高科技条件下测绘工程专业培养体系建设

2022-09-11

安徽理工大学测绘学科的前身是1945年在徐州洪山煤校的测量专科, 先后承办过矿山测量大专专业和土地管理中专专业, 1999年经国家教育部批准设置测绘工程四年制本科专业至今, 2004年开始招收地理信息系统四年制本科专业。2003年和2006年分获“大地测量学与测量工程”、“地图制图学与地理信息工程”二级学科硕士学位授予权。

自1999年以来, 结合我校原属煤炭系统高校、地处两淮煤电基地的特点和我校的办学特色, 先后5次对测绘工程专业的培养计划进行了修订和完善, 强化了测绘新技术的教学地位, 加强了实践教学环节。经过几年的努力, 逐渐形成了具有我校特色的专业培养体系。

1 专业课程体系

现代测绘科学研究的主要对象是空间信息, 而以空间信息理论为核心的测绘学科, 与地学、生态、环境、城建、土地管理等相关学科都有密切的联系。现代测绘高新技术, 往往是多种专业技术的综合系统, 只有将各类知识融会贯通, 构成有机的知识网络, 才能适应现代科技相互交叉、渗透、移植的特点[1]。因此, 对于测绘工程专业课程设置, 既要能培养学生具有扎实的专业理论基础, 又要注重培养学生实践能力;既要使学生能掌握传统的测绘学基本理论、技术和方法, 又要能利用现代测绘高新技术解决工程实际问题。要达到这一目标, 设置合理的课程体系就成为基本保障。课程体系由理论教学体系和实践教学体系组成。

1.1 理论课程体系

测绘工程理论课程体系由必修课和选修课构成。

1.1.1 必修课

基础课:主要有马克思主义基本原理、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论、大学英语、体育、高等数学、线性代数、概率论与数理基础、计算机基础等。

专业课:测绘学概论、数字测图原理与方法、测量平差基础、大地测量学、地理信息系统原理与应用、GPS定位原理与应用、工程测量学、矿山测量学、开采沉陷与变形监测、摄影测量与遥感、专业英语等。

1.1.2 选修课

基础课:主要有煤矿地质学、环境科学概论、采矿导论、土木工程概论、大学语文、计算机网络技术、创造学、现代生物技术、经济法概论、美学概论等。

专业课:GPS数据处理、数字图像处理、GIS系统设计、房地产测量与土地管理、数据库管理系统、地图制图学、矿区生态环境与土地复垦、测量程序设计、测量仪器检测实验、城市地产评估、城镇土地规划与利用、测绘工程监理、测绘新技术讲座等。

1.2 实践课程体系

测绘工程专业是一门应用性很强的综合学科, 要达到使学生能将所学的理论知识用于解决工程实际问题的目标, 就需加强对学生实践能力培养。

1.2.1 实验课程体系

理论教学、实验教学和实习教学是培养测绘工程专业本科生的三个重要环节。我校修订后的培养计划中, 有11门课程涉及到实验环节 (参见表1) , 实验项目数达72项, 实验学时数达146学时, 约占实验课程总学时数的30.5%, 其中, 与“3S”技术相关的实验学时数为60学时, 约占实验总学时数的41.1%。

1.2.2 实习课程体系

实习教学安排如表2所示。

从表1和表2可以看出, 理论教学、实验教学和实习教学衔接紧密, 例如, 在第5学期进行《GPS定位原理及应用》理论教学和实验教学, 为第6学期的《GPS数据处理》理论学习和实验打下基础, 二者同时服务于第6学期的《GPS实习》。

1.3 新专业课程体系的特色

1.3.1 加强了“3S”技术方面的课程

2005年的专业培养计划中, 与“3S”技术有关的直接课程仅有GPS定位原理及应用、地理信息系统原理与应用和摄影测量与遥感三门课程, 没有开设实习课, 仅有30个学时的实验。调整后的2007年培养计划中, 新增了GPS数据处理、GIS系统设计和数字图像处理三门指定性选修课, 增设为期1周的GPS实习课程, 同时实验课时新增28个, 基本形成了理论教学和实践教学相配套的“3S”技术课程群。

1.3.2 增设专业外语课程

2003年以来, 我校开设的GPS定位原理及应用课程采用双语教学, 但由于受到教材、学生的外语水平、课时等的约束, 一直难以真正实施。调整后的2007年培养计划中增加了在第七学期开设的专业外语课程, 计划采用“保持型双语教学”的模式[2]。此时, 学生已基本学完所有专业课程, 对学科体系有了一个较全面的了解, 这时进行专业外语教学, 可望达到良好的效果。

2 支撑体系

课程体系为实现专业培养目标构建了基本框架, 但如何在该框架下实现培养目标, 还需要其他支撑体系, 如教材与讲义、实习基地建设、实习 (验) 指导书、开放实验室、师资队伍、仪器设备、教学大纲和授课计划、实习 (验) 大纲和实习 (验) 计划、教学方法和手段、精品课程建设、教学管理制度等等, 限于篇幅, 这里仅介绍前三个方面的情况。

2.1 教材与讲义建设

在教材方面, 大部分课程均选用国家规划教材或重点院校组织编写的教材, 并与中国矿业大学等院校合作进行教材的编写工作。先后编写了“普通高等教育地矿、安全类‘十一五’规划教材”四部 (《地下工程测量》、《应用工程测量学》、《测量平差基础》和《大地测量学》) 、“高等学校‘十一五’规划教材”两部 (《数字测图原理与方法》和《测量学》) 。

为了使学生更好地掌握课程教学重点, 自2004年以来, 编写了一些核心课程的习题集。例如, 2004开始编写《GPS定位原理及应用习题集》, 经过两届学生的使用后成为正式讲义。其他相关的讲义还有《工程测量学习题集》、《数字测图原理与方法习题集》等。对于没有教材的个别课程, 编写了相应的讲义或指导书, 如《测量程序设计讲义》和《测量仪器检测实验指导书》。

2.2 实践基地建设

实践教学是提高测绘工程专业学生动手能力、分析和解决问题能力的重要环节, 也是培养学生初步工作能力的重要途径, 而实习基地的建设是实现这一目标的硬件基础。2002～2005年期间, 利用课程实习和毕业实习, 建立了4个实习基地[3]。

2.2.1 数字化测图实习基地

2002年5月, 采用GPS技术建立了控制面积约2km2的数字化测图实习基地, 以满足《数字测图原理与方法》实习的需要, 该基地于2005年获校教学成果二等奖。在接纳了2届学生 (共96人) 的实习后, 因淮南市城市建设向山南发展而遭到破坏。

2.2.2 多功能实习基地

2003～2005年, 采用GPS技术建立了“测绘工程多功能实习基地”。该基地于2003年3月开始建设, 2004年3月进行扩建, 2 0 0 5年3月进行部分加密, 控制面积约25km2。可同时容纳4个专业班级的实习, 目前已接纳5届学生 (约600人) 的教学实习任务。

该实习基地可满足: (1) 毕业实习, 包括GPS测量、控制测量、RTK测量等。 (2) 《数字测图原理与方法》的教学实习, 包括数字测图和模拟法测图。 (3) 三、四等精密水准测量; (4) 精密导线测量等。

2.2.3 校园实习基地

2003～2004年, 建立“校园实习基地”, 以满足土木工程、工程管理、采矿工程等七个专业的《工程测量》、《测量学》为期1周的教学实习以及测绘工程专业的相关课程的课内实验和专题实习等任务。该实习基地控制面积约0.4km2, 目前已接纳约2000人的实习实验任务。

2.2.4 大地测量学实习基地

2004年2月和2004年5月, 采用GPS技术, 布设了控制面积约20km2的大地测量学实习基地, 以满足测绘工程专业《大地测量学》课程教学实习的需要。目前, 该基地已接纳三届约250人的大地测量学实习任务。

2.3 实习 (验) 指导书的编写

实践教学的课程体系和实习基地建设, 为实践教学提供了基本保障, 但能否达到预定的培养目标, 保证实践教学的质量, 还需要有相应的管理制度作保障。

自2004年以来, 编写了表1和表2中18门课程的实践课程教学大纲和指导书, 如《数字测图原理与方法》实验教学大纲和实验指导书、《数字测图实习》教学大纲和实习指导书、《GPS定位原理及应用》实验教学大纲和实验指导书等等, 使学生对实践教学的目的、内容、要求和方法有了较好的了解, 指导了学生的实践活动, 提高了学生的积极性和主动性。

为提高学生对仪器设备的操作能力, 对基础测绘实验室和工程测量实验室采取开放措施, 鼓励学生在课余时间自动组织进行相关的实验。

3 科研促进教学

笔者认为, 科研对教学工作的促进作用表现在三个方面:教师带领学生参加科研项目, 提高了学生的综合素质;将科研成果融入教学内容中, 提高了课程的实用性和趣味性;从科研项目中提取专题, 提高毕业论文的质量。

3.1 参与科研项目概况

近年来, 随着教师各种工程技术服务项目的增加, 高年级本科生参加科研项目成为实践性教学的一个重要补充环节。

学生在参与教师科研项目中, 从事的主要内容包括:GPS静态相对定位、RTK放样、RTK测量、等级 (二等、三等和四等) 水准测量、全站仪导线 (2.5″、5″) 测量、建筑施工放样、联系测量、沉降监测和边坡监测等等。

近3年来, 学生参与工程技术项目人数累计约达150人, 参与了20多个项目工作, 其中主要有:国土资源部GPS (监测) 网综合数据处理软件包的研制、顾桥煤矿11-2煤综采工作面地面岩移规律研究、刘庄矿业有限公司首采面地表移动观测站的建立与数据处理分析等等。这些项目, 与我校原属煤炭系统高校、地处两淮煤电基地有密切的关系。

在这些项目中, 有的学生参加了项目的全部工作。例如, 在顾桥煤矿1111 (3) 综采面地表岩移规律研究和顾北煤矿1232 (3) 首采面地表移动观测站的建立与数据处理分析项目中, 测绘2004级约25名学生参加了这两个项目的全部工作, 包括观测站的RTK放样、标石埋设与编号、连接测量、首次全面观测、日常观测、采动过程中的全面观测。

3.2 科研成果融入教学中

科研成果, 包括学生参与科研的数码相片和录像, 为课程理论教学提供了良好的素材, 无疑对提高教学内容的实用性和趣味性都有极大的作用。例如, 在讲授《开采沉陷与变形监测》课程时, 如观测站的设计、外业观测、移动变形计算、开采对地面建构筑破坏情况分析等, 均可以直接应用相应的科研成果和数码相片。

3.3 为毕业论文提供选题来源

学生参与科研项目, 也解决了部分毕业论文选题来源[4]。测绘工程2007届71名毕业生的论文, 有26篇直接来自科研项目, 约占36.6%。在这26篇论文中, 与地表移动观测站的建立与数据处理分析相关的论文有14篇, 与变形监测相关的论文有5篇, 与大型巷道贯通相关的论文有3篇, 与数字矿山相关的论文有4篇。与其他论文相比, 来源于科研项目的论文质量都较好, 同时优秀论文一般也来源于科研项目。

4 结语

专业培养体系建设为实现培养适合我国社会主义现代化建设需要的专门高级人才的培养目标提供了基本的保证。本文结合我校修订的测绘工程专业培养计划, 从专业课程体系及其特色、支撑体系的构成和科研促进教学等几个侧面, 对专业培养体系进行了扼要的介绍。但是, 这一专业培养体系还需要在教学实践中不断地丰富、完善和发展;在具体执行过程中, 还有许多工作要努力去做。

摘要：结合我校测绘工程专业培养计划, 从专业课程体系及其特色、支撑体系的构成和科研促进教学等方面, 对专业培养体系进行扼要介绍。

关键词：理论课程体系,实践课程体系,支撑体系,科研促进教学