曹先革，楊金玲，馬俊海，朱繼文

（黑龍江工程學(xué)院 測繪工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150050）

CDIO是由美國麻省理工學(xué)院、瑞典皇家理工學(xué)院、瑞典查爾摩斯工業(yè)大學(xué)和瑞典雪平大學(xué)于2004年共同創(chuàng)立的工程教育改革模式，旨在培養(yǎng)未來的工程師。CDIO代表著構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)施（Implement）與運(yùn)行（Operate）4個(gè)工業(yè)產(chǎn)品或工程項(xiàng)目全壽命周期的構(gòu)成要素，是CDIO工程教育理念培養(yǎng)工科學(xué)生工程能力的載體，是國際工程教育改革的最新成果。迄今已有幾十所世界著名大學(xué)以CDIO工程教育能力大綱和要求為基準(zhǔn)，制定配套的專業(yè)課程體系，取得良好的教學(xué)效果，培養(yǎng)出深受企業(yè)歡迎的學(xué)生［1－2］。因此，為培養(yǎng)有專業(yè)技能、有社會(huì)意識(shí)和有企業(yè)家敏銳性的新一代工程師，必須對現(xiàn)有的課程教學(xué)模式加以調(diào)整和改革。本文以“數(shù)字測圖原理與方法”課程為例，介紹將CDIO理念引入課程設(shè)計(jì)和實(shí)施環(huán)節(jié)并取得初步效果。

1 “數(shù)字測圖原理與方法”教學(xué)模塊設(shè)計(jì)

教學(xué)模塊是指將課程內(nèi)容根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱要求劃分成多個(gè)既獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)的教學(xué)內(nèi)容［3－4］，每個(gè)模塊均制定相應(yīng)的知識(shí)和能力目標(biāo)，整個(gè)課程的教學(xué)目標(biāo)需要通過完成每個(gè)模塊的知識(shí)和能力目標(biāo)來實(shí)現(xiàn)，具有以現(xiàn)場教學(xué)和以學(xué)生為中心自主學(xué)習(xí)為主、理論課和實(shí)踐課融為一體等特點(diǎn)，有效地克服了以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端。

“數(shù)字測圖原理與方法”是高等學(xué)校測繪工程專業(yè)的本科專業(yè)基礎(chǔ)課，也是專業(yè)核心課程之一。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握從事大比例尺地面數(shù)字測圖的基本理論和專業(yè)知識(shí)，具有利用測繪儀器和軟件進(jìn)行地形圖、地籍圖、房產(chǎn)圖等的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和地形圖應(yīng)用能力［5－6］。因此，其教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)圍繞數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和地形圖應(yīng)用等專題展開，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生對相關(guān)儀器（如經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、全站儀和GPS等）和測圖軟件（如CASS、SCS，SV300等）的實(shí)際操作能力、主動(dòng)學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)合作及協(xié)調(diào)等能力?！皵?shù)字測圖原理與方法”課程教學(xué)模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 “數(shù)字測圖原理與方法”教學(xué)模塊設(shè)計(jì)

2 “數(shù)字測圖原理與方法”教學(xué)模塊的實(shí)施

在教學(xué)中，結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和用人單位需求，設(shè)計(jì)了大比例尺數(shù)字地形圖與地籍圖測繪（內(nèi)容涵蓋技術(shù)設(shè)計(jì)、水準(zhǔn)測量、導(dǎo)線測量、碎部測量、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理、分幅、打印輸出、檢查驗(yàn)收、編寫技術(shù)總結(jié)等）、地形圖掃描數(shù)字化、土方量計(jì)算、縱橫斷面圖繪制等工程項(xiàng)目［7］，并將表1中各教學(xué)模塊的內(nèi)容有機(jī)地融入各項(xiàng)目中，并基于CDIO理念制定了相應(yīng)的教學(xué)計(jì)劃，教學(xué)進(jìn)度安排見表2。

表2 “數(shù)字測圖原理與方法”工程項(xiàng)目的進(jìn)度安排和內(nèi)容

1）工程項(xiàng)目的實(shí)施。在項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，教師可規(guī)定必做項(xiàng)目和選作項(xiàng)目，提倡學(xué)生利用課余時(shí)間完成項(xiàng)目，而不僅僅是傳統(tǒng)課內(nèi)有限時(shí)間的教和學(xué)。在項(xiàng)目的實(shí)施中需要學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)作一個(gè)報(bào)告，并采用答辯的形式，由其他同學(xué)提出問題，報(bào)告者進(jìn)行答辯，由教師予以點(diǎn)評，典型問題由教師重點(diǎn)加以分析。

2）教學(xué)模塊采用的教學(xué)方法。在教學(xué)中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生當(dāng)時(shí)的狀況，靈活穿插，采用討論、啟發(fā)、引導(dǎo)、展現(xiàn)等教學(xué)方法，最大限度地發(fā)揮課堂教學(xué)的作用。

討論即在課堂講課中根據(jù)不同教學(xué)模塊的知識(shí)目標(biāo)在教師的精心準(zhǔn)備和指導(dǎo)下，通過預(yù)先的設(shè)計(jì)與組織，啟發(fā)學(xué)生就特定問題發(fā)表自己的見解，以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新精神，實(shí)際操作中可以采用小組討論的方式進(jìn)行。

啟發(fā)即在講課中，以發(fā)展的觀點(diǎn)啟發(fā)學(xué)生把自己學(xué)到的知識(shí)整合聯(lián)系在一起，借以說明某些測量現(xiàn)象和本質(zhì)問題的解決，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

引導(dǎo)即根據(jù)不同的內(nèi)容、要求，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析、綜合、演繹、歸納、類比，由點(diǎn)到線、由線到面、由面到網(wǎng)，做到觸類旁通、舉一反三，突出矛盾分析法和問題教學(xué)法，以促進(jìn)學(xué)生形成思維的邏輯性和創(chuàng)新性。

展現(xiàn)即在教學(xué)中，講解和分析基本概念、原理、重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)時(shí)，盡量讓學(xué)生把自己的疑問、意見、結(jié)論以及原因等思維過程說出來，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行評判，充分展現(xiàn)學(xué)生敢想、敢疑、敢說的思維個(gè)性［8］。

3）成績的考核。為了更好地考查教學(xué)模塊的效果，在考核方式上，采用筆試（閉卷、開卷、小論文、大作業(yè)等）、口試、實(shí)際操作等多種方式相結(jié)合的形式，如：基礎(chǔ)理論題，用于閉卷考試，主要檢驗(yàn)學(xué)生對基礎(chǔ)理論掌握的牢固程度；綜合論述題，用于開卷考試，主要測試學(xué)生對學(xué)科課程的理解運(yùn)用能力［8］。在命題方式上采取任課教師、外請教師、課題組教師等共同參與的方式組題。

3 教學(xué)效果評價(jià)

筆者根據(jù)設(shè)計(jì)的教學(xué)模塊對我校2010級“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”測繪工程專業(yè)試點(diǎn)班學(xué)生進(jìn)行了試點(diǎn)教學(xué)，其中前2個(gè)班采用傳統(tǒng)教學(xué)法，后2個(gè)班采用模塊式教學(xué)法，采用相同的考核方式（筆試＋實(shí)踐操作）評定成績，考核結(jié)果見圖1。

圖1 2種教學(xué)方法教學(xué)效果對比

從圖1可知，模塊法教學(xué)與傳統(tǒng)方式教學(xué)相比提高了學(xué)生考核成績，并且通過對學(xué)生課堂提問及儀器操作能力的分析可以發(fā)現(xiàn)：模塊法教學(xué)在知識(shí)方面使學(xué)生掌握和鞏固了基礎(chǔ)知識(shí)；在能力方面鍛煉了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，提升了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作及協(xié)調(diào)能力；在素質(zhì)方面增強(qiáng)了學(xué)生的工程意識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)、精益求精的精神，取得了預(yù)期的教學(xué)效果。

4 結(jié)束語

根據(jù)CDIO理念設(shè)計(jì)的“數(shù)字測圖原理與方法”課程的教學(xué)模塊和工程項(xiàng)目，使得課程從突出理論知識(shí)的傳統(tǒng)教學(xué)方法轉(zhuǎn)變?yōu)橥怀瞿芰δ繕?biāo)培養(yǎng)的現(xiàn)代工程教育方法。教學(xué)實(shí)踐證明，模塊式教學(xué)法有助于訓(xùn)練學(xué)生的各項(xiàng)通用能力，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)興趣，是一種新穎適用的課程教學(xué)模式。在今后的教學(xué)中，應(yīng)深化改革，在不斷變化的環(huán)境中及時(shí)調(diào)整、總結(jié)、改進(jìn)和完善，推進(jìn)教學(xué)改革的成功。

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［3］張恒，劉群.GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)［J］.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2009，7（4）：45－47.

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