面向土地整治工程专业的测绘课程设置与教学探讨

赵占轻，陈艳红，周铭，郭晓楠，尚国琲

(河北地质大学 土地科学与空间规划学院，河北省石家庄市槐安东路136号 050031)

土地整治工程是对低效利用、不合理利用、未利用以及生产建设活动和自然灾害损毁的土地进行整治，提高土地利用效率的活动，以期通过对盐碱地、水土流失土地、沙化土地、污染土地、农村村庄、高标准基本农田以及矿山受损土地的整治，实现存量土地盘活、节约集约用地强化、适时耕地补充以及土地产能提升等[1]。测绘技术对土地整治工程起着重要的支撑作用[2]。

当前国内外土地整治工作不断深化[3-6]，对从业人员的知识结构和能力要求也不断提高。然而，我国土地整治从业人员主要来自于土地资源管理专业[7]，2016年教育部才首次批准部分高校开设土地整治工程本科专业，以系统培养专门人才。笔者所在高校——河北地质大学也被批准开设该专业。因此，我国土地整治工程专业人才培养体系尚不健全，很多方面均处于探索阶段，人才培养严重滞后于实践应用[8]。

鉴于测绘技术对土地整治工程的重要作用以及土地整治工程专业人才培养体系尚不健全的问题，笔者在系统梳理土地整治工程对测绘技术的要求、分析土地资源管理专业测绘类课程的开设现状及特点的基础上，提出了面向土地整治工程本科专业的测绘课程设置及教学的建议。

1 土地整治工程对测绘工作的要求

与大部分工程项目类似，土地整治工程项目也可划分为前期勘察、评价和规划设计，中期工程实施和后期工程竣工三个阶段，各阶段对测量的要求不同。

勘察、评价和规划设计阶段主要要求测量提供研究区1:2000或1:1000甚至更大比例尺的现状地形图，同时通过土地权属和土地利用现状调查，建立地籍和土地利用数据库[9]，从而为土地整治工程规划设计和实施提供准确、及时的基础信息。

土地整治实施阶段的测量工作主要包括土地平整测量、土地面积量算以及施工放样等，其中施工放样关系到田块土方平衡测量、田间道路铺设、输电线路施工以及灌溉排水工程的修建等，是保证工程实施质量的关键[9]。

土地整治工程竣工阶段主要以项目规划设计为依据，对工程的整体施工精度、土地整治质量、土地整治现状以及土地权属等进行验收，最后进行竣工测绘，形成土地整治最终成果[9]。

因此，土地整治工程专业人才需要掌握测绘基本理论知识和地面点定位、地形图测绘及应用、地籍调查与测量以及工程测量等相关技能(如图1所示)。考虑现代测绘技术的发展与普及应用，土地整治工程专业人员在掌握测绘基本理论知识的基础上，应重点掌握包括全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)在内的电子测量仪器的使用及其在控制测量、数字地形图测绘、地籍图测绘和施工放样中的应用，能够借助地理信息系统(Geographic Information System，GIS)软件制作数字地形图、土地利用图和地籍图，以及在已有地形图、土地利用和地籍图上进行相应空间分析与应用等。

图1 土地整治工程专业人才需要掌握的测绘知识与技能Fig.1 Knowledge and technique of surveying and mapping for the land renovation engineers

2 土地资源管理和土地整治工程专业测绘类课程的开设现状及特点

2.1 课程开设现状

测绘类课程均为我国土地资源管理和土地整治工程专业的主干课程[10]。表1列出了部分高校面向土地整治工程专业的测绘类课程的开设情况。从表中可以看出，各高校开设的测绘类课程名称不尽相同，授课内容的侧重点也有差异，但测量学和地籍测量均为重点内容。只有东北农业大学将测量学、地籍测量、工程测量和全球定位系统原理及应用分别作为独立课程开设，内容较其他高校开设的测绘类课程详细很多，接近工程测量专业的相关课程。

表1 土地资源管理/土地整治工程专业测绘类课程开设情况Tab.1 Surveying and mapping courses offered for major of Land Resources Management/Land Renovation Engineering

2.2 课程特点

2.2.1 课程内容涉及面广

面向土地整治工程专业的测绘类课程涉及普通测量学、GNSS定位原理与应用、地籍调查与测量以及工程测量的相关内容。具体包括测量坐标系、方向定向、测量误差基本知识等基本测绘理论知识，还包括GNSS在内的各种定位技术在控制和碎部测量上的应用、大比例尺地形图的基本知识、数字地形图的绘制技术以及地形图的应用；土地利用现状与土地权属调查、地籍测量的基本方法以及地籍数据库的建立与应用等；工程项目施工过程中的主要测绘技术，如工程施工控制网的建立和施工放样等。

2.2.2 实践性强

测绘类课程具有很强的实践性。学生应掌握使用各种测量仪器设备进行数据采集和地面点定位的技术，以及使用地理信息系统或地籍管理软件进行数字地形图和地籍图以及土地利用图的制作、分析和应用技能，并具备综合运用这些仪器设备和软件完成工程项目所需要的数据采集、管理和应用的能力。各高校均设置了一定量的测绘技能实验/实践课，如河北农业大学安排了与理论课时相同的实验课和2周的课程实习，以培养和锻炼学生的实际操作技能和综合能力。

2.2.3与多学科联系紧密，专业性和综合性强，对师生要求高

面向土地资源管理或土地整治工程专业的测绘类课程专业性很强，主要涉及地面点的定位原理与方法、地形图以及地籍图的测绘与应用、工程测量技术等内容。同时，测绘类课程的开设需要高等数学、线性代数、土地管理、地图学、地理信息系统、摄影测量与遥感、计算机辅助设计和数据库原理与应用等多个学科课程的支撑。因此，测绘类课程是专业性很强的综合性课程，对师生的要求也较高。例如，学生必须牢固掌握相关学科的基本知识和技能，才能学好测绘类课程，并锻炼综合运用多学科知识解决实际工程问题的能力；测绘教师除了具备扎实的测绘知识外，还应掌握相关学科的知识和技能，同时具备一定的综合实践经验，才能在教学过程中更好地将测绘和其他学科的知识技能融合在一起，培养学生综合运用多学科的知识和技能来完成实际工作的能力。

3 面向土地整治工程的测绘类课程设置的建议

根据土地整治工程对测绘的需求、当前面向土地整治工程专业开设的测绘类课程的现状和特点、以及教育部淘汰“水课”的要求，笔者建议面向土地整治工程专业仅开设一门“测量与地籍测量”课程即可，涉及到的GNSS基本原理及应用和工程测量的相关内容可融入到该课程当中。针对该类课程实践性强、与多学科课程联系紧密的综合性特点，实验课设置除了针对基本测量方法的实践外，还应包括利用CASS或ArcGIS等地理信息系统软件进行数字地形图的绘制与应用(如土方量的计算、纵横断面图的绘制等)训练、土地利用及地籍数据库的建立与应用方面的实验。当前河北地质大学面向土地资源管理和土地整治工程专业开设的“测量与地籍测量”课程设置了72个学时(包括48学时的理论课和24学时的实验课)，同时设置了两周的野外综合实习(包括数字测图和土地利用现状调查)。本文参照河北地质大学“测量与地籍测量”的课程设置情况，对该课程的教学内容及学时进行了改进，具体见表2。对于条件允许的院校，建议参照河北地质大学开设两周的野外综合实习，以保障学生更好地理解、掌握和综合运用多学科的相关知识和技能，在从事土地整治工程工作方面得到初步训练。

表2 “测量与地籍测量”课程内容及学时设置Tab.2 Curriculum setting for Survey and Cadastral Survey course

具体课程内容讲授过程中，还应充分考虑现代测绘技术的普及应用，如全站仪的使用、GNSS定位技术在控制和碎部测量中的应用、数字摄影测量和遥感技术以及地理信息系统软件用于数字地形图和土地利用图制作以及地籍数据库的建立与应用等。此外，鉴于“测量与地籍测量”与多个学科的课程密切相关，建议该课程还应该注意开设在相关课程之后，以便学生更好地理解、掌握和综合运用相关学科的知识。

4 教学方面的建议

4.1 积极开展教材建设

面向土地整治工程专业的“测量与地籍测量”课程内容涉及面广，与多学科联系紧密，当前尚无相关教材可直接用于教学；当前多数测量学、地籍测量学教材内容未反映现代测绘技术的新发展，工程测量教材涵盖多种工程类型，针对性较差；GNSS原理及应用教材往往重理论、轻应用等。因此，建议由测绘专业各分支学科、土地整治工程和土地管理等多行业专家组成教材建设团队，根据实际教学目的，在现有相关教材和测绘科技的现代发展与应用基础上，进一步选择、提炼、综合和新增适合土地整治工程专业的教材内容；在工程案例方面，广泛征求土地整治工程行业专家建议，建设反映“测量与地籍测量”课程全貌和最新进展的、适合作为土地整治工程本科专业测绘课程的教材。

4.2 合理配备教师，加强备课环节

鉴于“测量与地籍测量”课程涉及内容较多、实践性强、对教师的要求高等特点，建议综合考虑教师的知识结构和实践经验，建立课程教学团队，充分发挥多学科教师的专业优势。在教师自主完善知识结构、提升自身理论水平和技能[15]的同时，通过集体备课、讲评教案、建设课程案例库等，提升团队协作能力、促进师生互学互练，保障优质高效的教学活动。

4.3 多种教学手段和方法结合

为保障教学效果，应充分结合当前主流的“多媒体+讲授”教学方法与现代教学方法。例如：将“基于问题式学习(Problem-Based-Learning,PBL)”的新型教学模式[11-12]引入课堂教学过程中，把学习内容设置于复杂、有意义、相对真实的问题情境中，教师通过设置问题引导学生主动思考，帮助学生把问题解决转化为清晰可行的学习目标，从而充分调动学生的主动性，培养学生在探究和合作过程中解决真实问题的能力。

为保障实践教学环节的质量，可在校内建立模拟实习基地[13]，采用项目教学法(即将实验内容组织成“项目”交给学生，教师指导学生以小组合作方式按照实际工作的完整工序来制定计划、共同或分工实施来完成项目)[14]来组织实践教学。该教学方法一方面可帮助学生进一步理解和掌握相关的知识和技能，另一方面还可以培养学生分析和解决问题的能力以及团队合作精神和能力。此外，为摆脱校内模拟实验条件限制，还可积极开展校企合作，为学生提供真实的综合实践环境，教师全程提供指导，从而有效建立课堂与社会生产实际的联系，为学生今后的职业发展奠定基础。

4.4 建立合理的课程考核方式

“测量与地籍测量”课程实践性强，教学考核不可忽略实践技能的考核。建议除通过期末笔试形式考核学生对基本理论知识的掌握情况外，可在课程结束后、期末考试前增加实践环节的考核，考核内容应包括室外仪器操作和室内专业软件的使用。为提高学生对实践环节的重视，实践考核成绩不合格者不得参与期末笔试考试。两种考核均采用百分制，学生的课程总成绩为期末笔试成绩(50%)和实践考核成绩(50%)的综合。

5 结束语

测绘技术对土地整治工程起着重要的支撑作用。文中在系统分析土地整治工程对测绘工作的需求以及相关专业测绘类课程开设现状的基础上，建议面向土地整治工程专业开设“测量与地籍测量”课程，并针对该课程的内容设置与教学进行了探讨，以期帮助土地整治工程专业学生建构合理的知识结构，为土地整治工程专业人才培养提供参考。