测绘地理信息   2019, Vol. 44 Issue (5): 98-99, 112
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工程教育专业认证背景下数字地形测量学课程教学改革[PDF全文]
程效军1, 邹进贵2, 翟翊3, 楼立志1    
1. 同济大学测绘与地理信息学院,上海,200092;
2. 武汉大学测绘学院,湖北 武汉,430079;
3. 信息工程大学测绘学院,河南 郑州,450001
摘要: 工程教育专业认证是国际通行的保障本科工程教育质量的基本制度,其目的是加强工程实践教育,提高工程教育的质量;教学课程是实现毕业要求的基本单元,它能否有效支持相应毕业要求的达成是衡量课程体系是否满足认证标准的重要依据。本文就工程教育专业认证背景下《数字地形测量学》对毕业要求达成的支撑作用,课程目标教学内容、教学方式和考核方式的设计等进行探索与实践。
关键词: 工程教育专业认证     数字地形测量学     课程教学改革     毕业要求达成    
Teaching Reform of Digital Topography in the Context of Accreditation for Engineering Education
CHENG Xiaojun1, ZOU Jingui2, ZHAI Yi3, LOU Lizhi1    
1. College of Surveying and Geo-informatics, Tongji University, Shanghai 200092, China;
2. School of Geodesy and Geomatics, Wuhan University, Wuhan 430079, China;
3. Institute of Surveying and Mapping, Information Engineering University, Zhengzhou 450001, China
Abstract: Accreditation for engineering education is an international basic system guaranteeing the quality of undergraduate engineering education. Its purpose is to strengthen the engineering practice education and improve the quality of engineering education. As the curriculum is the basic unit to achieve the graduation requirements, whether it can effectively support the achievement of graduation requirements is an important basis to evaluate whether the curriculum system meets the requirement of accreditation standards. This paper explores and describes the exploration and practice of the supporting role of Digital Topography on the achievement of graduation requirement in the context of the accreditation for engineering education as well as the design of curriculum objectives, teaching contents, teaching methods and assessment methods.
Key words: accreditation for engineering education     Digital Topography     teaching reform     achievement of graduation requirement    

工程教育专业认证是国际通行的保障工程教育质量的基本制度,也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。我国于2016年成为华盛顿协议正式成员,一方面表明了中国的工程教育认证取得里程碑的突破;另一方面对于我国的高等教育走向世界,与世界先进教育接轨,高校的专业建设,既是机遇又是挑战。工程教育专业认证坚持成果导向教育(outcome-based education, OBE)的教育理念,其核心是以学生为中心,以培养目标为导向,坚持持续改进。课程是实现毕业要求的基本单元,它能否有效支持相应毕业要求的达成,是衡量课程体系是否满足认证标准的重要依据。《数字地形测量学》是测绘工程专业必修的一门学科基础课程,设置本课程的目的,使学生系统全面地掌握大比例尺地面数字测图的原理与方法,培养学生从事数字测图的基本技能。本文就工程教育专业认证背景下《数字地形测量学》对毕业要求达成的支撑作用,课程目标教学内容、教学方式和考核方式的设计等进行探索[1, 2]

1 问卷调查与翻转式教学

在课程开始之前设计以下问卷,调查了解学生的学习基础,征求学生对数字地形测量学课程教学的意见和建议。设计的问卷题主要为了了解学生对AutoCAD掌握的程度、对教学形式(理论教学和课堂实验)的建议,是否愿意主动承担一部分教学内容的讲授,对考试方式、课程评价体系等方面有什么建议等。

为了吸引学生积极参与到“数字地形测量学”课程教学中,在课程教学中引入翻转式教学,鼓励学生大胆走上讲台。课程开始之际,将课程内容分解为一个个知识点,由学生自己申请进行讲解。学生按照选择内容和教学次序走上讲台,他们事先都非常认真地进行准备,精心制作了PPT, 在讲解过程中还不时回答其他同学提问,有效地实现互动。每一位同学讲完后,教师进行总结和点评,一方面肯定好的方面;另一方面对讲解过程中出现的错误进行纠正,并给出相应的建议。学生们通过这样的准备,自己对课程的内容就非常熟悉,另外可以提高他们的PPT制作能力、表达能力、演讲能力等,这样的形式贯穿于整个数字地形测量学的课程中[3, 4]

2 考试改革

根据《数字地形测量学》对毕业要求达成的支撑作用,设计考题,然后综合学生的课程作业、实验成绩、笔试成绩评定出其最后成绩。以下为《数字地形测量学》对相关毕业要求达成支撑点的考题设计。

1) 对工程知识的考核。《数字地形测量学》对工程知识为强支撑,权重为0.10,具体内容为:能够应用数学理论与知识进行坐标计算、坐标旋转、地形图绘制等工作。

设计的考题为:某小组在测图综合实验时,布设了控制点ABAB的独立坐标为:A1(368.786 m, 296.668 m),B1(687.765 m, 465.258 m),用独立坐标将地形图测完后,通过联测得到AB在城市坐标系中的坐标为:A2(5 152.685 m, 2 486.569 m)、B2(5 465.220 m, 2 666.825 m), 如何将测好的地形图转换到城市坐标系之中(试以A为基点计算出平移和旋转参数),以考核学生应用数学知识进行坐标转换的计算能力[5]

2) 对问题分析的考核。《数字地形测量学》对问题分析为强支撑,权重为0.25,具体内容为:具有发现问题、分析问题的能力,能够应用数学、自然科学、工程科学的基本原理,通过文献研究分析数字地形测量学中的复杂工程问题,以获得有效结论。

设计的考题为:图 1为某组布设的二级导线与图根导线示意图,ABCD为附合导线的已知边,支1、支2为附合导线上的支导线点。问:(1)该导线需要观测几个水平角、几条导线边(包括支导线)?(2)请把需观测的水平角和导线边标于图中(要求观测左角)。(3)已知αAB=11°45′00″,αCD=83°00′00″,则该附合导线的∑β理为多少?(4)若二级导线的测角中误差mβ=±8″,则附合导线的fβ容为多少、全长相对闭合差的限差应为多少?(5)已知B点的坐标为(687.765 m, 465.258 m),现测得∠AB1=50°35′18″右角), 距离SB1=254.356 m,试计算点1的坐标。以考核学生分析等级导线与图根导线的布设、精度与限差、坐标计算等方面的能力[6]

图 1 某组布设的二级导线与图根导线示意图 Fig.1 Layout of Secondary Traverse Control and Mapping Control Measurement by a Team

3) 对设计/开发解决方案的考核。《数字地形测量学》对设计/开发解决方案为强支撑,权重为0.25,具体内容为:能够设计测绘小地区数字地形图的具体方案,并能在设计中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

设计的考题为:某城市规划区需要测绘1 km2 1:500数字地形图(规划区为正方形)。(1)试设计用电子全站仪实测法进行数字测图的具体方案(写出整个项目的主要步骤);(2)若测图的图幅为50 cm×50 cm,那么总共需要测绘多少幅1:500数字地形图?(3)测区内有一四边形地块,其顶点ABCD的坐标分别为:A(686.381, 1 135.182)、B(615.711, 1 308.548)、C(828.325, 1 256.036)、D(825.946, 1 111.681),单位为m,试计算该地块的面积。以考核学生设计数字地形图测图方案的能力,并通过计算图幅数和地块面积估算测图的工作量[7]

4) 对研究的考核。《数字地形测量学》对研究为强支撑,权重为0.20,其具体内容为:具有从事科学研究和技术开发的初步能力,能够基于科学原理并采用科学方法,对数字地形测量学中的复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

设计的考题为:根据已知导线点MN,在地面放样设计点P的平面位置。已知点MN和设计点P的坐标如下:M(658.256 m,843.438 m)、N(916.787 m,838.765 m)、P(785.869 m,1 158.956 m)。(1)计算在测站M,用“极坐标法”测设P点的数据;(2)简述测设P点的过程;(3)若要求P点的测设误差不超过±16 mm,试设计出一种测设方案。以考核学生根据精度要求设计放样方案的能力[8]

5) 对使用现代工具的考核。《数字地形测量学》对使用现代工具为强支撑,权重为0.20,其具体内容为:掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有较强的计算机及信息技术应用能力,掌握先进的测绘仪器和信息技术工具,能够针对数字地形测量学中的复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。

3 结束语

课程教学能否坚持OBE的教学理念,即以学习效果为导向,是保障工程教育得以实施、提高教学质量的重要举措。建立课程教学目标与相关毕业要求指标点的对应关系,确定有效实现课程目标的教学内容和教学方式,并针对课程目标设计课程考核的方式、内容与评分标准,有效证明课程目标的达成。按照工程教育毕业要求标准,把课程整体教学目标细化为提高学生知识、能力和素质的具体目标,明确了教师“教什么”、“如何教”;学生“学什么”、“如何学”与“学得如何”。以学生切实掌握数字地形测量学为目标,注重培养学生解决复杂工程问题的能力,为培养创新型专业人才提供保障[8]

参考文献
[1]
宁津生, 王正涛. 面向信息化时代的测绘科学技术新进展[J]. 测绘科学, 2010, 35(5): 5-10.
[2]
刘春, 程效军. 注重能力培养的"测量学"课程多样化教学方法探讨[J]. 中国地质教育, 2010(1): 105-108. DOI:10.3969/j.issn.1006-9372.2010.01.026
[3]
周克宁, 罗朝盛, 康敏. 植入"复杂工程问题"的教学体系改革探[J]. 中国大学教学, 2016, 18(10): 51-54. DOI:10.3969/j.issn.1005-0450.2016.10.010
[4]
周华, 姜少杰, 康剑梁, 等. 改革实践教学培养创新能力[J]. 课程教育研究, 2013(31): 250-251.
[5]
程效军, 刘春, 吴杭彬. 数字地形测量学案例教学的组织与实施[J]. 昆明冶金高等专科学校学报, 2018(4): 1-6. DOI:10.3969/j.issn.1009-0479.2018.04.001
[6]
潘正风, 程效军, 成枢, 等. 数字地形测量学[M]. 武汉: 武汉大学出版社, 2015.
[7]
顾孝烈, 鲍峰, 程效军. 测量学(第五版)[M]. 上海: 同济大学出版社, 2016.
[8]
冯甜甜, 程效军. "卓越计划"背景下测绘工程专业培养方案的改革与实践[J]. 测绘与空间地理信息, 2015, 38(1): 27-29. DOI:10.3969/j.issn.1672-5867.2015.01.008