農(nóng)業(yè)院校融入案例與情景的測量學(xué) 教學(xué)改革與實(shí)踐

羅飛雪 樊志軍

摘? 要 針對農(nóng)業(yè)院校非測繪專業(yè)的復(fù)合型人才培養(yǎng)需求，分析當(dāng)前測量學(xué)教學(xué)過程中存在的一些問題，提出從學(xué)生專業(yè)背景出發(fā)，在注重學(xué)習(xí)興趣引導(dǎo)、基于學(xué)生專業(yè)背景建立案例庫和建立規(guī)范的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)平臺等方面，融入合適的情景與案例的教學(xué)方法，為農(nóng)業(yè)院校的測量學(xué)教學(xué)改革提供參考。

關(guān)鍵詞 測量學(xué);教學(xué)改革;案例教學(xué);農(nóng)業(yè)院校;實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)

中圖分類號：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）20-0077-03

Teaching Reform and Practice of Surveying Teaching in Integra-

ting Cases and Situations in Agricultural Universities//LUO Fei-xue， FAN Zhijun

Abstract In response to the demand for the training of composite talents in non-surveying and mapping majors of agricultural univer-

sities， some problems in the current teaching of surveying are ana-lyzed. Put forward a teaching method that starts from the students' professional background and incorporates suitable situations and cases， which focuses on learning interest， establishing case bases based on students' professional backgrounds， and establishing stan-dardized experimental teaching platforms， etc. Provides reference for

the teaching reform of surveying in agricultural universities.

Key words surveying; teaching reform; case teaching; agricultural universities; experiment and practice

1 前言

隨著新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的進(jìn)一步深入，農(nóng)村人口向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，大量建設(shè)工程項(xiàng)目有效開展。測量是各類新型城鎮(zhèn)化建設(shè)工程的基礎(chǔ)，高精度的測量成果為各類建設(shè)項(xiàng)目的順利完成提供了重要保證[1-2]。目前，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)土地資源管理、水利工程、土木工程、城鄉(xiāng)規(guī)劃、園林等專業(yè)開設(shè)了測量學(xué)課程。與測繪專業(yè)學(xué)生不同的是，農(nóng)業(yè)院校非測繪專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)測量的目的主要是將所學(xué)的測量知識運(yùn)用在專業(yè)相關(guān)的實(shí)際項(xiàng)目中，更注重測量知識與各類工程實(shí)踐項(xiàng)目的結(jié)合，運(yùn)用所學(xué)知識對遇到的具體問題進(jìn)行分析并解決問題[3-4]。因此，面對新型城鎮(zhèn)化建設(shè)更加注重實(shí)踐技能的需求，選取與時(shí)俱進(jìn)的案例與情景，豐富教學(xué)資源，改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)方法，建立以學(xué)生為主導(dǎo)的教學(xué)模式，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)獨(dú)立思考及分析問題能力的培養(yǎng)，為城鎮(zhèn)化建設(shè)提供合格的復(fù)合型人才。

2 教學(xué)現(xiàn)狀分析

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》中明確提出：教育應(yīng)著力提高學(xué)生服務(wù)國家和服務(wù)人民的社會責(zé)任感、勇于探索的創(chuàng)新精神和善于解決問題的實(shí)踐能力。同時(shí)在提高人才培養(yǎng)質(zhì)量過程中，提出加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室、校內(nèi)外實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)基地建設(shè)的要求。目前湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)測量學(xué)教學(xué)模式是由理論講授和實(shí)踐部分組成，鑒于測量學(xué)課程實(shí)踐性強(qiáng)的要求，在一定的理論課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上配備40%左右的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，最后根據(jù)專業(yè)對測量的需求，再安排1～2周的實(shí)習(xí)，通常是在校內(nèi)完成一幅大比例尺地形圖的測量及成圖。通過近幾年的教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)目前的教學(xué)方法對于現(xiàn)代復(fù)合型人才的培養(yǎng)還存在一定的問題，主要有以下幾個(gè)方面。

理論教學(xué)方面

1）多媒體展示形式較為單一。目前理論課多用PPT的形式進(jìn)行多媒體授課，將教學(xué)內(nèi)容通過精練的文字和豐富的圖片進(jìn)行展示。對于一般的內(nèi)容，通過文字和圖片的形式，都能夠得到較好的表達(dá)，知識能得到較好的傳遞;但對于部分測量專業(yè)術(shù)語及過程現(xiàn)象，通過這種文字和圖片的形式則難以達(dá)到好的教學(xué)效果。如測量儀器常見的視差現(xiàn)象、分帶投影的過程等，這種動態(tài)現(xiàn)象通過文字和圖片往往生澀難懂，進(jìn)而可能影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外，實(shí)驗(yàn)課程一般安排在理論課程之后，理論課程上會對操作過程和方法進(jìn)行簡單講解，但對于從未接觸過測量儀器的學(xué)生而言，直接的PPT文字及圖片講解方式不夠形象和感性，對于操作注意事項(xiàng)只知道概念定義，沒有直觀的印象，進(jìn)而影響后續(xù)的實(shí)踐操作。

2）重基礎(chǔ)知識，輕綜合應(yīng)用。目前的課程安排是講解測量基本知識概念后，分別介紹高差、角度、距離測量這三個(gè)基本觀測量，再講解控制測量和碎部測量的內(nèi)容。由于學(xué)時(shí)被壓縮，很多與各個(gè)專業(yè)相關(guān)的應(yīng)用案例未能在課堂進(jìn)行分析討論和總結(jié)。偏重基礎(chǔ)知識，而對專業(yè)綜合實(shí)踐應(yīng)用的講解較少，導(dǎo)致學(xué)生針對具體問題欠缺有針對性分析的能力。

3）課堂教學(xué)缺乏活力和創(chuàng)新。目前的測量教學(xué)多是以教師和教材為主，先講理論，后講實(shí)踐操作及工程應(yīng)用，多是課堂灌輸式，課堂互動較少，使得課堂氣氛沉悶，學(xué)生思維不活躍，一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新性。課程教材相應(yīng)的工程應(yīng)用實(shí)例也比較老舊，有一些與目前外界的工程應(yīng)用有較大差別，導(dǎo)致學(xué)生難以將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為動手解決問題的實(shí)踐能力。

實(shí)踐教學(xué)方面

1）強(qiáng)調(diào)測量精度與評判標(biāo)準(zhǔn)松散的不協(xié)調(diào)。高精度、符合相應(yīng)等級技術(shù)指標(biāo)的測量成果是工程安全建設(shè)的保證，是工程項(xiàng)目的生命線。誤差在實(shí)際測量過程中不可避免，因此在觀測方法與過程、觀測結(jié)果平差方面一一對誤差進(jìn)行消除和減弱，使得觀測成果盡可能符合相應(yīng)的技術(shù)要求。但是，目前學(xué)校沒有規(guī)范化的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)場地，如在角度測量和距離測量實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)任意選點(diǎn)、任意瞄準(zhǔn)，隨意立尺，由于沒有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)供參考，導(dǎo)致無法及時(shí)判斷單個(gè)測站觀測結(jié)果的正確與否，也無法衡量測繪結(jié)果的精度，需要等全部角度測量完畢求閉合差，才能大致了解精度情況，這樣大大影響了實(shí)驗(yàn)效果，甚至讓某些學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)識誤區(qū)。如在對中時(shí)，基本要求是先選好假定的測站點(diǎn)，再利用儀器進(jìn)行對中整平操作。但選點(diǎn)的隨意性，導(dǎo)致有的學(xué)生本末倒置，直接根據(jù)儀器擺放的位置對中整平后再選點(diǎn)。同時(shí)由于沒有嚴(yán)格的評判準(zhǔn)則，導(dǎo)致難以做到對學(xué)生建立嚴(yán)謹(jǐn)工作作風(fēng)的培養(yǎng)。

2）教學(xué)知識落后于工程實(shí)踐。真正的工程應(yīng)用實(shí)踐，一般要求建立相應(yīng)的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，應(yīng)用國家統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng);除非測區(qū)不便與國家網(wǎng)聯(lián)系，在工程允許的特定情況下，才采用獨(dú)立的坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)。在學(xué)校的校園實(shí)習(xí)過程中，由于學(xué)校目前沒有規(guī)范的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)場地，尚未建立統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，暫無統(tǒng)一埋設(shè)的控制起算點(diǎn)，所以每次實(shí)習(xí)每個(gè)小組自定義獨(dú)立坐標(biāo)系，采用羅盤儀粗略定向。這就導(dǎo)致最后測量成果的點(diǎn)位精度只能進(jìn)行相對對比，無法進(jìn)行絕對測量精度的評價(jià)，各小組測量的成果也無法直接拼接成圖。這樣導(dǎo)致學(xué)生在日后的工程實(shí)踐中對測量應(yīng)用難以有完備的設(shè)計(jì)方案，缺乏全局的把握。此外，隨著GPS的快速發(fā)展及其便捷性，目前很多工程項(xiàng)目的展開都應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行測量，但校內(nèi)GPS儀器短缺，難以滿足各專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課需求。

3）測量知識與所學(xué)專業(yè)聯(lián)系不夠緊密。目前教學(xué)實(shí)習(xí)任務(wù)是安排測量一張大比例尺地形圖，工程應(yīng)用案例多采用教材上的介紹，包括在圖上量點(diǎn)的坐標(biāo)、距離、高程以及繪制斷面圖等，未考慮與各個(gè)專業(yè)相結(jié)合的應(yīng)用案例。各專業(yè)對測量的需求和應(yīng)用千差萬別，例如：土地資源管理偏重土地與房產(chǎn)的數(shù)據(jù)采集、處理與應(yīng)用;土木水利工程除了測圖外，還偏重施工放樣及運(yùn)營監(jiān)測的應(yīng)用;城鄉(xiāng)規(guī)劃偏重基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集與利用和識圖用圖。而采用統(tǒng)一的實(shí)習(xí)方案和應(yīng)用教學(xué)案例，使得學(xué)生認(rèn)為測量知識與自己本專業(yè)聯(lián)系不強(qiáng)，導(dǎo)致他們?nèi)狈W(xué)習(xí)目的，進(jìn)而失去學(xué)習(xí)興趣。

3 融入情景與案例的教學(xué)策略探討

情景和案例教學(xué)在課堂教學(xué)中的設(shè)計(jì)

1）注重學(xué)習(xí)興趣的引導(dǎo)。針對課堂教學(xué)滿堂灌的教師主導(dǎo)教學(xué)模式，選取合適的情景與案例，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生成為課堂的主導(dǎo)者。當(dāng)前的學(xué)生學(xué)習(xí)目的強(qiáng)烈，很多學(xué)生在上課初就想搞清楚這門課程是干什么的，對以后的工作和深造有什么關(guān)系。因此，在第一節(jié)課的緒論部分，除了介紹測量學(xué)的定義和研究對象外，重點(diǎn)介紹測量在工程應(yīng)用中的作用，并且針對不同的專業(yè)，以圖片、視頻等多種形式，分別介紹測量在各種工程項(xiàng)目中的典型應(yīng)用案例。如土木專業(yè)以高樓房屋道路橋梁建設(shè)為例，園林專業(yè)以大型園林工程建設(shè)為例，土管專業(yè)以國土綜合整治工程為例，在這些項(xiàng)目中，從前期地形圖測繪和工程規(guī)劃設(shè)計(jì)，中期施工放樣，后期竣工測量及運(yùn)營管理等，測量都發(fā)揮著重大作用，總之，貫穿整個(gè)工程項(xiàng)目的全過程。這就使學(xué)生感受到學(xué)好測量知識，能夠?qū)W有所用，建設(shè)祖國大好河山，從而極大地激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和動力。

2）豐富多媒體展示方式，選擇有針對性的案例和情景，解決重點(diǎn)和難點(diǎn)的講解。更新多媒體課件，豐富展示方式，除文字圖片外，增加視頻，制作微課，以加深學(xué)生對測量術(shù)語及過程現(xiàn)象的理解。例如：在講高溫環(huán)境對水準(zhǔn)測量的影響較大時(shí)，引入動物世界里在非洲觀察動物時(shí)的片段，鏡頭里的視線隨著熱浪波動的情形，能讓學(xué)生盡快理解;角度測量原理的講解先以平面量角器量角入手，再來講角度測量的原理和操作就更容易;在講解坐標(biāo)系統(tǒng)時(shí)，高斯分帶投影從球面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到平面坐標(biāo)，是多次投影后再拼接的結(jié)果，學(xué)生反映該難點(diǎn)較難理解，為了幫助他們更深刻理解這個(gè)過程，把高斯分帶投影制成微課，投影的過程用動畫展示，教學(xué)效果良好。

同時(shí)，在理論課堂上會把儀器的基本操作介紹一下，在學(xué)生沒有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)可能會比較難理解，這時(shí)加入360°查看儀器的動態(tài)圖片，同時(shí)把每個(gè)操作步驟錄成短視頻，讓學(xué)生掌握每一個(gè)環(huán)節(jié)的操作步驟和流程，明白每個(gè)步驟達(dá)到的目的，進(jìn)而在實(shí)踐操作時(shí)更容易掌握。

3）專業(yè)測繪工程案例的探討。搜集最新的案例，吸引學(xué)生深入探討，讓學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、設(shè)計(jì)解決方案，最后由教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)并把握好教學(xué)進(jìn)度，深化對理論基礎(chǔ)知識的理解和掌握。針對各個(gè)專業(yè)測量工程的特點(diǎn)，分別采用與專業(yè)相關(guān)的案例，建立案例教學(xué)庫，并時(shí)常更新。

情景及案例教學(xué)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的設(shè)計(jì)

1）融入應(yīng)用情景，促進(jìn)知識理解。如觀測視野開闊，不同的儀器要表達(dá)的意思不完全一樣：在全站儀里，指的是視線方向，沒有遮擋;而對于GPS接收機(jī)，則指的是天空方向，一定高度角的視野范圍內(nèi)沒有遮擋。因此，對于這兩種情況，加入觀測環(huán)境的圖片，讓學(xué)生來分辨采用哪種合適的觀測儀器，可以更容易理解和掌握知識點(diǎn)，也能增強(qiáng)學(xué)生實(shí)際解決問題的能力。

2）針對高科技儀器短缺的問題，可以開設(shè)選做實(shí)驗(yàn)課。如學(xué)校的GPS接收機(jī)只采購三套，滿足不了一個(gè)班級6～7個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)課程，但是GPS以測站點(diǎn)之間不需要通視、操作簡便等優(yōu)勢，在當(dāng)前工程項(xiàng)目中應(yīng)用廣泛，因此，掌握該儀器的使用，可以為以后的測量工作打下良好的基礎(chǔ)。讓既有興趣又有時(shí)間的學(xué)生在課后提出申請，預(yù)約時(shí)間，分批次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師適當(dāng)指導(dǎo)，既可以提高實(shí)驗(yàn)器材的利用率，又暫時(shí)解決了儀器短缺的問題。

實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)平臺的建設(shè)? 在校園內(nèi)視野開闊的區(qū)域埋設(shè)若干控制點(diǎn)，利用GPS靜態(tài)接收機(jī)測量出這些點(diǎn)的絕對坐標(biāo)，構(gòu)成幾個(gè)互相通視的三角形，以便于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課精密測角度、測距離時(shí)有更合理的評判標(biāo)準(zhǔn)。除了查看學(xué)生操作規(guī)范程度、操作熟練程度外，還將觀測精度納入儀器操作考核中，使實(shí)驗(yàn)成績評定更客觀和公正，也讓學(xué)生更深刻地將精度刻在腦海里。對于實(shí)習(xí)過程，則在校園內(nèi)埋設(shè)分布較均勻的控制點(diǎn)，測量出坐標(biāo)值，保證每個(gè)小組在實(shí)習(xí)時(shí)，測區(qū)范圍內(nèi)有三個(gè)已知點(diǎn)。讓每組學(xué)生將這三個(gè)已知點(diǎn)分別作為測站點(diǎn)、后視點(diǎn)和檢核點(diǎn)，自行設(shè)計(jì)路線，完成控制測量和后續(xù)的測圖及放樣工作。同時(shí)，最終將多個(gè)小組的結(jié)果進(jìn)行拼接，再進(jìn)行總結(jié)與點(diǎn)評。這樣來體驗(yàn)測繪生產(chǎn)任務(wù)的工作情景，能夠讓學(xué)生對項(xiàng)目有全局的把握，也更貼近工程實(shí)際。

因材施教，多方面拓展深度學(xué)習(xí)? 在教學(xué)過程中注意不同學(xué)生間的個(gè)體差異，因材施教，可以對學(xué)有余力且對測繪感興趣的學(xué)生進(jìn)一步指導(dǎo)，組隊(duì)參加省級測繪技能大賽非專業(yè)組的比賽，通過日常練習(xí)和競賽中的情景與案例，可以提高學(xué)生的實(shí)際操作能力和創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)自參賽以來均取得不錯的成績。此外，還可以指導(dǎo)學(xué)生參加校級或省級大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃等項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)新性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神。

4 總結(jié)與展望

對于農(nóng)業(yè)院校非測繪專業(yè)的學(xué)生，緊密結(jié)合學(xué)生專業(yè)實(shí)際，精心挑選與學(xué)生專業(yè)背景相關(guān)的測量情景與案例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考、分析及設(shè)計(jì)解決方案;制作微課視頻，對一些重點(diǎn)、難點(diǎn)以更直觀的形式展現(xiàn)，可以加深學(xué)生對知識的理解;構(gòu)建實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)平臺，優(yōu)化評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力及思考問題、分析問題和解決問題的能力。接下來還可以搭建網(wǎng)絡(luò)在線開放課程，上傳案例等教學(xué)資源，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)?！?/p>

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