方面,都会有较大的提高,很好的巩固课堂学习的内容,提高了处理实际测量问题的能力。另一方面,通过参加比赛,选手们对工程测量作为一门课程也好,作为一个工作也好,都有了更深刻的理解。同时,鼓励和组织优秀学生参加省内和国内相关专业大赛,通过以赛促学的方式提升学生的专业技能。通过这些比赛,激发学生学知识、学技术、学技能的热情,实现了“以赛促学、以赛促培、以赛促练、以赛促建”的目的。
(四)组织开展工程测量课程课外实践活动
即使在校内建立了固定的实践教学场地,使得实训环境更接近真实工程场景,但是有些测量项目还是无法实施的,比如工程施工过程中的放样测量等,这种情况下学校应该和相关企业沟通联系,采取校企共建的方式建立校外实训基地,可以带学生到施工现场进行相关项目的参观实习,更好地达到实践教学的目的。另外,对于部分对工程测量课程感兴趣的学生,课余时间带领他们参加一些测绘仪器的展销会、行业协会组织的技术论坛等,让学生更好的了解行业的发展动态。对成绩较好的一部分学生,让他们利用课余时间参加老师的科研课题,启发他们的科研思维。通过这些不同的措施,提高学生的动手实践能力。
三、结束语
工程测量课程实践教学是检验理论教学成果的重要手段,是培养学生使用测量仪器解决实际工程问题的有效途径。怎么样才能使工程测量实践教学达到更好的效果,使学生经过实践教学环节在解决工程实际问题能力上有质的提高?只有通过教学改革,包括教学内容和教学方式的改革,这是一个长期且与时俱进的过程,需要学校、教师、学生的共同努力,不断地探索和实践,培养学生自学能力、解决问题的能力,将来才能更好地适应企业和社会发展的需要。
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基金项目:
本文系广西民办重点专业“建筑工程技术”项目(2018MBZDZY04)的研究成果。
作者简介:
黄清华(1978-- ),男,南宁学院,高级工程师。