應(yīng)用型本科測(cè)繪工程專業(yè)“控制測(cè)量”教改研究

戴洪寶，許繼影

(宿州學(xué)院，安徽 宿州 234000)

應(yīng)用型本科測(cè)繪工程專業(yè)“控制測(cè)量”教改研究

戴洪寶，許繼影

(宿州學(xué)院，安徽 宿州 234000)

為適應(yīng)應(yīng)用型本科測(cè)繪工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，應(yīng)積極探討控制測(cè)量課程的教學(xué)改革，使課程教學(xué)體現(xiàn)應(yīng)用型本科特色。本文以應(yīng)用型本科為研究平臺(tái)，以測(cè)繪工程專業(yè)控制測(cè)量課程改革為研究目標(biāo)，從分析教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)、理論教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整、實(shí)踐基地建設(shè)三個(gè)方面進(jìn)行研究分析，建立了適用于應(yīng)用型本科的控制測(cè)量課程改革方案體系，對(duì)于相關(guān)院校測(cè)繪工程專業(yè)建設(shè)有一定的指導(dǎo)意義。

應(yīng)用型本科；控制測(cè)量；教學(xué)改革；測(cè)繪工程

0 前言

控制測(cè)量是高等學(xué)校測(cè)繪工程專業(yè)的一門主干課程，在專業(yè)課程設(shè)置中具有重要地位和作用。進(jìn)入新世紀(jì)以來，由于空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及地理信息技術(shù)等相關(guān)科學(xué)技術(shù)和我國各項(xiàng)建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，使測(cè)繪科學(xué)的理論基礎(chǔ)、工程技術(shù)體系、研究領(lǐng)域以及科學(xué)目標(biāo)和服務(wù)對(duì)象等都發(fā)生了深刻的變化[1]。控制測(cè)量已由傳統(tǒng)技術(shù)過渡到了現(xiàn)代技術(shù)，以三角測(cè)量為代表的常規(guī)地面測(cè)量方法已被全站儀導(dǎo)線測(cè)量和GPS定位測(cè)量所取代。因而，測(cè)繪工程專業(yè)控制測(cè)量的教學(xué)改革勢(shì)在必行。

本文以應(yīng)用型本科為研究平臺(tái)，分析教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)，提出了控制測(cè)量理論教學(xué)內(nèi)容改革方案，構(gòu)建了適合應(yīng)用型本科的控制測(cè)量實(shí)踐體系。

1 教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)

應(yīng)用型本科的學(xué)生作為教學(xué)改革的對(duì)象，研究分析他們的特點(diǎn)是很有必要的。以宿州學(xué)院為例，2004年從宿州師范?？茖W(xué)校升格為宿州學(xué)院，2006年工程測(cè)量與監(jiān)理專業(yè)開始招收?？粕?，2008年測(cè)繪工程專業(yè)開始招收本科生，在從師范專科轉(zhuǎn)型為應(yīng)用型本科的過程中，學(xué)校轉(zhuǎn)型的大環(huán)境結(jié)合學(xué)生個(gè)人成長的小環(huán)境，使得應(yīng)用型本科的學(xué)生具有鮮明的烙印，可將其特點(diǎn)總結(jié)為：

(1)應(yīng)用性能力需求較強(qiáng)，研究問題能力需求較弱。作為應(yīng)用型本科的學(xué)生，不用經(jīng)歷千軍萬馬過獨(dú)木橋的艱辛旅程，但也失去了過去大學(xué)生天子驕子的優(yōu)勢(shì)地位。他們需要為謀求一份理想的職業(yè)打下基礎(chǔ)，因而實(shí)用性強(qiáng)的知識(shí)和技能成為廣大學(xué)子追求的目標(biāo)。與之相反，學(xué)生對(duì)于理論性強(qiáng)的知識(shí)，缺乏研究的興趣，以測(cè)繪工程專業(yè)為例，學(xué)生對(duì)于操控儀器的實(shí)驗(yàn)課的興趣要遠(yuǎn)大于一節(jié)測(cè)量平差理論課。如何抓住這一點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，對(duì)實(shí)用性技能追求的同時(shí)，不要拋棄研究、解決問題的能力。

(2)目的性較強(qiáng)，但目的不明確。當(dāng)今的大學(xué)生為90年后甚至95后，他們成長在一個(gè)物質(zhì)欲望較強(qiáng)的年代，且深受網(wǎng)絡(luò)信息的深刻影響，做起事情來目的性很強(qiáng)，對(duì)于學(xué)習(xí)也是如此。他們常常以期末考試通過為目的，只注重期末考試的考點(diǎn)，而忘記學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的重要性。學(xué)習(xí)目的不明確、不正確，教師在制定教學(xué)計(jì)劃時(shí)要認(rèn)真的總結(jié)，制定相應(yīng)的對(duì)策。

(3)自學(xué)能力較差。結(jié)合應(yīng)用型本科生自身的條件，普遍情況就是學(xué)生自學(xué)能力較差，不少學(xué)生沒有養(yǎng)成課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)的習(xí)慣，更不會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí)課外專業(yè)知識(shí)。教師在實(shí)施課程教學(xué)時(shí)要注意學(xué)生的自學(xué)狀況，及時(shí)督促，采取必要的措施。

2 控制測(cè)量理論教學(xué)的改革

控制測(cè)量分為水平控制測(cè)量和高程控制測(cè)量。水平控制測(cè)量的傳統(tǒng)方法為三角測(cè)量，使用光學(xué)經(jīng)緯儀測(cè)量，三角測(cè)量在國家一等鎖，二等三角網(wǎng)的布設(shè)中發(fā)揮了重要的作用，但伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、空間技術(shù)等的發(fā)展，電子化、信息化、集成化成為了測(cè)量儀器的主流，與之相應(yīng)的測(cè)量新技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。全站儀導(dǎo)線測(cè)量和GPS測(cè)量取代了三角測(cè)量，成為當(dāng)今平面控制測(cè)量的主流手段。高程控制測(cè)量一直采用水準(zhǔn)測(cè)量方法，不過測(cè)量儀器已經(jīng)從光學(xué)精密水準(zhǔn)儀逐步過渡到電子水準(zhǔn)儀。針對(duì)于快速發(fā)展的新儀器和新技術(shù)，控制測(cè)量也必須要對(duì)傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式進(jìn)行一定程度的改革，使學(xué)生在專業(yè)水平和認(rèn)識(shí)上與時(shí)俱進(jìn)[2-4]。在這個(gè)趨勢(shì)下，本文對(duì)理論教學(xué)改革從重點(diǎn)內(nèi)容的調(diào)整、新型控制網(wǎng)內(nèi)容的補(bǔ)充方面進(jìn)行了探討。

2.1 重點(diǎn)內(nèi)容的調(diào)整

控制測(cè)量的主要內(nèi)容包括：控制測(cè)量的基準(zhǔn)、水平控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)、精密測(cè)角儀器和水平角觀測(cè)、電磁波測(cè)距儀及其距離測(cè)量、高程控制測(cè)量、GPS衛(wèi)星定位技術(shù)、橢球面上的測(cè)量計(jì)算、橢球面元素歸算至高斯平面、控制測(cè)量概算等。如何調(diào)整重點(diǎn)內(nèi)容，使得控制測(cè)量教學(xué)能夠與時(shí)俱進(jìn)，成為內(nèi)容改革的首要任務(wù)，它主要遵循兩個(gè)原則：

(1)應(yīng)用性強(qiáng)的內(nèi)容作為重點(diǎn)。根據(jù)應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)計(jì)劃，學(xué)生具備較強(qiáng)的應(yīng)用能力，能與生產(chǎn)單位的需求對(duì)接是最終目標(biāo)。根據(jù)此原則，將與工程控制網(wǎng)建設(shè)緊密相關(guān)的控制測(cè)量知識(shí)：控制測(cè)量的基準(zhǔn)、導(dǎo)線網(wǎng)的精度估算、控制網(wǎng)的選點(diǎn)和埋石、方向觀測(cè)法精密測(cè)角、導(dǎo)線控制網(wǎng)的布設(shè)、精密水準(zhǔn)測(cè)量、GPS控制網(wǎng)的布設(shè)、高斯投影、坐標(biāo)換帶計(jì)算、坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換等作為重點(diǎn)內(nèi)容。

(2)體現(xiàn)控制測(cè)量特點(diǎn)的內(nèi)容作為重點(diǎn)[5]?？刂茰y(cè)量與相關(guān)測(cè)量課程：如測(cè)量學(xué)、測(cè)量平差、GPS原理、工程測(cè)量學(xué)、大地測(cè)量學(xué)等課程存在一定程度的重復(fù)，這種重復(fù)并不是課程間完全的復(fù)制，例如：測(cè)量學(xué)和控制測(cè)量都包含方向觀測(cè)法，兩門課程講述的原理基本一致，但是使用的儀器由J6經(jīng)緯儀變成了J2經(jīng)緯儀，造成方向觀測(cè)法在兩門課程中有相似之處，又略有不同。因而，在教學(xué)過程中抓住這些相關(guān)課程的聯(lián)系與特點(diǎn)就顯得尤為重要，盡量省去相似的內(nèi)容以節(jié)約教學(xué)時(shí)間，重點(diǎn)講授控制測(cè)量的特點(diǎn)。據(jù)此原則，控制測(cè)量特點(diǎn)鮮明的內(nèi)容：工程測(cè)量控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、橢球面上的測(cè)量計(jì)算、水準(zhǔn)測(cè)量不平行性的概念、控制測(cè)量的概算等應(yīng)該作為重點(diǎn)內(nèi)容。

2.2 新型控制測(cè)量技術(shù)內(nèi)容的補(bǔ)充

隨著電子化、信息化、集成化等學(xué)科技術(shù)的發(fā)展，控制網(wǎng)在建立的過程中也產(chǎn)生了新型控制測(cè)量技術(shù)，這種新技術(shù)多數(shù)是當(dāng)今控制測(cè)量的主流，為了使學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)與時(shí)俱進(jìn)，新型控制測(cè)量技術(shù)也是必須要補(bǔ)充的內(nèi)容。主要從新儀器和新型控制網(wǎng)理論兩個(gè)方面著手。

(1)新儀器內(nèi)容的添加。控制測(cè)量的傳統(tǒng)儀器已經(jīng)被新型儀器所逐步替代。因而，在介紹傳統(tǒng)儀器光學(xué)經(jīng)緯儀和光學(xué)水準(zhǔn)儀的基礎(chǔ)上，還需要補(bǔ)充全站儀、電子水準(zhǔn)儀和GPS等新型儀器的理論知識(shí)，與之對(duì)應(yīng)，這些儀器相對(duì)應(yīng)的測(cè)量原理也是理論教學(xué)要補(bǔ)充的內(nèi)容。

(2)GPS控制網(wǎng)理論的添加。GPS控制網(wǎng)是新型控制網(wǎng)的代表，現(xiàn)階段控制測(cè)量多采用GPS控制網(wǎng)。GPS是美國國防部研制的全球性、全天候、連續(xù)的衛(wèi)星無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，它可以提供實(shí)時(shí)的三維位置、三維速度和高精度的時(shí)間信息。GPS系統(tǒng)的建立為測(cè)繪工作提供了一個(gè)嶄新的定位測(cè)量手段。由于GPS定位技術(shù)具有精度高、速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因而在城市與工程控制網(wǎng)的建立、更新與改造中得到日益廣泛的應(yīng)用[1]。因此，在控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理中，應(yīng)當(dāng)弱化三角網(wǎng)、邊角網(wǎng)、三邊網(wǎng)等控制網(wǎng)的知識(shí)，加強(qiáng)GPS控制網(wǎng)的相關(guān)知識(shí)。從掌握GPS控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)、精度估算，到熟悉現(xiàn)場選點(diǎn)和埋石的特點(diǎn)、外業(yè)觀測(cè)的要求，外業(yè)結(jié)束后，再學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?、?nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的要點(diǎn)和GPS平差軟件的使用，最后提交控制網(wǎng)的成果文件。在學(xué)習(xí)完這一套理論后，將之投入到工程實(shí)踐中去，使學(xué)生牢牢掌握GPS控制網(wǎng)的相關(guān)知識(shí)。

在講授這些新儀器、新理論的過程中，要與傳統(tǒng)方法進(jìn)行密切的聯(lián)系和比較，總結(jié)出新儀器、新方法的特點(diǎn)，使學(xué)生在重點(diǎn)學(xué)習(xí)新儀器、新方法的同時(shí)，也不忘記傳統(tǒng)的儀器和方法。總而言之，理論教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，最核心的目的還是圍繞應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)目標(biāo)，使理論教學(xué)能夠貼合實(shí)踐，培養(yǎng)具有較高應(yīng)用理論知識(shí)的大學(xué)生。

3 實(shí)踐教學(xué)體系的建立

實(shí)踐教學(xué)是控制測(cè)量課程的重要組成部分，在理論教學(xué)授課結(jié)束后，進(jìn)行綜合性集中實(shí)踐教學(xué)是對(duì)理論教學(xué)的有效補(bǔ)充。實(shí)踐教學(xué)的目的是檢驗(yàn)理論教學(xué)效果，鞏固理論教學(xué)成果，綜合理論教學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)能夠適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。通過實(shí)踐教學(xué)體系的建立，使控制測(cè)量教學(xué)系統(tǒng)化、規(guī)范化、常態(tài)化，是實(shí)踐教學(xué)改革所追求的目標(biāo)。

為了讓學(xué)生通過實(shí)習(xí)，加深對(duì)理論課程的感性認(rèn)識(shí)，使理論和實(shí)際有機(jī)的聯(lián)系起來，宿州學(xué)院在暑期進(jìn)行了控制測(cè)量野外實(shí)習(xí)教學(xué)。

3.1 實(shí)習(xí)時(shí)間和地點(diǎn)

實(shí)踐時(shí)間在7月份，為期2周。實(shí)習(xí)地點(diǎn)在宿州市城東，測(cè)區(qū)北至洪河路，東至二徐路，南至宿靈路，西至仁和路，總面積17km2左右。

3.2 控制網(wǎng)布設(shè)方案

(1)平面控制測(cè)量

首級(jí)控制網(wǎng)為GPS D級(jí)網(wǎng)，起算數(shù)據(jù)采用國家GPS C級(jí)點(diǎn)；再加密二級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)，起算數(shù)據(jù)采用GPS D級(jí)網(wǎng)成果。

(2)高程控制測(cè)量

在測(cè)區(qū)內(nèi)布設(shè)三等水準(zhǔn)網(wǎng)，起算數(shù)據(jù)采用國家二等水準(zhǔn)點(diǎn)。選擇水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)要采用部分導(dǎo)線點(diǎn)作為水準(zhǔn)點(diǎn)，以為導(dǎo)線網(wǎng)加密做基礎(chǔ)。

3.3 實(shí)習(xí)內(nèi)容

(1)設(shè)計(jì)GPS D級(jí)網(wǎng)、二級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)和三等水準(zhǔn)網(wǎng)設(shè)計(jì)；(2)GPS外業(yè)觀測(cè)和內(nèi)業(yè)解算；(3)導(dǎo)線網(wǎng)外業(yè)觀測(cè)和內(nèi)業(yè)平差；(4)三等水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)和水準(zhǔn)網(wǎng)內(nèi)業(yè)平差；(5)實(shí)習(xí)報(bào)告。

3.4 實(shí)習(xí)任務(wù)及要求

為了調(diào)動(dòng)學(xué)生在實(shí)習(xí)中的積極性，實(shí)習(xí)任務(wù)分為小組任務(wù)和個(gè)人任務(wù)，以督促學(xué)生認(rèn)真、積極的完成實(shí)習(xí)任務(wù)。具體任務(wù)如下：

3.4.1 GPS測(cè)量

(1)小組任務(wù)及要求

①完成3臺(tái)GPS接收機(jī)的常規(guī)檢驗(yàn)和通電檢驗(yàn)； ②各小組根據(jù)接收機(jī)數(shù)量、衛(wèi)星預(yù)報(bào)表和GPS設(shè)計(jì)網(wǎng)等信息編寫調(diào)度表； ③編制GPS外業(yè)觀測(cè)記錄表。

(2)個(gè)人任務(wù)與要求

①獨(dú)立完成測(cè)區(qū)四等GPS的網(wǎng)形設(shè)計(jì)； ②獨(dú)立完成至少2個(gè)點(diǎn)的天線安置及接收機(jī)操作；③獨(dú)立完成至少一個(gè)測(cè)站的外業(yè)記錄； ④獨(dú)立完成一份完整的GPS內(nèi)業(yè)解算。

3.4.2 導(dǎo)線測(cè)量

(1)小組任務(wù)及要求： ①共同完成一臺(tái)全站儀的檢驗(yàn)； ②共同完成每個(gè)測(cè)站的記錄內(nèi)容。(2)個(gè)人任務(wù)與要求： ①獨(dú)立完成測(cè)區(qū)的二級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)設(shè)計(jì)； ②獨(dú)立完成一條附和導(dǎo)線的外業(yè)觀測(cè)、記錄、前后鏡站、三角高程測(cè)量； ③獨(dú)立完成一份完整的導(dǎo)線網(wǎng)概算及平差計(jì)算成果。

3.4.3 水準(zhǔn)測(cè)量

(1)小組任務(wù)與要求：①共同完成精密水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)與校正，提交一份合格的檢驗(yàn)成果表；②完成一條三等閉合水準(zhǔn)路線觀測(cè)；(2)個(gè)人任務(wù)與要求： ①采用精密水準(zhǔn)儀的設(shè)置觀測(cè)，獨(dú)立完成三個(gè)測(cè)段的往返觀測(cè)，提交一份合格的成果，并負(fù)責(zé)記錄、檢查、整理完整的成果；②獨(dú)立完成水準(zhǔn)網(wǎng)概算及平差計(jì)算成果。

3.5 實(shí)踐教學(xué)的考核

為完善實(shí)踐教學(xué)體系，還需要建立一套完善的考核體系。完成實(shí)習(xí)后，學(xué)生需提交一份實(shí)習(xí)報(bào)告如下表1所示：

表1：控制測(cè)量實(shí)習(xí)考核表

通過建立控制測(cè)量實(shí)踐教學(xué)體系，宿州學(xué)院測(cè)繪工程專業(yè)的控制測(cè)量實(shí)習(xí)取得較好的成績，學(xué)生也在該體系下系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了控制測(cè)量的全部流程，基本實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的合理對(duì)接。該體系的建立也為測(cè)量學(xué)實(shí)習(xí)和工程測(cè)量實(shí)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使得測(cè)量學(xué)實(shí)習(xí)和工程測(cè)量實(shí)習(xí)更加準(zhǔn)確化、規(guī)范化和系統(tǒng)化。

4 結(jié)束語

總之，圍繞著應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)目標(biāo)，針對(duì)于測(cè)繪工程專業(yè)的學(xué)生，對(duì)控制測(cè)量理論教學(xué)進(jìn)行一定幅度的調(diào)整，并通過建立實(shí)踐教學(xué)體系，在實(shí)踐中檢驗(yàn)學(xué)生理論結(jié)合實(shí)際的能力，促進(jìn)學(xué)生提升個(gè)人理論和實(shí)踐能力，為將來參與工程生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)有力的基礎(chǔ)。

[1]孔祥元,郭際明.控制測(cè)量學(xué)[M].第3版.武漢:武漢大學(xué)出版社,2006:124-125.

[2]田林亞,潘松慶.測(cè)繪專業(yè)控制測(cè)量學(xué)課程教學(xué)改革與思考[J].勘察科學(xué)技術(shù),2006，(6):27- 30.

[3]楊國清.控制測(cè)量學(xué)[M] .鄭州:黃河水利出版社,2005:53-55.

[4]許加?xùn)|,靳祥升.高職工程測(cè)量技術(shù)專業(yè)控制測(cè)量課程教學(xué)改革探討[J] .黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2008,20(3):55 -57.

[5]孫文彬,趙學(xué)勝.控制測(cè)量學(xué)教學(xué)改革的探討[J] .礦山測(cè)量,2009，(1):71- 73.

Teaching Reform and Pondering of “Control Surveying” in Applied Undergraduate

DAI Hong-bao，XU Ji-ying

(Suzhou University , Suzhou 234000)

To meet the requirements of applied undergraduate talents, it is should explore teaching reform of “control surveying”actively, which can reflect characteristics of applied undergraduate course teaching. Taking course reform as target, characteristics of applied undergraduate, teaching material and teaching practice were studied. As a result, teaching reform method combined with characteristics of applied undergraduate teaching was concluded.

Applied Undergraduate; Control Surveying; Teaching Reform; Surveying Engineering

2015-04-23

宿州學(xué)院校級(jí)教研項(xiàng)目(szxyjyxm201301,szxyjyxm201302)。

戴洪寶(1984-)，安徽淮北市人，碩士，助教，研究方向：大地測(cè)量學(xué)與3S技術(shù)。

G642.0

A

1004-1869(2015)04-0085-04