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研究测绘工程专业流程化项目构建及方法论文
摘要：以测绘工程专业为研究对象, 提出概念设计、物理实现、平台打造、评价体系“四维一体”的流程化项目构建思路与方法:1.将专业课程按照逻辑划分课程群, 运用工程项目教学法 (PBL) 对课程群进行概念设计, 构建流程化项目;2.在设计环节与真实教学环节之间进行映射, 提出了流程化项目由设计到物理实现的转换方法;3.围绕物理实现过程中的资源问题, 提出了实践教学平台构建思路;4.建立“四三四”多维度评价体系。为理顺测绘工程专业课程间的逻辑关系, 打通课程之间的壁垒, 传输连贯性的知识链提供了思路与方法。
关键词：流程化项目; 评价体系; 工程项目教学法;
Abstract：Taking surveying and mapping major as research object, "four-in-one integrity" idea and method streamline project including conceptual design, physical implementation, platform building, and evaluation system is proposed. 1. Specialized courses are divided into curriculum groups in logical order, and Project-Based Learning (PBL) is used to the conceptual design of curriculum groups and constructs streamline projects. 2. A mapping between the design and the real teaching segment is constructed and the transformation method from design to physical realization is proposed. 3. Based on the resource problem in the process of physical realization, the author puts forward the idea of constructing practical teaching platform. 4. The "four-three-four" multi-dimensional evaluation system is established. The paper provides idea and method for rationalizing the logical relation between the courses of surveying and mapping major, breaking the barrier between courses and transferring the consistent knowledge chain.
Keyword：streamline Project; evaluation system; Project-Based Learning;
随着科学技术的迅猛发展, 高等教育的地位和作用与以前相比发生了重大变化, 不再只培养“精英”, 而是面向社会的各行各业, 培养应用型专门人才。同时, 由于社会分工越来越细, 新的职业不断涌现, 任何学校或专业都不可能培养全才, 对人才的需求更趋于一专多能应用型[1]。可见, 培养应用型人才是高等教育从精英教育阶段向大众教育阶段发展的必然产物, 也是经济社会发展的必然要求[2]。应用型人才是指熟练掌握社会生产或社会活动一线的基础知识和基本技能, 并将其应用于所从事的专业社会实践的一种专门人才类型[3]。应用型人才可分为三类:工程应用型人才、技术应用型人才和技能应用型人才。其中, 工程应用型人才是将科学原理转化成可以直接运用于社会实践的工程设计、工作规划、运行决策等的人才[1]。而培养工程应用型人才是占中国绝大多数的地方本科院校的历史使命和目标。
当前, 我国高等工程应用型人才的培养尚没有建立一套完整的体系, 应用型人才培养特色不明显, 主要原因是:1培养方向不明确:针对专业方向的模块课, 专业方向不明确, 专业特色不强, 通过四年培养出来的学生往往“学的用不上, 用的没学到”[4], 所开设的课程多而不专, 讲而不透, 与社会真正需求的工程型人才还具有很大的差距。2.在开设的课程中, 纯理论性的课程较多, 而实用性、实践性课程严重不足, 在培养的各个环节中, 实践能力的培养成为最薄弱的一环, 造成“高文凭低水平”现象[4]。3.工程教育与和行业脱节、缺乏行业引导和支持, 培养模式单一, 工程实践环节欠缺, 专业教师普遍缺乏工程经历, 工科毕业生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力普遍不足, 不能完全适应行业发展的要求[5]。4.科技的迅猛发展使得社会对工程人才的知识、能力、素质方面的要素、结构和质量也提出了更高要求, 从而也对高校培养人才的工程创新能力提出了更高要求。因此, 为强特色、提质量, 应用型高校改革的重点应是通过构建合适的应用型高等工程教学体系来加强工程实践教育, 从而提高工程教育质量。
一、PBL的研究现状与问题
基于工程项目教学法 (Project-Based Learning, PBL) 是一种以实践为导向, 以任务为驱动的教学模式, 是指师生通过共同实施一个或多个完整的“项目”而进行的教学活动。它萌芽于欧洲的教育思想, 并成为一种重要的理论思潮[6]。在PBL中, 教学项目的设计是整个教学的关键。项目的设计可分为若干个相互独立又相互联系的子项目, 子项目之间在内容和教学要求上相互衔接, 逐渐深入。当前, 国内外已经开展了大量的基于工程项目教学法的研究。袁少强等[6]开展了基于工程项目教学法的控制实验平台建设;刘艳艳等[7]将项目教学法应用到线性代数课程教学中;智跃胜[8]简析了项目教学法在中职计算机教学中的作用;王威[9]、刘志宏[10]、关绍云[11]、岳红[12]分别对项目教学法在《软件工程》、《C语言》、《计算机公共基础课》、《单片机教学》等课程中的应用做了研究。国外学者同样开展了大量的针对某些课程的工程项目教学法研究[13,14,15]。
然而, 采用工程项目教学法针对教学体系的研究还比较少。就现有的项目化教学法研究与实践而言, 还存在以下问题:1.当前大多数的研究是针对某一门课或某个专题开展的, 课程之间的没有链接起来, 缺乏课程链级的综合性项目。2.教学内容多停留在第一课堂, 没有考虑工程实践教育的主战场———第二课堂 (学科竞赛、大学生创新创业训练计划项目、毕业设计 (论文) 以及教师与企业的科研 (或生产) 项目等) , 缺乏第一课堂与第二课堂融会贯通的综合性项目。因此, 需要通盘考虑一个专业的多门课程之间的逻辑关系, 将项目教学法引入到专业教学体系的建设上来, 研究基于流程化项目的工程类专业教学体系的构建, 即研究如何将工程类专业的课程装配成综合性项目, 以期实现课程间的贯通, 提升课堂教学与实践教学的质量, 以适应新形势下高等工程应用型人才的培养目标。
测绘工程专业是工程性很强的一个工科专业。要求学生掌握空间信息获取、处理、分析、表达、应用的基本原理与技术。随着地理空间信息技术、计算机技术、通讯技术的发展, 测绘科学的工程技术体系、研究领域和科学目标正在发生着深刻的变化, 尤其是大数据、移动互联技术等新兴技术的出现, 使得测绘的发展迈向一个新高度。鉴于测绘工程专业的特点以及课程之间的强逻辑性, 本文以测绘工程专业为例, 探索构建测绘工程专业流程化项目的思路与方法。
二、基于PBL的测绘工程专业流程化项目的构建思路
探索测绘工程应用型人才培养新模式, 需要到测绘相关企业、公司的公司去调研, 了解他们对人才的需求, 并以这种需要为外因驱动, 以提升高校教师和学生的工程实践能力为内因驱动, 通过对测绘专业系列课程的梳理, 理清多门课程间的逻辑关系, 并将它们的内容 (实践) 装配成流水线, 形成流程化综合项目。进一步以流程化项目为中心, 组织项目化教学资源体系, 打造实践教学平台和构建人才培养评价体系, 从而构建一套适应于工程应用型人才的流程化项目教学体系。整个构建流程思路如图1所示。
从流程图可以看出, 整个构建思路分为四个部分:
(一) 流程化项目的概念设计
以空间数据的获取、处理、存储、分析、表达、应用为主线, 分析数据从采集到使用各个环节所需的知识和技能。理清测绘专业课程体系中各门课程在流程化项目教学体系中的逻辑关系, 从而凝练可以贯穿工程应用型人才培养的流程化项目, 以完成专业课程体系的分类和教学内容的确立。在此基础上, 建立实践性教学体系, 完成流程化实践教学的设计。
(二) 流程化项目的物理实现
分析流程化项目设计中各个环节对应的人力资源和设备资源, 将每个环节分解为多个任务, 落实任务和资源间的对应关系, 实现项目设计环节到真实教学环节的转换。具体表现在:高校与企业合作, 实现人力资源和设备资源的共享和优势互补, 提升教师工程实践素质, 利用双方的资源, 开展项目导向、任务驱动和案例教学的流程化项目课程教学, 包括项目化教学法的研究, 项目化教学课程 (包括网络课程) 的开发等, 使流程化项目教学体系在真实的教学中得以实现。
(三) 流程化项目实践教学平台的打造
1.为保障流程化项目教学体系的顺利开展, 探讨现有实验、实训平台、实践教学基地的整合方法, 为教师和学生搭建项目各环节教学所需的教学平台。
2.研究校企双方深度融合的长效机制, 提高教师和学生工程实训的深度和广度以及作为企业“准员工”的角色。
3.研究柔性实验室管理制度, 让学生有更多机会使用实验设备, 打破第一课堂为主, 第二课堂为辅的传统教学局面, 贯通流程化项目教学体系最后一公里, 使学生的实践能力得到全方位的提升。
(四) 人才评价体系的建立
研究不同主体、不同流程环节、不同阶段的人才培养评价标准, 建立多维度人才培养评价体系。
三、测绘工程专业流程化项目的构建方法
针对上述的每一部分, 提出以下构建方法:
(一) 流程化项目教学体系概念设计的方法
1.调研测绘类专业的人才市场需求, 具体可通过测绘行业问卷调查等手段, 收集测绘行业对各类型、各层次人才需求, 分析需求特征, 确定专业培养目标。以需求为驱动, 评估当前测绘工程专业所开设课程的现状、问题, 确立人才培养目标。
2.根据人才需求, 采用倒逼机制, 确立某类人才应具备的知识和技能, 并进一步倒推获取相应知识和技能所需的流程化项目, 进而分析构建该项目所需的课程及它们之间的逻辑关系, 组建课程群。
3.将流程化项目分解成多个环节, 组织每个环节的理论内容与实践项目, 设计流水线实践教学流程。拟定课程与环节知识点相互衔接方案, 并在教学过程中明确各知识点在不同课程之间的地位与关系;使得课程群的实践内容按照一条承上启下的主线有机地联系起来, 如图2所示。
4.环节之间的设计:参照流水线作业模式, 前一项环节未做或不合格, 下一环节无法进行, 前一环节的输出是后一个环节的输入, 全部环节完成并达到合格标准后流程结束。
5.每个环节又分解出多个工作任务 (如图2下半部分) , 组织设计教学情境, 以模拟生产的形式实施教学。对不同的任务采用边讲边练、先讲再练、先练再讲、理论与实践相配合的“三渗透一配合”的方法。使学生在项目实施过程中完成知识的学习和技能训练, 针对学习情境中的任务完成情况, 结合项目任务书对学生进行实时考核与评价。
(二) 流程化项目教学体系物理实现的方法
1.分析流程化项目设计中各个环节所需的人力资源和设备资源, 梳理已有的相关资源, 对资源进行对比, 查漏补缺, 通过招聘 (购买) 或与企业联合的方式完善人力 (设备) 资源。
2.建设面向工程能力培养的项目化教学资源体系。研究实际项目向教学案例的转换方法, 研发项目化教学法, 建立项目化教学案例库;与企业合作开发体现任务驱动、项目导向和案例教学的专业课程, 开发项目化教学课程;建立项目化教学自主网络站, 明确各项目的环节、成果形式等, 推送项目学习资料, 打造项目化网络教学平台。
通过上述措施, 打造了一套完整的项目化教学资源体系, 使得前面的流程化教学体系设计在真实的教学中得以实现。
(三) 构建实践教学平台的方法
1.整合实践教学平台:分析现有实验、实训平台等实践教学资源的现状, 将它们按照流程化项目教学内容进行整合, 为学生提供一个可培养工程综合实践能力的流程化项目实践教学平台。
2.挖掘校企双方深度融合的长效机制:根据测绘行业的特点来夯实校企合作基础, 其根本途径是寻找校企合作的共赢点、建立双方深度融合长效机制, 提高教师和学生参与企业的深入度, 使高校与企业真正实现人/物的共享, 实现校企的高度融合。
3.引入柔性实验室管理制度:建立更加柔性的实验室开放及预约制度, 使学生能够更加灵活的进行自主化的实验、实训, 打通第一课堂和第二课堂的壁垒, 全方位的提升学生的实践能力。
(四) 多维度人才评价体系建立
设计多维度的人才评价体系, 建立“四三四”评价体系, 即四类主体三个阶段四个环节的构想, 具体来说就是学生、教师、学校和社会四类主体参与人才质量评价;评价过程贯穿了学生的学习阶段、毕业阶段、工作阶段, 涉及第一课堂环节、第二课堂环节、毕业环节、社会环节四个环节, 全面评价毕业生是否达成培养目标。采用现代信息手段 (微信、QQ等) 、问卷调查等方式构建多维度人才培养评价体系。
四、结束语
本文以测绘工程专业为例, 提出了构建流程化项目教学体系的思路与方法。该思路分为四个前后连贯的部分, 主要用于理顺测绘工程专业课程间的逻辑关系, 打通课程之间的壁垒, 使得学生掌握的知识不再碎片化, 而是连贯性的知识链, 提升了学生的专业素养。通过流程化项目教学体系构建, 可以推动教学体系的项目化、实践化, 进而实现毕业生与企事业单位、公司等人才需求部门的快速接轨, 推动测绘工程专业的发展, 提升毕业生的质量。另外, 该思路不仅仅适用于测绘工程专业, 它同样适用于其它工科专业, 对于推动工科院校的教学改革具有借鉴作用。
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