“2+1+1”模式下的應(yīng)用型本科院?！皵z影測量學(xué)”教學(xué)改革研究

付博 劉舒 鄧彩群

摘? ? 要：文章借助吉林建筑大學(xué)測繪工程專業(yè)國家一流專業(yè)、省應(yīng)用型轉(zhuǎn)型試點建設(shè)專業(yè)以及省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)示范專業(yè)的建設(shè)經(jīng)驗，通過發(fā)明專利教具、應(yīng)用案例法、增設(shè)實訓(xùn)課程和采用線上線下混合課程成績評定的方法，充分發(fā)揮“2+1+1”人才培養(yǎng)模式的優(yōu)勢，圍繞學(xué)生專業(yè)能力的提升進(jìn)行課程改革，切實幫助學(xué)生提高進(jìn)行攝影測量工程的數(shù)據(jù)采集、處理和分析的實踐能力。

關(guān)鍵詞：“2+1+1”模式;攝影測量;教學(xué)改革;CQI

中圖分類號：G641? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1002-4107（2021）01-0044-02

一、引言

攝影測量是一門對非接觸傳感系統(tǒng)獲得的影像及數(shù)字表達(dá)進(jìn)行記錄、量測和解譯，從而獲得自然物體和環(huán)境的可靠信息的工藝、科學(xué)和技術(shù)[1]。攝影測量因無需接觸測量對象本身、采集方式速度快、效率高且在室內(nèi)進(jìn)行作業(yè)等優(yōu)勢得到廣大生產(chǎn)單位的青睞。隨著各種新興的科學(xué)技術(shù)特別是計算機(jī)技術(shù)、空間技術(shù)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展以及多學(xué)科的交叉融合，攝影測量技術(shù)進(jìn)入新的高速發(fā)展期，并在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。CQI（Continue Quality Improvement）是工程教育認(rèn)證體系中的“持續(xù)改進(jìn)”理念，強(qiáng)調(diào)圍繞學(xué)生適應(yīng)未來和社會的綜合能力從而進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，課程教學(xué)應(yīng)回歸到學(xué)生畢業(yè)后能“帶走”的實際能力[2]。近年來，吉林建筑大學(xué)攝影測量學(xué)課程組通過走訪相關(guān)用人單位發(fā)現(xiàn)，用人單位對學(xué)生攝影測量課程學(xué)習(xí)應(yīng)具備的需求和學(xué)生實際技能狀況差別巨大，供求矛盾十分明顯?；谶@一現(xiàn)狀，結(jié)合CQI理念，“攝影測量學(xué)”課程教學(xué)亟待改革。

二、“攝影測量學(xué)”課程教學(xué)存在的問題

吉林建筑大學(xué)測繪工程專業(yè)始建于2001年，“攝影測量學(xué)”課程是測繪工程專業(yè)十大核心課程之一，也是2018年實現(xiàn)測繪類大類招生后，面向吉林建筑大學(xué)所有測繪類專業(yè)的學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程需要綜合運用高等數(shù)學(xué)、概率統(tǒng)計、數(shù)據(jù)平差處理、計算機(jī)圖形和圖像處理等知識，理論基礎(chǔ)要求高，由于課程涉及大量公式推導(dǎo)，內(nèi)容抽象，不易掌握，需要學(xué)生投入較大精力并培養(yǎng)較好的空間抽象能力和數(shù)學(xué)思維能力。根據(jù)CQI理念，目前吉林建筑大學(xué)“攝影測量學(xué)”教學(xué)中主要存在以下問題。

（一）課程內(nèi)容抽象，理論性強(qiáng)

“攝影測量學(xué)”課程在教學(xué)中長期以來主要以教師講授為主，由于知識信息量有限、形式單一，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高。吉林建筑大學(xué)攝影測量課程旨在使學(xué)生運用攝影測量知識及攝影測量系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜的攝影測量工程數(shù)據(jù)采集、處理和分析，為今后相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和從事攝影測量工作打下堅實的理論和實踐基礎(chǔ)。具體教學(xué)內(nèi)容包括：（1）攝影測量學(xué)緒論;（2）影像獲取;（3）攝影測量基礎(chǔ)知識;（4）攝影測量解析基礎(chǔ);（5）解析空中三角測量;（6）全數(shù)字?jǐn)z影測量基礎(chǔ);（7）像片糾正與正射影像圖;（8）攝影測量外業(yè)工作。在課程學(xué)習(xí)過程中，從攝影測量解析基礎(chǔ)開始，由于該課程需要具有較好的空間想像能力，所以部分學(xué)生逐漸無法很好地理解和掌握相應(yīng)知識，感到學(xué)習(xí)吃力，甚至興趣喪失。

（二）與實踐聯(lián)系不足

“攝影測量學(xué)”課程涉及學(xué)科交叉，如無人機(jī)低空攝影測量、機(jī)載LiDAR、機(jī)載定位定向系統(tǒng)（POS）等新技術(shù)發(fā)展迅速。一方面，課程建設(shè)初期，師資力量不足;另一方面，攝影測量實驗室建設(shè)所需費用較高，實驗室建設(shè)滯后于生產(chǎn)實踐需要，這就導(dǎo)致教師理論與實踐脫節(jié)，難以及時更新技術(shù)，與生產(chǎn)單位的實戰(zhàn)生產(chǎn)需求聯(lián)系不足，部分教師只偏重傳統(tǒng)理論的講授，對前沿技術(shù)的講解較少[3]。

（三）實驗內(nèi)容單一，學(xué)生動手能力差

“攝影測量學(xué)”課程中計劃的實驗內(nèi)容由于學(xué)時有限、安全問題以及實驗場地匱乏等因素的影響，所以主要安排一些簡單的編程來實現(xiàn)攝影測量課程理論中一些函數(shù)或公式的計算，程序人機(jī)交互性差。隨著攝影測量進(jìn)入數(shù)字?jǐn)z影測量階段，一些新理論和新方法在攝影測量中逐漸被應(yīng)用，原有的攝影測量實驗課程難以充分利用數(shù)字?jǐn)z影測量軟件完成空三平差計算和4D產(chǎn)品的制作，特別是外業(yè)航飛、無人機(jī)操作、像控點布設(shè)與測量等項目只能紙上談兵，很難開展，學(xué)生對航測作業(yè)的全過程沒有一個整體認(rèn)識，得不到實踐鍛煉，缺乏實際操作能力，畢業(yè)后無法滿足社會要求[4]。

（四）成績評定方法科學(xué)性不足

“攝影測量學(xué)”課程考核包括平時考核成績、實驗成績和期末考試成績，其中平時成績占總成績的30%，實驗成績占總成績的10%，期末考試成績占總成績的60%。平時成績的考核通過作業(yè)、平時表現(xiàn)和文獻(xiàn)報告等綜合評定;實驗環(huán)節(jié)的考核通過出勤、實驗表現(xiàn)及實驗報告質(zhì)量等綜合評定;期末考試采用閉卷考試形式。其中平時考核和實驗考核，主要由學(xué)生利用課下時間自行完成，由教師主觀評定作業(yè)和報告成績。一方面，多位教師平行授課，容易導(dǎo)致評價標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一;另一方面，除出勤考核外，教師難以衡量學(xué)生的課堂平時表現(xiàn)，不利于學(xué)生發(fā)揮學(xué)習(xí)的積極性，也不利于教師及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，成績評定方法科學(xué)性不足。

三、“攝影測量學(xué)”教學(xué)改革的設(shè)計與實施

（一）“2+1+1”模式

吉林建筑大學(xué)測繪工程專業(yè)現(xiàn)為國家一流專業(yè)、吉林省特色高水平專業(yè)、吉林省應(yīng)用型轉(zhuǎn)型試點建設(shè)專業(yè)以及吉林省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)示范專業(yè)，本專業(yè)創(chuàng)新實施“2+1+1”人才培養(yǎng)模式：打通兩年基礎(chǔ)教育平臺和三年級全年專業(yè)實踐，四年級學(xué)生選擇專業(yè)方向?qū)W習(xí)，構(gòu)建了貫穿四年的實踐教學(xué)體系。2019年遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實行測繪類大類招生，寬口徑培養(yǎng)具有國際化視野及創(chuàng)新意識的測繪工程高級應(yīng)用技術(shù)人才。

（二）基于“2+1+1”模式的教學(xué)改革設(shè)計與實施

吉林建筑大學(xué)測繪工程專業(yè)自2018年通過了國際質(zhì)量工程認(rèn)證后，為充分踐行“持續(xù)改進(jìn)”理念，“攝影測量學(xué)”課程圍繞培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)未來和社會的綜合能力，通過系列課程改革、一流課程建設(shè)等，充分發(fā)揮吉林建筑大學(xué)“2+1+1”人才培養(yǎng)模式的優(yōu)勢，注重理論聯(lián)系實際，把教材的內(nèi)容與實際的應(yīng)用聯(lián)系在一起，使課程教學(xué)回歸到學(xué)生畢業(yè)后能“帶走”的實際能力，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.專利教具的發(fā)明制作。無人機(jī)攝影測量技術(shù)已被廣泛用于地形勘測、建筑物測量、災(zāi)性評估等多個領(lǐng)域，由于該技術(shù)涉及概念多且空間關(guān)系復(fù)雜，僅依靠板書和多媒體課件的輔助來講解航空攝影相關(guān)理論的教學(xué)效果不理想。航空影像質(zhì)量是精確攝影測量的基礎(chǔ)，為了更好地展示攝影測量中相機(jī)與地物之間的關(guān)系，課程組教師發(fā)明了便攜式手動攝影測量模擬教學(xué)裝置。該裝置采用整體折疊結(jié)構(gòu)，折疊后體積小，攜帶方便，可實現(xiàn)攝影平臺的升降、相機(jī)航向和旁向的移動以及攝影機(jī)攝影時鏡頭方位的調(diào)整。該裝置下部同時設(shè)有地物模型安裝架，通過地物與影像對比，能更直觀地顯示不同地形特征、不同地物類型在不同航高和重疊度下的實際影像特征，補(bǔ)充攝影測量課程實踐教學(xué)需要的影像資料，生動地實現(xiàn)了課堂內(nèi)容的講解與演示[5]。

2.案例法的應(yīng)用。由于“攝影測量學(xué)”是對學(xué)生應(yīng)用能力和動手操作能力要求很高的一門學(xué)科，教師采用案例式教學(xué)法，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生實際情況及教學(xué)目的、要求，運用典型案例進(jìn)行深入討論和分析，能充分發(fā)揮學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)新性。教師在教學(xué)中結(jié)合生產(chǎn)單位項目實例精心選擇案例，一般4～6人一組進(jìn)行案例討論，討論后推舉代表發(fā)言，允許學(xué)生提出不同的看法，讓學(xué)生暢所欲言。討論達(dá)到一定程度后，教師針對案例及時進(jìn)行分析、講解，梳理思維過程，并對學(xué)生在演練及案例分析中暴露出的問題有針對性地進(jìn)行點評，在師生共同討論、分析后，對問題的認(rèn)識進(jìn)一步升華、創(chuàng)新，歸納概括出規(guī)律性的知識，較好地完成教學(xué)目標(biāo)。

3.實訓(xùn)課程的設(shè)置。2016年以來，測繪工程專業(yè)創(chuàng)新實施“2+1+1”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，重構(gòu)實踐教學(xué)體系，其中在第二學(xué)年設(shè)置了4周的攝影測量專業(yè)實驗訓(xùn)練，要求學(xué)生對數(shù)字?jǐn)z影測量軟件的功能及作業(yè)程序進(jìn)行實際操作訓(xùn)練，完整地親歷一遍航線與像控點設(shè)、外業(yè)航飛、像控點測量、后空三平差計算和攝影測量加密生產(chǎn)“4D”產(chǎn)品的作業(yè)過程，理論與實踐緊密結(jié)合，真正提高學(xué)生的實踐技能和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生攝影測量基本技能和協(xié)作意識，與課堂所學(xué)理論相互促進(jìn)、交替循環(huán)，提升學(xué)生專業(yè)知識、實踐能力、創(chuàng)新意識和工程師素養(yǎng)。與此同時，將實踐能力培養(yǎng)融入專業(yè)教學(xué)全過程，大力進(jìn)行資金、硬件和人力資源的投入。測繪工程實驗中心是吉林省省級實驗教學(xué)示范中心，目前設(shè)有攝影測量實驗室、無人機(jī)操控實驗室、多功能城市空間信息虛擬實驗室、多源測繪地理信息數(shù)據(jù)云處理工程訓(xùn)練中心等教學(xué)平臺，總建筑面積1 000平方米。擁有AC1200傾斜攝影測量無人機(jī)、CW-10垂直起降固定翼無人機(jī)、多源攝影測量遙感影像云處理系統(tǒng)、LensPhoto近景攝影測量系統(tǒng)等設(shè)備，總值2 352萬元，為實訓(xùn)課程建設(shè)提供了堅實的條件保障。

4.線上線下混合課程成績綜合評定。吉林建筑大學(xué)“攝像測量學(xué)”課程將采用線上線下混合教學(xué)模式，線上部分以課程視頻教學(xué)的方式配合教師線下教學(xué)，通過PPT、案例視頻和線上課程網(wǎng)站等教學(xué)形式完成教學(xué)目標(biāo)。在成績評定中，教師充分利用線上教學(xué)模式的優(yōu)勢，通過線上教學(xué)平臺實時發(fā)布針對當(dāng)前知識點的客觀題或討論題，通過實時完成答題人數(shù)及答題正確率，可以及時檢測學(xué)生對該知識點的掌握情況，并利用平臺功能統(tǒng)計學(xué)生平時課堂表現(xiàn)。結(jié)合學(xué)生線下的作業(yè)、文獻(xiàn)報告等更科學(xué)地評定學(xué)生成績。

四、結(jié)語

作為應(yīng)用型本科院校的一流專業(yè)、省特色高水平專業(yè)、省應(yīng)用型轉(zhuǎn)型試點建設(shè)專業(yè)，吉林建筑大學(xué)測繪專業(yè)在人才培養(yǎng)中一貫堅持圍繞學(xué)生適應(yīng)未來和社會的綜合能力從而進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。針對“攝影測量學(xué)”課程教學(xué)現(xiàn)狀，課程組依托專業(yè)建設(shè)成績，充分發(fā)揮“2+1+1”人才培養(yǎng)模式的優(yōu)勢，注重理論聯(lián)系實際，把教材的內(nèi)容與實際的應(yīng)用聯(lián)系在一起，圍繞培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)未來和社會的綜合能力大力進(jìn)行課程改革，使“攝影測量學(xué)”課程教學(xué)回歸到學(xué)生畢業(yè)后能“帶走”的實際能力，為同類應(yīng)用型本科院校的測繪專業(yè)課程改革提供了思路和方法。

參考文獻(xiàn)：

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[3]牛全福，黨星海，張秀霞，周兆葉.測繪工程專業(yè)攝影測量學(xué)課程教學(xué)改革探討[J].地理空間信息，2015（5）.

[4]吳瑋，林君健，蒼桂華，潘邦龍.《攝影測量學(xué)》課程實踐教學(xué)體系的構(gòu)建[J].現(xiàn)代測繪，2015（4）.

[5]劉舒，付博.基于CQI理念的《攝影測量學(xué)》教學(xué)改革策略研究[J].高教研究與實踐，2019（3）.