以 ３S 技术为特色的测绘学科正处于由数字化测绘向信息化测绘的过渡阶段 。 现阶段测绘工程专业涵盖地理信息获取 、处理 、管理 、表达 、更新 、应用和服务的全过程 。 考虑到测绘工程专业是一门非常重视实际动手能力和理论应用能力的学科 ，如何有效整合该专业相关课程群的实践环节 ，满足信息化测绘对专业人才培养的新需求 ，提高学生工程实践能力 ，是目前研究的一个重点 。 近年来 ，一些高校基于自身特色围绕工程实践教学模式展开相关研究 。 有的从产学合作教育的角度来探索培养测绘地理信息类专业应用型创新人才［１］ ，有的基于测绘工程专业规范来构建实践模式［２ ］ ，有的从信息化测绘人才培养创新实验平台的角度来进行研究［３ ］ ，有的从就业导向的角度来进行工程实践模式的探索与实践［４ ］ ，也有通过建立开放式实践教学体系来培养创新型与自主型人才［５ ］ 。 上述研究均取得一定进展 ，但大部分是从其中的某个角度出发 ，没有在对专业主干课程实践环节进行深层次整合的基础上 ，完成对测绘工程专业工程实践教学模式的深入改革 。
为了培养符合社会需求的高水平测绘专业创新型和应用型人才 ，必须对测绘工程专业的工程实践教学环节进行改革与创新 。 CDIO 工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果 ，它代表了构思（Conceive ） 、设计（Design ） 、实施（Implement ）和运行（Operate）的过程 ，以产品研发到产品运行的生命周期为载体 ，增强课程之间的有机联系 ，引导学生主动思考 ，通过工程训练实践模式来熟练掌握所学的知识［６-７］ 。 本文将 CDIO 工程教育模式理念引入我校测绘工程专业的实践教学改革中 ，以培养应用型 、创新型专业人才为目标 ，设计基于 CDIO“六步法”的综合实践项目 ，有力激发学生的实践兴趣 ，锻炼测绘工程专业所必需的团队意识 ，培养学生实践动手能力和创新能力 。
1 培养目标
实践教学在测绘工程专业的教学中占据着重要的地位 ，它可以将专业理论知识应用于工程实践 ，培养和提高学生的专业基础能力 、专业综合能力 、专业创新能力和专业实战能力［８］ 。 但是在传统实践教学过程中经常存在着一些问题 ，例如部分教师虽然具有深厚的理论知识 ，但是缺乏实际工作经验 ，学生缺乏足够的时间参与到实践过程中 ；实践环境相对简单 ，多位于校内或校园附近 ，较少涉及实际工作中可能出现的问题 ；实践项目内容设置单一 ，基本都是针对单个课程进行设置 ，综合性和复杂性不强 。
针对上述问题 ，以培养学生的基本技能 、综合设计和创新能力为根本任务 ，以工程实践和社会服务为辅助手段 ，从培养高素质专业人才的实际出发 ，优化测绘工程专业课程群的系统性与完整性 ，构建新型紧密的工程实践教学体系 。 认真处理理论与实践 ，知识 、能力与素质 ，教与学之间的互为条件 、相互促进的关系 ，以保证理论教学体系和实践教学体系的科学性 、先进性和实用性 。 建立基于真实生产环境的综合实践基地 ，在此基础上按工程项目设计实践教学内容 ，使学生能够真正获得满足相关专业工程项目中岗位能力要求的知识和技能 。通过探索这种测绘工程专业的工程实践教学体系创新模式 ，实现“实践环节整合 、流程化培养 、真实环境实践 、多层次提升”的专业创新型和应用型高级人才培养的教学目标 。
2 工程实践教学体系的构建
针对我校测绘工程专业 ，围绕教学培养方案 ，通过梳理测绘工程专业课程群涵盖的知识结构和框架体系 ，进行课程群的产品化实践教学流程整合 ；建设基于真实生产环境的综合实践基地 ；设计基于 CDIO“六步法”的工程实践综合项目 ，实现工程实践教学体系的创新研究 。 其主要思路如图 １所示 。
2.1 基于产品化的实践教学流程整合
传统的实践教学一般以单个课程为基本单元 ，课程之间缺乏紧密的联系 ，导致实践教学流程缺乏连贯性 、统一性和工程实战性 。 针对这种情况 ，通过梳理测绘工程专业课程群涵盖的知识结构和框架体系 ，准确定位所包含主要课程的教学目标 ，拟定课程之间知识点相互衔接方案 ，明确各知识点在相关课程中的关系 ；在保留各课程基础实践环节的同时 ，构建课程群的综合实践教学流程 ，使课程群的实践教学内容按照一条承上启下的数据获取 、处理 、显示与应用的生产主线有机联系起来［９］ 。在传统演示性验证性实践教学内容的基础上 ，重点整合工程测绘课程群 、空间信息采集处理课程群和摄影测量与遥感课程群的专业主干课程 ，按照数据采集 、处理 、显示与应用等环节 ，进一步制定“卫星导航定位原理与应用” 、“摄影测量学” 、“误差理论与测量平差基础” 、“数字测图原理与方法” 、“数字高程模型” 、“遥感图像处理”等主干课程之间知识点相互衔接方案 ，据此有机整合基于产品化的实践教学流程 ，如图 ２ 所示 。 其中 ，“卫星导航定位原理与应用”的控制点测量 、“摄影测量学”的航空摄影等实践内容可融入数据采集与获取环节 ；
影测量学”的模型定向 、“误差理论与测量平差基础”的控制网平差 、“数字高程模型”的离散点内插 、“遥感图像处理”几何校正和变化检测等实践内容可融入数据处理与分析环节 ；“摄影测量学”的航测法数字化测图 、“数字测图原理与方法”的数字化测图 、“数字高程模型”的 DEM 产品 、“遥感图像处理”的影像分类等实践内容可融入产品生成与应用环节 。 这些紧密整合的实践环节在后面的工程实践中可以被灵活地选用 。图 2 基于产品化的实践教学流程这种课程群之间实践教学的紧密整合会带来课程结构 、课程内容 、课程实施等整个课程体系的变革 ，从而改变传统的教学模式 ，沟通课程间的联系 。 使学生了解每个实践环节在整个产品生产流
程中的作用与地位 。 这种既能发挥教师主导作用又能体现学生主体地位的新型模式 ，可以将学生的主动性 、积极性 、创造性较好地发挥出来 。
2.2 基于生产化的综合实践基地建设
传统的实践教学所使用的实践基地以校园和校内实验室为主 ，地形简单 ，环境相对理想 ，不易碰到实际工程项目中的难点 ，与测绘行业的真实工作条件相差较大 。 因此有必要紧跟测绘生产的实际形势 ，构建完善基于生产化的综合实践基地 。 学生可以将综合实践基地作为生产现场 ，以实际工作者的身份参与整个生产过程 。 在完成生产任务的同时巩固 、丰富并提高理论知识 。综合我校各类因素与现有的实际条件 ，分别建设了野外综合实践基地 、环校区综合实践基地和校企合作实践基地 。 在软硬件建设方面 ，通过购置ENVI 、GAMMA 等遥感图像处理软件 ，影像全站仪 、无人机低空摄影测量系统 、激光三维扫描仪 、全球导航定位系统 、数字摄影测量采集及处理系统 、野外光谱仪等先进仪器设备 ，着力营造真实的现代企业项目生产氛围 ；在管理机制方面 ，加强教学与项目生产的统筹管理和规范化管理 ，建立适应教学与生产同步运行的良性机制 ；在训练模式方面 ，坚持实际生产教育与全过程管理相结合［１０］ 。
１）野外综合实践基地 。 在我校原有的西山野外测量实习基地的基础上 ，通过扩展区域并建立地面标志点 ，建立了西山缥缈峰野外实践综合基地 。基地长宽大约为 ４ km × ４ km ，内含山体 、大型湖泊 、村庄 、农田 、滩涂 、道路等地物地貌类型 。 该基地远离市区 ，环境相对封闭安全 ，利于对测绘工程专业进行中长期的实践教学 。 通过设置埋设控制点 、常规测量 、数字化测图 、工程测量施工放样等环节 ，可满足控制测量 、卫星定位 、数字化测图 、工程测量和变形观测等多层次全野外综合性实践的需要 。
２）环校区综合实践基地 。 环校区综合实践基地位于主校区所在的环石湖区域 ，长宽大约为 ３ km× ３ km ，具有典型的山体 、湖泊 、道路与建筑 ，涵盖了测绘常见的地物地貌类型 。 由于该区域毗连主校区 ，交通便利 ，便于对学生进行短期实践教学 。
３）校企合作实践基地 。 结合相关企业的实际生产 ，在互惠互利的基础上与实习单位建立长期良好的合作关系 ，共建校企合作实践基地 ，营造仪器设备先进 、资源共享的真实工程项目生产环境 。 并自主开发实践环节中所需的无人机数字仿真实验装置 、数码相机室内检校场 、数码相机室外三维检校场 、扫描摄影仪等仪器设备与配套的实验教学软件 ，在不断提高实验设备水平的基础上 ，通过科学规范的管理方式来提高校企合作实践基地的运行水平 ，满足学生高水平工程实践的需求 ，为学生个性化培养提供自由发展的空间
2.3 基于 CDIO“六步法”综合实践项目设计
针对测绘工程专业的特色 ，在实践教学流程整合和综合实践基地建设的基础上 ，引入国际 CDIO工程教育理念 ，设计基于 CDIO“六步法”的工程实践综合项目 。 在每个实践项目教学实施过程中 ，按照基于工程化思想的“立项 、构思 、设计 、实施 、运行 、检核”６ 个步骤 ，以“项目发布（立项） → 项目分析（构思） → 项目设计（设计） → 项目实施（实施） → 成果应用（运行） → 评价与检查（检核）”的过程实施工程实践教学 。 教师在项目发布阶段设置项目任务 ，引导学生脱离固定的实践环节 ，以主动思考的方式完成实践并得到最终的实验成果 。 此外 ，教师在最后的检核阶段对学生的成果进行评价检查 ，并据此打分 。 学生则通过“项目构思 、项目设计 、项目实
施 、项目运行”４ 个环节得到充分的锻炼和培养 ，以积极主动的方式学习和获得应有的知识 、能力和态度 ，包括个人的科学知识 、终身学习的能力 、团队交流和合作能力 ，以及在社会与企业环境下高质量生产的能力 。 这种工程实践项目具有较高的开放性 ，注重实践过程 ，并加强对实践结果的合理性分析 。将学生作为实践教学的主体 ，让其积极主动地融入到实践教学中 ，不断地进行交流合作［１１］ 。 教师只需扮演导演的角色 ，在大方向上把握实践教学的进程 ，并为学生提供理论方面的援助 。结合校企合作项目和苏州本地的专业需求 ，以工程化的标准设计多个综合实践项目 ，重点包括航空摄影测量 、工程变形观测 、数字文化遗产三维重建和环境遥感监测等 ４ 大类别 。 每个类别下又可根据实际需求设计若干个综合实践小项目 。
２ ．３ ．１ 无人机航空摄影测量实践项目
主要包含“摄影测量学” 、“数字高程模型” 、“卫星导航定位原理与应用”等课程的相关实验项目 。以航空摄影测量的各部分知识点理解和常用算法实现为基本内容 ，根据实际生产与工程化实习相结合的原则 ，以 ４D 产品生产为主线设计无人机航空摄影测量综合实践项目（见图 ３） 。 该项目包括无人机摄影 、外业像控点布设与测量 、内业数据处理与野外调绘等主要任务 ，极大地提高实践教学水平［１２］ 。 可用于大范围影像数据生产或更新 、防洪减灾 、快速响应等诸多领域 。
图 3 航空摄影测量实践项目设计
２ ．３ ．２ 工程变形观测实践项目
主要包括“误差理论与测量平差基础”和“摄影测量学”等课程的相关实验项目 。 以工程变形监测及近景摄影测量的各部分知识点和常用算法实现为主要内容 ，结合具体的外业测量工作来设计该实践项目 。 该类实践项目可用于建筑物变形观测 、桥梁变形观测和裂缝变形观测等领域 ，可再分为道路裂缝观测等项目 。
２ ．３ ．３ 数字文化遗产三维重建实践项目
主要包含“摄影测量学” 、“数字高程模型” 、“数字测图原理与方法” 、“卫星导航定位原理与应用”等课程的相关项目 。 教师指定建模对象 ，学生利用摄影测量方法或三维激光扫描方法 ，完成参数设置 、航空模型定向 、点云处理和 DEM 数据生成 ，并
结合 ３ds Max 等软件进行三维建模［１３ ］ 。 该实践项目可用于数字文化遗产 、城市规划 、地下管线和市政建设等与三维可视化相关的应用 ，具有市场前景 。
２ ．３ ．４ 环境遥感监测实践项目
主要包含“卫星导航定位原理与应用” 、“遥感图像处理” 、“误差理论与测量平差基础”等课程的相关项目 。 教师指定遥感影像和研究区域 ，要求完成生态环境评价 。 学生首先进行影像几何精校正和大气校正 ，然后提取植被盖度 、土壤指数 、坡度等生态评价因子 ，在此基础上选择数学评价模型实现对研究区域的生态环境评价 。 该实践项目可用于遥感监测 、环境保护 、生态评价等应用与研究领域 。
２ ．３ ．５ CDIO“六步法”步骤
１）项目发布 。 教师指定实践区域和目标 ，并给出实践成果的基本要求 。 以无人机航空摄影测量实践项目为例 ，教师给每个小组划定实践区域并分配测区项目 ，要求生产出指定精的 ４D 产品 ；以工程变形观测实践项目为例 ，教师给每个小组指定观测对象及区域 ，要求计算出道路裂缝的大小 ，并进行可视化显示与分析 。
２）项目分析 。 根据教师指定的实践区域和生产要求 ，学生结合现场情况对项目进行分析 ，提炼出主要思路 。 以道路裂缝观测项目为例 ，学生进行小组内讨论 ，分析现场道路裂缝的分布密度 、大小和形状 ，选择精密测绘仪器或摄影测量设备 ，并对
项目实践方案的合理性和可靠性进行分析评估 。
３）项目设计 。 根据项目分析结果 ，学生以小组
为单位进行项目实践方案的具体设计 。 以无人机航空摄影测量实践项目为例 ，学生亲自设计整个航空摄影测量的生产作业流程 ，包括航摄计划设计和像控点布设设计等 。 航摄设计是指根据飞行高度 、相机视场角大小 、定焦镜头型号 、航向和旁向重叠度等因素 ，计算单张像片的地面覆盖范围 、航线间隔和曝光间隔 ，并绘制航线图 。 像控点布设设计包括控制点数量和布设方式的确定 、测区坐标系的建立等 。
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