“测绘程序设计”基础课程达成度评价及持续改进探讨
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[摘 要]随着测绘仪器装备的发展，仪器使用呈现更多的傻瓜化，因此社会需求倒逼高校培养具有更多数据处理能力的人才，其中软件开发是数据处理能力的一个重要环节，尤其是双一流大学和学科在进行人才培养时，更有必要通过编程训练提高学生解决问题和创新的能力。当前工程教育普遍遵循OBE理念，要求课程达成支持毕业要求，并要进行持续改进，该文以测绘程序设计基础课程为例，探讨毕业要求的达成与持续改进。
[关键词]测绘程序设计;课程达成;持续改进
[基金项目]2017年度中南大学教育教学改革研究项目“工程教育认证背景下测绘工程专业达成度评价改革与实践”（2017jy06）;2017年度中南大学新工科研究与实践项目“面向新经济的测绘地理信息类专业转型升级探索与实践”（2017XGK044）
[作者简介]张云生（1984—），男，湖南怀化人，博士，中南大学地球科学与信息物理学院副教授，主要从事数字摄影测量研究。
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2020）33-0166-03 [收稿日期] 2020-03-08
一、引言
当前经济形势下，不断有新兴学科诞生、发展，测绘类专业壁垒降低，BAT、顺丰科技、滴滴出行等大型互联网企业进入测绘类行业，薪水相对较高，对学生的吸引力大，但同时要求要高，要求开发为主，如果测绘类大专院校不能培养类似人才，从而挤压测绘类专业的生存空间;传统测绘企事业单位也积累了越来越多的数据，而这些数据对外是保密的，必须自己处理，而目前缺乏相应的软件能处理类似的数据，尤其是进行信息挖掘，因此传统测绘企事业单位也对开发能力提出了要求。因此社会需求高校培养具有更多数据处理能力的人才，其中软件开发是数据处理的一个重要环节，尤其是双一流大学和学科在进行人才培养，更有必要通过编程训练提高学生解决问题和创新的能力[1]。
当前一本科教学实践改革侧重于使用新的软硬件，主要偏向于应用工程师，对于编程和创新能力提升则稍显欠缺[2，3]。中南大学测绘类专业设置了计算机程序设计基础（C++）课程，在大二时，测绘工程和遥感科学与技术专业学生需要必修测绘程序设计基础课程，结合测量学和误差理论与平差基础知识进一步提升C++的编程能力[5]。此门课程已在中南大学开设达10余年，编程语言也由Visual Basic转向了VC++。
虽然课程已经开设较长时间，但传统教育更加注重教师的教学水平，而近年来，成果导向教育即基于学习产出的教育模式（Outcomes-based Education，缩写为OBE），受到我国工程教育越来越多的关注[6-8]。OBE强调每门课程都应该对学生的产出有贡献，因此相关课程都应该根据培养方案的毕业要求设计课程目标，并对学生的课程达成情况进行评价，对存在不足的地方进行持续改进。该文以中南大学地球科学与信息物理学院测绘程序设计基础课程达成评价为例，探讨课程达成评价方式与持续改进方向。
二、课程目标
中南大学开设的测绘程序设计基础课程，共40个学时，其中18个实验课时。该课程是测绘工程和遥感科学与技术专业的计算机应用技术的核心课程。目的是使学生掌握利用计算机程序设计技术来解决常用的测量计算与平差计算等工作，并具有一定的测绘應用程序开发能力。通过该课程的学习，还可以使学生深化理解和掌握测量平差、坐标转换、导线计算等测绘专业知识，为后续摄影测量学、GNSS测量与数据处理、地理信息系统二次开发、毕业设计等课程学习提供程序设计知识与能力。根据调研、讨论确定该课程目标为以下4点。
课程目标1：掌握VC++.net程序设计基本方法;掌握角度换算、交会定点计算、宗地面积计算、导线简易计算、坐标转换、水准网平差、导线网平差、测量数据格式转换等测绘应用程序设计;
课程目标2：能够通过对复杂测绘工程进行实地调研，根据掌握的测绘程序设计的基本方法和相关理论知识，设计出其合理的技术解决方案;
课程目标3：具有编制程序解决一般的测绘工作中涉及的一般性数据处理的能力;具有初步的测绘数据处理软件设计能力;具有利用MSDN帮助文档及网上编程资料进行自学VC++.net程序设计的能力;提高发现和解决问题的能力;
课程目标4：既能独立工作，又具有团队合作精神，适应竞争学会合作;富有创新精神，有意识地革新测绘工程作业流程;具有良好的心理承受能力及科学的工作心态。
以上4个课程目标支撑的学生毕业要求包括以下4点：
1.工程知识：具备计算机科学的基础知识，为测绘工程设计与实测、数据处理和图形表达奠定基础。
2.研究：能够面向基础测绘、灾害监测、形变监测等特定复杂测绘工程的需求，完成技术解决方案设计。
3.设计/开发解决方案：能够根据复杂测绘工程的特定需求，确定方案设计目标，然后根据目标设计、开发满足需求的技术解决方案。
4.设计/开发解决方案：掌握基本的创新方法，具有较强的创新意识和创新能力，具有革新测绘工程作业流程的意识。
课程的理论教学和实践教学都应以围绕学生课程目标的达成为落脚点，支撑毕业要求的达成，尤其是要注意非技术能力的培养。通过课堂讲解演示，学生熟悉VC++编程基础知识以及测绘平差基本算法流程。但仅通过课堂讲解，学生分析解决问题、创新、表达沟通等能力得不到有效的培养和评价。鉴于此，为了让学生提高实际能力，结合本专业学生已经开设的C++课程，测绘程序设计基础课程共设计了9次试验，学生采用VS 2010以上版本完成，每次实验要求学生上实验课前基本完成代码的编写，实验课时教师检查试验进度，并进行答疑，然后提交报告和源代码，教师根据报告和源代码评价学生达成情况。
设计9个实验都支撑课程目标2、3，根据拟定的课程目标，为了使学生有目的地进行锻炼，对实验评分制定了相应标准，如表1所示。 課程目标2 对同一个问题能调研多个方案，对比分析合理，总结准确、有新意。 对同一个问题能调研多个方案，对比分析较为合理，总结准确，结论有一定新意。 对同一个问题能调研多个方案有缺项，对比分析合理性一般，总结较为准确。 对同一个问题能调研多个方案不充分，对比分析合理性较差，总结一般。 技术解决方案不合理。
课程目标3 按要求完成，代码质量高、试验结果正确、报告书写规范。 按要求完成，代码质量较高、试验结果正确、报告书写较规范。 按要求完成，代码质量一般、试验结果正确、报告书写较规范。 按要求完成，代码质量差、试验结果个别错误、报告书写质量较差。 不能按时交作业;或有抄袭现象。
三、课程达成度计算与持续改进
该课程考核共分3部分，每部分都对课程目标有有效支撑，支撑权重如表2所示，对于期末考核，制定试卷后，需要对照课程目标评价是否对目标形成有效支撑。以某年级某班为例，阅卷完后，按照表2的权重，对所有学生计算所有课程目标的分值，然后计算其课程目标达成值。计算过程如表3所示。
由表3可见，该课程的目标达成最低值为0.76，大于设定的标准，可以认为该课程的课程目标达成。在进行课程达成度计算的基础上，对学生个体达成度进行分析，结果如下图所示。
从图结果看，课程目标3存在个别同学没有达成的情况，也就是在总体解决问题能力方面还有待加强，后续教学中需要加强实验过程中的设计。
通过各届学生交流反馈，学生觉得此门课程应该增加更多的实例，同时对演示过程尽量能提供录像，以便于课时没有及时理解的可以回放。目前中南大学大部分课堂都安装了智慧教师，如果使用学校电脑，可以自动录像，然后保存在学校的可视化平台。教师通过下载编辑后，发布给学生回看。目前教室的电脑很可能没有安装较新的一些软件，因此一些年轻教师为了达到更好的教学效果，则会选择自行携带笔记本电脑投影进行教学，此种情况下，可以选择一些录屏软件对课堂教学进行录屏，后续也可以发放给学生进行重复观摩。
课程目标达成度个体分析图
通过各届学生交流反馈，学生觉得此门课程应该增加更多的实例，同时对演示过程尽量能提供录像，以便于课时没有及时理解的可以回放。目前中南大学大部分课堂都安装了智慧教师，如果使用学校电脑，可以自动录像，然后保存在学校的可视化平台。教师通过下载编辑后，发布给学生回看。目前教室的电脑很可能没有安装较新的一些软件，因此一些年轻教师为了达到更好的教学效果，则会选择自行携带笔记本电脑投影进行教学，此种情况下，可以选择一些录屏软件对课堂教学进行录屏，后续也可以发放给学生进行重复观摩。
四、总结
该文以中南大学测绘程序设计基础为例，探索了详细地课程达成评价过程，通过制定合理的实验评价细则，可以对每个学生的课程情况进行有效的观察。后续探索中，需要加强形成性评价，在平时学习过程中，及时对学生的达成情况进行评价，使其在后半段的能力培养中能做到有的放矢，同时课程与课程间应该做好衔接，如果在前面学期学习时，学生的达成情况有欠缺，应该在后续的课程中加强，从而使学生毕业时，都能较好地满足毕业要求，甚至优秀。
参考文献
[1]高井祥，王坚，李增科.智能背景下测绘科技发展的几点思考[J].武汉大学学报（信息科学版），2019，44（1）：55-61.
[2]卞玉霞，宋宏权，王永前，等.新形势下摄影测量学课程教学改革探讨[J].测绘通报，2019（12）：152-155.
[3]宁津生.测绘科学与技术转型升级发展战略研究[J].武汉大学学报（信息科学版），2019，44（1）：1-9.
[4]邓才华，朱建军，戴吾蛟，等.高级测绘工程人才培养模式的探索[J].矿山测量，2014（5）：101-104.
[5]刘畅，林海.以OBE理念探索一流本科建设的实现路径[J].教育评论，2018（8）：33-36.
[6]林健.面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究， 2017，38（2）：26-35.
[7]林健.运用研究性学习培养复杂工程问题解决能力[J].高等工程教育研究，2017（2）：79-89.
Discussion on the Achievement Evaluation and Continuous Improvement of the Course on
Fundamentals of Surveying and Mapping Program Design
ZHANG Yun-sheng， PAN Lin
（School of Geosciences and Info-physics， Central South University， Changsha， Hunan 410083， China）
Abstract： With the development of surveying and mapping equipment， the use of instruments is becoming more fool-like. Therefore， social demand forces colleges and universities to cultivate more talents with data processing ability. Among them， software development is an important part of data processing ability， especially in the process of talent cultivation of "double first-class" universities and majors. It is more necessary to improve students' ability to solve problems and innovate through programming training. At present， engineering education generally follows the concept of OBE， which requires the curriculum to meet the graduation requirements and to make continuous improvement. This paper takes the course on Fundamentals of Surveying and Mapping Program Design as an example to discuss the achievement evaluation and continuous improvement of graduation requirements.
Key words： surveying and mapping program design; course achievement; continuous improvement
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