地學(xué)類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)《測(cè)量學(xué)》實(shí)踐教學(xué)改革的探討

陳 于，胡友健

（1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430074）

實(shí)踐教學(xué)是理論教學(xué)與具體實(shí)踐相結(jié)合，鞏固理論教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)際操作能力的重要環(huán)節(jié)。隨著高等學(xué)校素質(zhì)教育的深入和測(cè)繪新技術(shù)的發(fā)展,測(cè)量?jī)x器已向電子化、數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化、實(shí)時(shí)化和信息化方向發(fā)展，且新型測(cè)繪儀器在工程建設(shè)中已廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合我校地學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)近年《測(cè)量學(xué)》實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，就如何搞好實(shí)踐教學(xué)，如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與實(shí)習(xí)教學(xué)改革，提出了一些有益的建議。

我校地理學(xué)、海洋科學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地質(zhì)工程、自然地理學(xué)、礦物學(xué)、礦產(chǎn)探測(cè)與信息技術(shù)、非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)、能源地質(zhì)工程、石油與天然氣工程、土地資源管理、土木工程、安全工程、資源勘查工程、地下建筑工程、地球物理學(xué)等近20個(gè)本科地學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)了《測(cè)量學(xué)》課程，每學(xué)年選修該課程的學(xué)生近1 500人。

從我校就業(yè)學(xué)生的反饋信息看,當(dāng)今非測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后長(zhǎng)期從事測(cè)繪工作的比例較小，但他們畢業(yè)后從事的工作中很多內(nèi)容是涉及地質(zhì)工程圖件識(shí)圖與制作，這都離不開(kāi)測(cè)量學(xué)知識(shí)。非測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)的《測(cè)量學(xué)》實(shí)踐教學(xué)包括2部分內(nèi)容：授課過(guò)程中穿插的課間實(shí)習(xí)和期末課程的集中實(shí)習(xí)。這給地學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的測(cè)量教學(xué)提出了更新、更高、更廣泛的要求，其突破口是深入進(jìn)行測(cè)量實(shí)踐教學(xué)改革。

1 《測(cè)量學(xué)》實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀分析

2008年，我校針對(duì)《測(cè)量學(xué)》課程進(jìn)行了課時(shí)調(diào)整，對(duì)地學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)所選修的《測(cè)量學(xué)》課堂教學(xué)課時(shí)由48學(xué)時(shí)調(diào)整為40學(xué)時(shí)，集中實(shí)習(xí)1周保持不變?！稖y(cè)量學(xué)》是我校地學(xué)類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)的平臺(tái)課，其主要內(nèi)容有：角度測(cè)量、距離測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量、誤差理論、控制測(cè)量、GPS、地形圖、地形圖測(cè)量及應(yīng)用等基本知識(shí)。由于減少了課堂教學(xué)課時(shí)，教師們感到理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的學(xué)時(shí)分配難以兼顧，有時(shí)因?yàn)槔碚撜n學(xué)時(shí)緊張而影響了實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)。同時(shí)，隨著近年來(lái)測(cè)量新技術(shù)、新儀器、新內(nèi)容的不斷增加，給教學(xué)提出了更高的要求，如何在有限的課時(shí)內(nèi)保證《測(cè)量學(xué)》課程的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量是任課老師關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。

2 地學(xué)類(lèi)《測(cè)量學(xué)》實(shí)踐教學(xué)的改革

雖然地學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后從事測(cè)繪工作的比例很小，但要求學(xué)生能把《測(cè)量學(xué)》的理論、技術(shù)和方法與相應(yīng)專(zhuān)業(yè)緊密結(jié)合起來(lái)，能熟練、輕松地解決工程實(shí)踐中遇到的測(cè)繪方面的問(wèn)題。因此，測(cè)量實(shí)踐教學(xué)應(yīng)由測(cè)圖訓(xùn)練為主轉(zhuǎn)為測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用訓(xùn)練為主[1]。

2.1 教學(xué)形式、內(nèi)容的更新與調(diào)整

2.1.1 教學(xué)形式的調(diào)整

由于GPS、全站儀等新儀器、新技術(shù)的出現(xiàn)，課堂上要講授的理論知識(shí)也越來(lái)越多。所以，筆者根據(jù)近年來(lái)教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，把《測(cè)量學(xué)》實(shí)踐教學(xué)從形式上分為以下3個(gè)部分。

1）課堂實(shí)踐教學(xué)。地學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)通常分為必修實(shí)驗(yàn)和選修實(shí)驗(yàn)2個(gè)部分。必修實(shí)驗(yàn)通常為：①經(jīng)緯儀的認(rèn)識(shí)與操作、②水平角和豎直角觀測(cè)、③經(jīng)緯儀視距測(cè)量、④水準(zhǔn)儀的認(rèn)識(shí)與操作和⑤四等水準(zhǔn)測(cè)量。選修實(shí)驗(yàn)有：⑥全站儀的認(rèn)識(shí)和使用、⑦極坐標(biāo)法放樣平面點(diǎn)位和⑧GPS儀器認(rèn)識(shí)。在講授水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀和全站儀及其操作時(shí)，把儀器帶進(jìn)課堂，架好儀器，邊講授其理論知識(shí)、邊給學(xué)生實(shí)際操作演示，這樣不僅為課間實(shí)習(xí)節(jié)省了演示時(shí)間，更能提升學(xué)生的興趣，教學(xué)效果比對(duì)著黑板或課本講授的效果好得多。另外在課堂上對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)和高斯投影、地形測(cè)量精度等與實(shí)踐教學(xué)相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容加以重點(diǎn)講解，并布置一定量的作業(yè)，這是對(duì)課堂實(shí)踐教學(xué)有益的補(bǔ)充。

2）課間實(shí)踐教學(xué)。由于增加了課堂實(shí)踐教學(xué)部分，在課間實(shí)踐教學(xué)部分也要做些調(diào)整。在時(shí)間上，以往是4個(gè)學(xué)時(shí)分2次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)①和②，可安排2個(gè)學(xué)時(shí)一起進(jìn)行；另外在實(shí)習(xí)內(nèi)容上，將以往的選修內(nèi)容調(diào)整為實(shí)習(xí)內(nèi)容。隨著測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，學(xué)生對(duì)新儀器的學(xué)習(xí)有了更強(qiáng)的需求，所以可以把實(shí)驗(yàn)⑥⑦⑧等內(nèi)容加入進(jìn)來(lái)，這樣既增加了儀器操作的內(nèi)容，避免了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的前后重復(fù)，又保證了學(xué)生熟悉新儀器。節(jié)省出的學(xué)時(shí)可根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，選擇開(kāi)出不同的選修實(shí)驗(yàn)，這在一定程度上也解決了實(shí)習(xí)學(xué)時(shí)緊張的問(wèn)題。

此外，我校校內(nèi)課間實(shí)習(xí)環(huán)境有待進(jìn)一步加強(qiáng)。由于對(duì)校內(nèi)現(xiàn)有交通道路進(jìn)行了翻修刷黑，致使校內(nèi)許多實(shí)習(xí)控制網(wǎng)點(diǎn)、圖根控制導(dǎo)線點(diǎn)遭到了破壞，所以現(xiàn)在亟需重新建立校內(nèi)相應(yīng)等級(jí)的控制網(wǎng)點(diǎn)（含永久性、臨時(shí)性控制點(diǎn)——實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)時(shí)加密的圖根控制點(diǎn)），將永久性點(diǎn)的坐標(biāo)、高程都與國(guó)家控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)，并算出坐標(biāo)和高程，建立起全校性的測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)基地，以滿(mǎn)足學(xué)生平時(shí)的課間實(shí)習(xí)教學(xué)需要。

3）集中實(shí)習(xí)。任何專(zhuān)業(yè)的集中實(shí)習(xí)都應(yīng)在實(shí)習(xí)基地進(jìn)行，每個(gè)實(shí)習(xí)小組5～6人。在實(shí)習(xí)進(jìn)行前，教師利用2個(gè)學(xué)時(shí)講解實(shí)習(xí)的目的、要求、內(nèi)容和注意事項(xiàng)等。我校地學(xué)類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)近1 500名學(xué)生的1周集中測(cè)量實(shí)習(xí)安排了2個(gè)內(nèi)容。

第一個(gè)內(nèi)容是地形圖識(shí)圖實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)時(shí)間為1 d,目的是掌握野外讀圖方法。我校地形圖識(shí)圖實(shí)習(xí)基地設(shè)在武漢市花山鎮(zhèn)九峰山一帶。實(shí)習(xí)基地為一個(gè)線路東西總長(zhǎng)度約為6 km的區(qū)域，以316國(guó)道的交叉口為實(shí)習(xí)起點(diǎn)，加油站為實(shí)習(xí)線路終點(diǎn)，沿著圖1所示的大致線路拿著地形圖圖板進(jìn)行識(shí)圖找點(diǎn)。實(shí)習(xí)步驟為：每個(gè)小組領(lǐng)到實(shí)習(xí)基地的1張1∶2.5萬(wàn)比例尺的地形圖圖板，以班級(jí)為單位坐校車(chē)到達(dá)實(shí)習(xí)基地，在316國(guó)道的交叉口下車(chē)，每一幅地形圖上會(huì)安排一定數(shù)量的點(diǎn)位，每個(gè)小組的點(diǎn)位個(gè)數(shù)一致，但不一定在同一個(gè)實(shí)地點(diǎn)。每個(gè)實(shí)習(xí)小組到實(shí)地沿著圖1大致的行走路線行走，有的學(xué)生會(huì)繞到線路兩側(cè)實(shí)地去找點(diǎn)，通過(guò)實(shí)習(xí)所在地與實(shí)習(xí)地地形的對(duì)照，找到圖上點(diǎn)在實(shí)地點(diǎn)的位置而達(dá)到實(shí)習(xí)的目的。近來(lái)由于武漢市周邊郊區(qū)城市化建設(shè)的加快，東湖高新區(qū)與周邊的江夏區(qū)會(huì)逐漸形成新的大光谷，所以實(shí)習(xí)基地的地形變化較大，這給學(xué)生對(duì)照實(shí)地地形帶來(lái)了較大的困難，以后亟待進(jìn)行地形圖圖板內(nèi)容的更新。

圖1 九峰山地形圖識(shí)圖實(shí)習(xí)基地大致行走路線圖

第二個(gè)內(nèi)容是地形圖平板測(cè)圖實(shí)習(xí)，外業(yè)測(cè)圖時(shí)間為3 d，內(nèi)業(yè)計(jì)算與繪圖時(shí)間為4 d， 測(cè)量1∶500地形圖，等高距為1 m，每個(gè)小組的測(cè)區(qū)范圍是100 m×100 m。地形圖平板測(cè)圖實(shí)習(xí)基地建設(shè)在我校北區(qū)南望山一食堂附近的山地上。本實(shí)習(xí)要求學(xué)生能測(cè)量地形圖，計(jì)算碎部點(diǎn)與儀器間的距離和碎部點(diǎn)高程，學(xué)會(huì)用極坐標(biāo)法測(cè)圖與展繪碎部點(diǎn)以及進(jìn)行地物地貌的繪制，形成合格的地形圖成果。實(shí)行組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制：分配小組人員進(jìn)行觀測(cè)、記錄、計(jì)算、跑尺、繪圖的工作，以1人1個(gè)測(cè)站進(jìn)行小組成員測(cè)圖任務(wù)的輪換。

在儀器經(jīng)費(fèi)投入較少而很難引進(jìn)新的測(cè)量?jī)x器的情況下，我校依然能采用傳統(tǒng)光學(xué)經(jīng)緯儀作為實(shí)習(xí)教學(xué)的儀器，使學(xué)生受到了良好的測(cè)量基本技能訓(xùn)練，在工作實(shí)踐上學(xué)生均能很好地解決實(shí)際問(wèn)題，教學(xué)取得了良好的效果，這也是我校繼續(xù)采用傳統(tǒng)常規(guī)測(cè)量?jī)x器在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮巨大作用的原因。

以前我校地學(xué)類(lèi)與測(cè)繪本科專(zhuān)業(yè)的地形測(cè)量實(shí)習(xí)與控制測(cè)量實(shí)習(xí)均安排在武漢市江夏區(qū)龍泉山實(shí)習(xí)基地進(jìn)行，距離我校近30 km，每個(gè)實(shí)習(xí)班級(jí)實(shí)習(xí)3 d，每天有6～8個(gè)班級(jí)的學(xué)生參加實(shí)習(xí)，每天均需安排4～8臺(tái)校車(chē)往返接送學(xué)生，地形圖測(cè)圖實(shí)習(xí)給學(xué)校帶來(lái)了較大的車(chē)輛運(yùn)輸壓力。自2009年起，啟動(dòng)并建設(shè)了校內(nèi)北區(qū)南望山地形測(cè)量測(cè)圖基地，用于地形測(cè)量的控制點(diǎn)有65個(gè)。這里保存了較完好的原始地形地貌，自然地物、人工地物也豐富多樣。因該基地在校內(nèi)，為實(shí)習(xí)內(nèi)容和范圍、靈活性安排提供了很大的便利，完全能滿(mǎn)足地形測(cè)量綜合實(shí)習(xí)的要求，可同時(shí)供6個(gè)班級(jí)共30個(gè)組同時(shí)進(jìn)行實(shí)習(xí)。

總之，綜合性測(cè)量實(shí)習(xí)要適應(yīng)學(xué)科要求和學(xué)生未來(lái)職業(yè)的趨向，適當(dāng)弱化地形圖測(cè)圖內(nèi)容，加強(qiáng)測(cè)繪新技術(shù)、測(cè)繪成果在學(xué)科當(dāng)中的應(yīng)用。所以，在某些地學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)，如我校李四光學(xué)院地質(zhì)學(xué)基地班的集中實(shí)習(xí)中，除了安排上述2個(gè)實(shí)習(xí)外，還進(jìn)行了在九峰山實(shí)習(xí)基地使用手持GPS導(dǎo)航與找點(diǎn)及地形圖識(shí)圖的綜合實(shí)習(xí)。

2.1.2 教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

《測(cè)量學(xué)》的基本任務(wù)主要有3個(gè)：一是精確測(cè)定地面點(diǎn)的位置及地球的形狀和大??；二是將地球表面的形態(tài)及其他相關(guān)信息測(cè)繪成圖；三是進(jìn)行經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)所需要的測(cè)繪工作?！稖y(cè)量學(xué)》作為一門(mén)地學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，必須結(jié)合各專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。因此，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面，必須注重因地制宜、各有側(cè)重的教學(xué)原則。如地球物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、資源勘查等專(zhuān)業(yè)，將來(lái)從事的工作主要是進(jìn)行野外地質(zhì)方面的勘察，因此在課間實(shí)習(xí)中可選擇開(kāi)設(shè)經(jīng)緯儀儀器認(rèn)識(shí)、角度測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量、點(diǎn)位極坐標(biāo)放樣地形圖等實(shí)習(xí)內(nèi)容。集中實(shí)習(xí)應(yīng)以測(cè)繪地形地貌、野外地形圖識(shí)圖用圖、手持GPS導(dǎo)航與測(cè)量等內(nèi)容為主。

2.2 實(shí)踐教學(xué)的組織與管理

測(cè)量實(shí)踐教學(xué)有助于加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提高學(xué)生運(yùn)用課堂知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。因此，要積極準(zhǔn)備、合理地組織好《測(cè)量學(xué)》實(shí)習(xí)。

測(cè)量實(shí)踐教學(xué)通常分成若干小組分散獨(dú)立進(jìn)行，每組5～6人。由于課間實(shí)驗(yàn)一般可以安排在同一個(gè)小范圍的場(chǎng)地進(jìn)行，教學(xué)的組織管理相對(duì)簡(jiǎn)單。對(duì)于集中實(shí)習(xí)，教學(xué)管理上難度較大一些，需重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生人身安全、儀器安全及其他一些注意事項(xiàng)。我校建立的九峰山地形圖識(shí)圖實(shí)習(xí)基地是一個(gè)校外的、場(chǎng)地范圍大，視野開(kāi)闊、地貌特征明顯的野外識(shí)圖用圖訓(xùn)練實(shí)習(xí)基地，可以很好地培養(yǎng)學(xué)生掌握典型地物和地貌的判讀等地形圖基本應(yīng)用的能力。但由于實(shí)習(xí)場(chǎng)地范圍大，學(xué)生相對(duì)分散，增加了老師管理與指導(dǎo)的難度。每學(xué)年進(jìn)行九峰山地形圖識(shí)圖實(shí)習(xí)，需在我校測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)的研究生中挑選能認(rèn)真負(fù)責(zé)的研究生8～10名，在實(shí)習(xí)前對(duì)他們進(jìn)行必要的預(yù)先技術(shù)指導(dǎo)與工作安排，按照我校教務(wù)處的要求，一個(gè)班級(jí)按照1:1.5的比例配備實(shí)習(xí)教師，進(jìn)行基地實(shí)習(xí)的指導(dǎo)，另外在校內(nèi)測(cè)量實(shí)驗(yàn)室按每天安排2人輪流進(jìn)行測(cè)量?jī)x器圖板的收發(fā)。這一系列舉措的實(shí)施，能很好地保證地學(xué)類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)學(xué)生《測(cè)量學(xué)》實(shí)習(xí)的質(zhì)量。

3 結(jié) 語(yǔ)

《測(cè)量學(xué)》課程教學(xué)效果的好壞，很大程度上取決于教學(xué)實(shí)習(xí)質(zhì)量的高低。當(dāng)然，《測(cè)量學(xué)》實(shí)踐教學(xué)的改革涉及很多方面，還需要解決以下問(wèn)題：實(shí)習(xí)內(nèi)容多與課時(shí)少的矛盾、儀器設(shè)備更新與投入不足的矛盾、學(xué)生擴(kuò)招與師資不足的矛盾。

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