測繪工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)研究

時間:2022-02-10 10:13:42

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測繪工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)研究

[摘要]為了培養(yǎng)滿足新時代創(chuàng)新型高級測繪人才,高校人才培養(yǎng)方案至關重要。筆者所在單位優(yōu)化測繪工作專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案,堅持創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標,通過調(diào)整課程體系、完善實踐教學手段等舉措,探討了緊跟測繪發(fā)展趨勢的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)措施,促進學生創(chuàng)新能力培養(yǎng),為培養(yǎng)創(chuàng)新型高級測繪工程專業(yè)人才奠定了堅實基礎。

[關鍵詞]測繪工程;培養(yǎng)方案;虛擬仿真;創(chuàng)新人才

改革開放以來,隨著全國科技事業(yè)的蓬勃發(fā)展,測繪事業(yè)迅速進步,測繪先驅(qū)們?yōu)樽鎳慕?jīng)濟建設和國防建設、科學事業(yè)的繁榮做出了重要貢獻。隨著新時代科技進步,我國測繪科學技術闊步前進,日新月異,測繪技術全面向數(shù)字化、自動化和智能化方向轉(zhuǎn)變,測繪學科也從單學科發(fā)展成多學科綜合研究[1]。同時,傳統(tǒng)測繪應用場景發(fā)生較大變革,測繪與其他行業(yè)之間的交叉應用和技術融合愈加緊密。為避免培養(yǎng)的測繪人才與社會需求之間出現(xiàn)脫節(jié),江蘇師范大學測繪工程專業(yè)探索創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方案改革,力爭培養(yǎng)出既能滿足當前社會需求、又能緊跟高技術發(fā)展趨勢的創(chuàng)新型復合型測繪人才。

1測繪工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)改革背景

新時代測繪技術全面向數(shù)字化、自動化和智能化方向轉(zhuǎn)變,社會需求存在巨大變化。隨著5G時代的到來,大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算等技術無縫注入測繪地理信息行業(yè),演變出更豐富的應用,例如,智慧城市、無人機測繪、三維導航與測繪地理信息領域的融合發(fā)展迅速,基于測繪地理信息技術的智能制造、穿戴裝備、自動駕駛等前沿領域進入日常生活,測繪高科技新技術讓人民生活更加便捷智慧[5]。與此同時,我國在全球地理信息感知、水體和地下空間測繪、地理信息數(shù)據(jù)庫融合升級、數(shù)據(jù)智能化處理和信息挖掘、測繪衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取和應用等關鍵共性技術領域還存在“卡脖子”問題,高精尖測繪地理信息裝備中部分關鍵核心技術還處于受制于人的困境[6]。為了更好適應新時代社會需求和測繪新技術發(fā)展,攻克“卡脖子”問題,人才培養(yǎng)是關鍵,探索創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方案勢在必行。

2創(chuàng)新型人才培養(yǎng)改革理念和目標

創(chuàng)新是引領發(fā)展的第一動力,江蘇師范大學測繪工程本科專業(yè)人才培養(yǎng)目標改革思路,一是著力培養(yǎng)學生獨立思考與原始創(chuàng)新,克服以往的培養(yǎng)方案存在的學時、學分、課程設置過多,學生獨立學習、思考、參與創(chuàng)新環(huán)節(jié)較少等現(xiàn)象,創(chuàng)新性人才培養(yǎng)方案通過重視理論基礎、加強工程實踐和突出創(chuàng)新能力,提升學生核心競爭力。二是新培養(yǎng)方案中課時設置與新技術深度融合,增加無人機測繪、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新課程的比重,緊跟新技術發(fā)展趨勢。三是針對傳統(tǒng)測繪中的實踐教學給學生的印象大都是條件艱苦、環(huán)境惡劣、科技含量不高等負面印象,新培養(yǎng)方案中實踐教學突出測繪技術的數(shù)字化、自動化和智能化,提升學生自主學習興趣,同時開展“無比例尺測圖”“地理實體”“圖庫一體化”等測繪新理論的實踐和應用[7]。江蘇師范大學測繪工程本科專業(yè)人才培養(yǎng)以原始創(chuàng)新能力提升為核心,以分類分型人才培養(yǎng)模式為抓手,以優(yōu)化的課程體系為支撐,實現(xiàn)知識、能力、素質(zhì)三位一體協(xié)調(diào)發(fā)展,培養(yǎng)出具有空間地理信息采集、目標定位、數(shù)據(jù)處理、成果加工與分析等能力;具有測繪工程的項目設計、項目管理、組織實施等能力;具有應用自然科學、數(shù)學、信息科學等知識解決測繪工程領域相關的科學研究、設計、開發(fā)能力;精通國家關于測繪地理信息行業(yè)相關政策和法規(guī),通過生產(chǎn)實踐鍛煉,具備注冊測繪師的基本素質(zhì)與能力;具有團隊協(xié)作和科學探索精神的交叉領域應用的創(chuàng)新型人才。

3創(chuàng)新型人才培養(yǎng)改革實踐與措施

江蘇師范大學測繪工程專業(yè)定位是立足測繪遙感與地理信息行業(yè),面向新時代智慧城市、全源導航、大數(shù)據(jù)分析、數(shù)字孿生等需求,培養(yǎng)具有從事“空天地”全息地理信息采集、處理與應用等相關理論與技術的“新工科”復合型高級技術專業(yè)人才。為實現(xiàn)專業(yè)定位目標,在課程體系、創(chuàng)新課程、實踐教學等方面進行以下改革措施。

3.1調(diào)整課程體系

為實現(xiàn)專業(yè)定位復合型高級技術專業(yè)人才培養(yǎng)目標,本次江蘇師范大學測繪工程本科專業(yè)新的人才培養(yǎng)中課程體系調(diào)整為通識課程、基礎課程、專業(yè)課程、實踐課程、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與科研訓練(表1)。其中通識課程注重課程思政和學生心理,具體包括校本、博雅、思想政治理論類課程、軍事體育類課程、外語類課程、計算機類課程、心理健康教育;實踐課程包括各類專業(yè)實習、課程設計等集中實踐環(huán)節(jié)、畢業(yè)論文(設計)和課程實驗;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與科研訓練模塊注重獨立思考和原始創(chuàng)新,分為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程、科研訓練課程??倢W分為162,總學時為2614,其中理論學時為1854,實踐學時為760,實踐環(huán)節(jié)共計54􀆰5學分,占總學分的33􀆰64%。

3.2新增創(chuàng)新課程

針對專業(yè)定位中培養(yǎng)具有從事“空天地”全息地理信息采集、處理與應用的目標,依照新技術發(fā)展趨勢,修改和調(diào)整教學課程體系,引入新興的“無人機測圖”“導航與定位”“物聯(lián)網(wǎng)”“人工智能”等相關課程,更新教學平臺,轉(zhuǎn)變教學方法,提升學生自主學習的積極性。其中,“無人機測圖”講授無人機手動飛行操作、航線規(guī)劃、影像數(shù)據(jù)采集、空中三角測量、多視影像密集點匹配、數(shù)字表面模型數(shù)據(jù)生成、紋理貼合、實景三維建模、三維測圖及外業(yè)調(diào)繪與補測等[8],讓學生在學習完攝影測量學和傳統(tǒng)數(shù)字地形測量實習的基礎上,感受無人機測圖的優(yōu)勢?!皩Ш脚c定位”主要講授多源傳感器定位原理、數(shù)據(jù)融合理論、室內(nèi)外無縫定位方法及其相應的編程開發(fā)。讓學生在學習全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS)定位原理與應用的基礎上,開拓傳統(tǒng)導航定位應用場景,提升學生創(chuàng)新思維和開發(fā)能力?!拔锫?lián)網(wǎng)”和“人工智能”講授機器學習、深度學習等智能理論,融合測繪理論方法和應用場景,拓寬學生思維局限,在學科交叉融合中激發(fā)學生創(chuàng)新能力。

3.3優(yōu)化實踐教學

3.3.1復雜場景,開發(fā)虛擬仿真教學平臺我校新增了虛擬仿真教學平臺,針對傳統(tǒng)測量教學中存在的貴重測繪儀器不足、儀器操作易損壞等情況,可先在虛擬仿真教學平臺中學習儀器使用、操作,練習熟悉后使用真實儀器,這種“虛實結(jié)合”的方式,極大提高了貴重儀器的使用安全和學生學習的效率。針對測繪中部分實驗場景如“礦井聯(lián)系測量”“無人機實操飛行”“精密工程測量”等環(huán)境復雜、危險性大的實踐教學環(huán)節(jié),可完全在虛擬仿真教學平臺實驗操作。虛擬仿真教學平臺不僅拓寬了實踐教學內(nèi)容的廣度和深度、延展了實踐教學的時間和空間、還極大提高了實踐教學的質(zhì)量和效果。3.3.2購置硬件,優(yōu)化校內(nèi)實驗場地現(xiàn)在測繪技術的發(fā)展從數(shù)字測繪和信息測繪逐漸發(fā)展到智能測繪階段,因此,在實踐教學環(huán)節(jié),應及時補充最新高精尖的測繪設備,更新實踐教學內(nèi)容,滿足學科發(fā)展要求。我校、院二級領導歷年來重視測繪工程專業(yè)實驗室建設,積極提升實踐教學軟硬件條件。近幾年,更新的主要測繪先進設備包括:測圖無人機、測量機器人、多頻多模GNSS接收機、陀螺全站儀、數(shù)字水準儀、管線探測儀、激光垂直儀、綜合測斜儀、地面三維激光掃描儀等。測繪實驗儀器設備的更新不僅提高了學生實踐能力,也有利于畢業(yè)生進入社會后與企業(yè)用人要求無縫對接。同時,結(jié)合校園特定場景,在我校工學院建立了標準化實驗場地,根據(jù)數(shù)字地形測量學、大地測量學和工程測量學的實驗規(guī)范要求,在工學院樓頂設置了GNSS連續(xù)運行參考站(ContinuouslyOperatingReferenceStations,CORS)和變形觀測試驗場、同時在校園內(nèi)建立了18永久測量點位,可較好滿足測繪相關教學活動,如全站儀、GNSS、陀螺儀、水準儀等相關儀器的操作。同時,在泉山校區(qū)圖書館周圍按照測繪比賽的要求設置了導線控制、水準測量、實時動態(tài)載波相位差分技術(RealTimeKinematic,RTK)測量試驗場,在足球場周邊設置了無人機飛行試驗場,可較好開展實踐訓練和測繪技能比賽,提升學生團隊協(xié)作能力。3.3.3校企聯(lián)合,建立校外綜合實習基地實踐是檢驗真理的唯一標準,企業(yè)是高校培養(yǎng)人才質(zhì)量高低的重要判官。國務院辦公廳《關于強化企業(yè)技術創(chuàng)新主體地位全面提升企業(yè)創(chuàng)新能力的意見》中指出,在以企業(yè)為主體、市場為導向、產(chǎn)學研相結(jié)合的技術創(chuàng)新體系,企業(yè)應當真正成為創(chuàng)新決策、研發(fā)投入、科研組織和成果應用的主體。因此,校企聯(lián)合可讓高校在培養(yǎng)學生過程中緊跟企業(yè)需求,同時反饋更新教學內(nèi)容,學生在企業(yè)實習又可將理論知識落到具體實踐,是學生、高校和企業(yè)共贏模式[9⁃10]。江蘇師范99大學與淮北九天測繪股份有限公司等十余家企業(yè)簽訂合作協(xié)議,在徐州、淮北等地甄選建立校外綜合實習基地,同時聘請具備高級專業(yè)技術職稱的企業(yè)技術骨干擔任學生的校外導師,使學生真正深入工程實踐和項目管理,讓學生深刻認識測繪生產(chǎn)質(zhì)量的重要性,強化學生的測繪技能、職業(yè)規(guī)范、團隊溝通和項目管理等綜合能力。

3.4加強科研訓練

針對專業(yè)定位中滿足新時代智慧城市、全源導航、大數(shù)據(jù)分析、數(shù)字孿生等需求,江蘇師范大學測繪工程專業(yè)堅持以本為本,搭建本科生與專業(yè)教師的溝通互動平臺,實施測繪工程本科生導師制[11⁃12]。新生入學后,根據(jù)學生興趣,每一位新生分配一位專業(yè)教師,指導該生大學4年的基礎學習、科研創(chuàng)新、升學就業(yè)等具體環(huán)節(jié)。大二之后,積極指導學生參加“挑戰(zhàn)杯”“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃”等國家級、省級和校級科研訓練項目,同時遴選出部分優(yōu)秀學生參加各類測繪技能大賽,以賽促學,促進創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

3.5改革成效

經(jīng)過3年改革實踐,我校測繪專業(yè)本科生在基礎理論、實踐技能和自主學習能力有效提升。獲全國測繪技能大賽與其他個人及團體省級以上獎項57項;近3年考研錄取率(升學)逐年提升,分別達37%、38%、39%;科研方面,本科生獲批省級以上大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目10項、學生發(fā)表論文15篇,獲省優(yōu)秀畢業(yè)論文2篇,省高校測繪優(yōu)秀畢業(yè)論文15篇。改革取得較好的初步成效。

4結(jié)束語

創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是中國經(jīng)濟社會發(fā)展的必然要求,科技進步促使測繪新技術和儀器設備不斷革新,高校人才培養(yǎng)方案改革也應與時俱進。江蘇師范大學測繪工程專業(yè)充分考慮創(chuàng)新型人才培養(yǎng)思路,通過壓縮總課時、更新創(chuàng)新課程、優(yōu)化實踐方案和加強科研訓練等相關措施,形成強大的培養(yǎng)合力,既適應測繪學科專業(yè)發(fā)展的需要,又顧及學生個性需求,為培養(yǎng)創(chuàng)新型高級測繪工程專業(yè)人才奠定了堅實基礎。

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作者:譚興龍 丁楠 單位:江蘇師范大學地理測繪與城鄉(xiāng)規(guī)劃學院