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培养测绘工程专业卓越工程师的主要目的是打造创新能力强、实践能力强、竞争能力强的测绘人才队伍。本文针对中南大学测绘工程专业硕士卓越工程师培养过程中学生、企业、学校管理和导师4个层面之间遇到的衔接问题进行一定程度的探索研究,为健全和完善工程类高层次测绘人才培养机制提供参考。
关键词:
卓越工程师;测绘工程专业;培养机制;硕士生
0引言
教育部卓越工程师教育培养计划(简称“卓越计划”),是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重大改革项目,也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措[1]。该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务[2-3]。2011年教育部和国家测绘局联合印发《关于成立测绘领域卓越工程师教育培养计划工作组和专家组的通知》,正式启动测绘领域卓越工程师教育培养计划。该计划有助于健全和完善测绘人才培养机制,将测绘院校和用人单位紧密联系在一起,把测绘学校教育与生产、科研实践有机结合,解决学校教育与社会需求脱节的问题,共同打造创新能力强、实践能力强、竞争能力强的测绘人才队伍[4-7]。中南大学于2011年加入教育部卓越工程师教育培养计划,为贯彻落实该计划的具体实施,针对卓越测绘工程专业硕士研究生,深度优化卓越测绘工程师硕士研究生培养模式,增强和改革目前与企业联合培养卓越测绘工程师硕士研究生的模式是十分必要的。目前,中南大学卓越测绘工程师硕士研究生采用校企联合,按“1+1”分阶段联合培养。培养过程包括在校内培养、企业挂职培养两部分,硕士生在学校、企业挂职培养的时间(包括学位论文时间)累计分别为1年[8-9]。本文针对中南大学测绘工程专业硕士卓越工程师培养过程中学生、企业、学校管理和导师4个层面之间遇到的衔接问题进行一定程度的探索研究。
1培养过程中存在的衔接问题
在中南大学进行卓越测绘工程师硕士研究生培养过程中,学院和企业之间经常组织学生、企业、学校和导师之间的会谈,便于掌握培养环节及时发现培养环节中存在的问题,在多次会谈后,我们发现4个层面之间存在着一定的衔接、管理和期望落差等问题,主要表现在以下4个方面:1)从学生层面来说,学生对企业是有所期望的,他们期望可以得到较好的地位待遇和工资待遇,部分学生存在期望和要求与实际不符的情况,学生急于尽快将自己所学的知识应用于企业,但又对企业流程和业务不熟悉,导致工作积极性受挫。2)从企业层面来说,企业对学生期望较高,希望学生可以迅速帮忙解决问题,未能给学生一个熟悉企业流程和业务的过渡期,导致学生和企业之间各自出现期望偏差。3)从学校管理层面来说,学校存在着较大地管理困难。中南大学是一所综合性大学,专业众多,单就测绘工程专业来说,导师的研究方向众多,有些以理论研究为主,有些以工程创新为主,研究方向的不同,导致需要联合的企业数量众多。4)从导师层面来说,学校的研究方向一般较前沿且偏理论,但企业发展方向与生产实际联系较为紧密,导致学校导师和企业导师对学生的研究方向产生不一致的问题。
2优化培养过程,融合校企资源
积极解决培养环节中存在的问题,尽力实现学校、企业、学生和导师之间的双赢,实现优势互补、互惠互利,为产生较好的社会效益和经济效益服务。本文针对以上问题进行了深入的探讨,在现有的基础上对校企资源进行更深层次的融合,主要体现在以下3个方面:1)对学生和企业之间的衔接问题和期望问题,进行双方面的沟通,要求企业设置过渡期,给予学生学习企业流程和业务学习期。企业根据学生的个体差异给出适当的期望值。在学生去企业实习之前对学生进行职业素质教育,使他们明白付出跟回报之间具有一定的延迟期,不要急功近利。2)对校内导师和企业导师方向不一致问题,建议校内导师多跟企业联系,使研究方向尽量与实际生产结合,组织校内导师和学生在研一期间参观企业,发现企业生产流程和业务中的问题,把理论和生产实际结合起来,充分利用高校的科研优势,企业的市场定向优势,抓住用户实际需求和生产中遇到问题,改革已有的生产流程,提高企业生产效率,更好地为社会发展服务,尽量引导社会发展需求。让校内导师成为企业领域内的专家和引导者,指导企业发展。3)对于学校管理方面来说,建议学科进一步凝练现有的研究方向,多去相关企业调研,结合自身情况发展特色专业,联系特色企业,形成特色的研究方向,与所联系企业形成长期合作关系。学校资源丰富,有利于做小规模的实验研究,在研究结果基础上,指导企业进行大规模的应用,有利于扩大学校的社会影响,为学校的发展赢得良好的外部环境。
3结束语
“测绘工程硕士卓越工程师教育培养环节”是一项系统而复杂的工程,需要学校、学生、企业和导师的共同努力。本文结合中南大学测绘专业硕士卓越工程师教育培养环节,对卓越工程师培养环节中遇到的问题进行了探索和解决,为健全和完善我国高层次工程类测绘人才培养机制提供借鉴和参考。
作者:马慧云 邹峥嵘 张云生 陶超 单位:中南大学地球科学与信息物理学院
参考文献:
[1]田青.教育部国家测绘局联合实施测绘领域卓越工程师教育培养计划启动[N].中国测绘报,2011-04-08(1).
[2]焦明连.卓越测绘工程师企业培养方案研究[J].北京测绘,2012(6):102-104.
[3]林建.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案研究[J].清华大学高等教育研究,2011,32(2):47-55.
[4]焦明连,周立.测绘工程专业卓越工程师教育培养模式的研究[J].测绘通报,2012(1):102-104.
[5]朱庆伟,孟鲁闽,刘蓉洁.地矿类测绘工程专业卓越工程师培养的初步实践[J].测绘科学,2012,37(5):229-231.
[6]冯甜甜,程效军.“卓越计划”背景下测绘工程专业培养方案的改革与实践[J].测绘与空间地理信息,2015,38(1):27-29,36.
[7]焦明连.“卓越计划”视域下校企联合培养测绘人才的探讨[J].测绘科学,2013,38(6):198-199.
摘要:对高校非测绘工程类专业本科生公开的《测量学》课程关于教学方法、教学内容及考核方式等方面改革进行探讨,提出一些个人见解以期与同行共享。
关键词:教学方法 教学内容 考核方式 教学改革
Abstract: In this paper, the course of surveying opened to undergraduates of the non-geomatics specialty in university on teaching methods, curricula and assessment methods, and other aspects of the reforms are researched to propose personal insights to share with colleagues.
Keywords: teaching methods teaching contents assessment methods teaching reform
前言
随着测绘科学技术的深入发展,测量学所包括的内容也愈来愈广,特别是测绘仪器的更新换代,测量学课程实验不在局限于传统的光学仪器,而是逐步走向“数字化”。面对非测量专业的本科生,虽然是同样的教材,但对于不同专业教学的侧重点不同。笔者结合多年针对不同专业开设的《测量学》课程的教学,就该课程在教学内容、教学方法及考核方式等方面改革所做的探讨阐述如下:
1 针对不同教学对象因材施教
(1) 对于非测绘类不同专业的学生
对于我校的地质类、工程类如地质工程、资源与城市规划、环境工程、水文、岩土工程、工程地质、土木工程、勘察工程、地下建筑等专业的学生,需要根据其专业讲授测量学不同的侧重点,才能做到因材施教。地质类专业的学生由于其专业又细化了很多,对测量学的要求都属于同样的级别,需要掌握测量学教材中基础理论、实验与应用的前八章即基础测绘内容,对于后面工程测量的内容了解,即掌握测量学基本的成图过程及识图要领,能为本专业的学习打下良好基础与专业素养,最终达到教学目的即可。而非测绘工程类不同专业对测量学要求有些区别,但都需要了解工程测量中放样的基本原理与过程,所以要求学生除了掌握前八章以外还需了解教材中第二部分即工程测量中前三章的内容即点位放样、高程放样与道路放样(包括直线与曲线放样)。但对于土木工程专业的学生需要掌握点位放样的方法,所以还需掌握教材中第二部分。由于以上谈到的不同专业的学生需掌握的内容有些不同,要求教师上课时按照不同需求讲授测量学中的内容。由于该课程学时有限,需要教师重点讲述需掌握内容的难点部分,简单内容可安排学生下去自学采取留作业和答疑方式使他们掌握。
(2) 对于新生与老生应区别对待
所谓新生是指刚入大学第一学年就接触与其它基础课同时开课的测量学学习的学生。由于他们还未接触专业课,而测量学又是理论和实践相结合的一门技术基础课,需要新生转变学习思路由过去的学习纯理论转变为理论实践相结合,重点提高学生动手操作仪器的技能。测量学所需的高等数学的有关内容新生还未学,就需教师采用舍去有关内容,引导学生自学,在课堂上做到会应用某个知识难点,与后续内容相连贯,达到掌握该知识点的目的。如:用水平面代替水准面的限度中需涉及高等数学中级数展开的内容,这时学生可避开其中公式推导细节不看,而能运用其推导得出的结论,对后续相关内容很有利,就能做到系统掌握该内容。
所谓老生是指已经接触了部分专业课,才开始学测量学的学生,一般是大学三、四年级的学生。他们学起来相对容易些,因为大多数同学已适应专业课学习的思路,目的性很强,对于测量学课程是作为专业基础课学习的,要求掌握的内容可结合他们的专业侧重点不同。对于我校工程学院个别专业的学生,一般在大学三、四年级才开设测量学这门课,对该门课要求较高,可让有经验的教师,或经指导的年轻教师承担此教学工作。
(3) 对于基地班与普通班的学生
基地班学生一般入学时的基础较好,他们接收新知识的能力较强,任课教师可针对不同专业的基地班学生除了讲授要求掌握的内容,可以适当拓宽课本上内容,扩大学生的视野,对于简单内容,可让他们自学。而对于普通班学生只需讲授大纲要求掌握的内容,使他们为以后的专业打下结实基础即可,这要求任课教师要极度耐心与细心,且照顾到全部,才能达到整体掌握此门课,并获得良好的教学效果。对教师来说,做到这一点并不容易,但我相信,只要用心去做,会达到较好效果的。
(4) 对于中国学生与外国留学生同堂上课提倡双语教学
随着各国间学术交流的不断深入,到中国学习的外国留学生也愈来愈多了,这对任课老师来说,是一种挑战。一般他们来我校与本科生同堂上课前,强化学习中文仅一年,他们很难跟上我们讲课的进度,所以提倡双语教学,两者兼顾,提高教学效果。这就需要任课教师英语口语熟练,能做到该课程基础内容、重点内容用英语讲,这对刚入学的新生来说也是一种提高英语听说水平的有效途径。
2 教学方法、教学手段改革设想
随着时代的进步,学生的视野也在不断拓宽,如何激发学生学习该课程的热情和积极性是教师们认真思考和探讨教学方法的一个重要问题。
首先针对有限的课时,不能追求课堂上面面俱到,而应突出重点和难点。对于理论和实践相结合的内容,在课堂上只突出理论知识的讲解,与操作仪器有关的内容在课堂上不讲可布置下去让学生自学,到时在课间实习中亲自动手操作仪器去掌握。若在课堂上讲实习的内容则较抽象,尽管可以在课堂上利用多媒体播放实习内容,那也是让学生被动接收不能获得较好的教学效果,不如学生利用课间实习亲自动手印象深刻。此外学生也不愿意局限在课堂,通过课间实习的锻炼也可提高动手操作的能力,同时激发学生学习的主观能动性和积极性。
其次讲课时要多结合生产中的测量实例,充分调动学生的学习积极性。目前,由于部分大学生的思想很实际,就是希望自己在校所学的将来能有所用,同时也对自己感兴趣的内容才学,这也影响着那些以多学知识为目的,要求积极上进的学生。这样使大多数学生学习时动机不同,有些是为了拿学分而学,有些是为了兴趣而学,还有些学生学习很被动,仅有少部分同学抱着积极探索新知识,学习新思想的学科学的认真态度。面对目前一部分学生为考试而学习,而不是为学习而学习的状况,需要教师的正确引导,通过启发式教学,充分调动学生学习的热情,使课堂上的气氛活跃起来,达到教学相长的目的。
最后在教学过程中,必须注重课堂实际效果,不能为了完成教学任务去赶进度,这就要求教师要备课充分,灵活运用多种教学方法。对于难点做到深入浅出,使学生容易理解领会所学内容。例如在讲导线测量内业计算时,可结合闭合导线算例,通过解题思路掌握闭合导线计算的各个步骤。在课堂上可随时提问,了解学生的听课效果,针对听课情况,调整教学方法,最终以提高课堂教学效果为目的。
在教学过程中应采用多种教学手段,提高教学效果。目前,随着信息化时代的不断发展,要求给学生不断更新所学知识,并展示该课程的最新知识动态。这就需要教师利用多种教学手段。在课堂上,用的最多的就是放映幻灯片再结合板书,但存在弊端。利用幻灯片放映,信息量大且速度快,学生很难跟上此节奏,即使利用板书解释一些难点和重点,仍不能保证所有学生取得良好效果。面对这样的状况,需要教师在制作幻灯片时把握好大纲,突出重点和难点,关于较简单的内容不需放在幻灯片中,让学生课下去看。播放幻灯片时注重讲解要做到言简意赅。对于一些难点,在幻灯片中展示的不易让学生理解或接收时,需要教师耐心引导,这时可采用其它教学手段如传统的在黑板上通过简单例子来讲解或通过设问引导学生逐步理解难点。在上实习课时,教师先做讲解和演示,不过在上实习课前,要求学生一定要预习,这样在短暂的课间实习中才能有好的效果。所以这门课,要求理论和实践相结合,就需要课堂上运用多种教学手段,实习中操作仪器,达到良好的教学效果。
在课后,教师要安排定期答疑,及时为他们解决难题,同时教师可了解学生学习该门课动态,这样不但可激发学生的学习热情,促进学生的学习积极性,还可提高他们的思维能力,对教师也是一种提高,最终达到教学相长的良性循环的教学氛围。
此外,由于测绘技术的飞速发展,测绘仪器也不断更新换代,为了使学生能够顺应时展的需求,在该门课的教学中应加强实践教学的课时数。原来计划课间实习14学时,野外实习一周已不能满足要求,建议课间实习18学时,野外实习两周,可以让学生接触先进的仪器如电子经纬仪,全站仪,GPS等。学生在课间实习中,可用电子经纬仪代替传统的光学仪器;可用全站仪代替传统的经纬仪做工程放样的内容;在野外实习中,可增加数字测图的内容,与原来的经纬仪配小平板测图进行对比,可极大提高学生对该课程的学习热情。目前,我校在测量仪器方面的投入还需给予更大支持,这对学校各理工科专业的发展,会大有益处。
3 考核方式改革探讨
面对部分学生为考试或修学分而学习的状况,过去的全校统一考试方式已显出弊端,学生的能力并不能得到全面的培养和提高,只会使学生学一门丢一门。为此有必要对该课程的考核方式进行改革,在此谈一下个人的一些想法,以期与同行共享。
首先,应取消统考的方式,建立单独考试方式。在前面已提出不同专业、不同年级、基地班与普通班及不同国籍的学生对该课程的要求并不完全一致,若采取统考方式,势必使学生围绕考试大纲去学习。为了突出各专业的特色,应由任课教师针对上课内容命题考试,达到检验学生学习效果的目的。对于不同年级的学生,对该课程掌握的深度不同,可由任课教师出卷时综合考虑,不是把学生难倒,而是让学生通过考试了解自身掌握的情况,然后有目的的强化学习,为自身所学专业进一步学习打下结实基础。对于留学生,在短暂的时间内,很难掌握该课程的内容,考核时应采取开卷的方式,目的使他们清楚该课程必须掌握的内容,然后利用额外时间去掌握大纲要求的内容。
其次,考核该门课时,除了考试成绩外,还应考虑平时成绩。过去在考核时,若试卷难度不大,就未考虑平时成绩,这对部分学生是不公平的。建议在考核时,不管在何种情况下都需考虑平时成绩,并且平时成绩应更加明确,如分成三部分即课堂上回答问题的成绩,课间实习的成绩及课后作业的成绩,这样在平时可调动学生的积极性,不至于学生到快考试才看书。通过平时师生间的大量交流,可增强教与学的互动性,形成教学相长的良性教学氛围。
最后,考核该门课时,野外实习单独考核应评定等级。过去实习成绩都是通过和不通过两个级别,这样很难调动部分学生的实习积极性。由于实习成绩通过中未分等级,会使部分学生实习时不是很认真,对出现的问题也不去多思考,这样会影响到其他学生,使他们实习时,不会积极主动思考问题。特别在实习小组一般是5~6人的情况下,有的学生会有依赖心理,这就很难使所有学生的动手操作的实践能力获得提高。所以实习成绩应给出具体的等级如A、B、C或具体的分数,这样会达到良好的实习效果。
通过上述对非测绘专业《测量学》课程教学改革的一些探讨,希望对该课程教学的同行有所启发和帮助,也希望该课程教学改革的一些设想能够真正使学生受益,最终为学校的长远发展奠定基础。
参考文献
1.李岚发。非测绘专业测量学课程改革的实践与思考。《测绘工程》,2000,1
2.汪祖民。非测绘专业测量学课程教学改革的探讨。《测绘通报》,2002,8
关键字:测绘工程 现代测绘 人才培养
随着全球经济的不断发展,必将充满各种竞争,无论是政治、军事的竞争,还是经济、科技的竞争,归根结底都是人才的竞争。高等学校是培养人才的重要基地,特别是要培养适应社会、经济和科技发展的人才,是普通高等学校肩负的重要使命。目前各高校都在深入开展专业教学改革工作,探索具有现代观念的人才培养模式,提高人才培养的质量。本文对高等院校测绘工程专业人才培养模式进行了探讨,并为应用型测绘人才的培养提供参考意见。
一、现代测绘的内涵
从现代信息论的观点看,测绘学是一门关于地球空间信息的学科。传统的测绘受地面测量技术、时空尺度和精度水平以及投入的局限,其产品主要是单一的地形图和在地形图基础上编绘的专用地图;它不能及时反映地球表面形态的变化,特别是大范围或全球变化;其产品制作周期长,已不能满足地区经济和全球经济高速发展的多种需要。信息技术加快了人类社会的运行速度。测绘学是提供人类生存空间、自然环境及其变化信息的学科,它的学科内涵发生了巨大的变化,因此,如何界定测绘学的含义,已是世界各国测绘工作者所关注的问题。从20世纪90年代开始,国际上将测绘学(SurveyingandMapping)更改为一个新词,以准确反映学科实质,Geomatics一词由此应运而生。随后,有关Geomatics的提法在我国学术界主要是地学界成为热门话题,由于对其含义理解不同,其中文译名将它译成。地球空间信息学。,已基本得到认同。不管人们对Geomatics的含义如何理解,根据ISO的标准定义和国际测绘联合会(IUSM)对。测绘学。的定义,两者的含义是基本类同的,只不过Geomatics所涉及的地球空间信息的范围更宽一些。Geomatics更准确地描述了测绘学在现代信息社会中的地位和作用,适应了现代社会对地球空间信息的大量需求的特点,因而发展和提高了测绘学的研究和工作领域,符合现代测绘学发展的实际。现代测绘工程的核心技术是空间技术,包括GPS、卫星遥感和航测,测绘的范围从地面扩展到整个近地空间,加之通讯、计算机网络等信息技术,使地球空间信息学科的理论和技术体系比传统的测绘学有了很大的发展和更新,由此,Geomatics适合于纳入数字地球的理论和技术框架。随着数字地球构想的实施,测绘学面临一个历史性的发展新机遇,传统的或现代测绘学将以地球空间信息学的新面目立于地球科学分支学科之林,以更强的活力向前发展。
二、测绘工程专业人才培养出现的问题
当前测绘工程专业在课程设置及目标定位中还存在着不容忽视的问题和矛盾。主要表现为:在课程内容整体设置上具有一定的盲目性和随意性,不重视研究社会的需求,因人设庙、因人保庙的现象时有发生。在课程结构安排上表现出重技术课程、 轻管理课程,从而导致学生毕业后适应能力较差,尤其是到建筑施工、路桥施工一线的毕业生。没有很好地紧贴市场,国家经济发展迅速与测绘学科专业结构、人才培养模式等方面反应相对迟缓的矛盾仍然存在,适应社会需求的大量面向市场经济建设主战场的技术应用型、复合型测绘人才没有得到充分的培育。人才培养模式多样化和目前专业框架、格局相对单一的矛盾。在中国市场经济不断完善的情况下,测绘作为国家经济建设、国防建设的一项先行性、基础性工作,具有很强的科学性、技术性。面向21世纪,中国可持续发展战略的提出、北京申办2008奥运成功、数字地球、数字中国、数字省区、数码城市的建立、中国成功加入WTO、注册测量师制度的逐步建立和测绘主体体制及运行机制的改革完善等都对测绘市场及测绘教育带来了空前发展的机遇,也带来了巨大的挑战。具体来说,现代社会对测绘工程专业人才培养要求上,正从过去的技术型向市场技术应用管理型转变。主要表现为:三个高技术的综合运用(GPS、GIS、RS),三大能力的提高(分析解决问题的能力、公关能力、职业迁移的能力)、三大意识的形成(市场经济主体意识、工程质量管理意识、国际竞争合作意识)。因此重视和加强对测绘工程专业应用性、复合型人才培养的研究,提高测绘工程专业学生的社会竞争能力和适应能力更具有现实和长远意义。
三、测绘专业人才培养措施 在线
1.测绘学科研究的方向
测绘学科是采用各种方法和手段研究空间对象的定位、描述和表达,动态变化与监测,并将所获得的各种空间信息进行加工、存储与处理,使之综合应用于经济建设、国防建设、科学研究、社会发展等各个领域中所形成的一门学科。测绘科学既是地球学科的重要分支,又是一门工程应用学科,她服务于各种工程建设,包括地面、空中、地下、水下各种民用工程、矿山工程、海洋工程、军事工程、环境工程、生态工程等领域。
随着空间和信息科学技术的发展,测绘学科正在经历着一场深刻的革命,并将成为一个重要的信息产业。面向二十一世纪,测绘学科的发展趋势和方向是:测量数据采集和处理自动化、实时化、数字化、智能化;测量数据管理科学化、标准化、信息化、一体化;测量数据传播与应用网络化、多样化、社会化、广泛化。GPS技术、GIS技术、RS技术及其集成是测绘学科的前沿领域,也是未来数字地球的基础。
2.注重课程设置
关键字:测绘工程 现代测绘 人才培养
随着全球经济的不断发展,必将充满各种竞争,无论是政治、军事的竞争,还是经济、科技的竞争,归根结底都是人才的竞争。高等学校是培养人才的重要基地,特别是要培养适应社会、经济和科技发展的人才,是普通高等学校肩负的重要使命。目前各高校都在深入开展专业教学改革工作,探索具有现代观念的人才培养模式,提高人才培养的质量。本文对高等院校测绘工程专业人才培养模式进行了探讨,并为应用型测绘人才的培养提供参考意见。
一、现代测绘的内涵
从现代信息论的观点看,测绘学是一门关于地球空间信息的学科。传统的测绘受地面测量技术、时空尺度和精度水平以及投入的局限,其产品主要是单一的地形图和在地形图基础上编绘的专用地图;它不能及时反映地球表面形态的变化,特别是大范围或全球变化;其产品制作周期长,已不能满足地区经济和全球经济高速发展的多种需要。信息技术加快了人类社会的运行速度。测绘学是提供人类生存空间、自然环境及其变化信息的学科,它的学科内涵发生了巨大的变化,因此,如何界定测绘学的含义,已是世界各国测绘工作者所关注的问题。从20世纪90年代开始,国际上将测绘学(SurveyingandMapping)更改为一个新词,以准确反映学科实质,Geomatics一词由此应运而生。随后,有关Geomatics的提法在我国学术界主要是地学界成为热门话题,由于对其含义理解不同,其中文译名将它译成。地球空间信息学。,已基本得到认同。不管人们对Geomatics的含义如何理解,根据ISO的标准定义和国际测绘联合会(IUSM)对。测绘学。的定义,两者的含义是基本类同的,只不过Geomatics所涉及的地球空间信息的范围更宽一些。Geomatics更准确地描述了测绘学在现代信息社会中的地位和作用,适应了现代社会对地球空间信息的大量需求的特点,因而发展和提高了测绘学的研究和工作领域,符合现代测绘学发展的实际。现代测绘工程的核心技术是空间技术,包括GPS、卫星遥感和航测,测绘的范围从地面扩展到整个近地空间,加之通讯、计算机网络等信息技术,使地球空间信息学科的理论和技术体系比传统的测绘学有了很大的发展和更新,由此,Geomatics适合于纳入数字地球的理论和技术框架。随着数字地球构想的实施,测绘学面临一个历史性的发展新机遇,传统的或现代测绘学将以地球空间信息学的新面目立于地球科学分支学科之林,以更强的活力向前发展。
二、测绘工程专业人才培养出现的问题
当前测绘工程专业在课程设置及目标定位中还存在着不容忽视的问题和矛盾。主要表现为:在课程内容整体设置上具有一定的盲目性和随意性,不重视研究社会的需求,因人设庙、因人保庙的现象时有发生。在课程结构安排上表现出重技术课程、 轻管理课程,从而导致学生毕业后适应能力较差,尤其是到建筑施工、路桥施工一线的毕业生。没有很好地紧贴市场,国家经济发展迅速与测绘学科专业结构、人才培养模式等方面反应相对迟缓的矛盾仍然存在,适应社会需求的大量面向市场经济建设主战场的技术应用型、复合型测绘人才没有得到充分的培育。人才培养模式多样化和目前专业框架、格局相对单一的矛盾。在中国市场经济不断完善的情况下,测绘作为国家经济建设、国防建设的一项先行性、基础性工作,具有很强的科学性、技术性。面向21世纪,中国可持续发展战略的提出、北京申办2008奥运成功、数字地球、数字中国、数字省区、数码城市的建立、中国成功加入WTO、注册测量师制度的逐步建立和测绘主体体制及运行机制的改革完善等都对测绘市场及测绘教育带来了空前发展的机遇,也带来了巨大的挑战。具体来说,现代社会对测绘工程专业人才培养要求上,正从过去的技术型向市场技术应用管理型转变。主要表现为:三个高技术的综合运用(GPS、GIS、RS),三大能力的提高(分析解决问题的能力、公关能力、职业迁移的能力)、三大意识的形成(市场经济主体意识、工程质量管理意识、国际竞争合作意识)。因此重视和加强对测绘工程专业应用性、复合型人才培养的研究,提高测绘工程专业学生的社会竞争能力和适应能力更具有现实和长远意义。
三、测绘专业人才培养措施 在线
1.测绘学科研究的方向
测绘学科是采用各种方法和手段研究空间对象的定位、描述和表达,动态变化与监测,并将所获得的各种空间信息进行加工、存储与处理,使之综合应用于经济建设、国防建设、科学研究、社会发展等各个领域中所形成的一门学科。测绘科学既是地球学科的重要分支,又是一门工程应用学科,她服务于各种工程建设,包括地面、空中、地下、水下各种民用工程、矿山工程、海洋工程、军事工程、环境工程、生态工程等领域。
随着空间和信息科学技术的发展,测绘学科正在经历着一场深刻的革命,并将成为一个重要的信息产业。面向二十一世纪,测绘学科的发展趋势和方向是:测量数据采集和处理自动化、实时化、数字化、智能化;测量数据管理科学化、标准化、信息化、一体化;测量数据传播与应用网络化、多样化、社会化、广泛化。GPS技术、GIS技术、RS技术及其集成是测绘学科的前沿领域,也是未来数字地球的基础。
2.注重课程设置
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,只有将各类知识融汇贯通,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。而传统的测绘工程专业的课程设置,专业性过强,学科领域单一,知识结构面太窄,特别缺乏相邻的专业知识,这种知识结构显然满足不了现代社会的要求。因此为了培养应用型测绘专业人才,我们认为课程设置应根据目前的国情、市场经济的要求,既要考虑测绘知识的系统性,又要兼顾学科的综合发展趋势具体应设置的主要课程如下:基础及公共课:包括数学、物理、政治、外语、大学语文、文献检索、计算机基础、计算机高级语言、计算机图形学、数字图像处理、技术数据库技术、网络技术、法律基础、体育等。测绘专业课:包括测量学、数字测图原理与方法、大地测量学基础测量平差基础、摄影测量与遥感、工程测量、测量原理及应用、地理信息系统原理与应用、地籍测量与土地管理等。相关专业课:包括城镇规划、自然地理学、采矿学工程与工业摄影测量、土建概论、数据通讯与模式识别。 3.注重工程意识和应用能力的培养
与精英化高等教育或研究型大学的人才培养模式相比较,。应用型人才。培养途径具有以下4个主要的特点:应用型人才的知识结构是围绕着一线生产的实际需要加以设计的,在课程设置和教材建设等基本工作环节上,特别强调基础、成熟和实用的知识,而相对忽略对学科体系的强烈追求和对前沿性未知领域的高度关注;应用型人才的能力体系也是以一线生产的实际需要为核心目标,以大工程为背景,在能力培养别突出对基本知识的熟练掌握和灵活应用,比较而言,对于科研开发能力就没有更高的要求;应用型人才的培养过程更加强调与一线生产实际的结合,更加重视生产实习这个教学环节,通常将此作为学生贯通有关专业知识和集合有关专业技能的重要教学活动,而对于研究型人才培养中在理论上给予特别重视的毕业设计与学位论文,则更重视与工程实践地结合,或者用综合实践代替。应用型人才要注重工程意识(求真务实、严谨规范拼搏进取)和工程文化(求善求美、以人为本、协调发展)地培养,建立科学的发展观,能够妥善处理人与自然的关系;科学活动是认识世界地活动,工程活动是改造世界地活动,在工程活动中能够协调人与自然的关系尤为重要。要注重培养应用型人才的创新精神、增强其创新意识、激发其创新愿望、提高其创新能力,以便他们更好地与各自的专业相结合而创造地学习,即在学习中进行创造,在创造中深入学习,把自己培养成为富有创新意识的应用型人才。
一、GPS系统组成及优点
GPS定位系统主要是由工作卫星的空间部分、地面监控部分及用户部分组成的。这三部分分别具有独立的功能和作用,同时各部分之间又有机的结合在一起形成一套完整的定位系统。
GPS地面接收机接受天上四颗以上的定位卫星的电磁信号,接收机可根据所接受到不同卫星之间信号的时间差,准确的计算出接收机该时距离各卫星的距离。由于GPS卫星在空中位置可知,因此可通过一定的计算公式将卫星位置和已测出的距离进行换算,确定接收机在地球上的位置,包括经纬度、海拔等地理信息。目前,GPS导航系统已开始应用于考古测绘、农业生产、城市交通及国际战争中。如在黑龙江的三江平原地区,因其是汉魏遗址,所以是考古重要地点,文物保护部门利用该定位专业技术,对遗址进行精确定位,并将遗址群绘制成为平面彩色图系,不仅使数据精确,更节省了人力物力;城市交通上以上海为首,历史性的跨入了“卫星时代”,交通部门可通过卫星定位对城市车辆进行定位,方便政府部门的管理,更便捷了百姓生活;国际战争上,利用卫星定位系统能够准确计算敌方阵营及重要部署,能顺利开展战争,给敌方造成致命突袭,有力把握住战争局势。
现采用的最新GPS卫星定位系统,能对发生的各种复杂变更情况较快适应,节省时间,避免人力损耗,能克服传统测量方法所存在的弊端,对动态监测过程能够真正实现数值化和信息化。在工程测量实际测绘过程中,GPS系统不只可以用于测量和导航,同时可用于测速及测时。GPS定位系统在测量过程中具有如下优点:
1.测站间的相互通视是传统测量学中一个较难解决的问题,但在利用GPS定位系统过程中,避免了测站间的通视问题,能够使选点更加方便灵活,并使造标费用大大节省。
2.定位精度较高。GPS测量的优越性能随距离的增长而愈显突出。在一份对北京土地开发项目实施中,所要开发地区涉及10个边远郊县,而且多数位于山区地带,工作人员进入该地区后,易迷失方向,难以定位。通过GPS测绘专业技术的使用,可在50km以下的基线上,相对定位精度达到百万分之一上,在100km以上的基线上,定位精度达到千万分之一,轻松解决定位难问题。
3.定位迅速。利用该定位系统进行静态相对定位时,对20km以下的基线,快速相对定位通常只需20分钟;在动态相对定位时,完成初始化工作以后,可任意时刻对流动站进行定位,观测时间仅需几秒。
4.全天候工作。利用该专业技术进行观测定位的过程中,不受时间、地点限制,也不会因天气状况影响观测效果。在平面控制测量的过程中通常以导线如结点、闭合导线的形式进行测量;在重要构造物测量时,通常布设成线形锁、三角网的形式。
二、工程测绘过程中GPS专业技术实施
1.工程测绘选点与标志的建立
在选点的过程中要注意以下要求:点位应选在交通便利的地带,同时保证该地带视场要开阔;在对电磁波有干扰的地带不宜选点,如高压线、电视台及大面积的水域地带都将干扰电磁波的接收,在选点时不容忽视。
2.工程测绘外业的观测
GPS的对外观测作业主要有天线的安置、实时观测及对观测结果的记录等。
2.1安置天线
安置天线过程中主要注意对中、定向、整平和对天线高的量测。在静态相对定位的过程中,要把天线架设在三脚架上,并在标志中心的上方进行对中,同时保持基座上的水准气泡在居中位置。调整天线定向过程中,要确保定向标准线正向北方,误差小于5度。测量天线高时,应从相位中心量起,直至观测点的标志中心,此段垂直距离即为天线的垂直高度。
2.2观测作业
在进行作业观测任务时,及时捕获卫星的信号,并实时跟踪处理,获得定位所需的信息和数据,在安置完天线以后,为确保电源和接收机的正常开通,要将接收机安置在离天线不远的安全区域内,在开启电源进行观测时,要保证系统已检查无误。
2.3数据处理与成果校核
为了保证对外观测的质量和预期定位精度的实现,对观测成果的校核成为一重要环节。在结束观测任务以后,要对获得的观测数据及时进行分析、校核,对出现的不合格的观测结果要及时采取补测措施,经确认数据无误后,方可对数据进行处理。
三、GPS工程测绘实施实例
1.GPS用于大桥的控制测量
作为对长江两岸鄂州市和黄冈市起连接作用的鄂黄长江公路大桥,在建造初期为使施工及设计便利,采用GPS专业技术对首选方案Ⅲ、Ⅳ桥位进行Ⅲ等平面控制测量。以双大地四边形布网作为设计方案。与江面垂直的长边约为1200m,平行的短边约为500m。双大地四边形与两个国家Ⅱ等以上大地点联测。
在平差处理以后,控制网的精度通常为:误差在最弱点位中为1.93cm,在最弱边长相对为1/113000,使Ⅲ等平面控制测量的精度要求得以了满足。
2.GPS测量用于导线控制测量
在河北境高邑至邢台段的京深高速公路地处华北平原,地势坦荡平整,最大相对高差在20m左右,平均海拔大约在50m,境内分布较多村庄。植被多为小麦及田间行树并密集分布着机耕道和公路。
在导线测量过程中,采用三台Wild 200 GPS接收机,采用点连接方式开始作业,三台接收机同时作业。完成作业后,使其向前滚动。
3.GPS测量用于密林、密灌地区路线控制测量
1 明确办学定位,提高测绘工程人才培养与社会需求符合度
学校转型发展,必须将培养应用型人才和服务社会这两大职能紧密结合起来时,使二者相互促进、共同提高。培养目标要主动适应社会需求,以产教深度融合为重心,确立服务行业或区域经济发展的职业教育办学定位。测绘工程专业的应用型特征非常明显,测绘工程专业的应用型体现在学生要掌握现代测绘技术的基木理论和数据处理方法,能够运用传统测绘和现代测绘的技术手段解决生产实践中所遇到的问题,在校期间除了要掌握测绘学科的基木理论之外,必须要掌握各种测绘常规仪器的操作,并熟练使用各类测绘软件,所以转型发展要紧密结合社会需求,深入测绘工程生产一线,充分调研,综合考虑用人单位的人才需要、职业岗位的专业要求,突出培养测绘工程专1业技术与应用能力,而向测绘工程一线培养高素质的技术技能型人才,提高测绘工程人才培养与社会需求的符合度。
2 教学综合改革,提高测绘工程人才培养与社会需求契合度
测绘工程人才培养目标要主动适应社会需求,培养方案应体现应用型办学理念、办学思路、办学目标。要从测绘学科的整体发展与综合化出发,合理构建教学内容与课程体系。根据市场经济和社会发展的需要,对相关测绘工程专业课程进行精简与整合,对专业课程体系进行整体优化。改善教学方法和手段,改革考核评价方式,形成适应经济社会发展需要、具有测绘工程专业特色的应用型课程体系和教学模式。建立测绘工程专业教学标准和测绘行业职业标准联动开发机制。推进测绘工程专业课程内容与测绘行业职业标准相衔接、专业设置、教学过程等方而的衔接,形成对接紧密、特色鲜明、动态调整的测绘工程职业教育课程体系。科学合理设置课程,将职业道德、人文素养教育贯穿教学全过程,提高人才培养与社会需求的契合度。
3 加强师资建设,提高人才培养的支撑度
建设一支专兼结合、结构合理的“双师型”师资队伍,是职业教育转型发展的关键所在。学校转型发展工程中,改革最难的是课程体系,转变最痛苦的是教师。培养测绘工程应用型人才的任务主要靠教师来落实,转型后的教学计划能否在具体教学过程中得到贯彻、落实,教学目标能否实现,教学效果能否保证等,关键取决于是否拥有一支既有扎实理论知识、又有丰富实践经验的高素质的教师队伍。现代测绘科学技术的发展,使教学、生产、服务、管理等第一线应用型测绘工作岗位的科技含量不断提高,许多专业理论与实际技术愈来愈紧密结合在一起,这就要求我们培养的测绘人才既懂理论又会操作。而学生的测绘技能培养是通过老师的教和学生的练而逐步形成的,没有过硬的“双师型”教师队伍,实现测绘工程职业教育转型只能是一句空话。
要完善激励机制,建立体现职业教育教师工作评价制度,积极开展多种形式的教师培训工作,鼓励教师加强与地方测绘行业企业的沟通交流或到测绘行业企业挂职锻炼,积极争取参与一些横向项目的研究,不断积累测绘工程实践案例,提升职业教育技能。学校吸收测绘行业优秀人才加盟教师队伍和管理工作,培养富有测绘工作经历和实践背景的骨干教师与学科带头人,将教师的工程实践能力作为考核评价教师的重要指标,全而培养“双师”型测绘工程教师,提高人才培养的支撑度。
4 关爱学生,培养兴趣,激发测绘工程专业的学习热度
职业教育转型应一切以学生为中心,学生的学习动机、学习目的、学习效果与人才培养质量密切相关。测绘行业的工作性质比较艰苦,这或多或少会影响学生的学习动机,所以在整个教学工程中,专业老师要树立全方位育人的理念,关心爱护学生,与学生密切联系,做到“信其人,听其言”。在整个教学过程中,向学生传授专业知识的同时,通过班级班会、团课、专业社团,引导学生从社会需求、职业定位、人生价值等多个角度出发,激发学习动机,培养学习兴趣。事实上当今测绘行业逐渐成为信自、行业中的一个重要组成部分,它的服务对象和范围己经从传统测绘学的应用领域,扩大到了国民经济和国防建设中的方方而而。在高新技术的渗透下,测绘技术手段越来越先进,可以“上天入地”,远非过去可比。而且在当前经济形势下,测绘工程属于高就业行业,让学生珍惜学习机会,掌握测绘基木技能,保持学习测绘工程专业的热度。
5 进一步完善实践基地,提高人才培养保障度
关键词:测绘工程专业;课程体系;创新探究
课程体系的创新与创建主要包含两个方面的内容,课程体系的构建以及课程建设的内容以及成果。对于测绘学专业的学习来说,一方面需要帮助学生们掌握相关的理论课程体系学习;同时还需要帮助学生更好的进行相关仪器的实践操作,帮助学生在实践操作的过程中深化理论课程体系。
一、课程体系重视由多元化的模块构成
对于工程测绘的课程体系创新与改革来说,要培养高素质、强能力的综合型人才,在进行课程创新的过程中应当采用分阶段教育、多层次培养、全方位发展的教育教学模式,同时调整专业课程设置,规划并且制定相关的工程专业培养体系,根据大一年级以及大二年级专业培养体系不同来设置相关的专业方向,利用基础教育促进学生的全面发展。在大三大四阶段,学生则应当根据自身的学习兴趣以及特长来选择自己感兴趣的方向以及专业。例如当前测绘工程专业主要分为六个专业方向:大地空间与空间定位方向、工程与工业测量方向、航天航空测绘方向、卫星应用工程方向、地图制图学与地理信息工程方向、城市空间信息工程方向等。学生选择课程体系应当根据自身的学习兴趣以及个性化的发展特征来选择专业体系,最终实现多元化的教育教学模式。
二、新课程体系重视整合性,强化学生基本技能以及技术的应用
新课程体系的设置应当突破传统的限制,淡化学科之间的界限,注重系统性以及全面性,在尊重学科之间差异化的前提下,找出不同学科体系当中的内在联系,将内在联系进行有效的整合,进而我们能够更好的掌握其中的学科知识,开拓创造性思维模式。
现阶段,部分学校所设置的测量学专业实践性课程的课时数量较少,最终学生们在经过大学四年的专业课程学习之后,虽然掌握了全面的理论性知识,懂得了各种机械的使用方式,但是却没有相应的实践性经验,最终在就业的过程中往往需要大量的时间来进行实践性巩固。因此当前首要的便是应当增加测绘工程专业的实践性课时数量,让其能够通过课堂时间掌握一些真正的实践性经验,为我们未来的发展奠定坚实的基础。
三、优化各个课程计划学时
新课程体系重视对各个学科的无用课时数量进行一定的优化与调整,笔者通过网络上的搜索调查发现,现阶段大学测绘学专业课程当中很多学校逐渐开展了课程的压缩工作,通过对优化教学方式以及教学大纲提升学生们的学习效率。例如在误差理论以及测量平差基础的课程学习过程中,课时数量缩减了26学时,将传统已经在社会淘汰的测绘方式进行了削减,引入了现代化的测绘方式以及误差方式,通过这样的方式,我认为能够在有效的时间里学习到更多的内容,并且掌握更多的适合社会就业的知识体系,并且在一定程度上能够帮助学生构建良好的测绘学思维方式。
四、重视实践与科研,强化自学实践能力
在大学阶段,测绘工程专业课程体系仅仅依靠上课阶段的时间来进行学习是远远不够的,测绘工程专业需要我们一方面能够了解各方面理论知识,大地测量学、误差分析、高程、高差的学习等,同时还需要学生掌握相关测量仪器的使用。因此仅仅依靠课堂学习时间往往比较紧张。
因此现阶段的测绘工程专业课程创新体系应当重视实践性环节的开展,丰富实践与科研来强化自身的实践能力。
开展实验平台,通过数字测图实验平台、工程测量实验平台、基于网络的综合实验平台建设来帮助学生进行实践性课程的学习。在测绘学专业当中,学生们在了解DS、DJ测绘仪器通过平台能够更好的掌握其中的核心内容。一方面帮助学生更好的了解仪器的整平、读数、和使用方式、原则等,另一方面也使得学生能够真正的接触到真实的仪器,为我们提升课程学习的兴趣奠定扎实的基础。
y绘工程专业的课程创新需要重视实践性创新,以实践性创新来帮助学生更好的打下进入社会就业的基础,同时通过实践性创新来增加学生的见识,为学生培养扎实的测绘学基础。
总结
综合上文所述,本文笔者主要从当前阶段我国测绘工程专业的课程体系创新入手进行分析和探究,随着现阶段测绘工程专业的火热程度逐年上升,测绘工程专业需要更好的帮助学生了解测绘学基础知识,同时帮助学生掌握实践性知识体系,为学生的全面综合发展以及测绘学思维模式奠定坚实的基础。学校在培养人才的过程中应当重视基于社会需求来培养创新型人才,结合与时俱进的培养方案,现代化的课程理念、现代化的课程体系以及教学方法来保障学生的全面健康发展。
参考文献:
[1]杨强,何立恒,郑加柱,史玉峰. 基于测绘工程专业认证标准的课程体系构建[J]. 中国现代教育装备,2015,01: 77-80.
这是我第一次参加暑期社会实践活动,也算是我人生中最有意义的一个暑假了。很幸运,能在队长盛孝康的带领下,能和队友闵中、李真、刘璐、何鹏一起,共同进行为期六天的武汉大学“珞珈之心”实践团队测绘学院赴四川省彭州市、都江堰市暑期社会实践活动。客观说来,实践从始至终,都非常的顺利。要说心得,毕竟是全新的体验,在强烈的新鲜感后,必然有许多的经验呢,在此分享一下我的小小的感悟吧。
先从实践活动的组队和策划开始说起。虽说我们大多都没有什么经验,但是我们通过各种途径,对校内校外都汲取了一些方法和间接经验,对如何策划有了大概的认识。于是,策划的时候,我们按照各自的特点,分工合作,完成了最初的项目申报书。其中短暂的几次会议商讨,也让我们渐渐了解了对方。这对暑假实践活动的开展,奠定了基础。
而后便是真正的暑期实践活动了。不得不承认,我是有点紧张的。很感谢何鹏的那句话“别紧张,不要把实践想得很复杂,其实做了就知道很简单的!”在一次次顺利完成实践任务后,心情轻松了不少,果真很简单啊。呵呵,就是这样,人总是这样,需要通过阅历和时间,方能了解自己,增加必行的信心和决心。
实践活动,真的就是一个集体活动。不管进行什么任务,总是不能依靠个人的力量出色完成。唯有充分发挥每个人的长处,才能集大成于一队,产生最高的效率。比如我们的采访任务。刘璐和李真都有相机,于是他们可以很好的完成摄影录像的工作。盛孝康与闵中都是四川人,听得懂当地人的川普,于是他们可以很好的完成记录谈话内容的工作。而我和何鹏,由于比较能说,便担当了采访提问的工作。这样一来,我们分工合作,便可以非常完美的完成采访任务。
成功的完成任务,不仅需要每个人尽全力发挥其特长与作用,更需要有颇高的效率。比如在进行问卷调查的时候,一般我们一行六人都是三三分为两组,分区域同步进行调查。这样一来,不仅实践的时间减少了一半,而且实践的范围也扩大了一倍。分组的方式,使我们节约了时间,提高了效率,以便我们有更多的时间在一起探讨问卷所反馈的信息。
摘要:本文阐述了目前国内高校地球物理学专业测绘课程设计的现状,对其存在的问题提出针对性改善建议。具体以北戴河地球物理专业实践教学为例,进行重、磁和GNSSRTK综合实践教学设计探索,对学科发展具有一定的现实参考意义。
关键词:地球物理学;信息化测绘;北戴河实践教学
一、引言
地球物理学专业以人类生息的地球及其周围空间为主要研究对象,综合运用数学、物理学、地质学、测绘遥感科学、计算机科学等学科的理论方法和现代高科技手段,从事探索地球内部结构、资源勘察、地质灾害预测等方面的工作[1]。地球物理学作为地球科学的先导学科,在对地球物理性质的基本认识、国民经济发展和国家安全需要方面,都具有重要的意义,应该得到重视和发展[2]。目前全国共有24所大学开设有地球物理学专业,包括北京大学、中国科学院大学、武汉大学、中国地质大学等著名高校,高校数量有逐年增加趋势。作为一门实践性和探索性并重的学科专业,地球物理学专业实践教学是本科生人才培养必不可少的重要环节[3]。以中国地质大学(武汉)的本科实践教学为例,建立有专门的校外实践教学基地,包括秭归基础地质认识、周口店野外地质教学和北戴河地球物理观测实验教学三大基地。本文结合地球物理专业的特点,针对各高校地球物理学专业信息化测绘课程的现状,重点探索当前地球物理专业测绘课程的改革方向,并以中国地质大学(武汉)地球物理专业北戴河实践教学为例进行探索。
二、信息化测绘与地球物理学
测绘科学致力于提供空间和时间服务,在地球物理学中起着不可或缺的重要作用,同时为许多地球物理问题的解决提供边界约束[4]。利用空间卫星可以对地表、断层、块体的位移和运行提供精确的约束,代表技术有:全球导航卫星系统(GNSS)、卫星重力测量、干涉合成孔径雷达(InSAR)等。空间观测技术的飞速发展,促使近代测绘学科完成了由模拟测绘到数据化测绘的转变,并向信息化跨越,使人们的生活开始进入“智慧地球”和“大数据”阶段[5]。信息化测绘科学与地球物理学相交叉,产生了许多新的研究方向和学科,如构造大地测量学、空间物理大地测量学等等,在地震科学、地球动力学、浅层地质灾害分析等领域应用潜力巨大。
三、高校地球物理学专业信息化测绘课程设计现状及改进
虽然测绘遥感是地球物理学专业的组成部分,但是目前国内各高校相关课程设置整体薄弱。在各高校的地球物理专业测绘相关课程中,北京大学开设有《重力学与大地测量》专业基础课,同济大学开设有《测量学》及实习并作为工程地球物理方向的建议选修课,中国地质大学(武汉)开设有《测量学》及实习作为专业基础课,另有《大地测量学》为专业选修课,中国科学院大学该专业开设有《现代大地测量学基础》、《物理大地测量学》、《测量数据处理理论和方法》,武汉大学开设的相关课程最多,主要有《大地测量学基础》、《空间定位技术及应用》、《地球物理大地测量学课程设计》、《遥感原理与应用》等。目前地球物理学专业的信息化测绘课程教学上以武汉大学和中国科学院大学较为完善,值得借鉴。目前国内高校地球物理学专业测绘课程建设上主要存在以下不足:(1)测绘课程偏少和老化,很多高校都只开设有《测量学》一门课程作为专业基础课或选修课,课程教学停留在经纬仪、水准仪和大平板绘图讲授,内容老旧,与现代信息测绘脱节;(2)测绘课程认识上的片面化和工具化,目前许多高校的地球物理教学和宣传只提“重、磁、电、震”,对测绘基础认识和应用能力缺乏,没有从空间和时间角度来综合分析传统地球物理观测结果;(3)专业背景师资不足,由于各学科历史发展的局限性,造成了测绘教学和地球物理学专业的分割,一定程度上导致教学思想的偏颇。针对以上问题,地球物理学专业测绘课程设置应考虑以下几个方面:(1)注重测绘基础类课程设置,让学生理解和认识各类参考框架、坐标系统、高程基准面、几何观测和物理观测的统一、测量数据精度评定等,具体可以选择《大地测量学》为基础课程;(2)引入现代空间测绘遥感课程,空间卫星技术改变了传统测绘的作业模式,也体现在部分地球物理学教学方法的改进上,例如卫星重力测量、高频GNSS与地震波融合、InSAR(遥感)地表观测及动力学反演等;(3)综合设计实践教学,将现代空间测绘遥感技术的实践教学融入传统的“重、磁,、电、震”四类地球物理学教学方法中,进行数据联合反演处理分析地球物理学问题。
四、北戴河地球物理实践教学信息化测绘内容设计探索
中国地质大学(武汉)北戴河地球物理实习是相关专业的核心实践课程,为了深化信息化测绘下的教学改革探索,将GNSSRTK教学作为此次实习的重要组成部分,与重、磁实践教学一起进行整体设计,具体教学分为两部分:一是实习站内GNSSRTK单方法的操作实践。主要在实习站内进行RTK的原理和操作讲解;安排学生分组进行GNSSRTK操作练习,掌握点测量、点放样和点检校的方法;了解RTK进行区域地物地籍图测量的方法,理解RTK在实际工作中的限制影响因素。二是野外重、磁和GNSSRTK方法组的综合教学,让学生掌握不同技术方法联合作业的特点及要求。由于磁法对坐标的精度要求低,可以用手持GPS获取施测点坐标,因此RTK配合重力测量是此次实践教学的重点内容。RTK在此次重力测量中的应用主要有三个方面:一是剖线坐标点放样,取代传统拉测绳、插筷子的模式;二是重力施测点高程坐标采集,用于取代低等水准测量的地形改正;三是RTK进行采矿区的体积测量计算,用于重力异常校正,测线终点处有多个巨型灰岩采矿坑相连,等效直径超500m,平均深度40-50m。
五、效果与体会
笔者结合自己专业研究背景和教学实践,具体探索了信息化测绘背景下北戴河地球物理学专业测绘课程实践教学,有以下几点体会:
1.理论联系实际,教学效果好。实践教学是课堂教学的延伸和深化,学生将所学理论知识应用到具体数据采集分析工作,在实习过程中发现问题,扫除课堂学习的盲点。具体在实践操作中,学生直观感觉了不同坐标系下观测值的差异和适用情况,RTK测量过程中单点、浮动和固定解的影响因素,静态和动态观测的区别联系。
2.综合设计难度高,激发探索精神。改变以往单一实验方法教学模式,将重、磁、GNSS结合在一起,让学生结合地球物理学研究和应用实际,自主进行观测方案设计、人员安排、观测方案实施和后期模型反演分析。21世纪地球物理学向着系统化、信息化、协同化方向发展,因此需要利用不同观测手段的优势,共同解决地球物理反演多解问题。综合设计有效地激发了学生的探索精神和综合管理组织能力。
3.增加专业技能,拓宽就业选择。地球物理学专业学生的就业分为两种[6],一是地球物理勘探,主要在油矿勘察行业,近年来就业萎缩,同时行业性质导致女生就业更为困难;二是理论地球物理,主要从事地震相关行业研究工作。随着中国北斗技术的飞速发展,进行测绘相关课程改革后将有利于拓宽地球物理学专业学生在测绘类相关行业的就业面。总体而言,结合信息化测绘进行地球物理学专业测绘课程教学改革探索,符合本专业发展特点和时代前进方向,对学生创新精神、学科交叉能力和国际性视野的提高作用显著。本文对地球物理学专业测绘课程教学改革的探索,结合具体实践教学进行改革尝试,教学反馈效果好,具有一定的现实参考意义。
参考文献:
[1]刘喜武.地球信息科学与技术专业的定位与人才培养模式探索[J].中国地质教育,2007,(3):96-99.
[2]滕吉文.当代中国地球物理学向何处去[J].地球物理学进展,2006,21(2):327-339.
[3]贾正元,黄兆辉.浅谈地球物理专业实践教学[J].重庆科技学院学报(社会科学版)2008,(7):192-193.
[4]高星.对中国地球物理学发展的思考[J].地球科学进展,1999,14(2):124-132.
[5]许才军.测绘工程专业课程创新体系初探[J].测绘通报,2007,(11):74-77.