產教融合下高校數字攝影測量學教學實踐

厲彥玲?董超?叢康林?郭寶宇?彭磊

摘 要｜目前，對于普通高校本科教育中的產教融合問題的研究還不充分，而基于產教融合模式的專業課程建設的研究更為稀缺。本文依托于教育部產學合作協同育人項目，以深化產教融合為基本模式，開展了數字攝影測量學課程教學實踐探索。將課堂教學改革作為提高人才培養質量的突破口，實行全過程學業評價，并在理論、實驗、實習和課程設計等各個環節積極融入學科專家和著名學者事跡，同時有機地融入行業優秀企業和優秀軟硬件平臺。通過深化產教融合實踐，取得了良好的效果，對于培養基礎知識扎實、富有創新精神的高素質應用型人才具有積極意義。

關鍵詞｜產教融合；高等教育；課程建設；數字攝影測量學；全過程學業評價

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跨界融合（主要包括科教融合、學科融合、產教融合、跨國融合四個方面）是全球高等教育改革的新方向［1］。其中，產教融合是高校培養應用型人才的重要途徑，也是促進產業結構優化升級的重要動力。然而，目前產教融合的研究大多在職業教育［2-4］，對普通高校本科教育中的產教融合問題研究還不充分［5，6］。至于在產教融合背景下進行高校專業課程建設的研究則少之又少［7］。

山東農業大學（以下簡稱“我?！保┦且凰赞r業科學為優勢、生命科學為特色、融農、理、工、管、經、文、法、藝術學等于一體的多科性大學，同時也是為數不多的擁有測繪類專業的農業高校之一?！稊底謹z影測量學》是遙感科學與技術專業的專業核心課程，對于專業人才培養具有重要意義。該課程共6學分，其中，理論課3.5學分（56學時）、實驗課0.5學分（單獨實驗課16學時）以及教學實習及課程設計2學分。

國內不少高校從課程思政、在線課程建設、教學軟件、教學內容等方面進行了攝影測量學課程或數字攝影測量學課程的教學探討［8-11］，但對于如何結合產教融合進行課程建設尚缺少深入探討與實踐。

筆者在多年教學研究和教改實踐［12］的基礎上，依托教育部產學合作協同育人項目，以深化產教融合為基本模式，開展數字攝影測量學課程教學實踐。本文論述產教融合模式下的教學思路與實踐，以期與同行交流，敬請專家、讀者批評指正。

1 整體設計

1.1 基本理念

根據黨的二十大報告中“堅持以人民為中心發展教育，加快建設高質量教育體系，發展素質教育，促進教育公平”的精神，結合工程教育認證理念和“金課”建設的目標，我們提出教學實踐的基本理念：秉承以學生發展為中心、質量為先、持續改進、開放共享、合作共贏的基本理念；以提高學生航測技術的行業應用和工程實踐能力為目標；貫穿任務驅動、案例主導、PBL（基于問題的教學方法）思想；及時引入新思想、新方法、新內容，充分發揮國產航測軟件的價值；探索產教深度融合的教學實踐，培養學生自主學習能力、應用實踐能力和創新思維能力。

1.2 建設目標

（1）引領學生實現自動化三維建模技術在國土監測等方面的應用

深化產教融合，充分發揮國產航測軟件的價值，提高學生的航測技術應用能力，培養支撐空間信息化需要的高素質專門人才。

（2）建立完善的數字攝影測量學課程內容體系

提供完善的教學相關材料，包括：教學大綱、授課教案、課件與參考資料、習題、典型教學案例、實踐教學資料、教學改革方案等。

（3）引進先進的虛擬仿真學習平臺

采用TBL（基于團隊的教學方法）、PBL、案例教學，讓學生成為主角，引導學生探討、分析并解決問題，以賽促教，培養學生自主學習能力、應用實踐能力和創新思維能力。

1.3 建設內容和實施路徑

課程體系結構與部分融合點如圖1所示。

（1）編寫課程大綱、教師授課教案，制作PPT及知識點講解視頻

完善課程內容，修改課程大綱，將南方測繪分布式超大規?？杖惴ǖ认冗M技術融入教學大綱。編寫教案，制作PPT、知識點講解視頻等。

（2）設計航測流程化生產等多種項目，完善豐富實踐內容，編寫典型教學案例

針對課程核心知識點，結合SouthUAV、uFeature3D等系列軟件，設計南方測繪航測相關技術的實驗與實踐教學項目，并給出操作步驟。結合國土、農業等方面的需求，整合典型教學案例。

（3）加強過程考核

在教學的全過程，借助雨課堂等智慧教學平臺，隨時記錄每個學生的學情數據，期末綜合作業、論文、調研報告、實驗、實習、設計等各環節，形成過程考核成績。

（4）探索無人機航測虛擬仿真實驗

選拔優秀學生，引進南方測繪無人機航測虛擬仿真系統，開展相關實驗與競賽。

（5）形成豐富的物化成果

形成教學實踐方案，開發典型教學案例，形成課程大綱、教師授課教案、各章習題、課程實驗資料、實習指導、課程設計指導等材料。

2 實踐探索

根據山東省教育廳《關于推動課堂教學改革全面提高普通本科高校人才培養質量的通知》（魯教高字〔2022〕4號）的要求，結合學校深入推進課堂教學改革的精神，基于本項目產教融合的教改理念，我們進行了數字攝影測量學課程的教學實踐工作。

2.1 改進理論課的學業評價方式

我們將課堂教學改革作為提高人才培養質量的突破口，并將全過程學業評價作為課堂教學改革的核心。通過推動教學理念、教學內容、教學模式、教學評價、教學管理和現代教學技術應用等一體化改革，實現教學模式從注重知識傳授的“以教為中心”向“知識+思維方式+想象力”的“以學為中心”轉變，培養方式從“灌輸式”到探究式、個性化的轉變，學業評價從死記硬背、“期末一考定成績”到獨立思考、“全過程學業評價”和“非標準答案考試”的轉變，學生行為從被動學習、“應試型”學習到主動學習、“創新型”學習的轉變，培養基礎知識扎實，富有創新精神，堪當大任的高素質人才。

2.1.1 打破“期末一考定成績”的考核方式

抓住成績評價這個“牛鼻子”，強化過程評價，激發學生全程、全員、全心參與教學各環節。課程學習成績由四個部分構成：平時考核（包括課堂表現、隨堂測試、課后自學、討論等）、單元測試（每章一測）、課程論文、期末考試。期末考試成績的權重為50%。平時考核和單元測試主要借助雨課堂智慧教學平臺組織實施。

2.1.2 推行“非標準答案”考核方式

根據課程內容和教學需要需求，采取標準答案與非標準答案相結合的方式進行考核。通過創新小論文（例如：自選攝影測量學的一個發展方向撰寫論文）、生產實踐案例分析（例如：如何無需平差、簡單快速地獲取某新建大樓的地理空間信息）、學科重大新聞分析等（例如：談談遙感科學與技術升格為一級學科這一大事對你的學業、人生規劃等方面有哪些啟示和影響）方式，探索開放式命題和創作型考試（例如：要通過無人機航測的方式生產某居民小區的系列地理信息產品，請提出整體技術方案，并說明基本流程）的“非標準答案”考核方式，重點考查學生運用知識分析問題和解決問題的能力，引導學生自主學習，破除“高分低能”積弊的現象。

2.2 深化課堂教學改革

緊緊抓住課堂教學主戰場，優化教學內容，改革教學方法，打造“高階學習”課堂。

2.2.1 優化課堂教學內容

以提升學生創新創業能力為目標，優化教學內容和課程體系。教師密切關注學科前沿與行業熱點，及時將前沿成果、行業案例、國產優秀軟件和專家學者先進事跡等有機融入課堂教學。針對不同學生的特點，因材施教，實施梯度化教學，努力為學生提供個性化的教學服務。

2.2.2 改革課堂教學方法

打破死板、單一的課堂講授式和灌輸式教學模式，充分利用智慧教學平臺、即時通訊平臺等現代信息技術手段，采用混合式教學、翻轉課堂、TBL、PBL等靈活先進的教學方法，進行啟發式講授、互動式交流和探究式討論，做到教學相長。

2.3 完善課堂教學管理

2.3.1 完善全過程學業評價制度

根據課程特點，研究制定科學嚴謹的全過程學業評價大綱，明確課程考核方式、考核內容和考核規程等，并及時向學生傳達。在課堂教學過程中，對發現的問題和學生提出的建議，我們不斷改進和完善，確保全過程學業評價結果的準確性和公平性。

2.3.2 健全課堂教學管理機制

加強課堂教學改革研究，建立和完善課堂教學質量評價管理機制。通過學校督導組聽課、同行評價、學生評價等多種方式，激勵師生盡最大努力將教與學做好。

2.4 實踐與其他環節

近年來，學生普遍存在軟件應用能力和編程能力弱等不足的問題。然而，企業普遍希望學生在工作后能快速適應崗位需求并接手具體任務。這就要求在實驗實習和課程設計等實踐環節加強學生專業軟件應用和相關程序編寫的訓練，鼓勵學生自主探索和勇于創新，為國家培養具備創新型、復合型的高素質專業人才。

2.4.1 實驗

除了立體觀察與量測等經典實驗外，積極引入SouthUAV平臺。該平臺實現了針對航測數據的全流程一體化作業，從影像、點云等數據獲取到過程數據處理、成果輸出均采用數字化或智能化等形式進行。平臺提供航線規劃、相控測量、航測數據預處理、空三加密生成傳統4D產品、三維模型數據的生產、基于實景三維模型采集DLG、航測成果數據疊加瀏覽應用的整體解決方案，所有航測相關工作都可在本軟件內對應的模塊進行，極大保障用戶數據處理的連貫性，避免在不同軟件間進行頻繁切換的繁瑣操作，有助于保持數據及流程的完整性與準確性，節省用戶處理數據的時間，提高整體生產效率。

學生能夠掌握項目管理員和成員的區別，清了解模塊使用邏輯。學生團隊組長任管理員。管理員能初步進行新建項目，規劃測區、航線、格網、像控，上傳規劃好的數據，分享項目給項目成員，最后查看項目進度。成員一般業務流程：加入到指定項目中，下載所負責的測區對應的數據（測區、航線、格網、像控），在地面站軟件中使用下載的測區和航線數據去執行飛行任務，在像控之星軟件中下載已規劃好的測區、格網和像控點數據，去完成實地的像控采集任務。

2.4.2 實習與課程設計

在大數據時代、智慧城市的時代，全息三維將是地理信息產業服務于智慧城市、大數據時代的有力武器。

引入uFeature3D，它是一款面向航測的信息化測繪軟件，集成測繪、CAD、GIS三個領域的實用技術，提供空間和屬性數據的瀏覽、查詢、采集、編輯、管理、分析、制圖輸出等測繪和GIS的核心功能。系統包含三維采集模塊，支持用戶在實景三維模型上進行地物采集和成圖等工作，并提供多種多樣的量測和繪圖工具，滿足多樣化繪圖需求。

實習環節，學生結合南方軟件，進行土地監測、農作物種植監測、水資源監測等典型應用，不但掌握航測數據的全流程處理方法與技術，鍛煉了專業軟件應用能力，還能鍛煉獨立分析問題和解決問題的能力。

課程設計環節，學生可以選擇制作專業知識講解動畫視頻，或者編程實現核心算法（后方交會、特征提取、影像匹配等）。這樣的活動有利于鍛煉編程能力，同時也有利于培養創新型、復合型人才。

2.4.3 課外學習

俗話說，“師傅領進門，修行在個人”。課余時間對于個人創新能力的提高也十分重要。學生可結合專業知識，自主選擇感興趣的研究主題或應用案例開展研究與實踐。

在學習的各個環節，學生都可能遇到一些問題。教師要積極引導學生分析問題產生的原因和機理，鼓勵他們敢于嘗試，獨立分析，這也是問題解決過程中最重要和最困難的部分。

2.5 組織與保障

結合學?！傲闶謾C、零缺勤、師生互動”的要求創造性地開展工作，真正讓課堂活起來、讓學生忙起來；同時結合本次專業人才培養方案和課程教學大綱修訂等工作落實課堂教學改革。邀請學生代表參與，具體推動課堂教學改革工作。

廣泛宣傳，通過多種形式將課堂教學改革的意義、內容等傳達到每位同學，并動員學生積極參與課堂教學改革，切實把課堂教學改革工作落地落實。

3 項目特色

3.1 基于任務驅動思想，突出案例教學，深化產教融合

貫徹知識傳授、能力培養、價值塑造“三位一體”的育人理念，深化產教融合，構建數字攝影測量學的新課程體系，推進課程教學改革。結合傾斜攝影測量等技術實現自動化三維建模，提升教學質量，引領學生實現該技術在國土、農業監測等方面的應用。

將知識要點融入案例中，使知識、技術方法與案例相輔相成。由淺入深，基于南方SouthUAV、uFeature3D等系列軟件，循序漸進地設計攝影測量數據整理、空三加密、空三成果評價、立體測圖、實景三維測圖等實踐環節，生產DEM、DSM、DOM、DLG、真正射影像、實景三維模型等產品。

結合土地利用監測、耕地面積監測、農作物識別、農作物種植面積監測、農作物長勢監測、土壤墑情監測、水資源監測等方面的應用需求，整合形成南方+農業工程應用典型案例庫。

3.2 加強學生學習過程考核

探索實施非標準答案考試，采用包含但不限于課后作業、大作業、小論文、調研報告、課程論文、課程設計答辯等考核方式，過程考核與期末考試結果考核相結合對學生的知識、能力和素質進行全面檢測考核，過程考核成績占總成績的50％，形成有參考和實踐價值的過程考核方案。

3.3 采用信息化教學手段，團隊學習模式，重視個性化學習

積極探索簡潔高效的現代化教學管理手段，將教師從繁重的教務工作中解放出來。施行線上線下混合式教學，整合多種教學資源，將國家精品課程資源作為有益的補充，并將課件與講課視頻等上傳到課程QQ群、bilibili平臺。采用雨課堂等智慧教學工具，互動方式靈活多樣，能夠實時掌握學生學習狀態。

教學組織采用團隊模式，每個團隊由5-6名學生組成，充分發揮各成員主觀能動性，取長補短，將“我不會”轉變為“我可以學”，促進團隊共同進步。對于學有余力的同學，我們鼓勵他們學習擴展內容，加深對專業知識的理解并參加各種技能大賽，培養獨立分析問題與解決問題的能力，促進個性化學習和終生學習。

4 結語

通過產學合作項目的實施，進一步引導教師潛心教書育人，激勵學生自主學習和攻堅克難。整體上，教學改革取得了良好效果。2022—2023年第1學期的數字攝影測量學課程及格率達到100%，實踐環節也取得了圓滿成功。全國大學生測繪學科創新創業智能大賽是全國測繪學科最高等級賽事，也是全國測繪類院校專業技能檢驗和學術交流的重要平臺。在2022年的比賽中，我校參賽隊伍獲特等獎3項、一等獎2項、二等獎5項，學校榮獲全國團體特等獎，邱健壯老師、董超老師獲優秀指導教師稱號，獲獎層次和獲獎數量創歷史新高。

由于時間緊迫，加之2022年疫情的影響，還有部分工作尚未開展，接下來，我們將邀請行業企業的專家走進課堂，讓專業教師深入企業，進一步推動產教融合向更深層次發展。

參考文獻

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Teaching Practice of Digital Photogrammetry in Universities under Industry-education Integration

Li Yanling1 Dong Chao1 Cong Kanglin1 Guo Baoyu2* Peng Lei2

1. College of Information Science and Engineering， Shandong Agricultural University， Tai’an;

2. Guangzhou South Surveying ＆ Mapping Technology Co.， Ltd.， Guangzhou

Abstract： At present， there is not enough research on the integration of industry and education in the undergraduate education of general colleges and universities， and even less research on the construction of professional courses based on the integration mode of industry and education. In this paper， relying on the cooperative education project of the Ministry of Education， the teaching practice of Digital Photogrammetry course is carried out in the basic mode of deepening the Industry-education integration. It takes classroom teaching reform as a breakthrough to improve the quality of talent cultivation， implements whole-process academic evaluation， and actively integrates subject experts and famous scholars’ deeds in all aspects such as theory， experiment， internship and course design， and organically integrates excellent industry enterprises and excellent software and hardware platforms. Through the practice of Industry-education integration， good results have been achieved， which is of positive significance for cultivating high-quality applied talents with solid basic knowledge and innovative spirit.

Key words： Industry-education integration; Higher education; Curriculum development; Digital Photogrammetry; Whole process academic evaluation