基于CDIO理念的工程测量一体化紧凑教学模式探讨
韦宏鹄 鲍 艳 马宏伟
（北京工业大学 北京 100124）
摘 要 本文针对工程测量课程内容多、时间少、课程安排分散的情况，基于CDIO教学模式的特点，分析如何建立工程测量课程新的教学模式，根据教学内容重新规划并优化新的教学方法，紧凑安排授课时间，以便更好地提高教学效果，更好地满足教学目标的要求。
关键词 CDIO模式 工程测量 一体化紧凑教学
在非测绘专业院校中，土木工程测量课程是相关专业的专业基础课程，是一门理论性和实践性都很强的课程。通过本课程的学习不仅要求学生掌握测量学的基本理论，而且要求学生熟悉、正确使用各种常规测量仪器、并能灵活地地将测量技术应用到相关专业的工程实践中。本文以工程CDIO模式探讨工程测量理论与实践一体化紧凑教学模式，达到进一步提高工程测量课程教学质量的目的。
1 工程教育模式（CDIO）的特点
工程教育模式（CDIO）是近年来国际上大力推崇的创新教育模式。CDIO模式以产品设计流程（构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate））为理念，让学生以主动的、实践的方式学习和获取工程能力、技术知识以及与社会团体交流合作等能力。CDIO教育模式强调综合的创新能力与社会大环境的协调发展同时，更关注工程实践，重视培养学生的实践能力，主张工程教学应从具体实践出发然后上升至理论最后回到实际操作。国外研究结果表明按照CDIO模式培养的学生具有合理的知识结构和较强的个人能力，尤其受到社会和企业的欢迎。强调知识和能力之间的关联，着眼于能力和知识的教、学、做过程的关联。注重于学生掌握各门课程知识之间的关联，把知识直接转化成能力。这种关联优于以往模式在于，打破了各个课程在学科内容上相互独立的局面，而以专业教学目标为目的进行系统教学设计，强调教学思想、教学设计、教学操作之间的关联性和连续性。CDIO教学理念体现在以下四个方面：
1.1 教学内容系统性
CDIO模式从概念、设计、实现和操作集成的教学，解决研究和生产脱节的问题，课堂教学环境、实验环境拓展到厂矿企业、社会阶层甚至世界各地，使整个教学从专业知识、工作技能、工程系统的综合能力，职业道德与职业发展，系统化和社会化。
1.2 教学内容关联性
CDIO模式强调知识和能力之间的关联，而不是具体内容。注重教、学、做整个过程的关联。它改变了常规教学中各个课程独立授课的现象，而以专业目标为出发点进行系统设计，强调教学思想、教学设计与教学操作之间的联系。
1.3 教学内容集成性
CDIO教学模式不仅提高了学生的专业知识，而且提高了他们的个人整体能力、团队合作能力以及体系建设能力。教学过程中学生、教师、企业等相关方面的集成，传统的以课堂为中心、以教材为中心、以教师为中心的教学模式已经完全改变。
1.4 个人能力通用性
主要是三要素测量基本理论，包括水准测量，角度测量，距离测量以及测量误差分析等等，主要让学生了解要素测量的基本原理，基本方法以及相关仪器的基本操作方法。这部分要求学生在掌握基本理论的基础上，加强对仪器设备操作的训练，掌握常规仪器（如水准仪、全站仪、GPS、RTK等）的操作。测量学科是一门实践性的学科，很多理论不是在教室的理论课堂上能使学生掌握的，而是必须经过实践环节的反复操练才能深入理解并牢记掌握。基本理论也不要光在教室里教，必须将理论寓于实践操作种去讲、亲临其境，学生才能切身理解。课堂上讲45分钟的内容，不如结合实际操作讲半小时的效果。所以一定要打破常规的理论与实际的脱节讲授，通过实践操作，将理论结合实践来讲。必须将课堂移到实验室去讲，将理论与仪器设备、工程环境紧密结合来讲，这样才能达到事半功倍的效果。
2 工程测量课程的主要内容及特点
根据各专业的不同，针对我校的具体情况，主要有建筑工程、道桥工程、市政工程、地下工程、城市建筑等，结合各专业讲授工程目的、需要解决的问题、如何解决、外业工作方法与技术、精度要求、面临的关键问题、技术难点、解决方案等等。
3 目前工程测量课程教存在的问题
专业基础教学模快主要包括控制测量、地形测量以及测设三部分，主要是为工程应用打基础。通过控制测量、地形测量以及放样的实践操作，要求学生掌握测量工作基本原理、基本仪器（如经纬仪、全站仪、GPS RTK、水准仪等）的熟练操作，打好工程测量实操基础。从专业角度来说，在控制测量环节，要求学生掌握根据工程目的、地形条件及已知条件合理地选择控制点并构成相应的控制网，然后利用相关仪器设备进行平面及高程控制测量，最后进行控制网平差计算、计算出控制点的三维坐标。在地形测量环节，要求学生根据控制点分布以及地形地貌特征，合理选择碎部点，并根据测图比例尺布设测图点的密度。掌握全站仪及GPS RTK测图基本操作方法，了解新方法、新技术的测图原理，如当前热门的技术三维扫描及低空无人机扫描等。在工程放样教学环节，要求学生了解放样目的、放样分类、放样的基本方法。角度放样、距离放样、高程放样、点位放样、坡线放样等各种放样工程的几种放样方法以及仪器放样的操作方法。
4 工程测量的课程教学设计
考虑1个由圆柱体和两端半球体组成的压力容器的优化设计问题，其中圆柱体由两个压制金属板制成的半圆柱壳体焊接而成，半球体也通过焊接与圆柱体相连。该优化问题包括4个设计变量：x1表示半球体的厚度，x2表示圆柱壳体的厚度，x3和x4分别表示圆柱壳体的半径和长度。该优化设计的目标是在满足工作应力和容积的条件下尽可能降低压力容器的材料、成形和焊接成本，对应的数学模型为：
依据CDIO的模式理念并结合工程测量课程特点，工程测量课程应分为四个阶段：基础知识、专业知识、课程设计以及工程实操环节，其中课程设计及工程实操环节作为课程的重要部分，这是体现课程最终总体效果的好坏，反映了学生专业技能、团体合作、工程素养以及工程应用等的综合能力。
判断走棋规则是否合法。如果非法，输出结果；如果合法，则判断落点是否有子。如果落点没有棋子，更新棋盘。如果落点有子，首先判断是否为本方棋子，如果是本方棋子，输出结果；否则，更新棋盘。如果吃掉的棋子为敌方将帅，则输出结果胜利。执行步骤4行棋结束后，判断两帅是否相对，如果相对执行步骤4。
4.1 基础知识教学模快
CDIO模式除了培养某钟专业技能以外，还注重培养在整个行业及社会所需要的综合素质。在整个学习过程中，学生不但要学习业知识，还需要进行自身综合能力、团队合作能力以及系统建设综合能力的修炼。
4.2 专业基础教学模快
在非测绘专业的普通高校中，工程测量教学大纲目前还开设有测量实习这门课，这是独立于理论教学的课程，目的是通过实习环节让学生通过实际操练来达到教学目的，但实际上教学效果往往不甚理想，原因主要有两个方面：其一，一般安排实习时间比较短，学生很难在短时间内掌握大量操作（包括仪器操作及应用操作）。其二，实习课程一般都是在理论课程结束后并且经过了理论课考试周（一般为两周到三周，与各院校的教学设置有关）后才开始，理论与实际操作存在时间脱节。在经过了紧张的考试后，加上本身在理论课中所上的实验课有限，学生早就把测量课程中所讲的仪器操作及工程应用操作忘得差不多了，记忆模糊，很多理论的东西在实习阶段已经忘得差不多了。所以实习过程中，主动性很难调动起来，基本上需要指导教师再次反复地灌输之前教过的理论知识，然后学生被动地跟着指导教师一步一步地进行，做完了脑子里却没有留下多少东西，难以达到教学大纲规定的教学目标。
工程测量课程必须打破原来的教学模式，将理论与实际紧密结合，揉成一体，不按理论与实践课分开，而应该按照课程内容系统安排，重新制定教学大纲、规划教学内容、安排教学时间。
4.3 专业教学模块
工程测量课程主要分为理论教学及实践教学两部分。理论教学又分为基本理论及工程测量两部分，基本理论主要包括大家熟知的三要素测量、误差分析、地形测量及测设放样等。工程测量部分则与各院校的专业设置有关，大致有这几个方面：道路桥遂、市政工程、水电工程、房产测绘、园林工程等。对于非测绘专业的功课院校来说，工程测量学科培养工程应用的测绘技术人才，专业特点为服务性的技能，只有与具体的专业工程结合才显示出其应用价值，脱离专业教学环境的教学则没有任何的实际意义。
4.4 课程设计模块
经过前及个模块的学习，学生在基本理论、基本方法和仪器操作上具备了一定的基础，可通过一些实际地貌或模拟实际条件的地形图让学生自己模拟设计，只要把工程目的及要求提出，让学生根据要求针对模拟地形条件进行设计，提出工作设计方案、技术方案、工作流程等。
4.5 实训教学模块
这个环节就相当于传统教学模式的实习环节，所不同的是，在新的教学模式下，学生可以根据之前四个教学环节的知识点自己进行设计工作计划，实地踏勘分析，制定方案及技术方法，然后自己组织，有条不紊地开展整个实训环节，因为这个环节和前面的各个教学环节比较紧凑，学生能够主动地进行设计工作。
5 课程安排
一门课程的授课效果受主观及客观因素两个方面影响。主观方面包括授课教师的专业水平、课前准备、语言表达能力以及专注度等。客观条件包括授课教室条件、音响条件、外部干扰情况以及课程时间安排等。主观因素自不用多说，客观因素中硬件条件也不需提，因为这些条件一时不好改变，而重点是课程时间安排，这个是可以人为改变的。目前非测绘专业的工科院校，测量学课程若是32课时，则一般安排16周，一周上一节课，这样的课程安排拉的时间太长。上一周上的内容，到下一周再上课时学生基本都忘得差不多，再上新的内容，学生根本不能很好地以上次的课程作为基础来学新内容，这样一来，每一节课对学生来说基本上都是独立的新内容，没有连贯性，学生很难系统学习，很难达到教学效果。为了改变这一不利现状，应该重新制定课程安排，即理论课一周上三次课，授课安排比较紧凑，有利于加强学生对课程内容的衔接记忆，使学生更好地掌握所学的知识。牢靠的理论记忆加上亲身的设计环节，学生在实操阶段便能够主动地完成实践操作，从而理论紧密地联系实际，学生便能够很好地掌握整个课程的内容，很好地达到了教学计划要求。
随着当前利率化市场改革的不断深入，很多商业银行获取低成本的负债难度在逐渐增加。很多银行为了能够获得更多的存款，不断地将存款制度进行改革和创新，例如大额存单、高利率等，使用这些手段来增加客户的数量，实现增加存款数量的目的，但是在满足竞争的同时也增加了吸纳存款的成本。此外，还有一些相关的金融机构推出信托、保险等产品，为客户增加了投资的渠道和方法。这些工作方案不仅让银行原有的存款结构发生了巨大的变化，而且使得商业银行的资金的流动性日趋紧张起来，存款的平均年速呈现出大幅度下降的趋势，最后银行之间陷入存款争夺的战争当中。而且有关数据显示，我国的四大银行个人定期的存款占比下降。
清查表中每项数据中都需要填写联系电话，按规定固定电话在区号和号码之间使用连字符“-”，手机号码位11位数字，数据量很大，常出现漏区号、位数错、非数字的情况，在这些列的后面增加一列并填上公式“=LEN(SUBSTITUTE(M2,“-”,“”))”，如图 1，同时为此整列设置条件格式，可以明显判断左侧的电话号码是否有输入错误。
为了保证设计结果的便携特性，设计过程中必须考虑每个细节。质量是决定产品便携的重要因素，材料的选用在保证其功能充分实现的基础上，越轻的材料越便于携带；体积是决定便携的另一重要因素，对于体积相对较大的产品，折叠设计可以实现体积的缩小。结构设计应力求简洁，简洁的结构即可以大幅度降低产品的质量，也可以减小产品的体积。
参考文献
[1] 韦宏鹄,鲍燕,马宏伟.浅谈工程测量理论与实践一体化教学模式.教育教学论坛,2016(4):57-58.
Discussion on the Compact Teaching Model of Engineering Survey Integration Based on CDIO Concept
WEI Honghu,BAO Yan,MA Hongwei
(Beijing University of Technology,Beijing 100124)
Abstract Aiming at the situation of more content,less time and scattered curriculum arrangement of engineering survey course,based on the characteristics of CDIO teaching mode,this paper analyses how to establish a new teaching mode of engineering survey course,re-plan and optimize the new teaching method according to the teaching content,and arrange teaching time compactly so as to better improve the teaching effect and better meet the requirements of teaching objectives.
Keywords CDIO mode;engineering survey;integrative compact teaching
中图分类号： G424
文献标识码： A
DOI: 10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.03.042