測量平差課程教學改革探討與實踐

曹元志

摘 要： 本文根據(jù)現(xiàn)有測量平差課程的普遍特點，對測量平差課程在課程體系、教學內容、教學方法、教學實踐環(huán)節(jié)等方面的改革進行了探討，提出了本門課程進一步提高教學質量的教學改革思路。

關鍵詞： 測量平差 教學改革 教學實踐

測量平差是測繪類專業(yè)學生必修的專業(yè)基礎課。該課程學習的質量和效果將直接影響到后續(xù)各專業(yè)課程如控制測量、攝影測量、工程測量、GPS的學習效果。因此，它是一門非常重要的理論基礎課程。

測量平差課和測繪工程專業(yè)其他專業(yè)課程相比較，具有自己的特點，理論性強，公式多、難度大。它是一門應用數(shù)學理論與計算方法進行測量數(shù)據(jù)處理和檢驗的課程。對測量平差教學的老師來說，如何通過教學讓學生更好、更透徹地掌握測量平差的理論和方法則是關鍵。在教學中要求學習者具有較豐厚的數(shù)學理論知識和較強的邏輯推理能力，學會應用數(shù)學的思維方法解決測量觀測數(shù)據(jù)處理的實際問題。對數(shù)學基礎較弱的學生而言，自學也有一定的難度。測量平差是一個數(shù)據(jù)處理的過程。測量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理過程，也就是一個消除矛盾的過程，故稱之為測量平差，它有獨特的處理方法和理論。除了學生普遍反映學習難度很大外，隨著新的測繪儀器的推廣和使用，加上大量測繪數(shù)據(jù)處理軟件的開發(fā)和一些儀器自帶測量數(shù)據(jù)后處理軟件的使用，使得測量平差課程內容體系建立及教改面臨如何適應培養(yǎng)應用型人才需要的新問題。

根據(jù)測量平差課程的特點和存在的問題，筆者結合多年從事測量平差課教學的體會，現(xiàn)介紹該門課程的教學改革各項思路和方法，從而進一步提高該門課程的教學質量。

1.測量平差課程體系的改革

在教學過程中，根據(jù)測量平差課程的基本理論體系，結合測繪學科的最新發(fā)展狀況，對教材體系進行改革。在改革測量平差課程體系的過程中應考慮到以下情況：

（1）完整反映測量平差的基本理論體系

完整反映測量平差的基本理論體系，強化誤差理論的基本知識，拓寬測量平差方法及理論的實際應用面，以適應現(xiàn)代測繪技術數(shù)據(jù)處理和后續(xù)專業(yè)課程控制測量、攝影測量、工程測量、GPS等學習的需要。隨著測繪高新技術的迅速發(fā)展，測繪應用領域向其他相關學科的伸展愈來愈多，對測量誤差理論和數(shù)據(jù)處理方法提出了新的要求，其研究范圍、內容必然有很大的擴展。為了測繪學與其他相關學科結合的需要，在教學過程中，需要加入除測量平差現(xiàn)有內容以外的其他數(shù)據(jù)處理方法。如近代平差理論和實用軟件數(shù)據(jù)處理方法等。

（2）注重測繪專業(yè)發(fā)展的最新成果

測繪工程專業(yè)是受計算機技術發(fā)展影響比較大的學科，為此，對課程力求理論知識和范例的多樣性和實用性的教學改革是緊迫的。通過單一的常規(guī)控制網為例的講解、算例已經無法承載測繪技術的進步，以3S等為基本內容的理論和算例應該成為測量平差課程教學的主體，這樣才能適應應用型人才的培養(yǎng)需要。

2.測量平差教學內容的改革

由于測繪新技術的應用，測量平差課程的教學內容需要不斷更新，教學內容改革應符合人才培養(yǎng)目標要求，處理好傳統(tǒng)內容與現(xiàn)代內容的關系，大力補充新知識、新技術、新成果，積極探索用現(xiàn)代教育觀點和教育方法改造傳統(tǒng)教學內容的新路子。同時，廣泛吸收先進的教學經驗，積極整合優(yōu)秀教改成果。教學內容的選取不但要參照最新的優(yōu)秀教材，還要與科研、生產和社會實踐相結合。

（1）通過以教材內容為主線組織安排教學內容。應按教學大綱的要求結合高職高專學校的人才培養(yǎng)目標和特點，進行合理的安排。例如近年來，畢業(yè)生的就業(yè)單位主要是大的工業(yè)企業(yè)，控制網和放樣方案設計等是涉及較多的工作內容。因此，在教學內容安排上要重點考慮誤差理論在實際中的應用，并且應配合實例進行詳細的講解。又如隨著GPS應用于工程實際的情況越來越多，建立的各種控制網的平差及精度評定，都是由設備自帶的后處理軟件自動完成的，這些平差的基本原理和相關理論都是基于誤差理論和平差基本方法，因此，教學內容應根據(jù)學生所掌握的平差理論知識，結合平差軟件的使用及功能原理介紹，使學生能更好地學習和使用平差軟件。

（2）教學內容與科研、生產和社會實踐相結合是為了理論聯(lián)系實際，擴大學生的知識面，調動學生的學習積極性。比如，對秩虧網平差內容的教學安排，要結合沉降控制網應用的工程實例，也可以結合我國首次南極考察建立南極長城站的實例；對協(xié)方差傳播律教學內容的安排，可以舉例說明其在后續(xù)專業(yè)課學習中的具體應用情況；講測量程序設計與應用時，結合相關的測量控制網自動平差軟件等。這樣的結合，不僅豐富了同學們的知識，而且使他們認識到了學習測量平差的重要性。

3.測量平差教學方法和教學手段的改革

測量平差這門課，傳統(tǒng)方式是教師講課，學生聽課的比較呆板的教學方法，使得學生掌握知識比較差。測量平差這門課的特點是公式多、圖表多和符號多，在傳統(tǒng)的教學方法中花費大量時間在板書上，使教學效果也受到一定的影響。所以，對測量平差這門課的教學方法的改革是必然的。

（1）將傳統(tǒng)的教學方法改變?yōu)榛邮健⒔涣魇降慕虒W方法。這種教學方法是在教師的引導下，通過教師和學生、學生與學生之間的互動交流完成的課堂教學。對課程新內容的導入是在學生已掌握知識的基礎上提出新問題讓學生思考，使學生集中注意力，進入學習狀態(tài)。例如，在講觀測誤差這一節(jié)內容時，應結合同學們在測量教學實習中發(fā)現(xiàn)的水準測量中為何變換儀器高前后所測的兩點間高差不相等、三角形內角和為什么不等180°等問題，提出問題：測量中為什么存在這些差異？通過學生間討論和教師對學生的啟發(fā)，自然地引出了觀測誤差的概念。通過這樣的教學模式，從課堂教學的開始就可以活躍課堂氣氛，從而充分調動學生學習的積極性。

（2）考慮到該門課的特點，主要采用PPT的形式制作課件，以多媒體的形式把教師、學生從大量的公式、圖表和符號中解放出來。這種模式雖然簡便，但要求課件形式靈活，使用方便，有重點地介紹課程內容，在較短的時間內進行多角度的、對不同的平差過程進行歸類比較，同時特別要注意小班教學，配以點睛式的板書加以補充，這樣才能達到完美的授課效果。

4.強化測量平差教學實踐環(huán)節(jié)

測量平差這門課主要側重于理論的講授，實踐環(huán)節(jié)少，在某種程度上來說，雖然大量習題可以強化學生的應用能力，但是還不足以讓學生更透徹地理解測量平差的實質。因此，在課程教育中不僅要結合學科知識特點，更要有明確具體的目標，也要有十分明確的過程性目標和體驗性目標，以期讓學生在獲得知識的同時，培養(yǎng)實踐能力和創(chuàng)新能力。例如，在平差教學課程設計中，要求學生對一個具體的控制網，按間接平差法在計算機上完成權陣的建立，誤差方程和法方程的建立，求解未知參數(shù)平差值及其方差陣，求解觀測值平差值及其方差陣，求解待定三角點的點位中誤差，并繪制它們的誤差橢圓，評定一些邊長和方位角的精度，最后以報告形式提交平差成果，在課堂上通過學生間的交流和教師的點評，肯定課題完成的優(yōu)點和不足，由教師給出考核結果。這樣不僅在日常教學實現(xiàn)了理論聯(lián)系實際，而且提高了學生對后續(xù)專業(yè)課學習的興趣和了解。

5.結語

通過測量平差教學改革，提高了教師的教學質量和學生學習的積極性。同時，該門課程作為一門技術基礎課，學生牢固掌握誤差理論的基本知識，為后續(xù)專業(yè)課的學習打好了基礎，同時利用誤差理論的基本知識和平差方法能夠解決工程實際中的具體問題，由此可以看出進行測量平差課程教改的重要性。

測量平差課程教學改革是一項綜合性的系統(tǒng)工程，只有認真、扎實、持之以恒地努力工作，在測量平差教學中堅持改革，才能培養(yǎng)出高質量、技能型的測繪應用型人才。

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