[摘 要]隨著測繪儀器裝備的發(fā)展，儀器使用呈現(xiàn)更多的傻瓜化，因此社會需求倒逼高校培養(yǎng)具有更多數(shù)據(jù)處理能力的人才，其中軟件開發(fā)是數(shù)據(jù)處理能力的一個重要環(huán)節(jié)，尤其是雙一流大學(xué)和學(xué)科在進(jìn)行人才培養(yǎng)時，更有必要通過編程訓(xùn)練提高學(xué)生解決問題和創(chuàng)新的能力。當(dāng)前工程教育普遍遵循OBE理念，要求課程達(dá)成支持畢業(yè)要求，并要進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，該文以測繪程序設(shè)計基礎(chǔ)課程為例，探討畢業(yè)要求的達(dá)成與持續(xù)改進(jìn)。
[關(guān)鍵詞]測繪程序設(shè)計;課程達(dá)成;持續(xù)改進(jìn)
一、引言
當(dāng)前經(jīng)濟形勢下，不斷有新興學(xué)科誕生、發(fā)展，測繪類專業(yè)壁壘降低，BAT、順豐科技、滴滴出行等大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進(jìn)入測繪類行業(yè)，薪水相對較高，對學(xué)生的吸引力大，但同時要求要高，要求開發(fā)為主，如果測繪類大專院校不能培養(yǎng)類似人才，從而擠壓測繪類專業(yè)的生存空間;傳統(tǒng)測繪企事業(yè)單位也積累了越來越多的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)對外是保密的，必須自己處理，而目前缺乏相應(yīng)的軟件能處理類似的數(shù)據(jù)，尤其是進(jìn)行信息挖掘，因此傳統(tǒng)測繪企事業(yè)單位也對開發(fā)能力提出了要求。因此社會需求高校培養(yǎng)具有更多數(shù)據(jù)處理能力的人才，其中軟件開發(fā)是數(shù)據(jù)處理的一個重要環(huán)節(jié)，尤其是雙一流大學(xué)和學(xué)科在進(jìn)行人才培養(yǎng)，更有必要通過編程訓(xùn)練提高學(xué)生解決問題和創(chuàng)新的能力[1]。
當(dāng)前一本科教學(xué)實踐改革側(cè)重于使用新的軟硬件，主要偏向于應(yīng)用工程師，對于編程和創(chuàng)新能力提升則稍顯欠缺[2，3]。中南大學(xué)測繪類專業(yè)設(shè)置了計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)（C++）課程，在大二時，測繪工程和遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生需要必修測繪程序設(shè)計基礎(chǔ)課程，結(jié)合測量學(xué)和誤差理論與平差基礎(chǔ)知識進(jìn)一步提升C++的編程能力[5]。此門課程已在中南大學(xué)開設(shè)達(dá)10余年，編程語言也由Visual Basic轉(zhuǎn)向了VC++。
雖然課程已經(jīng)開設(shè)較長時間，但傳統(tǒng)教育更加注重教師的教學(xué)水平，而近年來，成果導(dǎo)向教育即基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式（Outcomes-based Education，縮寫為OBE），受到我國工程教育越來越多的關(guān)注[6-8]。OBE強調(diào)每門課程都應(yīng)該對學(xué)生的產(chǎn)出有貢獻(xiàn)，因此相關(guān)課程都應(yīng)該根據(jù)培養(yǎng)方案的畢業(yè)要求設(shè)計課程目標(biāo)，并對學(xué)生的課程達(dá)成情況進(jìn)行評價，對存在不足的地方進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。該文以中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院測繪程序設(shè)計基礎(chǔ)課程達(dá)成評價為例，探討課程達(dá)成評價方式與持續(xù)改進(jìn)方向。
二、課程目標(biāo)
中南大學(xué)開設(shè)的測繪程序設(shè)計基礎(chǔ)課程，共40個學(xué)時，其中18個實驗課時。該課程是測繪工程和遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的計算機應(yīng)用技術(shù)的核心課程。目的是使學(xué)生掌握利用計算機程序設(shè)計技術(shù)來解決常用的測量計算與平差計算等工作，并具有一定的測繪應(yīng)用程序開發(fā)能力。通過該課程的學(xué)習(xí)，還可以使學(xué)生深化理解和掌握測量平差、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、導(dǎo)線計算等測繪專業(yè)知識，為后續(xù)攝影測量學(xué)、GNSS測量與數(shù)據(jù)處理、地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)、畢業(yè)設(shè)計等課程學(xué)習(xí)提供程序設(shè)計知識與能力。根據(jù)調(diào)研、討論確定該課程目標(biāo)為以下4點。
課程目標(biāo)1：掌握VC++.net程序設(shè)計基本方法;掌握角度換算、交會定點計算、宗地面積計算、導(dǎo)線簡易計算、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、水準(zhǔn)網(wǎng)平差、導(dǎo)線網(wǎng)平差、測量數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等測繪應(yīng)用程序設(shè)計;
課程目標(biāo)2：能夠通過對復(fù)雜測繪工程進(jìn)行實地調(diào)研，根據(jù)掌握的測繪程序設(shè)計的基本方法和相關(guān)理論知識，設(shè)計出其合理的技術(shù)解決方案;
課程目標(biāo)3：具有編制程序解決一般的測繪工作中涉及的一般性數(shù)據(jù)處理的能力;具有初步的測繪數(shù)據(jù)處理軟件設(shè)計能力;具有利用MSDN幫助文檔及網(wǎng)上編程資料進(jìn)行自學(xué)VC++.net程序設(shè)計的能力;提高發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力;
課程目標(biāo)4：既能獨立工作，又具有團(tuán)隊合作精神，適應(yīng)競爭學(xué)會合作;富有創(chuàng)新精神，有意識地革新測繪工程作業(yè)流程;具有良好的心理承受能力及科學(xué)的工作心態(tài)。
以上4個課程目標(biāo)支撐的學(xué)生畢業(yè)要求包括以下4點：
1.工程知識：具備計算機科學(xué)的基礎(chǔ)知識，為測繪工程設(shè)計與實測、數(shù)據(jù)處理和圖形表達(dá)奠定基礎(chǔ)。
2.研究：能夠面向基礎(chǔ)測繪、災(zāi)害監(jiān)測、形變監(jiān)測等特定復(fù)雜測繪工程的需求，完成技術(shù)解決方案設(shè)計。
3.設(shè)計/開發(fā)解決方案：能夠根據(jù)復(fù)雜測繪工程的特定需求，確定方案設(shè)計目標(biāo)，然后根據(jù)目標(biāo)設(shè)計、開發(fā)滿足需求的技術(shù)解決方案。
4.設(shè)計/開發(fā)解決方案：掌握基本的創(chuàng)新方法，具有較強的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，具有革新測繪工程作業(yè)流程的意識。
課程的理論教學(xué)和實踐教學(xué)都應(yīng)以圍繞學(xué)生課程目標(biāo)的達(dá)成為落腳點，支撐畢業(yè)要求的達(dá)成，尤其是要注意非技術(shù)能力的培養(yǎng)。通過課堂講解演示，學(xué)生熟悉VC++編程基礎(chǔ)知識以及測繪平差基本算法流程。但僅通過課堂講解，學(xué)生分析解決問題、創(chuàng)新、表達(dá)溝通等能力得不到有效的培養(yǎng)和評價。鑒于此，為了讓學(xué)生提高實際能力，結(jié)合本專業(yè)學(xué)生已經(jīng)開設(shè)的C++課程，測繪程序設(shè)計基礎(chǔ)課程共設(shè)計了9次試驗，學(xué)生采用VS 2010以上版本完成，每次實驗要求學(xué)生上實驗課前基本完成代碼的編寫，實驗課時教師檢查試驗進(jìn)度，并進(jìn)行答疑，然后提交報告和源代碼，教師根據(jù)報告和源代碼評價學(xué)生達(dá)成情況。
設(shè)計9個實驗都支撐課程目標(biāo)2、3，根據(jù)擬定的課程目標(biāo)，為了使學(xué)生有目的地進(jìn)行鍛煉，對實驗評分制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。 課程目標(biāo)2 對同一個問題能調(diào)研多個方案，對比分析合理，總結(jié)準(zhǔn)確、有新意。 對同一個問題能調(diào)研多個方案，對比分析較為合理，總結(jié)準(zhǔn)確，結(jié)論有一定新意。 對同一個問題能調(diào)研多個方案有缺項，對比分析合理性一般，總結(jié)較為準(zhǔn)確。 對同一個問題能調(diào)研多個方案不充分，對比分析合理性較差，總結(jié)一般。 技術(shù)解決方案不合理。
課程目標(biāo)3 按要求完成，代碼質(zhì)量高、試驗結(jié)果正確、報告書寫規(guī)范。 按要求完成，代碼質(zhì)量較高、試驗結(jié)果正確、報告書寫較規(guī)范。 按要求完成，代碼質(zhì)量一般、試驗結(jié)果正確、報告書寫較規(guī)范。 按要求完成，代碼質(zhì)量差、試驗結(jié)果個別錯誤、報告書寫質(zhì)量較差。 不能按時交作業(yè);或有抄襲現(xiàn)象。
三、課程達(dá)成度計算與持續(xù)改進(jìn)
該課程考核共分3部分，每部分都對課程目標(biāo)有有效支撐，支撐權(quán)重如表2所示，對于期末考核，制定試卷后，需要對照課程目標(biāo)評價是否對目標(biāo)形成有效支撐。以某年級某班為例，閱卷完后，按照表2的權(quán)重，對所有學(xué)生計算所有課程目標(biāo)的分值，然后計算其課程目標(biāo)達(dá)成值。計算過程如表3所示。
由表3可見，該課程的目標(biāo)達(dá)成最低值為0.76，大于設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，可以認(rèn)為該課程的課程目標(biāo)達(dá)成。在進(jìn)行課程達(dá)成度計算的基礎(chǔ)上，對學(xué)生個體達(dá)成度進(jìn)行分析，結(jié)果如下圖所示。
從圖結(jié)果看，課程目標(biāo)3存在個別同學(xué)沒有達(dá)成的情況，也就是在總體解決問題能力方面還有待加強，后續(xù)教學(xué)中需要加強實驗過程中的設(shè)計。
通過各屆學(xué)生交流反饋，學(xué)生覺得此門課程應(yīng)該增加更多的實例，同時對演示過程盡量能提供錄像，以便于課時沒有及時理解的可以回放。目前中南大學(xué)大部分課堂都安裝了智慧教師，如果使用學(xué)校電腦，可以自動錄像，然后保存在學(xué)校的可視化平臺。教師通過下載編輯后，發(fā)布給學(xué)生回看。目前教室的電腦很可能沒有安裝較新的一些軟件，因此一些年輕教師為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，則會選擇自行攜帶筆記本電腦投影進(jìn)行教學(xué)，此種情況下，可以選擇一些錄屏軟件對課堂教學(xué)進(jìn)行錄屏，后續(xù)也可以發(fā)放給學(xué)生進(jìn)行重復(fù)觀摩。
課程目標(biāo)達(dá)成度個體分析圖
通過各屆學(xué)生交流反饋，學(xué)生覺得此門課程應(yīng)該增加更多的實例，同時對演示過程盡量能提供錄像，以便于課時沒有及時理解的可以回放。目前中南大學(xué)大部分課堂都安裝了智慧教師，如果使用學(xué)校電腦，可以自動錄像，然后保存在學(xué)校的可視化平臺。教師通過下載編輯后，發(fā)布給學(xué)生回看。目前教室的電腦很可能沒有安裝較新的一些軟件，因此一些年輕教師為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，則會選擇自行攜帶筆記本電腦投影進(jìn)行教學(xué)，此種情況下，可以選擇一些錄屏軟件對課堂教學(xué)進(jìn)行錄屏，后續(xù)也可以發(fā)放給學(xué)生進(jìn)行重復(fù)觀摩。
四、總結(jié)
該文以中南大學(xué)測繪程序設(shè)計基礎(chǔ)為例，探索了詳細(xì)地課程達(dá)成評價過程，通過制定合理的實驗評價細(xì)則，可以對每個學(xué)生的課程情況進(jìn)行有效的觀察。后續(xù)探索中，需要加強形成性評價，在平時學(xué)習(xí)過程中，及時對學(xué)生的達(dá)成情況進(jìn)行評價，使其在后半段的能力培養(yǎng)中能做到有的放矢，同時課程與課程間應(yīng)該做好銜接，如果在前面學(xué)期學(xué)習(xí)時，學(xué)生的達(dá)成情況有欠缺，應(yīng)該在后續(xù)的課程中加強，從而使學(xué)生畢業(yè)時，都能較好地滿足畢業(yè)要求，甚至優(yōu)秀。
參考文獻(xiàn)
[1]高井祥，王堅，李增科.智能背景下測繪科技發(fā)展的幾點思考[J].武漢大學(xué)學(xué)報（信息科學(xué)版），2019，44（1）：55-61.
[2]卞玉霞，宋宏權(quán)，王永前，等.新形勢下攝影測量學(xué)課程教學(xué)改革探討[J].測繪通報，2019（12）：152-155.
[3]寧津生.測繪科學(xué)與技術(shù)轉(zhuǎn)型升級發(fā)展戰(zhàn)略研究[J].武漢大學(xué)學(xué)報（信息科學(xué)版），2019，44（1）：1-9.
[4]鄧才華，朱建軍，戴吾蛟，等.高級測繪工程人才培養(yǎng)模式的探索[J].礦山測量，2014（5）：101-104.
[5]劉暢，林海.以O(shè)BE理念探索一流本科建設(shè)的實現(xiàn)路徑[J].教育評論，2018（8）：33-36.
[6]林健.面向未來的中國新工科建設(shè)[J].清華大學(xué)教育研究， 2017，38（2）：26-35.
[7]林健.運用研究性學(xué)習(xí)培養(yǎng)復(fù)雜工程問題解決能力[J].高等工程教育研究，2017（2）：79-89.
