工程測(cè)量學(xué)課程實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)教學(xué)改革探討

魏玉明 孔令杰 張秀霞 凌晴

摘 ?要：針對(duì)工程測(cè)量學(xué)課程實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題，提出以學(xué)生為中心，從課程實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)任務(wù)書內(nèi)容的設(shè)計(jì)，指導(dǎo)書的編寫，到跟蹤指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)實(shí)施的課堂教學(xué)改革，激發(fā)了學(xué)生對(duì)工程測(cè)量學(xué)基本知識(shí)、基本理論及方法等知識(shí)、對(duì)學(xué)科的興趣。結(jié)果表明：文章提出的改革方案提高了學(xué)生動(dòng)手能力，激發(fā)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣，并對(duì)培養(yǎng)復(fù)合型測(cè)繪人才有很大的幫助。

關(guān)鍵詞：工程測(cè)量學(xué);實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì);教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2019）22-0120-03

Abstract： In view of the problems in engineering surveying practical and design teaching， this paper described the student-centered teaching reform from content design of practice and design， compilation of guidance books and guidance process to stimulate the students' interests in basic knowledge， basic theory and method of engineering surveying and subject. The results showed the reform scheme proposed in this paper improves students' practical ability， stimulates students' interest in self-learning， and is of great help to cultivate compound surveying and mapping talents.

Keywords： engineering surveying; practice and design; reform in education

引言

工程測(cè)量學(xué)是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性都很強(qiáng)的測(cè)繪學(xué)二級(jí)學(xué)科[1]，其內(nèi)容包括測(cè)繪學(xué)的諸多內(nèi)容，根據(jù)工程建設(shè)的階段把工程測(cè)量的教學(xué)內(nèi)容也分為三部分：規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的地形信息獲取、建筑施工階段的施工放樣、監(jiān)測(cè)及運(yùn)營(yíng)階段的變形監(jiān)測(cè)等。而工程測(cè)量學(xué)的課程實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)，主要訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立既考慮技術(shù)上的先進(jìn)性與可行性，又考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性，設(shè)計(jì)的正確性，在這種設(shè)計(jì)思想的指導(dǎo)下去分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。結(jié)合大型工程建設(shè)進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義教育和集體主義教育，樹(shù)立熱愛(ài)測(cè)繪工程專業(yè)的思想，加強(qiáng)對(duì)測(cè)繪工作的事業(yè)心和責(zé)任感。

針對(duì)當(dāng)前工程測(cè)量學(xué)課程實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)出現(xiàn)的諸如實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)內(nèi)容單一、每年重復(fù)率高，指導(dǎo)書詳細(xì)程度不夠，以及指導(dǎo)老師缺乏相應(yīng)工程經(jīng)驗(yàn)、指導(dǎo)方式單一等問(wèn)題，筆者以學(xué)生為中心，從課程實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)的任務(wù)書內(nèi)容的設(shè)計(jì)，指導(dǎo)書的編寫，到跟蹤指導(dǎo)學(xué)生出發(fā)，討論課程設(shè)計(jì)與實(shí)習(xí)的實(shí)施，取得了相對(duì)顯著的效果。

一、以學(xué)生為中心的教學(xué)改革理念

“以教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，堅(jiān)持以人才培養(yǎng)為中心，促進(jìn)教與學(xué)的融合”，“以成果導(dǎo)向?yàn)橐I(lǐng)，以教學(xué)大綱為基礎(chǔ)，借助現(xiàn)代教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)從‘以教為主’轉(zhuǎn)向‘以學(xué)為主’” 是我校課程教學(xué)改革的核心思想，這也充分體現(xiàn)了以學(xué)生發(fā)展為中心的教學(xué)改革理念?！耙詫W(xué)生發(fā)展為中心”的課程教學(xué)改革就是要體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主導(dǎo)地位，要關(guān)注學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)、研發(fā)的積極性，激勵(lì)學(xué)生最大限度的對(duì)知識(shí)、對(duì)學(xué)科的興趣，轉(zhuǎn)變學(xué)生由原來(lái)的為了學(xué)分、畢業(yè)學(xué)習(xí)到為了畢業(yè)后自己的發(fā)展而學(xué)習(xí);使學(xué)生感受到學(xué)習(xí)的快樂(lè)而學(xué)習(xí)。對(duì)于課程實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)的課程教學(xué)，以學(xué)生發(fā)展為中心的教學(xué)改革，教師應(yīng)該考慮綜合課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容及目的，在此基礎(chǔ)上充分依據(jù)學(xué)生的個(gè)性設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)及設(shè)計(jì)內(nèi)容，學(xué)生依據(jù)任務(wù)書及指導(dǎo)書進(jìn)行實(shí)習(xí)及設(shè)計(jì)，指導(dǎo)教師依據(jù)學(xué)生自己實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)遇到的問(wèn)題，集中問(wèn)題集中解答，單體問(wèn)題個(gè)別輔導(dǎo)的手法進(jìn)行過(guò)程指導(dǎo)。因此，筆者始終以學(xué)生為中心，激發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)的渴求、對(duì)學(xué)科的興趣為教學(xué)改革的目標(biāo)和方向。

二、實(shí)習(xí)與課設(shè)教學(xué)改革的方案

（一）實(shí)習(xí)與課設(shè)內(nèi)容的確定

工程測(cè)量學(xué)課程的主要內(nèi)容依據(jù)工程建設(shè)中的規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑施工、運(yùn)營(yíng)管理三個(gè)階段對(duì)測(cè)量工作的相關(guān)要求，可以概括為：地形信息及相關(guān)專題信息的獲取和表達(dá)、工程控制網(wǎng)的建立及數(shù)據(jù)處理、各種構(gòu)（建）筑物的施工放樣、各種工程的變形監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)、工業(yè)設(shè)備安裝檢測(cè)測(cè)量等。工程測(cè)量學(xué)的課程實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮課堂所學(xué)知識(shí)及隨堂實(shí)踐課，根據(jù)教學(xué)大綱，隨堂實(shí)踐總共8學(xué)時(shí)，具體內(nèi)容包括：GPS和全站儀聯(lián)合測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)、建筑物施工放樣、線狀工程施工放樣、高層建筑物形變監(jiān)測(cè)。由《數(shù)字測(cè)圖原理與方法》課程及隨堂實(shí)踐來(lái)看，對(duì)地形信息的獲取和相關(guān)儀器的應(yīng)用學(xué)生已經(jīng)相當(dāng)熟悉，對(duì)于施工放樣的具體操作也相對(duì)熟練;由《變形監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)處理》課程及隨堂實(shí)踐可以看到，同學(xué)們對(duì)各種工程的變形監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)相對(duì)較熟;由《大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)》的學(xué)習(xí)可知，同學(xué)們對(duì)工程控制網(wǎng)的建立和數(shù)據(jù)處理相對(duì)比較熟悉，只是缺少相應(yīng)的具體工程構(gòu)網(wǎng)及數(shù)據(jù)處理經(jīng)驗(yàn)。因此，工程測(cè)量學(xué)課程實(shí)習(xí)與課程設(shè)計(jì)主要從綜合設(shè)計(jì)出發(fā)，以達(dá)到：一是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的復(fù)習(xí)和鞏固;二是對(duì)各種知識(shí)的綜合靈活應(yīng)用;三是啟發(fā)學(xué)生探討工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展趨勢(shì);四是讓學(xué)生充分理解工程測(cè)量學(xué)的任務(wù)（為工程建設(shè)提供測(cè)繪保障，滿足工程建設(shè)各階段的各種需求）。

基于此設(shè)計(jì)了工程測(cè)量學(xué)的課程實(shí)習(xí)及設(shè)計(jì)內(nèi)容，具體實(shí)習(xí)內(nèi)容包括：1. （1）在家屬院后山的大比例尺地形圖上設(shè)計(jì)一條圓曲線（該曲線的起終點(diǎn)分別在山的兩側(cè)）;（2）根據(jù)設(shè)計(jì)的圓曲線分別進(jìn)行初測(cè)（包括測(cè)繪一條帶狀地形圖）;（3）在所測(cè)帶狀地形圖上進(jìn)行初步設(shè)計(jì);（4）定測(cè)（包括中線測(cè)量、曲線測(cè)設(shè)、縱橫斷面測(cè)繪）。2. （1）參觀學(xué)校模擬震動(dòng)臺(tái)，了解精密工程的安裝測(cè)量過(guò)程;（2）參觀小西湖黃河大橋，了解橋梁工程測(cè)量的相關(guān)過(guò)程;（3）參觀某高層建筑物的變形基準(zhǔn)點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)及實(shí)測(cè)過(guò)程。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容包括（每個(gè)學(xué)生的曲線起點(diǎn)坐標(biāo)不同）：1. 在實(shí)習(xí)選定的帶狀地形圖上布設(shè)邊角三角網(wǎng)、GPS網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)的模擬設(shè)計(jì)（軟件采用武漢大學(xué)研制的科傻地面控制測(cè)量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)）;2. 在模擬計(jì)算的基礎(chǔ)上，進(jìn)行控制網(wǎng)建立的實(shí)施方案設(shè)計(jì);3.以測(cè)定的曲線線路的起點(diǎn)和終點(diǎn)為隧道的出、入口，曲中點(diǎn)為貫通面上一點(diǎn)進(jìn)行隧道貫通誤差預(yù)估，另外以曲線起、終點(diǎn)為隧道出、入口，以兩點(diǎn)直線中點(diǎn)為貫通面上的點(diǎn)進(jìn)行隧道貫通誤差預(yù)估，然后進(jìn)行各種組合計(jì)算，分析影響隧道貫通誤差的影響值的因素。

現(xiàn)在的實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì)內(nèi)容與以往的比較，有以下特點(diǎn)：一是原來(lái)實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)沒(méi)有融為一體，學(xué)生在做的過(guò)程中感覺(jué)比較凌亂，而現(xiàn)在能夠使學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí);二是以前的課程實(shí)習(xí)及設(shè)計(jì)內(nèi)容比較固定，學(xué)生有抄襲往屆學(xué)生成果的現(xiàn)象，而現(xiàn)在內(nèi)容變化多樣，杜絕抄襲現(xiàn)象;三是以前的課程實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)題目沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行一人一題，導(dǎo)致部分學(xué)生套用別人成果的現(xiàn)象，而現(xiàn)在人手一題，所以學(xué)生都能認(rèn)真參加實(shí)習(xí)及課設(shè)。所以，從內(nèi)容的安排來(lái)看，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。

（二）實(shí)習(xí)與課設(shè)指導(dǎo)書的編寫

實(shí)習(xí)與課設(shè)指導(dǎo)書由原來(lái)主要寫明實(shí)習(xí)及設(shè)計(jì)步驟，譬如利用極坐標(biāo)法放樣圓曲線，在控制點(diǎn)設(shè)站，后視定向點(diǎn)進(jìn)行后視，撥極角，在當(dāng)前方向量取極徑，地面定點(diǎn)。而現(xiàn)在作了更詳細(xì)的編寫，在指導(dǎo)書里寫出圓曲線的計(jì)算、圓曲線獨(dú)立坐標(biāo)如何轉(zhuǎn)到線路坐標(biāo)、極坐標(biāo)的極角、極徑怎么計(jì)算;再如進(jìn)行隧道GPS網(wǎng)橫向貫通誤差模擬計(jì)算時(shí)，指導(dǎo)書中作了如下計(jì)算：1.計(jì)算在線路坐標(biāo)系中隧道進(jìn)口點(diǎn)、出口點(diǎn)、貫通點(diǎn)坐標(biāo)及貫通面方位角（示例）：（1）計(jì)算YZ點(diǎn)在圓曲線獨(dú)立坐標(biāo)系中的坐標(biāo);（2）計(jì)算直圓點(diǎn)-圓直點(diǎn)與切線正向的夾角;（3）計(jì)算直圓點(diǎn)-圓直點(diǎn)的線路方位角;（4）計(jì)算直圓點(diǎn)-圓直點(diǎn)的弦線長(zhǎng);（5）計(jì)算圓直點(diǎn)在線路坐標(biāo)系中的坐標(biāo);（6）按照（1）～（5）的步驟計(jì)算QZ點(diǎn)坐標(biāo);（7）貫通面方位角計(jì)算：貫通面垂直于直圓點(diǎn)-圓直點(diǎn)。2.建立控制網(wǎng)觀測(cè)文件（文件名.ob2），給出了具體的數(shù)據(jù)過(guò)程。3.根據(jù)控制網(wǎng)設(shè)計(jì)坐標(biāo)繪制控制網(wǎng)略圖。4.根據(jù)平面模擬觀測(cè)文件生成平面模擬觀測(cè)值文件。步驟為（1）生成正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)隨機(jī)數(shù)（保存）。（2）網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)（平面網(wǎng)）。5.平差（平面網(wǎng)）。6.建立隧道引導(dǎo)文件（網(wǎng)名.GTI）。7.計(jì)算貫通誤差前，先進(jìn)行控制網(wǎng)平差，然后在工具里進(jìn)行隧道貫通誤差估計(jì)。查閱隧道貫通誤差限差，檢查預(yù)估值是否符合要求，若超限，查原因重做。

同學(xué)們根據(jù)詳細(xì)的指導(dǎo)書，可以依據(jù)自己的具體數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算及分析，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中隨時(shí)可以參閱指導(dǎo)書，而以往的指導(dǎo)書由于很多地方只寫明參閱相應(yīng)規(guī)范、軟件等，并沒(méi)有具體的示例，所以有一部分同學(xué)，在實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì)過(guò)程中感覺(jué)不是特別明白;從答辯的情況可以看出，有部分學(xué)生設(shè)計(jì)做的不夠理想;從最后提交的成果來(lái)看，有些同學(xué)成果質(zhì)量比較差。而通過(guò)現(xiàn)在的改進(jìn)，同學(xué)們?cè)陂喿x指導(dǎo)書時(shí)，能夠結(jié)合所學(xué)知識(shí)重點(diǎn)掌握實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì)要點(diǎn)及步驟，并且有些同學(xué)通過(guò)閱讀指導(dǎo)書對(duì)有些問(wèn)題提出了不同的看法，從答辯情況來(lái)看，同學(xué)們普遍對(duì)實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì)步驟及過(guò)程掌握較好，從提交成果來(lái)看，大部分同學(xué)獲得了理想的實(shí)習(xí)及設(shè)計(jì)成果。由于指導(dǎo)書書寫較詳細(xì)，所以絕大部分同學(xué)能夠自己閱讀指導(dǎo)書，對(duì)照指導(dǎo)書做好自己的實(shí)習(xí)及設(shè)計(jì)，遇到難點(diǎn)或不懂的地方時(shí)，自己先思考、查閱相關(guān)教材、文獻(xiàn)、規(guī)范等，這也體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。

（三）指導(dǎo)教師的指導(dǎo)過(guò)程

指導(dǎo)教師職責(zé)是向參加實(shí)習(xí)和課設(shè)的學(xué)生演示課設(shè)軟件的操作和使用，給學(xué)生演示諸如放樣等的過(guò)程，分析實(shí)習(xí)及課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)等;讓學(xué)生掌握工程測(cè)量學(xué)的基本理論、基本方法和技術(shù);培養(yǎng)學(xué)生基本的操作技能和動(dòng)手能力。這就要求指導(dǎo)教師必須認(rèn)真鉆研技術(shù)，熟練掌握相應(yīng)的理論知識(shí)和較高的操作技能;應(yīng)具備教學(xué)年限長(zhǎng)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富;同時(shí)具備很高的政治思想覺(jué)悟，熱愛(ài)本職工作。基于此，由具有社會(huì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的系主任任組長(zhǎng)，在施工單位參與施工5年之多的任課老師任副組長(zhǎng)，一名老師在設(shè)計(jì)院測(cè)繪部門任職10年之久以及其他幾名年輕教師共同成立了指導(dǎo)小組。

指導(dǎo)過(guò)程結(jié)合實(shí)際情況，結(jié)合集體指導(dǎo)及個(gè)別答疑相結(jié)合的方案進(jìn)行指導(dǎo)，由任課教師進(jìn)行實(shí)習(xí)與課設(shè)動(dòng)員及任務(wù)分解，將學(xué)生具體到指導(dǎo)教師主要負(fù)責(zé)，每天保證有1～2名教師在實(shí)習(xí)及課設(shè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行當(dāng)面指導(dǎo);在實(shí)際指導(dǎo)過(guò)程中，努力貫徹“啟發(fā)式教學(xué)”的原則，充分發(fā)掘和激勵(lì)同學(xué)們的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，分析和解決問(wèn)題的能力;要隨時(shí)考核，嚴(yán)禁抄襲、嚴(yán)防偽造數(shù)據(jù)，既要求學(xué)生要會(huì)做，又要熟練。

多渠道、隨時(shí)、隨地指導(dǎo)學(xué)生遇到的困難，對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣也尤為重要。在整個(gè)實(shí)習(xí)和課設(shè)過(guò)程中，開(kāi)通了QQ、微信等在線答疑，教師可以隨時(shí)解答學(xué)生遇到的問(wèn)題，增加了解答的靈活性。在指導(dǎo)過(guò)程中，還要特別關(guān)注一些特殊群體，諸如，經(jīng)常逃課、學(xué)分修的比較少的、掛科率高的等，對(duì)于這些學(xué)生，不僅要從學(xué)習(xí)角度進(jìn)行輔導(dǎo)外，還應(yīng)該進(jìn)行心理等的輔導(dǎo)。

比較而言，現(xiàn)在的指導(dǎo)過(guò)程體現(xiàn)了集中與分散、傳統(tǒng)與現(xiàn)代、共性與特例完美相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生積極、樂(lè)觀探索如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、如何解決問(wèn)題等，達(dá)到實(shí)習(xí)與課設(shè)的目的。

三、結(jié)束語(yǔ)

工程測(cè)量學(xué)是一門綜合性的、重實(shí)踐的課程，而工程測(cè)量學(xué)課程實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)則是對(duì)理論課的綜合實(shí)踐過(guò)程。針對(duì)工程測(cè)量學(xué)課程實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題，提出以學(xué)生為中心，從任務(wù)書內(nèi)容的設(shè)定、指導(dǎo)書的編寫以及指導(dǎo)過(guò)程進(jìn)行了教學(xué)改革，實(shí)踐表明：精心合理安排好實(shí)習(xí)和課設(shè)教學(xué)環(huán)節(jié)的內(nèi)容是非常重要的事情;指導(dǎo)書的編寫也不容忽視，其詳細(xì)程度決定著學(xué)生能否獨(dú)立自主完成實(shí)習(xí)和課設(shè)的教學(xué)任務(wù);指導(dǎo)教師的指導(dǎo)過(guò)程尤為重要，體現(xiàn)在學(xué)生能否及時(shí)解決遇到的問(wèn)題;更重要的是在實(shí)習(xí)和課設(shè)過(guò)程中積極引導(dǎo)學(xué)生、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，真正達(dá)到以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。也希望本文的討論能對(duì)工程測(cè)量學(xué)課程實(shí)習(xí)與課設(shè)教學(xué)起到一定參考作用。

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