人工智能时代测绘工程教育改革

人工智能时代测绘工程教育改革

颜晓雪 1 陈树新 2

身份证号码： 3708311993110****

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摘要:人工智能技术发展至今，已掀起了第三次浪潮。人工智能时代的到来必将推动测绘工程教育的改革。本文从人工智能技术的发展历程出发，阐述了人工智能在测绘行业的应用现状和发展趋势，分析了人工智能对教育行业的影响，探讨了人工智能与高等教育相结合的应用前景。结合测绘工程高等教育的现状，分别从培养理念、知识结构、教学方法和创新能力几个方面构建了人工智能时代测绘工程专业的教育改革体系，为探索我国测绘工程高等教育同人工智能的深度融合提供理论参考和经验借鉴。

关键词:人工智能;测绘工程;高等教育;教育改革;改革体系

引言

当前教育科技手段和教育理念变革，百花齐放，百家争鸣，各种教学理论、理念和方法、手段风暴般地卷入，测绘专业课程教学面临着巨大的挑战和考验。本文从行业标准化及工程教育专业认证背景入手，分析测绘工程专业认证与注册测绘师制度的关系，探讨基于慕课、翻转课堂的在线课程建设以及测绘学科多种教学方法与手段的综合运用，多措并举培养测绘专业人才。

1人工智能的应用与分析

1.1人工智能在测绘中的应用

测绘科学技术历经传统的模拟阶段、解析阶段，由光机电技术、空间技术、传感器和网络技术推动产生了数字测绘和信息测绘。随着测绘地理信息产业的发展，传统测绘应用领域不断扩大，如今已涉及陆、海、空、天乃至互联物联及人自身等泛测绘领域。个性化、智能化和一体化的测绘服务需求越来越广泛。人工智能时代是大数据、云计算、移动互联、物联网和测绘地理信息行业结合的时代，测绘与时空位置服务的技术、产业形态和商业模式产生了重大机遇与挑战。智能化测绘装备的需求在不断增强，智能测量机器人、全组合智能导航系统、自组网对地感知认知系统等智能测绘硬件和产业的结合已然成为传统产业升级的风向标。人工智能与地理空间数据的结合越来越密切，利用人工智能的机器学习、模式识别技术对空间数据进行分类，对环境进行感知，对地理空间数据进行智能分析。云端智能数据处理与多学科交叉融合应用更加广泛，大数据背景下的“云控制”摄影测量，海量点云数据的智能挖掘，数字影像的智能识别等不断地突破着测绘新技术。位置服务等新的学科内涵依托人工智能技术拓展了测绘工作的内容，无人驾驶、室内测图、智慧城市等新的领域提供广泛的测绘需求，新型人工智能企业涉入测绘行业，并进一步发展了如手机测绘、众包测绘等新的测绘工作内容与工作方式。

1.2人工智能对教育的影响

传统观念上，接受教育的主要模式是学生到学校学习教师传授的知识和技能，但这种模式已越来越难以适应人工智能时代对教育的需求。因为学生仅仅依靠在学校获取的知识去解决未来问题的可能性已经越来越小，这迫切地要求革新现代教育理念，以与社会需求相适应。把人工智能概括为“深度学习+大数据=人工智能”。将人工智能解释为通过算法把知识与意义、教育与人性转化为0与1的二进制代码，为人们提供学习方案。现阶段，深度学习、大数据和云计算成就了人工智能，文字、语音和语义等识别技术的应用，使得规模化的自动批阅和个性化的教学反馈得以实现;慕课、微课、翻转课堂和个性化教学的交互认知手段，随时、随地、随需、随变的知识传播方式正在形成;依托碎片化的教学内容和多媒体重构技术，可随时产生新的灵感和知识聚焦，扩展了教师的角色。人工智能时代的教与学正在发生着急剧的变化，在知识的集聚与传授，教学内容的更新与实践，教学绩效的评价与管理等方面都发生了变化。人工智能必将改变现有的教育状况，高等教育的办学模式、专业的结构体系、教师的职业标准及教学的内容都将发生变化。

2测绘工程专业教育改革

2.1教学中心由教师转变为学生

传统测绘教育中，教师作为专业知识的主要承载者，占据着教学关系的主导地位，普遍形成了以课堂为理论知识传播的载体，以实习基地为实践教学的场所，把知识和技能灌输给学生，因而难以把握每位学生的认知效果，更谈不上创新思维的开发。人工智能时代，依托移动互联网、云计算、大数据和虚拟现实等技术的实时教学平台，学生可以随时随地、多种方式获取知识和技能，学生真正成为整个教学关系的中心，而教师则围绕学生进行教学和指导，起指挥和引导作用，从而增强学生学习的自主性和目标性。

2.2化课程设置

根据工程教育认证和新国标要求，设置了九门测绘工程专业核心课程，包括测绘学基础、误差理论与测量平差基础、数字地形测量学、大地测量学基础、摄影测量学、GNSS原理及其应用、遥感原理与应用、地理信息体系原理、工程测量学。将计算机图形学、工程力学、数字图像处理基础三门专业课程从选修课调整为必修课，增加数据结构课程。测绘管理与法律法规课程增加1学分，加大对学生工程社会和职业规范能力的培养。专业选修课程增加0.5学分，进一步提高学生自主选择课程的机会。

2.3改进教学方法

优化课程设置的同时，关注现代工程施工和专业发展进程出现的新技术、新工艺，有针对性地遴选教学内容，运用“互联网+”及多种授课技术平台，改进教学方法。例如，计算机图形学课程选择省级精品开放课程，加大其它课程，引入超星平台线上线下混合教学模式。教学内容变抽象难懂为具体可感，师生互动更为便捷顺畅。数字地形测量学课程通过利用数字测图仿真软件进行全站仪教学，以类似游戏的方式进行学习，教学趣味性更强，学生学习积极性更高。摄影测量学课程教学中引进无人机测量及数据处理内容，利用先进测量技术教学，以培养学生解决实际问题能力。

2.4自主在线学习规范化

借助计算机和互联网，开发智慧教学平台。依据学生的预习、听课和作业情况对课堂学习效果进行评价，预测未来的学习表现。对于学习高风险的学生给出预警，并根据评价结果推荐个性化的学习内容和方法，提升学习效率。在教学活动结束时提供教学反馈，将个性化、自主化学习规范到日常教学管理工作中，一方面减轻教师的测评负担，另一方面为教学决策和教学改革提供可靠的依据。

2.5虚拟场景实践教学常态化

传统的测绘实践教学往往由于时间、空间、仪器设备和学生安全等因素的限制，导致教学实践项目与教学内容符合程度低，与生产工作需求相脱节。依托于人工智能技术构建的虚拟仿真实践基地，允许学生灵活安排实践时间和实践内容，提供个性化的实践训练需求，大大提高学生的实践参与度和完成度，更加贴合生产一线的实践内容，克服现实中因实习基地的局限性而影响实习效果的弊端。指导教师运用虚拟实践教学场景实时地获取、跟踪学生的实践训练情况，及时制定反馈信息，提高指导效果，保证实践教学质量，形成虚实结合、优势互补的实践教学模式，同时降低实践教学的经济成本和安全成本，有利于提高学生的实践创新能力。

结语

人工智能时代的到来给测绘行业带来了前所未有的冲击和机遇，也必将对测绘高等教育带来革命性的影响。现代测绘学科已经融入了更多学科的交叉，人工智能技术的应用为测绘工程教育带了很多创新型的改变，促进了测绘工程教育在培养理念、知识结构、教学方法和创新能力多方面的变革。作为测绘教育工作者应紧跟时代需求，做好充分准备，抓住时代机遇，稳步推动测绘工程教育改革，为我国的高等教育改革与发展作出贡献。

参考文献:

［1］尼克．人工智能简史［M］．北京:人民邮电出版社，2017．

［2］刘悦，张秀梅．人工智能技术融入现代高等教育的现状和对策研究［J］．中国轻工教育，2019(3):52-58，72．