信息化工程測量課程實驗教學研究

明濤

[摘 要] 本文分析了非測繪類理工科高校的工程測量課程實驗教學體系存在的問題與建設需求，研究并提出了以技術支撐和教學管理兩個層面為支撐的信息化工程測量課程實驗教學體系的初步框架，最后給出工程測量實驗教學體系信息化建設的一些建議。

[關鍵詞] 工程測量;實驗教學;信息化

[課題項目] 三峽大學高等教育研究項目“信息化工程測量課程實驗教學體系研究”

[作者簡介] 明 濤（1978—），苗族，湖南懷化人，博士，副教授，研究方向為工程測量。

[中圖分類號] G642.423? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）26-0379-02? ? [收稿日期] 2019-12-25

一、引言

近年來，測繪科學集成了空間技術、計算機技術、通信技術、信息技術等多種現代高新技術，已經進入信息化時代，并在各行各業(yè)廣泛應用。測繪學科是一門應用性很強的工程學科，基礎測繪數據的采集離不開大量的野外測量或室內計算機處理。測繪與地理信息技術的結合，已經成為現代測繪服務于社會的重要形式。無論是在基礎測繪數據采集，工程施工放樣，還是在地理信息服務的過程中，都需要大量的測繪儀器操作或計算機應用軟件使用。這些特性決定了工程測量課程的人才培養(yǎng)目標必須是緊跟信息化時代發(fā)展趨勢，具有很強的實踐能力和與時俱進的創(chuàng)新能力。

在非測繪類理工科高校中，工程測量已經成為各理工科專業(yè)的重要基礎課程。如何在測繪信息化發(fā)展的大趨勢下，卓有成效地開展工程測量課程實驗教學，對于非測繪類理工科專業(yè)，特別是非測繪類院校來說，是一個急需研究的課題。

二、非測繪類院校工程測量教學支撐手段存在的問題分析

根據工程測量學科的特點，為了有效地開展各類實驗和實習以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐能力，需要具備以下基本技術支撐條件：

一是需要建立較為完備的實驗實習基地。工程測量課程面向的專業(yè)眾多，不同的專業(yè)對實驗項目和實驗實習場所有個性需求。較為理想的實驗實習基地是在校內建立共性實驗基地，滿足基礎性實驗的需求，同時也要根據各自專業(yè)的特點和授課內容要求，適當建立校內或校外的場景模擬實驗實習基地，滿足不同專業(yè)施工放樣實驗和實習的教學需求。

二是儀器裝備必須滿足教學改革和技術進步的需求。隨著全數字化一體式的測繪模式成為工程技術領域的主流技術，各專業(yè)領域對工程測量的作業(yè)精度和效率也提出了更高的要求。為了適應新形勢的變化，培養(yǎng)具有市場競爭力的人才，課程改革必然要跟進信息化發(fā)展的趨勢。

對于非測繪類院校而言，由于資金投入及師資力量等方面的客觀原因，工程測量教學存在以下不足：

一是缺乏必要的專業(yè)性固定實驗實習場所。由于沒有專業(yè)建設任務，很多學校的工程測量課程教學一般不會建立專業(yè)性固定實驗與實習場所。實驗與實習都在校園內選擇一塊區(qū)域進行，能夠滿足地形測量實習的要求，但難以滿足要求較高的專業(yè)性測繪實習。

二是存在現有設備難以跟上工程應用的主流趨勢的問題。測繪科技裝備的飛速發(fā)展與教學設備更新頻率較慢之間存在著一定的矛盾。數字化現代測量技術已經成為目前工程領域的主流應用技術。首先，無人機測繪等新型測繪技術需要逐步進入課堂教學。另外，一些老舊設備面臨升級改造，以盤活存量設備資源，繼續(xù)服務于教學。

三、信息化實驗教學體系初步框架研究

信息化工程測量實驗教學體系初步框架由技術支撐和教學管理兩個層面組成，如圖1所示：

技術支撐層面包括定位基準服務、硬件設備和教學軟件三個部分。定位基準服務可以采用學校自建衛(wèi)星導航參考站或通過購買商用衛(wèi)星定位基準服務。通過定位基準服務體系的建立，可以解決測量實驗實習的控制定位及成果驗證問題。同時因其服務的地理范圍廣，也破除了實驗實習場地的限制。硬件設備既包括常規(guī)的地面數據采集儀器全站儀、水準儀、RTK等，也包括測量型無人機和測量型無人船等，與業(yè)界主流信息化作業(yè)模式相融合的同時，也能兼顧水利工程、土木工程等專業(yè)對工程測量的專業(yè)性需求。教學軟件分為兩類，一類是專業(yè)性數據處理軟件，包括數字化成圖軟件、攝影測量數據處理軟件、衛(wèi)星導航定位數據處理軟件等;另一類是虛擬仿真教學軟件，以實現儀器操作設備的虛擬仿真操作教學，通過教育信息化，解決設備數量不足和運行成本控制的限制。

教學管理層面包括理論教學課程、實驗教學課程和教學質量評估。理論教學課程是實驗教學課程的前提和基礎，而系列化的實驗教學課程將儀器設備有機地整合利用，為學生進一步掌握儀器設備的操作、加深對理論知識的掌握提供舞臺。通過對教學質量評估，可以進一步優(yōu)化實驗教學課程和理論教學課程，為人才培養(yǎng)效率的提升提供決策支持。

四、工程測量實驗教學體系信息化建設的建議

非測繪類高校理工科專業(yè)的工程測量課程實驗教學存在著成本控制、設備更新較慢等問題，與快速發(fā)展的測繪技術裝備對信息化人才的需求存在著一定的矛盾。通過對傳統(tǒng)工程測量課程實驗教學體系的適度信息化改造，可以在有限的投入下，最大限度地提高學生對工程測量信息化技術的認知，以滿足用人單位對人才信息化技術掌握的需求。

一是可以讓學生接觸業(yè)界主流的信息化作業(yè)模式，掌握的知識與前沿接軌，使學生畢業(yè)后具有更強的就業(yè)競爭力。

二是改善和提升現有裝備的使用效率。通過信息化改造，使各類儀器設備、軟件和數據能夠整合形成一個有機體系，實現傳統(tǒng)的實驗課程向數字化實驗課程的升級，同時還可改善實驗實習場地的選擇限制。

三是可以通過虛擬仿真教學模式的改革和運用，通過教學信息化加強學生對儀器設備的掌握，同時減小真實儀器設備的損耗，促進設備使用效率的提升。

參考文獻

[1]宗焜.數字化測繪到信息化測繪的發(fā)展探析[J].科技創(chuàng)新與應用，2019（15）：55-56.

[2]張珩，錢波，余明東，等.應用型本科非測繪專業(yè)工程測量實踐教學改革研究[J].西昌學院學報（自然科學版）.2019（3）：101-104.

[3]劉銀濤，王浩宇.“雙一流”建設背景下地方高?！豆こ虦y量》課程改革研究[J].教育現代化，2019（52）：43-44.

Study on Information Experimental Teaching of the Course in Engineering Survey

MING Tao

（College of Civil Engineering，Three Gorges University，Yichang，Hubei 443000，China）

Abstract：This paper analyzes the problems and construction requirements of the experimental teaching of the course in Engineering Survey in non-surveying science and engineering universities，and designs a preliminary framework of information experimental teaching of the course supported by technical support and teaching management.Finally，some suggestions for the information construction of experimental teaching are proposed.

Key words：Engineering Survey;experimental teaching;information