基于OBE-CDIO理念的测绘工程专业课程教学设计改革

随着新时代背景下全球经济一体化的持续发展,在产业革命和科技革命的持续推进中,对测绘工程专业人才培养的要求不断提高。随着测绘技术不断更新迭代,传统测绘工程专业人才培养模式已无法满足实际需求。因此,在现阶段的测绘工程专业课程教学设计中,应积极引入OBE与CDIO理念,以成果为导向,推动该专业课程教学改革持续深化。

一、OBE-CDIO理念的高等教育特点

OBE(Outcome-based Education,产出导向教育)理念最早由斯派帝等学者提出,与围绕内容教学理念不同,这种教学理念以成果为导向,以让学生在毕业时达到一定能力要求为目的,将毕业要求作为制定教学计划的重要支撑,通过授课环节完成围绕毕业要求的教学任务,并在教学完成后对是否达成毕业要求进行逐项评估。

CDIO工程教育理念包括Conceive(构思)、Design(设计)、Implement(实现)和Operate(运作),是目前新的教改成果,要求学生通过主动实践和加强不同课程关联等方式参与从研发到运行的全过程,完成全生命周期的学习工程。在现阶段的高等教育人才培养中,可结合工科学生在互联网时代下的学习特点加强OBE-CDIO理念的引入,创新工程专业课程教学模式,构建集成毕业要求、培养目标和混合式教学的一体化课程体系,同时加强课外实践环节的设置,突出高等教育改革以学生为中心、以学习成果为导向的特点。在高等教育体系中加强对OBE-CDIO理念的运用,应对工科毕业生能力品质的要求做出明确定期,并以对学习产出的预期为核心,以学习评估作为重要环节,使学生在正确的评估中增强信心,在实践中提升自我,能够更好地适应市场需求,具备更强竞争力。

二、测绘工程专业课程中运用OBE-CDIO理念的教学设计改革

(一)明确课程教学目标

在测绘工程专业课程教学设计改革中引入OBE-CDIO理念,教师应坚持成果导向完成课程教学目标的设置,对提高教学效果和保证教学质量产生积极影响。而在具体的测绘工程专业课程教学设计中,应根据本专业学生在毕业时应达到的毕业要求作为人才培养的最终目标,综合考虑学校定位、学科特点、行业发展等情况,强调专业毕业要求和培养目标设置的稳定性、前瞻性,突出人才培养体系的特色。在运用OBE-CDIO理念的教学目标设置中,应以培养学生知识能力与专业素养为重点,深入分析行业需求与市场趋势确定测绘工程专业学生应具备的核心能力,然后根据培养目标对毕业要求做出明确并使其在专业课程教学设计和实践中得到有效落实。依据与毕业要求相对应的教学目标和教学内容,指导教师确定授课课时与授课内容。

在测绘工程专业课程教学目标的设计中,可结合学校测绘工程专业人才培养要求,将培养学生的测绘工程核心能力和实践技能设定为教学目标,确定测绘工程专业学生空间数据获取、处理、分析与应用等方面的知识和技能为核心能力。同时,将教学资源和课程特点作为确定教学目标的支撑,进而将毕业要求支撑下的课程目标细化成掌握测绘工程的基本理论和方法、具备解决实际问题的能力等多个具体教学目标,提高对培养学生实践能力与创新能力的重视程度,科学界定测绘工程专业核心能力,并在课堂教学设计中引入案例分析法、项目驱动法等方式,促使学生在实际工程中实现对理论知识的有效运用,提高个人综合素质与解决问题的能力。

(二)优化课程教学内容

为在测绘工程专业课程教学设计改革中将OBE-CDIO理念落实到位,教师还要对接行业需求,加强对课程内容的整合优化。随着现代科技的持续发展推动测绘技术革新速率不断加快,而同时企业对测绘工程专业人才的需求也在不断变化。所以,在课程教学内容的优化中可加强无人机测绘、大数据、人工智能等技术相关内容在测绘工程专业课程教学设计中的完善。无人机测绘要求学生掌握无人机操作流程、使用场景和数据处理方法,并引入实践案例要求学生应用无人机完成地形测绘任务,对该技术具有更全面的理解和掌握。

在此基础上,可适当引入人工智能、大数据等技术在测绘工程领域应用的教学模块,学生可在测绘数据处理等环节通过对大数据和人工智能的应用实践提高创新能力。此外,教师还可围绕测绘工程专业对地理学、计算机科学等学科间的联系,加强跨学科知识与技能的融合,在测绘工程专业课程内容中引入计算机科学中的大数据处理、地理学中的空间分析等知识,使测绘工程专业课程内容更加丰富,促使学生更好地理解和应用测绘技术,实现课程教学目标。

(三)创新课程教学方法

应用OBE-CDIO理念,在测绘工程专业课程教学设计中可引入更多创新性教学方法和实践活动,达成教学目标,促进学生能力培养。比如,教师可运用案例分析引导学生构思实际的测绘工程项目,围绕项目需求对所学知识的运用方式进行思考,并鼓励学生在模拟测绘项目中积极参与,为其留出独立思考空间,并提供更多合作探究机会,通过团队协作构思项目方案,培养其团队协作精神。在正式开展实践活动前,教师还要采用直观演示法、自主学习法、讨论法、讲授法等多种方式完成理论知识的传授,以理论作为实践的基础,以实践作为理论的延伸。在完成测绘工程实践教学中,教师可通过模拟演练等方式,引导学生在模拟测绘场景中完成实践操作,在完成各种复杂测绘任务的过程中掌握核心技能。

(四)实施形成评价方式

教学评价是测绘工程专业课程教学活动的重要环节,对教师教和学生学均可发挥较大促进作用。但在传统教学理念下,大部分教师仅以学生考试成绩作为唯一的评价依据。这种结果性评价虽然符合OBE-CDIO理念中以学生学习成果为导向的要求,但存在评价体系不全面的问题。因此,在测绘工程专业课程教学设计改革中,应提高对学生学习过程中课堂参与度、实践操作能力等表现的重视程度,加强形成性评价的实施,通过观察学生课堂表现、分析学生表达观点,整理学生作业情况、开展课堂小测验等多种方式,实现对学生学习状态的及时反馈,进而对后续教学实施策略进行调整。通过形成性评价的实施,既能帮助学生及时了解自己的学习进度和存在的问题,调整学习策略,还能使教师看到学生的进步过程,为部分有学习困难的学生提供针对性的辅导和帮助。

(五)持续跟踪教学质量

为不断提高学生的学习效果,切实解决学生在学习过程中出现的各种问题,在测绘工程专业课程设计改革中还要对教学质量进行持续跟踪和改进。首先,在完善学校和学院的听课制度,以教师讲课情况与学生学习情况为听课的重点,了解教师讲课风格与特点,相互交流授课经验,同时与学生展开深入交流,向班主任或辅导员反馈学生问题。其次,以学生和教师为主体建立课程评价制度,根据课程教学环节设置和实施效果的评价判断教学质量是否达标。最后,围绕不同学生在专业课程中的优缺点,完成教学-评价-改进的过程,要求教师持续改进教学设计,形成闭环。

综上所述,在当前测绘工程专业课程教学设计改革持续深化的过程中,应贯彻落实以成果为导向的OBE-CDIO理念,结合该专业课程的教学现状,加强对学生实践能力和创新精神的有效培养,向社会输出更多符合行业需求的高素质人才。

作者简介:谷延超,博士,讲师,西南石油大学土木工程与测绘学院。

基金项目:2023年度教育部产学合作协同育人项目“基于OBE-CDIO理念的‘GNSS大地测量实习’课程的教学设计改革”(230804084305857)。