以數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)為背景的測(cè)量學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的再思考

陶葉青，趙 強(qiáng)，鞏 偉

宿州學(xué)院地球科學(xué)與工程學(xué)院，安徽宿州，234000

測(cè)量學(xué)課程作為測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課之一，主要任務(wù)是講授測(cè)量工作的基本原理，通過(guò)測(cè)量?jī)x器對(duì)所講原理進(jìn)行驗(yàn)證，并用測(cè)量?jī)x器完成相應(yīng)的測(cè)量工作[1-3]。測(cè)量的主要工作是獲取地面點(diǎn)間的距離、角度、高差三個(gè)觀測(cè)量[4]。隨著測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，特別是“3S”(GPS、GIS、RS)集成技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和以數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)為代表的測(cè)量生產(chǎn)作業(yè)模式的改變，使得原有的測(cè)量學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容已不能滿(mǎn)足測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)要求。

圍繞傳統(tǒng)的光學(xué)儀器進(jìn)行測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)調(diào)整，提高數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)中的地位與作用，使課程教學(xué)內(nèi)容跟上測(cè)繪技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。許多測(cè)繪工作者對(duì)測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了討論，文獻(xiàn)[5]對(duì)實(shí)踐教學(xué)體系改革進(jìn)行研究；文獻(xiàn)[6]和[7]對(duì)實(shí)踐教學(xué)模式改革進(jìn)行了研究；文獻(xiàn)[8]對(duì)建立模塊化的實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行了研究。本文在借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上，針對(duì)目前測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題，提出以數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)為核心的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。

1 測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容存在的缺陷

宿州學(xué)院測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)的測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為水準(zhǔn)測(cè)量、角度測(cè)量、距離測(cè)量(表1)。

表1中，水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容是通過(guò)水準(zhǔn)儀完成閉合水準(zhǔn)路線(xiàn)、附合水準(zhǔn)路線(xiàn)、支水準(zhǔn)路線(xiàn)的測(cè)量作業(yè)，教學(xué)中，通常采用S3型水準(zhǔn)儀來(lái)完成實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容；角度測(cè)量實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容是通過(guò)儀器完成水平角觀測(cè)、垂直角觀測(cè)，教學(xué)中，可以借助經(jīng)緯儀與全站儀，采用測(cè)回法或全圓觀測(cè)法來(lái)完成相應(yīng)的角度觀測(cè)；距離測(cè)量實(shí)驗(yàn)主要通過(guò)鋼卷尺完成傾斜距離或水平距離的觀測(cè)。

表1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與性質(zhì)

由此可看出，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在兩大缺陷：1)仍是以傳統(tǒng)光學(xué)儀器為中心，學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)在教學(xué)中沒(méi)有得到強(qiáng)化，學(xué)生的動(dòng)手能力差，缺乏解決實(shí)際問(wèn)題的能力；2)沒(méi)有充分體現(xiàn)數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)的應(yīng)用，使得以數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)為中心的測(cè)量學(xué)理論教學(xué)內(nèi)容無(wú)法得到實(shí)踐，學(xué)生所學(xué)的專(zhuān)業(yè)技能跟不上測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展。

2 以數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)為背景，構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

借鑒前人的研究成果，根據(jù)測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)目前的教學(xué)體系，為加強(qiáng)以全站儀為代表的數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的突出作用與地位，構(gòu)建以全站儀為中心的測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容(表2)。

由表2可以看出，新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系沒(méi)有完全拋棄傳統(tǒng)的光學(xué)儀器測(cè)量技術(shù)，但是，以傳統(tǒng)光學(xué)儀器為中心的大平板測(cè)圖技術(shù)已經(jīng)完全被以全站儀、GPS為中心的數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)所取代。為了讓教學(xué)跟上測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展，全站儀與GPS的應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的地位更加突出。

表2 以數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)為背景的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目

新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系增加了儀器檢校、導(dǎo)線(xiàn)控制測(cè)量、高程控制測(cè)量、碎部測(cè)量等內(nèi)容，為保證完成新增加的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，安排了26個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，大大地提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的比例，這樣，可以較好地培養(yǎng)學(xué)生的儀器操作能力與實(shí)踐能力，為測(cè)繪專(zhuān)業(yè)應(yīng)用性人才的培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

此外，新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系強(qiáng)化了全站儀在課程實(shí)踐環(huán)節(jié)中的作用與地位，要求在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中能夠用全站儀完成的實(shí)驗(yàn)盡可能地用全站儀去完成，以強(qiáng)化數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)在測(cè)量學(xué)課程教學(xué)中的地位與作用，讓學(xué)生所學(xué)的知識(shí)跟上測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展。需要說(shuō)明的是，為了突出數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)在測(cè)繪生產(chǎn)作業(yè)中的地位，GPS技術(shù)已列為測(cè)量學(xué)課程的重點(diǎn)內(nèi)容。但是，GPS技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中并沒(méi)有體現(xiàn)，主要有兩個(gè)方面的原因：1)測(cè)量學(xué)課程教學(xué)任務(wù)的限制；2)與GPS定位原理課程的內(nèi)容相沖突。不過(guò)，筆者認(rèn)為，如何將GPS融入到以數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)為中心的測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，是測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)課程體系改革仍要探討的問(wèn)題之一。

3 對(duì)以數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)為背景的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評(píng)價(jià)

為了對(duì)以數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)為背景的測(cè)量學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的合理性與適用性作出評(píng)價(jià)，筆者就測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是否以數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)主題(編號(hào)為1)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)在課程教學(xué)中所占比重是否合理(編號(hào)為2)、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容能否跟上測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展(編號(hào)為3)、實(shí)踐教學(xué)對(duì)其他專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)是否有幫助(編號(hào)為4)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容在哪些方面仍存在不足(編號(hào)為5)共五個(gè)方面進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查。問(wèn)卷調(diào)查的對(duì)象為宿州學(xué)院測(cè)繪與“3S”技術(shù)教研室的10位教師以及已經(jīng)完成大部分專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)的宿州學(xué)院2010級(jí)測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)73名學(xué)生，問(wèn)卷調(diào)查的樣本容量為83。對(duì)不同類(lèi)型的調(diào)查樣本設(shè)置不同的權(quán)重，其中，每位教師的權(quán)重為8，每位學(xué)生的權(quán)重為1。每個(gè)調(diào)查項(xiàng)目的總分值為153，問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果如表3。

表3 實(shí)踐教學(xué)體系問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果

對(duì)于問(wèn)卷調(diào)查的第五項(xiàng)，即實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容在哪些方面仍存在不足，在調(diào)查的83位對(duì)象中，有69位給出了自己的見(jiàn)解，主要體現(xiàn)如下幾個(gè)方面：(1)數(shù)字化測(cè)圖的繪圖技術(shù)與方法在實(shí)踐教學(xué)中沒(méi)有體現(xiàn)；(2)測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)課程與其他專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)課程在教學(xué)進(jìn)度中有沖突；(3)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生能應(yīng)用儀器進(jìn)行實(shí)踐操作，實(shí)踐能力得到了一定培養(yǎng)，專(zhuān)業(yè)素質(zhì)得到了提高。初步看來(lái)，這種改革是可行的。

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