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关键词:中职土木工程测量;教学改革;实践;探索
土木工程测量课程是土木工程专业学生的一门主要的技术基础科,实践性较强是本学科的重要特点。中职院校作为为社会培养应用型人才的基地,在土木工程的课堂教学和实践中,一定要注重培养学生理论联系实际能力和动手能力,提高学生的全面素质和适应新技术挑战能力。
一、土木工程测量教学改革的必要性
土木工程测量作为一门传统学科,其教学内容已历经了数年沿革,土木工程教学方法也一直围绕着传统方法进行。然而,随着高新技术的发展和应用,工程类专业学生的培养目标有了新的调整。近几年,以空间定位技术、航空航天遥感技术、地面一体化技术和地理信息技术以及3S集成技术为代表的当代测量高新科学技术的发展,使得测绘的作业方式、生产手段、数据采集和处理向一体化、智能化的方向发展,标志着测绘科学技术已从手工机械时代向电子信息化、自动化、智能化发展。[1]这些重要变化,不仅体现了学生培养方向的拓宽,也在学生应对新技术挑战能力方面提出了更高地要求。当前,中职学生在毕业后,暴露出了知识陈旧、动手能力差、理论与实践脱节、思想僵硬、缺乏创造力等缺点,传统的土木工程测量学科体系已经不能适应现代社会发展的需要。面对出现的这些问题,作为中职土木工程测量课程的教师,一定要打破传统的教学模式,开拓进取,大胆进行教学体制改革,建立一套与高新科技发展相适应的教学体系,为土木工程建设培养实用、新型、合格的综合型人才。
二、中职土木工程测量教学中存在的问题
培养面向基层的土木工程测量技术人员,是中职院校的重要任务之一。随着教学课程目标的改革,中职院校教学内容和方法也进行了一系列的变革,但由于高新科技发展的迅猛性,中职土木工程测量教学课程中还存在着诸多问题。
第一,教师传统的教学理念,自身素质不高。由于受传统教育观念的影响,再加上中职教师进修机会少等各方面因素的影响,中职教师不能在第一时间接受到新的教育理念、教学方法和手段,所以也就造成在自身教学过程中,教学理念相对落后,教学方法和形式更新较慢,这些主观因素和客观因素的共同制约着教师自身素质的提高。
第二,学生对学习认识不足,动手实践能力较差。当前,大多数中职院校对学生学习效果的测评仍停留在卷面测评上,即使向土木工程测量这种实践性较强的学科也只不过是在笼统地实习之后给学生打出实习成绩。这种不健全的考核标准导致学生对学习认识不足,理论与实践脱节,也严重阻碍了学生动手能力的积极性和主动性,培养出来的学生无法适应企业需要。
第三,教材内容相对滞后,教学测量仪器陈旧。近年来,国家已经加大了对中职院校的教育资金投入,但由于受新技术、新仪器的冲击,国家的教育资源投入力度仍然不够,表现出教材中教学内容始终没有太大的变化,教学测量仪器成就和欠缺,一些新型仪器学生可能从未见过或接触过,导致在以后的生产实践中无法开展工作。
三、中职土木工程测量教学中改革的路径探索
为培养适应现代化建设需要的应用型人才,中职教师必须针对当前中职土木工程测量教学过程中存在的问题,进行大胆的改革和探索,为提高教学质量和培养土木工程测量技术性人才努力。
第一,树立全新的教学理念,自觉更新教学知识。土木工程测量专业的实践性较强,当前中职院校的测量仪器更新较慢,教师必须通过现代教学手段,最大限度地利用现有资源,给学生讲解最新的仪器设备和测量方法,让学生有一个大致了解,并通过各种形式和渠道不断促进自身知识结构的更新和业务水平的提高,以便能够培养出更加合格的土工工程测量的技术型人才。
第二,激发学生学习兴趣,鼓励学生参加生产实践。土木工程测量作为土木工程专业的一门专业技术基础课,应紧密联系土木施工现场实践,以实用为主,在理论上不宜过多展开,以启发式、诱导式为主。[2]兴趣是最好的老师,中职土木工程测量课程中,教师要根据本学科的特点,充分发挥学生的主题作用,引导学生积极思维,主动参与到教学实践过程中,着重培养学生的动手能力和实践操作能力,达到教学目的。
第三,优化教材内容,加大教育资源的投入。现代高新技术的迅猛发展决定了土木工程测量教材的内容更新速度要快于其他学科,但是我们的教材内容几乎很多年不变,跟不上知识更新步骤的教学体制终将会被社会淘汰。加上土木工程测量学的概念较多,学生负担相对过重,教师在教学过程中要坚持少而精的原则,突出重点,提高学生的学习效率。另外,国家还要加大对教育资源的投入力度,购买一些新型的测量仪器,以便学生掌握新型仪器的应用。
新的形势下,给土木工程测量教学改革带来了挑战,同时也带来了新的发展机遇,作为中职土木工程测量学科的教师,一定要任重而道远,通过不断更新自己的知识结构,开展多种形式的教学,并根据科学技术的发展方向和企业的用人需求,不断优化教学过程和课程建设,为培养适应现代社会发展的综合性、应用型、技术性人才做出自己最大的贡献。
我校土木工程测量课程采用的教材是覃辉主编,同济大学出版“十一五”国家级规划教材《土木工程测量》。教材第一章绪论的一些基本原理来源于假设,概念抽象,学生难理解。学生一般是大一或大二年级,缺泛工程知识。怎样讲好绪论内容,把学生引领入门,将原理深入浅出,统领全课程,是课程教学改革的基础。
1.1利用Google地球开始讲授绪论
打开Google地球,找到校园的Google地球上的图像,以及校园数字化地形图,展现给同学,学生对校园很熟悉,了解校园的地形分布情况,开始讲授测量学的定义,使学生对地物、地貌、地形以及地形图的概念一目了然;结合学校整体规划图以及学校在建工程,讲授测定和测设的基本原理,土木工程测量的任务和作用。学生通过本课程的学习,能够掌握地形图的测绘和应用,施工测量的原理和方法,变形观测,竣工测量等基本知识。从地球的形状、大小开始,讲授重力与铅垂线的概念,水准面、水平面、大地水准面、参考椭球的概念及关系,由此引入测量基准线和基准面的概念。抓住重点与难点,绪论的重点内容是确定地面点位(X,Y,H)的概念,难点是高斯坐标系的建立过程,要求学生掌握三维坐标的概念:X=地面点到地球赤道的铅垂距离;Y=带号(前二位)+500KM+地面点到所处带中央子午线的垂直距离;H=地面点到大地水准面的铅垂距离。
1.2总结绪论内容提示后续章节内容
总结绪论内容并讲授与后续章节内容的关系,起到承前启后的作用。本课程的基本问题是确定地面点的三维坐标(X,Y,H),这三个量不能直接测出,要通过测量高差、角度、距离间接求得。后续章节内容是三项基本工作的测量原理,仪器的构造,仪器的使用,测量方法,计算方法,误差的基本知识等。课程的主线表示为“绪论——测量基本工作——控制与测绘——土木工程测量技术”。
2.综合理论教学内容
综合理论教学内容在于精心备课,教案是衡量教学质量的基本内容,是课堂教学效果的基本保证,是调动学生听课兴趣的基本保障。以确定地面点位(X,Y,H)为中心,测量的三项基本工作为主线,通领全教材。正确处理传统理论知识与现代测量技术之间的关系,既要考虑传统教学方法,又要考虑现代教学方法,从而调动学生的学习兴趣,保证学生学到与时代相应的测绘科学知识。
2.1整合传统测量内容
打破各章节的顺序和界限,合理地安排授课内容。例如将水准测量、角度测量、距离测量有机地联系在一起,重点讲授原理、仪器操作、观测计算方法;简单介绍仪器内部结构,仪器的检验与校正,误差来源等。一些内容可以不讲或让学生自学,本教材附有光盘,方便学生自学拓展知识面。讲授误差基本知识时,分析三项测量基本工作的误差来源、误差分类,要求学生重点掌握偶然误差的特性、衡量精度的指标等内容。控制测量是本课程的难点,是三项基本测量工作的综合运用。在讲授本章节前,先回顾绪论中的测量工作概述,使学生对测量工作的原则有初步认识。在控制测量概述中,讲清楚什么叫控制测量?为什么要作控制测量?怎么作控制测量?再对照校园数字化地形图,把校园看成一个测区,讲授控制测量方法,控制点选点的要求,求控制点(X,Y,H)的方法,然后讲授具体的导线测量、三角测量方法,三四等水准测量、三角高程测量方法。控制测量的实质是求地面点的(X,Y,H),测区大小不同,精度等级不同;把全国范围当测区,在全国范围内作控制测量,让学生进一步理解全国坐标系统和高程系统的概念。讲授地形图部分时,对着校园数字化地形图,讲授地形图的基本知识,地形图的测绘方法,地形图在工程建设中的应用。
2.2引进现代测量技术内容
通过对传统内容的优化整合,能节省较多的课时用于现代测量技术的讲授,内容包括全站仪和数字化测图技术,GPS原理与方法,GIS的基本知识,先进仪器的的原理复杂,但操作简单,采用现场示范或参观教学等方法。引导学生理解现代测绘技术的发展方向:自动化、数字化、统一化和高精度化,让学生了解测绘新技术及其应用,培养学生的想象力和创造力。
2.3结合案例分析讲授施工测量
施工测量是测量的三项基本工作的原理与方法在工程建设中的应用。结合学校在建工程案例,讲授施工测量内容,通过讲解每个案例把相关知识串起来,带学生到工程项目上现场讲解操作,这样不但能使学生理解专业知识,而且能够留下牢固的印象。强调测量技术原理在土木工程测量中的应用,测量技术方法与土木工程施工的密切关系,注重吸取土木工程学科的成果,使土木测量技术更好地为土木工程服务。施工测量按技术应用分为:工程用图、测设方法、工程测量、变形测量、和仪器检校;按工程类型分为:建筑工程、道路工程、桥梁工程、隧道工程、路线工程等五种类型。
3.优化实践教学内容
土木工程测量实践教学由课间实验和综合实习两部分组成。本校土木工程测量的教学时数为56学时,其中理论教学为40学时,课间实验为16学时(8个实验项目),综合实习为2周。为了提高实践教学质量,在有限的学时情况下,必须优化实践教学内容。掌握土木工程测量的基本知识、基本原理、基本方法;掌握常用测量仪器:水准仪、经纬仪、测距仪、全站仪等的使用,仪器的安置、瞄准、读数、记录、计算等基本操作方法,仪器的检验校正、维护,获得测、算、绘的基本技能。
3.1明确实验内容精选实验项目
课间实验内容分三部分:水准仪的认识与水准测量;经纬仪的认识与角度测量;全站仪的认识与距离测量。删掉了一些过时的,或工程实际中很少使用的项目,如钢尺量距、罗盘仪的使用等。水准仪测量部分开设了:(1)DS3水准仪的认识与使用;(2)普通水准测量。经纬仪测量部分开设了:(3)DJ6经纬仪的认识与使用;(4)测回法测水平角;(5)竖直角测量;(6)视距测量。全站仪测量部分开设了:(7)TOPCON全站仪的认识与使用及距离测量;(8)全站仪三维坐标测量,测量仪器的检校列入看录像课程。调整了一些实验项目到综合实习中,如DJ2仪器的使用、四等水准测量、导线测量等。每次实验对仪器性能的介绍、操作都在课堂内进行演示和讲解,采用教师手把手的演示和录像片、多媒体体课件播放相结合的方式,可以将复杂、繁琐的文字叙述变为容易接受的感性操作,缩短学生对知识的理解过程,提高学生的学习积极性。
3.2根据专业特色按排实习内容
土木工程测量的综合实习是2周的停课实习,在校园内进行。实习内容分两部分进行,一部分是控制测量和地形图测绘,是每个专业必作内容。控制测量——平面控制采用闭合导线,设6-7个点,角度用DJ6经纬仪观测二测回,全站仪测距,给定已知点坐标,按图根导线精度要求,计算各导线点坐标;高程控制测量采用四等水准测量按闭合路线求各点的高程。地形图测绘——在控制点上用经纬仪测绘1:500地形图,每个小组应完成16个方格的地形测绘任务。另一部分是与土木各专业方向相结合的施工测量实习。施工测量实习分以下几个方面:(1)建筑工程方向要求学生在已完成的地形图上作断面图、求土石方量、设计坡度线,简单房屋的基础平面图放样。(2)道路桥梁方向要求学生在已完成的地形图上作曲线设计和放样,纵横断面图测绘等。(3)规划建筑各专业要求学生能应用地形图作规划设计等内容。
4.建立合理的教学考核制度
土木工程测量的成绩评定分理论教学成绩和实践教学成绩。理论成绩根据试卷考试成绩、平时作业情况、课间实验、考勤情况等综合评定。实践教学成绩以组为单位进行,建立了统一的评价体系。将成绩评定分为多个部分,根据小组上交的资料,个人的成果资料,出勤情况,实践动手能力,实践知识掌握程度,仪器操作考核等方面进行评定。课间实验不单独计成绩,是理论课程成绩的一部分,一般占理论课程成绩的30%,根据实验过程中的表现,仪器操作情况,实验报告情况等进行评定。
2当前土木工程测量课程教学中存在的问题
首先,课程定位混乱。诸多高校的土木工程专业学生,毕业之后并没有从事这方面的工作,这使得同学们对这门课程的设置和实质内容不了解,甚至产生抵触情绪,认为这门课程的出路不大。究其原因,这是由于学科定位不明确,院校难以考虑到专业之间的结合问题,也没有解答学生们对于类似问题的疑问。
其次,教学理念落后问题。诸多院校依然采用着老式教学的方法,学生只是被动接受知识,没有真正参与到教学环节当中去,难以亲身体验。课堂中往往以老师为中心,以课本和课堂为中心,并没有让学生去主动思考,可以说这种填鸭式教育成为当前教育改革最大的绊脚石。
第三,教学内容设置问题。当前高校教育中,难以对施工测量等学科的重要方面做详细讲解,由于课程学时的限制或者教学资源的限制等原因,教师难以对这些重要内容完整地对学生阐述清楚,让学生不能深入掌握。
第四,现代技术与传统技术相矛盾。随着现代测绘学不断发展,新的技术和方法不能及时地在教学中体现出来,难以迅速形成完整、专业、合理的教学体系。第五,教学与实践的严重脱节问题。由于部分院校缺乏资金,因此实验仪器设备陈旧,使得学生不能获得第一手实践操作经验。另外还有部分院校坚持过去的办学思路,让学生死读课本,或者根本不安排学生的实践课程,使学生对仪器设备并不了解,更不能对书本知识深化了解。
3土木工程专业工程测量课程教学改革的几点建议
首先,明确土木工程测量课程的定位。院校要对这门学科的定位作出明确解释,测量课程的开设是为了学生未来后续专业打下基础,随着土木专业以及国家基础测绘成果的发展,测量学的教学目的已经转变成为培养学生的实践操作能力和理论知识运用途径。其次,优化教学模式。院校必须要摒弃传统的教学模式,改用启发引导式的教学模式,让学生自己发现问题,并在老师的帮助下解决问题,通过讨论、自问自答等方式,攻克知识的难点、重点。另外,要联系工程实际,在教学过程中不断培养学生的工程意识。第三,加强硬件建设。高校应尽量建立独立的规范的测量场地,这样的做法有助于学生们进行实践课程。在日常教学中,要注意更新仪器设备,将实习仪器与教学内容结合起来。
测量学是土木工程一门重要的专业基础课,也是一门理论和实践紧密结合的技术基础课。传统的测绘仪器设备主要指有光学水准仪、经纬仪、平板仪等以及和它们配套使用的水准标尺、地形尺、计算器等设备。最近十多年以来,随着计算机技术和信息技术的快速发展,测绘科学领域的理论、技术也发生了革命性的变化。在土木工程中电子全站仪、测量机器人、数字水准仪、GPS静态和动态RTK测量、激光三维扫描技术已广泛地应用于工程的规划设计施工阶段。由于这些技术的应用,控制测量、地形测绘、工程施工放样、高程传递等常规的工作已经与传统的方法完全不同。很显然,传统测量学教材的内容在测绘仪器、测绘方法上,都落后于现在理论的发展、技术的进步和工程的实际应用。综上所述,采用CDIO工程教育模式,从培养应用型人才的角度出发,有必要对测量学教材内容重新构建,组织筛选适应现代工程需要的课程内容体系。测量学知识内容较多,涉及不同的专业的需要,从提高能力和素质上讲,教学的最终目的是学生能够运用测量的基本理论方法分析解决工程中的问题。因此,对于土木工程专业来说,测量学的重点应该是测量学的基本理论方法、地形图的基本知识和应用、土木施工测量、线路工程测量等内容。但是由于学时数的原因,大多数高校的教学中只讲授了测量学的最基础部分,学生学习了这门课后,仅仅会一些简单的计算和仪器的操作,而对于测量学知识在工程中的应用知之甚少,这就是现在教学中存在的弊端。笔者根据20年的教学和工程实践,同时结合测绘科学理论技术的发展变化,认为在测量学课程中除了讲授基本的理论方法外,还应重点讲解测绘技术在工程中的应用,如土木工程施工测量、线路工程测量、桥梁隧道工程测量等,同时还应介绍GNSS、RS、GIS等理论和新技术、新仪器在工程测量中的应用,比如全站仪、数字水准仪、GPS静态测量、GPSRTK测量、激光三维扫描仪等仪器的功能以及在工程中的应用方法。在土木工程专业测量学教学结束后,安排有两周的测量学实习,这对于学生掌握和理解理论知识有很好的帮助,同时也能提高学生的仪器操作技能。但是大多数的学校安排的实习内容是测绘小区域的地形图,而在工程施工中常用到的比如高程和坐标的引测、建筑物点位的放样、土方测量计算、纵横断面的测绘、线路的测设、坐标的转换等没有得到应有的重视。为了培养学生的实际工程能力,应该将上述的内容纳入实习中来,施工测量方法才是土木工程专业测量学的重点内容。
二、组织创新项目教学及工程案例教学
基于CDIO工程教育理念,把专业知识和能力素质融入具体的项目教学中,其特点是学习内容围绕项目这个核心进行,学生在实施项目的过程中学习、探究、应用知识。根据测量学课程特点,构建以测量基本理论知识为基础,以工程应用为引导,以现代测绘高新技术为重点,以满足土木工程需要为目的的项目教学模式。为此,需要将测量学中的内容以实际工程为背景进行重组和整合,形成具有工程任务特点的具体项目。在项目实施过程中,教师更多的是充当指导者和辅助者的角色,引导学生主动学习项目涉及的理论知识和操作技能。通过完成项目任务,可以激发学生主动研究和探索的精神,培养学生独立思考与分析问题和解决问题的能力,在此过程中也培养学生团结协作的精神。在项目教学中,除了以教材内容构建项目外,更多地要以综合性更强的工程案例项目进行教学。对于工业与民用建筑方向的班级,可以采用某具体的高层建筑施工测量方案向学生讲解工业民用建筑中测量方案的编制依据、控制点和定位依据点的检查、主轴线控制网的建立、基坑土方和桩基础测量控制、结构测量控制中内控点的建立、轴线和高程的测量方法以及建筑物及基础的沉降观测等内容;而对于道桥方向的班级,则以一条二级公路的规划勘测设计阶段和施工阶段的测量工作任务为例,给学生讲解选线、定线、线路控制网的建立方法、纵横断面测量和绘制的要求、线型的设计、线路中桩和边桩坐标的计算、线路挖填方量的计算以及施工中各种不同线型的测设方法等。可以看出,工程案例是前面的教学项目的更大的综合,通过工程案例教学,学生掌握了工程项目的流程顺序,学生对于土木工程不同方向的测量内容方法就会有更深一步的了解和认识。
三、创新课程教学评价体系
(一)对教师学识水平和教学能力的评价
教师是教学的组织者和引导者,教师的学识水平是教学的基础。在项目化教学中强调学生主动学习去完成项目任务,但是教师在项目实施过程中起着至关重要的作用,教师的学识水平和指导方法对项目是否能够顺利开展有直接的影响。项目教学不仅要求教师对本门课程的知识点要非常熟悉,而且要有一定的工程实践经验,要求教师掌握测量学在土木工程中常见的应用方法和技术。教师在构思教学项目时必须明确要实现的能力目标、知识目标、项目任务以及教学进度安排等。从对教师课程项目设计的内容是否合理,在项目教学中是否以学生为主体,在项目实施过程中能否灵活运用多种教学方法给学生正确的指导、帮助以激发出学生的学习热情,最终是否达到提高学生的工程能力为目的等方面评价考核教师学识水平和教学能力。对教师教学水平和能力的评价应重视学生对教师的评价,毕竟学生是教学的直接参与者和受益者,他们的评价是比较公平合理的。
(二)对学生学习效果和考核成绩的评价
对学生学习效果的评价是多方面的综合。学生学习效果主要表现在对于基本理论知识的理解掌握程度,能否运用理论知识和常规测绘仪器解决具体工程问题和最终的考试成绩上。学生学习效果的评价主要是看经过课程项目和工程案例项目的学习参与后学生能否在项目设计的能力、知识和素质上达标,通过多种手段和方式综合考核学生在这几个方面达到的程度。基于CDIO的项目教学,不能简单用考试卷面成绩来评价学生的学习效果,而应采用学生在学习过程中参与项目任务的认真程度、完成项目任务的情况、提交项目成果的质量、团队协作能力和老师的沟通以及实践能力来综合考核评价。在评价方法上应该更多地听取来自学生的意见,采用学生自评、小组成员互评、教师评价,最后按一定的权重计算学生的考核成绩。
(三)对课程项目教学效果的评价
大学承担为社会培养人才的责任,最终的“产品”就是毕业生。毕业生凭借自己的知识和能力回报社会,服务企业,实现个人价值。通过对毕业生在用人单位的跟踪调查,根据学生在岗位上的工作能力表现以及岗位所需的知识、能力和素质要求与课程项目设计中知识、能力和素质目标的差异,来评价课程的教学效果和人才培养的质量,这是对课程教学效果最客观最真实的评价。根据全面跟踪调查结果和用人单位反馈的意见,进一步调整课程的内容和修改项目设计以及相应的教学要求。
Abstract: as everyone knows measurement is any construction must be done before a project, can say to do not have any engineering measurement will be out of the question. A good measurement results in a project quality plays a role. Along with the development of engineering survey technology in various fields of action is strengthened ceaselessly, it has become an independent discipline, course of Surveying and Mapping Engineering in large part or service in civil engineering. In engineering construction and operation phase, also close and measurement engineering together, in order to ensure the safe use of the building, we need to regularly carries on the observation, in order to provide the first hand information, make analysis of buildings, when necessary, take appropriate measures. This paper mainly introduces the civil engineering measurement definition, task, content and Engineering Surveying in civil engineering construction status and function.
Key words: Civil Engineering; measurement; principle; content
中图分类号:S969.1文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
大家都知道在国民经济和社会发展规划中,测量信息是最重要的基础信息之一,各种规划及地籍管理,首先要有地形图和地籍图。另外,在各项工农业基本建设中,从勘测设计阶段到施工、竣工阶段,都需要进行大量的测绘工作。在国防建设中,军事测量和军用地图是现代大规模的诸兵种协同作战不可缺少的重要保障。至于远程导弹、空间武器、人造卫星或航天器的发射,要保证它精确入轨,随时校正轨道和命中目标,除了应测算出发射点和目标点的精确坐标、方位、距离外,还必须掌握地球形状、大小的精确数据和有关地域的重力场资料。在科学实验方面,诸如空间科学技术的研究,地壳的变形、地震的预报等都要应用测绘资料。即使在国家的各级管理工作中,测量和地图资料也是不可缺少的重要工具。一、土木工程测量学的定义、任务及内容
那么土木工程测量学是如何定义的呢?我们给出以下一些定义:工程测量学是研究各种工程在规划设计、施工建设和运营管理阶段所进行的各种测量工作的学科;工程测量学主要研究在工程、工业和城市建设以及资源开发各个阶段所进行的地形和有关信息的采集和处理,施工放样、设备安装、变形监测分析和预报等的理论、方法和技术,以及研究对测量和工程有关的信息进行管理和使用的学科,它是测绘学在国民经济和国防建设中的直接应用;工程测量学是研究地球空间(包括地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论、方法和技术的一门应用性学科。
1、土木工程测量是研究土木工程建设在勘察设计、施工建设及运营管理等阶段中各项测量工作,它的主要任务:
①研究测绘地形图的理论和方法;
②研究在地形图上进行规划、设计的基本原理和方法;
③研究建(构)筑物施工放样、建筑质量检验的技术和方法;
④对大型建筑物的安全性进行位移和变形监测。
2、土木工程测量学的内容:
①模拟或数字的地形资料的获取与表达;
②工程控制测量及数据处理;
③建筑物的施工放样;
④大型精密设备的安装和调试测量;
⑤工业生产过程的质量检测和控制;
⑥工程变形及与工程有关的各种灾害的监测分析与预报;
⑦工程测量专用仪器的研制与应用;
⑧工程信息系统的建立与应用等。
二、工程测量学在土木工程建设中的地位及作用
土木工程技术人员明确测量科学在工程建设中的重要地位,熟练掌握测量基本理论和技术原理,熟练掌握和应用工程测量基本理论和方法,是进行交通土木工程技术工作的基本条件。测量学在军事、国土管理、地籍测量与房产测量、资源勘察与开发、工程建设中是一项基础性、前期和超前期的工作,直接为工程建设项目的设计与施工服务。其在土木工程建设中的地位及作用:
①在勘测设计阶段:在测区范围内测绘大比例尺地形图或电子地图,然后在地形图上进行工程规划、选址和设计;
②在施工阶段:将设计的建(构)筑物的空间位置测设于实地,依据建(构)筑物的要求开始进行变形观测,为保护建筑物提供资料;进行竣工测量,为今后的改建、扩建、修建提供依据;;
③在峻工阶段: 进行竣工测量,为工程的扩建、改建提供竣工图;
④在运营阶段: 进行维护测量,以便对工程进行维护保养,确保运营安全。
三、工程测量的工作原则
工程测量工作实质上就是一门几何学,是平面和高程分开计算的几何。为了避免误差的积累,使得整个测区的误差分布均匀且传递合理,便于整个测区同时或分期开工,另外无论是测绘地形图还是施工放样,要在某一点上测绘该地区所有的地物和地貌或测设建筑物的全部细部是不可能的,必须连续的逐个设站,所以测量工作应按一定的原则进行。
1、在精度上遵守等级原则:由高级到低级。等级规定是工程建设中测量技术工作成果质量的标准,是严格科学态度与实际测量技术水平的象征;离开甚至违背技术等级要求的不合格测量工作是不能容许的。
2、在布局上遵守整体原则:由整体到局部。整体,指的是测量对象是一个个互相联系的个体所构成的完整测量基地;指的是测定位置参数 不是孤立的,而是从属于工程建设整体对象的参数。
1)从工程建设的全局出发实施定位的技术过程;
2)定位技术过程得到的点位置必须在数学或物理的关系上符合工程建设的整体要求。
3、在程序上遵守控制原则:先控制后碎部。控制,实际上是等级原则下为工程建设自身提供定位的基准。以控制测量技术建立的基准设施是工程建设的基础,是工程建设中地面点定位的测量保证。
4、在过程中遵守检核原则:步步有检核。测量成果准确可靠是测量工作以及所涉及的土木工程优质的基础,没有经过检核证明正确的测量成果是不可取的。
这就是测量工作应该遵守的重要原则。目的是为了防止测量误差的逐渐传递及累积增大,保证测量结果满足精度要求。
总之,工程测量是建筑施工和建筑工程中一项非常重要的工作服务于建筑工程建设的每个阶段贯穿于整个建筑工程的始终。测量工作贯穿于工程建设的整个过程是一项具有先导性的工作。测量工作的质量直接关系并决定了工程建设的速度和质量。而我们在实际工程中必须认识到工程测量的重要性,做到科学管理让工程测量为整个建筑工程的没到工序更好的服务吗,提高施工质量和建筑物的品质和安全系数。
参考文献
[1] 覃辉等,《土木工程测量》(第二版),上海:同济大学出版社,2007年
[2] 过静珺,《土木工程测量》(第二版),武汉:武汉理工大学出版社,2003年
中图分类号:P258 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)01(c)-0172-02
工程意识一般是指工程建设人员在工程建设实践中形成的完成工程的能力和素质,是对工程的更深入的理解和对工程行为更本质的认识和思维方式。工程意识具有可持续性和可增长性。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》中提到了要在现有教育体系中融入工程素质教育和创新能力培养等环节,为工程意识培养走进课堂指明了方向。很多学者也进行了这方面的研究和探索、王贵和[1]等认为工程意识应该包括:创新意识、实践意识、竞争意识、管理意识等。宋涛[2]等认为现代工程意识的内涵不仅包括科学意识、经济意识、环境意识和文化意识,而且包括系统决策意识。也有学者对工程意识在高等教育中的培养工作进行了研究[3],这些研究视野较为宏观,并且也各具特色。但实际上工程意识的培养和锻炼从学生接触专业课的时候就已经开始了。因此,具体到某一门课程,应该如何结合课程自身的特点和规律,来进行工程意识的挖掘和培养,目前的研究还显不足。文章结合土木类基础必修课中工程测量课程,展开了基于课程的工程意识培养的教学实践活动。下面就在该课程中工程意识的几个子项培养点,及其在教学环节设计上的几点体会进行简述。
1 工程责任意识的培养
如何在工程测量课程中进行工程责任意识的培养呢。首先责任意识最初表现为对自己和他人负责,然后上升到为集体负责,这样逐渐扩展到为社会负责。教师把责任意识融入到工程测量课程中各个部分的测量实际案例中进行讲述。让学生认识到测量工作的超前性,以及测量工作如果出现失误对于工程的危害,这些思想层面的案例教学要在平时的授课过程中与授课内容相结合并且展开。既要讲授成功方面的案例,比如国家的航天及卫星测控,高层建筑及跨海大桥施工中的成功测量和精度保证等;也要加入失误方面的案例,比如土木工程中轴线位置偏差导致的砌筑返工等。从正反两方面逐渐潜移默化地对学生进行测量责任的教育。从测量误差的传播规律引申出小的测量误差会产生大的工程事故,使W生能够对案例的内容感觉离得很近,体会到测量中的一毫一秒,都是工程责任意识的体现,逐步树立工程责任意识和负责的态度。
2 强制性标准意识
在工程项目建设中,有很多国家和行业的相关强制性标准,对这些标准的熟悉和掌握,是达到建设目标的根本保障,这种严格执行标准的意识也要在平时一点一滴地培养。测量工作中的强制性标准就是各项测量任务中的观测限差值,以及线路成果的误差容许值等,如果超出这些限值,是需要进行返工重测的。以往学生的实验与实习环节,主要是以学生练习为主,并没有完全按照限差要求,学生达到会操作熟悉流程就可以了。但是从工程意识培养的角度,教师们调整了相关的做法,返工重测成为必不可少的环节。在相关的实验和实习中严格要求成果的正确率,不容许有丝毫的超限及修改编造等行为。刚开始学生表现极其不适应,但是经过一段时间的磨练和体会,大多数学生能够开始自觉遵守测量的限差要求。因为他们也发现了,如果前阶段的测量误差超限,后阶段的测量超限的可能性极大,最终还是要返工,还不如一开始就按照限差要求把工作做好。通过这种严格的实战化的要求,强制性标准意识得到了较好的训练。
3 工程合作意识的培养
工程建设是系统而复杂的,需要多个专业的工程技术与管理人员相互配合才能完成,是基于工作的一种典型的团队合作关系。我们从工程测量课程自身的特点,有意识地针对学生的工程合作意识进行了培养设计。在测量实习中要求同学之间相互轮换各个测量操作岗位,既要保证小组任务的完成,又能使每个同学都得到锻炼,在轮换中使学生体验到了每个角色与其他角色的互动关系,也对自己的配合程度有了及时的反馈,经过几轮的磨合,各小组成员的团队协作逐渐成熟,最后的测量速度也逐渐加快。对于各小组中出现的矛盾和不和谐,要求学生以自主解决为主,如果反映到老师这解决,首先小组成绩统一降一等,采用这种办法后,再没有出现过学生互相告状的情况。
4 吃苦耐劳意识的培养
承担具体的工程建设任务,必须要在户外进行,这对于在优美安静的校园学习的学生来讲,感觉相对比较遥远。为此,我们在测量实习环节,有意识地加强了学生吃苦耐劳意识的培养和锻炼。在实习期间,测量室外作业需要携带测绘仪器,携带相关资料书籍,并要进行不同的测绘工作,同时还要保证这些设备和携带物品的安全,是典型的费体力又耗脑力的工作。我们要求学生取消以往的8 h上课的观念,以测量任务为导向,在清晨就需要外出观测,因为早上人员较少,利于测量工作的实施。白天还要忍受风吹日晒,并要保证测区环境的整洁。这些都比较符合工程现场的实际情况,许多同学两周下来,都出现了皮肤晒黑、体重减轻的现象,虽然感觉有些苦,但是也体会到了实践的乐趣。
5 结语
当然除了上面这几点,还可以挖掘出其他的工程意识训练条目,这里就不一一列举了。通过上述工程意识的培养,该校学生在学完工程测量课程后,参加了国家劳动和社会保障部与国家地理信息局培训部门共同举行的的中级测量工考试,很多同学获得了相关资格证书。同时在吉林省测绘技能竞赛中多次获得优异成绩。很多毕业生的回馈信息反映,正是这些优良的工程意识品质,使他们在工作中脱颖而出,很快就成为了业务骨干。这些成绩的取得都是与工程意识的培养密不可分的。
参考文献
实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径,是实现素质教育和创新人才培养的重要环节。实践教学相对于理论教学具有直观性、实践性、综合性、设计性与创新性[1]。土木工程测量是一门实践性要求很强的专业基础课,整个教学环节包括理论教学和实践教学。仅强调理论教学而忽视实践教学则只能是纸上谈兵,因此,在教学过程中如何将理论知识和实践有机的结合到一起,充分调动学生在学习过程中的积极性,使学生“在学中练,在练中学”,提高和锻炼学生分析解决问题的能力就显得尤为重要。
1存在问题
土木工程测量的实践教学内容主要包括水准仪、经纬仪、全站仪等仪器的基本使用和测量方法的学习,整个实践环节包括每两周1次的实践教学环节和学期快结束时的1周的停课测量实习,实习内容主要包括测定和测设两个方面。通过近几年的教学实践,笔者发现学生在实践环节主要存在以下问题:(1)学习态度不够端正。许多学生抱着得过且过、应付了事的态度,上课常有迟到现象发生,老师在讲解仪器使用方法和注意事项时总有学生不注意听讲,待到学生使用仪器时就会无从下手,不会使用,老师又要逐个的手把手的教,因此教学效果往往是事倍功半;(2)不重视原始数据的记录和保存。原始记录数据是进行内业计算的基础,因此清晰、规范的记录数据就显得十分重要,但是许多学生对此不够重视,原始数据随便记录在一张空白纸上,当数据量一多时就分不清其相对应的项目和相互关系;(3)重外业,轻内业。外业测量主要是利用仪器设备和工具在测区内进行各种测量工作,内业则是对测量数据进行整理、计算、绘图等工作。许多学生仅满足于能够熟练使用仪器,但却不会处理数据,或只会生搬硬套课本上的公式,遇到问题时就感到束手无策,不善于思考问题,就更谈不上对知识的灵活运用和举一反三;(4)实习考核。实习考核主要根据小组成绩进行评定,将学生按照不超过5人分成若干个小组的本意是锻炼学生熟练操作仪器的同时也培养大家的团队合作精神,但在实践过程中发现存在吃“大锅饭”现象,部分同学总有依赖组内其他人的思想。
2实践教学改革
加强测量实践教学,是提高土木工程测量课程整个教学质量的关键一环,也是培养学生动手能力、分析和解决实际工程问题能力的不可缺少的一个方面。
2.1培养学习兴趣
首先,要使学生充分认识到测量知识对工程建设的重要性,工程建设的整个过程包括勘察、设计、施工、验收等阶段都离不开测量工作[2];而且在整个测量过程中也不允许错误,任何一次小的错误,都会使工程施工偏离其设计位置。偏离量小则需要进行工程局部返工;偏离量大可能导致整个工程报废,带来巨大的经济损失[3]。因此通过实际工程案例的讲解,首先使学生从思想上认识到测量对今后工作的重要性;其次不定期的举办小组测量课内比赛,通过比赛不仅可以激发学生的学习积极性,增强集体荣誉感,而且还能够使学生发现自己同他人的他人的优势和劣势,通过找差距、补短板来进一步提高学习积极性。
2.2加强学生的自我管理
在实践教学过程中通常面临的问题是一个老师要负责多达四五十个学生,再加上实践课时间有限,教学效果往往是事倍功半,针对此种情况,在教学过程中建立起组长负责制,课前组长带领组员去实验室借仪器,上课时组长负责统计本组人员的出勤情况,老师将注意力的重点放在组长身上,首先保证每个小组的组长能够熟练掌握仪器的使用,然后组长负责教会本组内的每一位组员,遇到问题时可以向老师提问,老师统一解答,通过这种“传”、“帮”、“带”的方法,不仅使学生能够熟练掌握仪器的使用方法和注意事项外,还锻炼了学生的团队合作精神,语言表达能力。另外,为解决学生数据记录习惯不好和重外业、轻内业的问题,在理论授课时,通过例题反复讲解提高学生的数据处理能力,在实践测量环节,每次要求做到数据的规范填写,数据填写表格不得随意涂画、更改数据。
2.3学生考评
实践课成绩的考评以往都是根据小组完成质量来进行打分的,分小组往往是学习好的同学同学习较差的同学分在一组,分组初衷是学习好的同学来带动和帮助学习差的同学,但通过实践发现,学习差的同学往往存在着“等”、“靠”的现象、因此成绩评定时不可避免的存在吃大锅饭现象,表现好的同学的没有得到相应的成绩,而表现差的同学却得到了与其实际不符的成绩,打击了表现好的同学学习的积极性,因此采取了相应的改革措施,将学生的评定成绩改由多部分组成,比如,日常出勤情况、个人的实际动手能力、个人实习心得体会、小组的成果质量等组成。
3结束语
通过一系列实践教学改革措施的实施,不仅充分调动和激发了学生学习的积极性,而且也培养了学生的团队合作精神,进一步提高了学生独立思考和分析解决问题的能力,为将来的工作打下了一个良好的基础。
参考文献
[1]廖丽琼,罗德安.土木工程测量实践教学体系的建设[J].中国建设教育,2007,8(8):18-20.
中图分类号:G642 文献标识码:A
在21世纪的今天,科学技术不断进步,各个高校以往的知识体系和教学方法现在看已经难以满足土木工程专业人才培养的需要。然而针对土木工程专业工程测量是面向土木工程各专业都开设的专业技术基础课程,它具有较强的专业性、实用性和实践性。这是一个比较传统的专业,有很高的技术含量而且又很有强的实践性。大一开基本的课程,有土木工程制图,高等数学,理论力学,大学物理,大二有房屋建筑学,材料力学,大学物理,还有相关的课程,比如说CAD制图,C语言的编程。大三会有结构力学。这个专业最大的特点就是永远也不会离开物理和数学,逻辑性很强。要有很好的数学功底和物理思维能力,要不然学生学起来会很吃力。还有就是你必须有足够的耐心与坚持不懈的毅力,及协作精神。本文针对教学现状,以及对将来的实践存在的问题和教学改革措施提出以下见解。
1 土木工程专业工程测量教学的现状
本专业主要培养掌握土木工程学科的基本理论和基本知识,获得工程师基本训练并具有创新精神的高级专门人才。学生毕业后,能从事建筑工程的施工、设计、管理、勘测、项目规划、研究开发与土木工程教育等工作。具有深厚的基础理论知识和宽口径的土木工程学科基本理论和基本知识,并具有较强的应用、研究和创新能力,懂技术、会经营、善管理的工程管理高级技术人才。
通俗地说,就是教给你怎么在土木工程(房建、道桥、水利设施建设等)建设中如何测量的学科,譬如要建设一座大桥,你要确定线路位置、桥墩位置等,才能再去修桥,又比如建一座大楼,你也要确定其位置、高度、形状等,这都是测量学的内容。就算是砌砖墙,这块砖往哪个位置放是准确的,这也属于测量的内容。
在这里,工程测量是非常重要的一门课,学生们在学习的过程中一定要认真掌握理论,这样在实践中才会得心应手,否则就会很吃力。一般学校都会有两到四个星期的测量实习,就是把学校的平面图测出来。测量一般水准仪,经纬仪,全站仪都要用到。我校是按照课程安排会有三周的实训周,把理论与实践相结合,在平时教学中也会有仪器的熟悉与操作,水准仪、经纬仪、全站仪。这里建议学生把全站仪要加深印象去学好熟用,在以后的社会工作中应用是十分广泛的。
2 土木工程专业工程测量教学中存在问题
土木工程专业工程测量在实际应用过程中,施工测量结果的精准率与否都会直接影响到工程构筑物的位置定位及结构间关系,往往一些工程事故的发生也是因为工程测量不准所造成的,如果工程测量没有获得有效的监控,学生在学习理论知识无法达到理论联系实际,就无法保证准确的施工测量结果,进而所要达到的工程目标就难以实现。第一:在学科教学中,课程理论内容偏深,篇幅大,教材内容过于陈旧,已经难以适应当今社会的需求。第二:学科所要求的与现实生活中的施工项目的需求相矛盾,走进施工工地现场,笔者对施工和监理等单位进行考察之后,对目前工程测量的教学目标及重难点的倾向出现了偏差。如果在这样教学下去,即将毕业实习的学生或已经毕业站在工作岗位中的工作人员而言,学习和工作的压力是显而易见的,实践告诉我们工程测量教学的重点在于实地仪器、地形图的应用、施工放样、变形观测和竣工测量等,对地形图的测绘几乎没有需要而在教学中地形的测绘仍然是重点内容。最后,大学里本学科的学时减少与学科实践的信息量的增加之间存在矛盾。要及时准确地更新教学观念是目前要研究的一项重要课题。
3 土木工程专业工程测量教学中改进的措施
高校的测量教学应加强课内教学和实验,改革校内实践,借助校内实践基地和“校企合作”、“工学交替”平台,使学生能掌握够用的理论知识,又有相对突出的测量基本能力和工程应用能力,达到“学”与“用”的统一,实现学校和企业的无缝对接,增强学生就业竞争力,完成“现场工程师”的培养目标。
3.1 加强实验基地的建设,增加先进仪器
以身作则,关注学生在实验基地的实际操作。实践是对理论的验证、成才做事的基础和前提。因此,测量一定要抓住学生在应用中的准确度和使用方法是否准确这是教育的根本,时时事事处处突出严谨。首先,教师要作表率和楷模,用良好的道德形象取信于学生。其次,实践教学要随时注重诚信教育的培养。再次,在实践中提高理论的应用实践意义。让学生充分体会实践是离不开理论的,时刻要在理论课上加强学习,在实践课上才能得心应手地加以运用。要让学生做到,三准:眼准、手准、脑准。脑准指测量方法预测思维一定要清晰,不能含有半点马虎。在实践中教师要讲清测量后果及对施工方、对社会的危害。
提高自我管理能力,随着高校素质教育的逐步推行,学生的自立意识、自我教育、自我管理、自我评价的能力提高。要引导大学生自觉认识土木工程专业工程测量的教育的必要性、重要性和紧迫性;引导学生干部、大学生党员以身作则,作诚实守信的模范来研究、探究新一代工程测量的前景和必要改进,进而提升工作质量。
3.2 亲身体验施工工地,指导教师带队
现阶段学校的实验基地仍然存在着局限性,在教学过程中要加强大学生的工程测量实践环节。很多大学生总觉得“社会的工程测量,对我来说很容易的”。所以要号召所有高校可与企事业单位等建立“校企合作”真正做到校企无缝对接,为学生提供亲身体验、感受测量职业的玄机,并不是我们想象中那么容易,需要我们细致耐心地学习,才能学有所成。需特别强调的是,大学生只有在法律制度、现代信用制度不断完善的保障下,在学校和社会企事业的积极配合下,才能达到最佳的教育效果,顺利实现使当代大学生的学术,即土木工程专业工程测量教学的相关问题彻底得以解决。
在实施这一项具体活动中,师生必须并肩作战,要有集体主义精神,要有团结合作精神。测量是一项要求缜密细微的工作,不能有半点马虎。必须按照测量要求完成各测段的距离、高程、高差的测量,还得对各测区范围的地形、地物、地貌进行精确的测量和描绘出来,其中包含了大量的内业计算及各种数据的校对、处理、复核;并且还要把各个测点按一定的比例在方格网上放出来,而这些工作都得差不多同时进行,这就更需要我们的各组成员分工合作,团结一致。要在实践学习中查缺补漏,是我们的理论运用到实际中更加合理化。
3.3 教学内容具体化,加强实践性和实效性
结合学生的就业情况分析,岗位需求大致可以分为工程施工、工程设计、工程管理三大类型,在侧重点上,岗位只需要一般工程施工测量的能力,在教学上要加强对施工放样测量和线路测量的讲解,以及测量新技术在现代技术的发展,教材的编写与培养的目标要相互一致,应对理论进行适当删减。测量教材应增加如下新内容:全站仪原理与使用;电子水准仪原理与使用;广义测量平差概念;定位;数字化机助成图;激光指向仪;水准仪、经纬仪、全站仪;准直仪等;在教学上教师要转变以往的教学观念,要采用灵活多变的教学方法和教学手段,处理好经典内容和新技术之间的关系,打破课堂完全教室化的格局,让学生变被动学习为主动学习,将课堂教学和实践教学结合起来,使学生最终能将理论与实际充分地结合起来,做到心中有数。
在二十一世纪科学技术不断发展的今天,高校教师研究大学生土木工程专业工程测量教学的体会和反思势在必行。理论与实际不符,学子功底不深,不仅败坏学校名声,更阻碍社会发展和科技的进步。加强研究这一问题,既是人才培养本身的迫切需求,也是全面提高高等教育质量的必然要求。总而言之,这样的问题需要我们严肃对待,需要广大的教育者拟定一个合理并值得推广的方案,这样众多学子才会找到正确的航标,乘风破浪驶向成功的彼岸。
参考文献
[1] 杨国华.工程测量课程教学改革研究[J].辽宁教育行政学院学报,2009(10).
[2] 李方娟,陈雷.景介文.《工程制图》课程教学改革探讨[J].机械管理开发,2010(1).
传统的土木工程测量教学教材内容过于陈旧,采用的大多是全国统编的教材,理论知识多而实际案例少,无法很好地体现专业技能训练,教材中所介绍的主要是一些老式仪器,而对于我们现阶段所使用的一些新设备和新技术,则只进行了简单的介绍,无法满足当前教学和时代的要求。此外工程测量这一学科具有很强的操作性,但是,当前许多院校工程测量这一课程的考核方式仍然是只考理论知识的形式,导致学生不重视实训教学,抱着只要把数据测出来即可的心态来学习工程测量这一课程,导致学生的实践能力较低,教师的教学质量低下的问题。在教学实践中,为了提高学生实践操作性,增强工程测量教学的趣味性、针对性和应用性,必须创新教育教学模式,构建科学合理、符合实际情况的教学内容体系。
一、指导思想
项目教学法就是在老师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生自己处理,信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价,都由学生自己负责,学生通过该项目的进行,了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。“项目教学法”最显著的特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”,具体表现在:目标指向的多重性;培训周期短,见效快;可控性好;注重理论与实践相结合。项目教学法是师生共同完成项目,共同取得进步的教学方法。
二、总体目标
通过项目式开发,巩固学生所学理论知识,培养一定的测量方案制定执行能力,提高学生实际动手操作能力的综合性训练。要求每位学生在规定的时间内完成项目设计和开发任务,分析并回答相关的思考题内容,认真完成项目报告,仔细分析项目设计和执行过程中出现的问题和现象。通过各个项目的训练,做到“教、学、做”一体化教学,并紧密结合职业技能证书的考证,提高学生的岗位适应能力,培养能够承担路桥类工程施工一线施工测量任务的高端技能型专门人才。
三、具体目标
1、打破传统教学模式,将理论教学内容融入实践操作的各项目中,以满足现代岗位的工作要求。
2、充分调研,确定项目类型,使其符合应用型人才培养和单位实践的要求。
3、编制《土木工程测量》项目式教学大纲。
4、编写《土木工程测量》项目式讲稿、教案。
5、建设《土木工程测量》项目式试题库。
6、编撰《土木工程测量》项目式教材和配套的练习册。
7、形成具有应用技能型人才培养特色的土木工程测量教学体系,并推广应用。
四、项目式建设思路
(一)调研现阶段各工作单位所需的土木类人才要求和现代新技术,调研学生的实际情况,以此作为项目式教学的参考依据。
(二)项目式教学构建的基本内容和要求
工程测量的项目式教学是一种以项目任务驱动为核心的教学模式,即按照施工的实际工作内容来确定教学项目的内容。将理论教学与实践操作相结合,将理论教学的内容融入实践操作的各项目中,其余的内容则穿插到仪器操作的过程中。
1.项目式教学的内容及学时分配
根据土建施工对工程测量的要求,结合测量技术的发展,项目式教学将课程分解为1个课程导论、3个基础项目、2个设计项目和1个综合项目,项目的内容与今后工作的内容力求一致,所涉及的仪器是水准仪、全站仪。工程测量项目式讲学计划总学时为48学时(其中实践操作32学时),外加2周的工程测量实习。
2.实施要求
(1)硬件要求
1)对仪器设备的要求:项目式教学对仪器设备的要求在于精而不在于多,所采用的仪器应能满足当前和今后一段时间测量工作中所需的功能,如自动安平(电子)水准仪、全站仪等,至于仪器的精度则可以适当放松要求。
2)对实训场所的要求:项目式教学把课堂引入实验室,采用实验室教学和现场教学相结合的方式进行,除了一些理论和预备知识需进行实验室讲解外,其他时间都用于仪器的操练,因此,实训场所对项目式教学的实施和实践效果骑着非常重要的作用。一个完备的工程测量实训场所应包括仪器检核部分、控制测量部分、地形测量部分、施工测设部分和道路测量部分等组成,且在实训场所中应建立进行综合测量实训的平面控制网和高程控制网。
(2)软件要求
1)对教师和学生的要求:项目式教学对教师的专业水平和项目任务的设计能力提出了较高的要求,不但要求教师具有丰富的工程测量实践经验,还需要有数量众多的项目教学案例。对于学生,则要求其必须成为学习的主人和完成项目的主体,并通过小组协作的形式完成教学任务。在项目式教学中,教学组织形式从原来的个体学习转变为小组团队协作学习,不仅在要求学生自主学习,也要求教师承担起引导的责任。
2)对教学管理的要求:项目式教学有别于传统的课堂教学,也与一般的课程设计、工程实习等纯实践课程不同,学生很多时间都在实验室或野外进行操练,这对课堂组织、教学评价、教学管理和考核等都提出了新的要求,因此,需要制定相应的管理制度和标准。如课程的考核方式,不能再以简单的期末考试成绩、实验成绩和平时成绩作为评价依据,不仅评价学生的专业技能,还要把自我管理能力、学习能力、团队合作能力等现代职业人基本素质要求列入评价目标。
(三)新编教学大纲和试题库
教学项目式后,需要针对不同专业的需求,确定教学大纲。在教学实践中,通过教改小组的讨论,完成相应的试题库建设。
(四)录制项目式教学的微视频,构建“线上+线下”双向教学平台。
(五)改进教学方法,丰富课堂教学模式。考虑尝试内容模块化教学法、模块中的专题式教学和趣味引导式教学法等等。
结语
以上是我校对土木工程测量课程所进行的教学方案建设。通过组织相关教师去单位学习培训,实施“校企合作”策略,加强师资队伍建设,通过培训开阔教师眼界,提高教师的理论水平、实践能力和教改意识,提高教师组织课堂教学的能力,使我们的课程改革建设更加的完善。
参考文献
[1]黄良珂.土木工程测量实践教学的改革研究[J].上海:同济大学出版社,2006.
前言:
《测量学》作为土木工程专业的一门专业基础课,其具有历史悠久,实践性强和应用面广等特点。随着我国现代化工程建设对测量技术的高精度、高效率和高自动化需求的提升,传统的课堂教学已经不能够满足工程要求,如何培养学生具有理论知识的同时适应现代工程建设的需要,如何使学生迅速掌握现代测量技能,如何更好地为工程建设服务,是《测量学》的教学工作人员必须重新认识与思考的问题。
1.现状及存在的问题
传统的测量学教学内容通常包括:高程、角度、水平距离测量,控制测量,地形图的测绘等几项基本内容,在专业方向上表现不够突出,出现了重视测量学科的系统性,而轻视了测量知识的应用现象[1]。
随着测量理论与技术的发展以及不同专业对测量技术要求的不断提升,目前《测量学》的教学环节已经出现一些不适应。原有的测量仪器及涉及内容已经过时或者濒于淘汰,为满足工程实践出现了新增的测量技术与方法,这就需要在进行《测量学》教学的过程中,注重结合实际情况。为此,进行测量学教学改革是非常必要的。
2.进行教学改革的方法及成果
对土木工程专业《测量学》课程的理论与实践教学内容进行了较大幅度的重组构建,对于常规、传统的测量理论和作业方法进行了必要的简化、调整、更新改造和升级。解决了测量学教学重理论,重传统方法,落后现代技术,现代工程建设所学测量技能等问题,培养学生不断适应现代需求,更好的实践测量学在工程中的作用。对部分内容进行取舍和补充,对于即将淘汰的测量仪器和计算方法应该精简,简单内容和公式推导让学生自学,讲课时针对重要内容重点讲述。
2.1 提出了《测量学》课程及教材创新体系
《测量学》是土木工程专业的专业基础课,也是精品课建设课程。多年来,本专业《测量学》课程先后选用了许多优秀教材,随着现代工程建设的迅速发展,教材的部分内容出现知识老化现象,部分内容不适合独立学院人才的培养模式。为此,本课题首先提出了《测量学》课程创新体系的研究思路,由系主任邰连河教授负责《测量学》新教材的创新体系设计与编写,新教材强化“三基”原则即基本概念、基本方法、基本技能体现了土木工程发展的新知识、新理论、新技术、新设备和新成果,摒弃落后或即将淘汰的知识内容,做到了常规和现代知识技术的彼此兼顾,以体现教材的时代性和先进性。
2.2 提出了适合独立学院人才培养的《测量学》理论与实践教学大纲
《测量学》是一门专业基础课, 是土木工程专业必须掌握的基本知识和基本技能, 具有实践性强、与工程联系密切的特点, 是本专业的主干课程之一。本课程的专业实践动手能力要求很高,学习好这门课程对将来的就业影响很大。
本课程理论与实践大纲严格按照独立学院应用型本科人才培养模式制定。通过理论教学、课堂实验和教学实习等教学环节,进行测量基本理论学习和基本技能的训练,使学生形成测量的基本能力,为后续的专业课学习及工作岗位所需测量知识、技术和能力打下牢固的基础。
2.3 提出了适应现代技术条件对测量技能要求、满足工程实践需要的测量实习任务书与指导书、实习报告
传统的测量实习环节只是针对水准仪、经纬仪等基本仪器的技能训练,相对内容比较单一,设计性不强,不能很好的实现与工程建设的接轨,同时,缺乏对新型仪器的认识与基本操作。重新制定的测量实习任务书具有较强的针对性,注重基本技能训练的同时,更加注重设计性环节的加入,增加了地形图的测绘,将测量手段全面运用。针对专业特点增加了土木工程专业(道路与桥梁方向)的道路工程实习环节,坐标放样等内容。增加了全站仪等新型现代仪器的认识与使用,了解全站仪的专用测量。
编制了符合测量实习特点的专有实习报告。原有的实习报告只是文字性的内容记录,不利于测量实习的规范与管理,新编制的实习报告改变了传统的模式样本,融入了实习的各个环节的信息记录与处理过程的表格,更加清晰明确。
新增了测量实习的指导书。由于测量实习内容多、环节复杂、持续时间较长、区别于课堂教学,结合实际情况编制了实习指导书,使得同学在实习过程中出现问题部分可以查阅自行解决,实践反映效果良好。
2.4 改变单一模式、实现了多元的课内外结合的《测量学》课程教学模式
传统的《测量学》教学模式单一,脱离工程实践与发展,纯粹书本教学,学生反映平淡,忽视了测量技能的重要性,学生的学习态度也只是应付考试,该教学方式已不再适合现代技术条件下的应用型人才培养。本课题研究以独立学院应用型本科人才培养为目标,紧跟学科发展前沿,了解工程实际需要,大胆进行改革,将测量仪器带进课堂,进行设计性课程内容,将部分课程内容实行工程现场教学,探索开展课外的测量技能竞赛。课程教学与工程实际密切结合获得了生动的、学生喜欢的教学效果,课外竞技活动的开展极大的调动了学生学习测量学的热情,从而更加深了测量技能的培养,为学生未来的就业增加了资本,同时,培养了同学间的团队协作与创新精神。
2.5 实现了《测量学》课程教学与工程实践的紧密结合
1《工程测量》课程的性质
《工程测量》是土木工程专业的一门实践性较强的专业技术基础课,它是为培养满足土木工程行业对具有较强的实践能力的土木工程高级应用型专业技术人才的需要而设置的。通过本课程的学习,使学生具有土木工程测量的基本理论知识和专业实践技能,为今后从事土木工程的规划、设计、施工和运行管理工作奠定基础。
2《工程测量》的教学实践
2 .1项目导向的教学模式设计
在教学实践中,以项目引领,以高级测量工岗位技能和职业素质培养为主线,以理论与实践融合、职业素质培养与实践活动融合为基本,基于土木工程项目开展教学活动。
通过项目导向的教学模式,实现项目内容与真实岗位工作任务一致性;课堂教学与实训环境一体化;理论教学与实践性教学的一体化;“教、学、做、赛”一体化。
2 .2教学方法设计
在教学改革中,本课程注重“教、学、做、赛”四位一体,采用室内与室外、单一技术与综合项目相结合的教学方法。教学方法应用“教、学、做、赛”四环一体嵌套式教学和授课、实验、实训、教学录像、教具、挂图、以及多媒体、网络现代教学手段等形式相结合的方法。课程以实践性教学为主,始终贯彻“学生探索为主,教师讲授为辅”和“到工程实际中去锻炼”的指导思想,采用“将课堂讲授和课间实习穿行”、“课程结束后进行集中教学实训与任务驱动”双管齐下的方法。
(1)“教”,重点讲授与任务驱动相结合。本课程采用“纵向与横向处理”相结合的结构体系,“纵向处理”是指按土木工程建设的侧量任务阐述测量工作的理论和方法,“横向处理”是指按土木建设各典型工程分别进行描述。课程的基本理论、方法与技术,具有一般性,有纵向处理特色,是需要重点讲授的,如水准仪、经纬仪、全站仪的操作和使用及必要的记录计算;对典型工程应用只作一般性讲解,做到有详有略,重点突出。同时,本课程的内容涉及当代科技发展的前沿理论、方法与技术,但实践性非常强,在授课过程中结合教师的科研项目和学院的建筑工程实践,穿插大量工程建设实例,介绍最新测绘技术和方法的应用以及测量作业和数据处理的过程,激发学生对课程的学习兴趣。
(2)“学”,演示、参观教学与课堂提问和讨论相结合。对于学院现行条件不能满足动手操作的仪器如测量机器人、陀螺经纬仪、激光扫描仪这类仪器,采用演示教学法;常规仪器的学习与操作除了将仪器架在讲台边讲边操作示范外,还制作了多媒体课件,穿插大量图片,使学生对这些仪器及其操作流程、应用有直观的认识。另外在学生学习的过程中围绕课堂教学、课程实验和实习,开展课堂讨论和课后讨论,收到很好效果。
(3)“做”,即学生的实际操作与项目模拟测绘相结合。在教学中,把学生分成若干小组,把项目分解为若干任务,结合实际或模拟的施工项目,组织学生开展实地测绘工作,培养学生对测绘仪器的实际操作能力与综合项目的测量应用和施工放样能力,加强团队与吃苦精神的培养。
(4)“赛”,即工程测量技能竞赛。为让学生扎实地掌握土木工程常规测量仪器实际操作技能和计算理论能力,在课程项目结束后,开展测绘仪器使用与单一项目技能竞赛活动,更进一步激发了学生学习《土木工程测量》的热情。技能竞赛与行业相关测量标准相结合,注重规范化、标准化。学院每年组织一次。
2 .3教学手段设计
(1)多媒体课件、教学录像、交互式软件和黑板板书的综合运用。在理论课教学中,采用大课与小课相结合,传统板书与电子教案相结合,讲授与提问相结合授课模式;小课以辅导讲解、课堂讨论的方式进行。大课的授课老师必须在已有的多煤体课什基础上,进行认真备课,收集相关的录像和与教学软件,对复杂的原理通过生动的多媒体课件来展现,对重点、难点要通过黑板板书作细致讲解,黑板板书是必不可少的课堂教学手段。
(2)网络教学。通过网络向学生提供丰富的学习资源,建造网络课外互动学习系统,包括课件、电子文档和相关链接等,提供学生自主性学习软件、视频和网页课件、课堂录像、习题和课程实训系统、实习实验系统等。授课教师通过网络为学生传道解惑释疑,可缩短教师与学生间的时空距离。这些方式受到学生极大欢迎。
(3)加强实践性教学环节。包括课间实验、综合性课程实训、演示教学和集中实训。无论是哪一环节,均与实际工程紧密结合,采用实测数据进行。如在实训中,要求学生按工程要求进行图上设计、实地踏勘选点、外业施测、内业数据处理、撰写实训总结报告,加深学生对理论知识的理解、对测量作业过程的掌握,提高动手能力和解决实际问题的能力。
(4)灵活多样的考查与考试。在教学中,注意平时的考查与期末考试的结合,考查包括上课率和作业完成情况、上课的笔记、课堂讨论和答疑情况等;考试的形式多样,以理论水平测试与实验实训考核并重,实验考核根据学生的实验操作、实验报告记载情况及结果来衡量学生的成绩;实训考核采取学生随机抽题考核(包括操作和口试)的方式,实训总成绩由操作和口试考核成绩、实训报告成绩、平时成绩(出勤和表现)兰部分按6:2:2的比例组成,实训成绩按百分制评分。
3《工程测量》的教学效果