馬春艷，梁翠英，張文清，石林峰

(河南理工大學(xué)測(cè)繪與國土信息工程學(xué)院，河南焦作454003)

一、引 言

通過測(cè)繪實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以授人以知識(shí)和技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)及分析問題和解決問題的動(dòng)手能力，而且可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、鍥而不舍的科學(xué)作風(fēng)，啟迪學(xué)生探索和創(chuàng)新精神，發(fā)揮綜合潛在能力。這對(duì)于工科學(xué)生來說，是十分重要的。進(jìn)入21世紀(jì)，高校的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容日趨綜合化，更加注重素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)要適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的要求。新世紀(jì)的工程技術(shù)人員不僅要掌握必要的科學(xué)文化知識(shí)，更重要的是要具備較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力。

二、傳統(tǒng)測(cè)繪實(shí)踐教學(xué)弊端

隨著近幾年高校招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，以及高等學(xué)校教育體制改革不斷深入，國家對(duì)高等學(xué)校測(cè)繪工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)更加重視［1］。但是，高校測(cè)繪實(shí)踐教學(xué)改革面臨著許多新的問題和困難，舊的教學(xué)方法和觀念已經(jīng)阻礙了實(shí)驗(yàn)室功能的進(jìn)一步發(fā)揮。在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力方面，傳統(tǒng)的測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室管理模式一般要求學(xué)生按照規(guī)定的實(shí)驗(yàn)程序，在規(guī)定的時(shí)間和已配置好的儀器設(shè)備上，經(jīng)教師講解示范，然后按照教師精心準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書或講義上提供的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生只是被動(dòng)機(jī)械地執(zhí)行實(shí)驗(yàn)步驟，盲目操作，沒有獨(dú)立思考，更沒有創(chuàng)新。

在測(cè)繪科學(xué)技術(shù)的自身發(fā)展的內(nèi)在需求下，各類儀器更新?lián)Q代的速度越來越快，有些儀器還未充分使用就面臨淘汰，設(shè)備投資效益得不到充分發(fā)揮。長期以來，測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室形成了封閉型或半封閉性的管理模式，使有限的實(shí)驗(yàn)室資金更加緊張。不僅實(shí)驗(yàn)室有限的資源得不到共享，利用率也得不到提高。圍繞課程而建立的測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室，其任務(wù)僅僅是保障該課程教學(xué)需要，隨著課程的結(jié)束，測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室的任務(wù)也就完成，造成了測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備時(shí)而緊張、時(shí)而空閑的狀態(tài)［2］。學(xué)生并沒有養(yǎng)成科學(xué)思維和科學(xué)方法的好習(xí)慣。

因此，需要在專業(yè)課實(shí)踐教學(xué)中，堅(jiān)持走教育觀念新穎、教學(xué)內(nèi)容科學(xué)、課程體系合理、教學(xué)方法現(xiàn)代化的改革道路。

三、“四維滲透式”實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及特色

“四維滲透式”實(shí)踐教學(xué)方法是適用于測(cè)繪專業(yè)的一般思維科學(xué)方法，它是從具體、特殊的研究方法中提煉和概括出來的，并隨著測(cè)繪學(xué)科具體研究方法的發(fā)展而發(fā)展［3］。對(duì)于實(shí)踐而言，是研究各種實(shí)踐所具有的共同特征和規(guī)律。一旦掌握了這些特征和規(guī)律，就能夠輕松地駕馭各種實(shí)踐活動(dòng)，在科研中更加快捷、有效、合理地進(jìn)行試驗(yàn)和實(shí)踐，從而能夠有效地完成各項(xiàng)實(shí)踐任務(wù)，并且在已有的實(shí)踐基礎(chǔ)之上搭建更新的實(shí)踐平臺(tái)進(jìn)行科學(xué)研究?！八木S滲透式”實(shí)踐教學(xué)從現(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)自身特點(diǎn)出發(fā)，闡述了現(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)面臨的3大基本問題，即充分發(fā)揮測(cè)量學(xué)在現(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)中的基礎(chǔ)性地位，發(fā)展多種地球空間信息獲取手段，有效地處理與分析地球多源空間信息說明解決測(cè)繪科學(xué)問題的思維方法［4］。

測(cè)繪工程專業(yè)“四維滲透式”實(shí)踐教學(xué)改革是在這種科學(xué)思維與科學(xué)方法指導(dǎo)下，以學(xué)生的自主性、探索性學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前，應(yīng)用“虛擬現(xiàn)實(shí)仿真測(cè)繪教學(xué)”模塊來熟悉整個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器的操作流程，采用類似科學(xué)研究的“項(xiàng)目教學(xué)法”，將需要解決的問題以項(xiàng)目的形式組織。首先以小組工作方式，按照實(shí)際工作的完整程序，共同制定計(jì)劃，分工完成整個(gè)項(xiàng)目［5］;然后到專業(yè)實(shí)習(xí)基地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐;最后形成以能力為主導(dǎo)的實(shí)踐教學(xué)課程體系。

在“四維滲透式”教學(xué)中，學(xué)習(xí)過程成為一個(gè)人人參與的創(chuàng)造實(shí)踐活動(dòng)，注重的不是最終的結(jié)果，而是完成整個(gè)項(xiàng)目的過程。應(yīng)用科學(xué)思維與科學(xué)方法，學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐過程中，理解和把握課程要求的知識(shí)和技能，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，以及團(tuán)隊(duì)精神和合作能力等，然后到專業(yè)實(shí)習(xí)基地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，最后形成以能力為主導(dǎo)的實(shí)踐教學(xué)課程體系。4個(gè)模塊相互結(jié)合，相互滲透(如圖1所示)。

圖1 思維滲透式實(shí)踐教學(xué)

四、測(cè)繪專業(yè)實(shí)踐教學(xué)案例

1.以“虛擬現(xiàn)實(shí)仿真測(cè)繪教學(xué)”科學(xué)方法的模塊開發(fā)

虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)作為計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)已進(jìn)入測(cè)繪學(xué)實(shí)踐教學(xué)課堂，通過對(duì)各種測(cè)繪儀器性能的滲透了解，把儀器做成動(dòng)畫的形式，形象地在多媒體上表現(xiàn)出來［6］。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入到測(cè)繪學(xué)相關(guān)課程的實(shí)踐教學(xué)中，創(chuàng)建虛擬測(cè)繪教學(xué)，構(gòu)造虛擬實(shí)驗(yàn)儀器，對(duì)測(cè)繪儀器進(jìn)行模擬操作(如圖2所示)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為學(xué)習(xí)主體建造發(fā)揮創(chuàng)造潛力的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。在虛擬測(cè)繪教學(xué)中，學(xué)生可以根據(jù)需要隨時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行更新［7］，并且可以根據(jù)需要盡可能設(shè)計(jì)出各種復(fù)雜環(huán)境以滿足學(xué)生實(shí)習(xí)訓(xùn)練的要求，還可以根據(jù)各自時(shí)間安排隨時(shí)進(jìn)行課程實(shí)踐。

2.實(shí)踐教學(xué)“項(xiàng)目教學(xué)科學(xué)思維法”的設(shè)計(jì)

在教學(xué)活動(dòng)中，教師將需要解決的問題或需要完成的任務(wù)以項(xiàng)目的形式交給學(xué)生，在教師的指導(dǎo)下，以小組工作的方式，由學(xué)生自己按照實(shí)際工作的完整程序，共同制定計(jì)劃，共同或分工完成整個(gè)項(xiàng)目。在項(xiàng)目教學(xué)中，學(xué)習(xí)過程成為一個(gè)人人參與的創(chuàng)造實(shí)踐活動(dòng)，注重的不是最終的結(jié)果，而是完成項(xiàng)目的過程。學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐過程中，理解和把握課程要求的知識(shí)和技能，體驗(yàn)創(chuàng)新的艱辛與樂趣，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，以及團(tuán)隊(duì)精神和合作能力等。

圖2 測(cè)繪儀器虛擬操作

平面圖測(cè)繪的實(shí)驗(yàn)可以作為一個(gè)項(xiàng)目，每組須在一周的時(shí)間內(nèi)完成1∶500比例尺平面圖一幅。根據(jù)項(xiàng)目的目標(biāo)和任務(wù)，充分利用模型制定項(xiàng)目計(jì)劃，確定工作步驟和程序，包括繪制方格網(wǎng)、展繪控制點(diǎn)、測(cè)站點(diǎn)的增設(shè)、碎部測(cè)量、圖的清繪工作。學(xué)生首先確定各自在小組內(nèi)的分工及小組成員間合作形式后，按照已確定的工作方案和程序工作;然后上交一幅平面圖和項(xiàng)目報(bào)告，對(duì)形成的成果進(jìn)行展示;最后主要根據(jù)每個(gè)學(xué)生在該項(xiàng)活動(dòng)中的參與程度、所起的作用、合作能力及成果等進(jìn)行評(píng)價(jià)，可先由學(xué)生自己進(jìn)行自我評(píng)估，之后再由教師對(duì)項(xiàng)目工作成績進(jìn)行檢查評(píng)分。師生共同討論、評(píng)判在項(xiàng)目工作中出現(xiàn)的問題、學(xué)生解決問題的方法及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為特征。

3.測(cè)繪專業(yè)實(shí)習(xí)基地的選址及建設(shè)

以實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)為切入點(diǎn)，通過加強(qiáng)教學(xué)實(shí)習(xí)基地、產(chǎn)學(xué)研基地建設(shè)，吸收本科生在校內(nèi)外參加實(shí)際工程項(xiàng)目或科研實(shí)踐等措施積極構(gòu)建課內(nèi)外結(jié)合、校內(nèi)外結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)體系。筆者所在單位在焦作市區(qū)建立了控制測(cè)量教學(xué)實(shí)習(xí)基地，包括三角網(wǎng)和水準(zhǔn)網(wǎng)。三角網(wǎng)由十號(hào)井、獅澗、煤校、礦院、鳳凰山、水泥廠、陶瓷廠、李河水塔、輪胎廠、太行旅社、食品公司11個(gè)三角點(diǎn)組成，控制面積30 km2，三角點(diǎn)均設(shè)在建筑物頂部，均建有鋼質(zhì)尋常標(biāo)。在影視城也建立了測(cè)量學(xué)教學(xué)實(shí)習(xí)基地，之后幾經(jīng)改造和擴(kuò)建，現(xiàn)在基地面積達(dá)3 km2，實(shí)習(xí)基地內(nèi)地貌類型齊全，交通條件便利。礦山測(cè)量教學(xué)實(shí)習(xí)基地建立于北校區(qū)原實(shí)驗(yàn)樓的電梯間模擬煤礦立井，地下防空洞模擬井下巷道，建立了完整的礦山測(cè)量體系。

4.綜合素質(zhì)測(cè)繪實(shí)踐教學(xué)課程體系的建立

在調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu)和課程體系的同時(shí)，以課程建設(shè)為切入點(diǎn)，帶動(dòng)專業(yè)建設(shè)和發(fā)展。測(cè)繪學(xué)院先后完成了測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)、測(cè)量平差基礎(chǔ)、數(shù)字化測(cè)圖原理與方法、大地測(cè)量學(xué)、礦山測(cè)量等的課程建設(shè)工作［8］，通過課程建設(shè)，對(duì)課程體系進(jìn)行了調(diào)整、合并、重組，加強(qiáng)了課程與課程間邏輯和結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系，更新了課程的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，改革了實(shí)踐教學(xué)方法，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)了全方位、立體化、滲透式，從而更加科學(xué)合理，保持了先進(jìn)性，規(guī)范了教學(xué)行為，提高了教學(xué)水平，保證了教學(xué)質(zhì)量。

五、結(jié)束語

“四維滲透式”測(cè)繪工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革確立以創(chuàng)新為核心的教育思想，突破舊的實(shí)踐教學(xué)模式，構(gòu)建以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為基本價(jià)值取向的教學(xué)內(nèi)容和方法體系等方面的改革。這是測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室科學(xué)管理的必然趨勢(shì)，是提高學(xué)生在社會(huì)人才市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力和適應(yīng)性的根本保障，是高等學(xué)校教育體制改革的必要途徑。

［1］曹俊茹，宋振柏.測(cè)繪工程專業(yè)教學(xué)改革實(shí)踐［J］.測(cè)繪科學(xué)，2007，32(6)：196-198.

［2］宋振柏，曹俊茹.校內(nèi)多功能實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)基地的建立［J］.測(cè)繪通報(bào)，2000(5)：43-44.

［3］金敏.科學(xué)技術(shù)哲學(xué)與計(jì)算機(jī)科技人才培養(yǎng)［J］.電腦知識(shí)與技術(shù)學(xué)術(shù)交流，2005(5)：90-92.

［4］章傳銀，高永泉.淺論現(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)基本問題與科學(xué)思維［J］.測(cè)繪科學(xué)，2002，27(1)：15-23.

［5］焦明連，董春來，周立.CDIO理念下大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)改革的實(shí)踐［J］.測(cè)繪科學(xué)，2009，34(6)：303-304.

［6］花向紅，鄒進(jìn)貴，向東.多元化實(shí)踐教學(xué)模式的理論研究與實(shí)踐探索［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2008，(27)7：114-116.

［7］郭敏，韋四江，馬春艷.測(cè)繪實(shí)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)課堂構(gòu)建［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009，28(5)：101-103.

［8］朱劉娟.測(cè)繪工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體構(gòu)建與實(shí)施［J］.中國現(xiàn)代教育裝備，2010(13)：131-133.