基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的非土木工程專業(yè)《工程測(cè)量》課程教學(xué)改革研究

崔建超 丁科翔

摘要：本文通過(guò)對(duì)應(yīng)用型本科院校建筑類相關(guān)專業(yè)的測(cè)量課程進(jìn)行對(duì)比研究，重點(diǎn)闡述了非土木專業(yè)《工程測(cè)量》這門(mén)課程教學(xué)內(nèi)容的安排與設(shè)置，并在原教學(xué)模式基礎(chǔ)上對(duì)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的方式方法進(jìn)行探索，取得了一定的教學(xué)成果，以供參考。

關(guān)鍵詞：工程測(cè)量；教學(xué)改革；實(shí)踐教學(xué)

DOI：10.12433/zgkjtz.20232047

隨著測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，智能化測(cè)繪設(shè)備正逐步替代傳統(tǒng)人工測(cè)繪設(shè)備，并進(jìn)入工程應(yīng)用階段?！豆こ虦y(cè)量》作為土木工程及非土木類相關(guān)專業(yè)的主要專業(yè)課程，理論教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐教學(xué)設(shè)備也在不斷的更新迭代。對(duì)非土木專業(yè)《工程測(cè)量》教學(xué)進(jìn)行研究與探索，有利于相關(guān)專業(yè)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)，同時(shí)也有助于專業(yè)教師不斷提升《工程測(cè)量》課程教育教學(xué)水平。非土木類專業(yè)的課程目標(biāo)可以概括為了解工程測(cè)量的基本理論知識(shí)，熟悉衡量測(cè)量精度的標(biāo)準(zhǔn)，掌握測(cè)量?jī)x器的使用、誤差調(diào)整的計(jì)算、小地區(qū)控制測(cè)量、施工測(cè)量的方法，具備工程測(cè)量的能力。通過(guò)課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠進(jìn)行儀器操作和簡(jiǎn)單工程施工測(cè)量與放樣。教學(xué)范圍、教學(xué)方法、基礎(chǔ)知識(shí)、測(cè)量設(shè)備、考核內(nèi)容等與土木類也有一定的區(qū)別。非土木專業(yè)結(jié)合新知識(shí)和新技術(shù)，對(duì)《工程測(cè)量》課程進(jìn)行教學(xué)改革研究，成為專業(yè)課程建設(shè)的目標(biāo)之一。

一、課程現(xiàn)狀

目前，學(xué)校建筑類專業(yè)設(shè)有土木工程、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程、建筑學(xué)、工程造價(jià)、環(huán)境設(shè)計(jì)、建筑電氣與智能化六個(gè)專業(yè)，其中土木專業(yè)測(cè)量課程為《工程測(cè)量與測(cè)繪》，64學(xué)時(shí)，專業(yè)必修；其它專業(yè)測(cè)量課程為《工程測(cè)量》，32學(xué)時(shí)，專業(yè)選修。

根據(jù)學(xué)校人才培養(yǎng)定位和專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，非土木專業(yè)課程設(shè)置《工程測(cè)量》，作為其他建筑類專業(yè)學(xué)生課程的拓展與補(bǔ)充，在熟練掌握本專業(yè)能力的基礎(chǔ)上，增加可轉(zhuǎn)移能力，為學(xué)生綜合能力提升提供有力支撐，讓其擁有更廣泛的升學(xué)和就業(yè)選擇，為社會(huì)培養(yǎng)全面的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

由表1可知，與其它課程相比，測(cè)量是一門(mén)相對(duì)獨(dú)立的基礎(chǔ)理論課程，也是一門(mén)工程技術(shù)基礎(chǔ)課程，有專業(yè)的領(lǐng)域和行業(yè)支撐，具有單獨(dú)的職業(yè)和職稱發(fā)展路徑，在建筑工程行業(yè)不可或缺，放線定位、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、檢測(cè)核查等相關(guān)工作都需要具有相應(yīng)測(cè)量水平的人員負(fù)責(zé)。相對(duì)土木專業(yè)的《工程測(cè)量及測(cè)繪》，非土木專業(yè)的《工程測(cè)量》是簡(jiǎn)化版，總學(xué)時(shí)少了一半，然而授課過(guò)程中測(cè)量理論的基本內(nèi)容卻不能過(guò)少，測(cè)量?jī)x器的認(rèn)識(shí)與使用內(nèi)容也不能過(guò)少，因此，要想上好這門(mén)課程，就需要認(rèn)真研究專業(yè)需求及培養(yǎng)計(jì)劃，研究探索如何在限定學(xué)時(shí)內(nèi)將測(cè)量知識(shí)與技能盡可能多地傳授給學(xué)生，以保障取得良好的教學(xué)效果。

二、教學(xué)內(nèi)容安排與設(shè)置

《工程測(cè)量》這門(mén)課側(cè)重理論與實(shí)踐結(jié)合，在教學(xué)過(guò)程中，要盡可能多地讓學(xué)生參與實(shí)踐，認(rèn)識(shí)了解當(dāng)前行業(yè)主要測(cè)量?jī)x器及使用方法，掌握基本的測(cè)量理論及數(shù)據(jù)處理方式。課程內(nèi)容主要是緒論、水準(zhǔn)儀及其使用、經(jīng)緯儀及其使用、距離測(cè)量及直線定向、全站儀及其使用、測(cè)量誤差的基本知識(shí)、小地區(qū)控制測(cè)量、民用建筑中的施工測(cè)量。具體教學(xué)安排如表2所示。

由表2可以看出，重點(diǎn)放在水準(zhǔn)測(cè)量、角度測(cè)量、距離測(cè)量和坐標(biāo)測(cè)量等基本測(cè)量上，共計(jì)20學(xué)時(shí)，三種基本測(cè)量?jī)x器的實(shí)踐學(xué)時(shí)為6學(xué)時(shí)。相對(duì)而言，在壓縮理論課時(shí)的同時(shí)，最大限度地安排實(shí)踐課時(shí)，基本滿足實(shí)用性教學(xué)要求。

考慮到學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)底子薄，自主學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)，對(duì)新知識(shí)接受能力有限的實(shí)際情況，在開(kāi)學(xué)第一課緒論章節(jié)設(shè)置2學(xué)時(shí)，充分介紹學(xué)習(xí)該門(mén)課程先期所需的測(cè)量常識(shí)及基礎(chǔ)知識(shí)，幫助學(xué)生全面了解學(xué)習(xí)《工程測(cè)量》的意義以及對(duì)自己將來(lái)發(fā)展的益處，建立對(duì)學(xué)習(xí)該門(mén)課程的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，為后續(xù)講授專業(yè)知識(shí)奠定良好的基礎(chǔ)。而測(cè)量誤差的基本知識(shí)、小地區(qū)控制測(cè)量、民用建筑中的施工測(cè)量等作為測(cè)量基本工作的補(bǔ)充，幫助學(xué)生形成對(duì)《工程測(cè)量》課程體系的認(rèn)知，更好地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，掌握知識(shí)技能。

三、理論教學(xué)研究與改革

傳統(tǒng)的測(cè)量理論教學(xué)講究在課上有限的時(shí)間內(nèi)將課程知識(shí)大量輸出，最大限度地填充學(xué)生大腦，促使學(xué)生更多、更深、更全面地理解并掌握測(cè)量課程體系的知識(shí)要點(diǎn)，這對(duì)于初高中階段學(xué)科知識(shí)基礎(chǔ)較好并掌握契合自身學(xué)習(xí)方法的學(xué)生毫無(wú)壓力，不管教學(xué)內(nèi)容如何多且雜，都能很好地完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。但對(duì)于不少剛過(guò)本科線的大多數(shù)學(xué)生來(lái)講，如果數(shù)學(xué)、物理學(xué)科基礎(chǔ)薄弱，到了大學(xué)，跟數(shù)學(xué)有關(guān)的課程學(xué)起來(lái)普遍很吃力，且當(dāng)下大學(xué)生上課玩手機(jī)、打游戲等比較普遍，從而導(dǎo)致測(cè)量課程傳統(tǒng)理論教學(xué)效果大打折扣，事倍功半。因此，需要改變傳統(tǒng)教學(xué)方法，根據(jù)當(dāng)代大學(xué)生特點(diǎn)，與時(shí)俱進(jìn)，研究改進(jìn)教學(xué)方法。

課堂上增強(qiáng)同學(xué)生的互動(dòng)，告別單調(diào)枯燥的理論知識(shí)講解。多運(yùn)用多媒體圖片和視頻教學(xué)，視覺(jué)上的沖擊要比耳朵聽(tīng)覺(jué)來(lái)得震撼入心。

課前多準(zhǔn)備些日常生活常見(jiàn)但又跟測(cè)量課程有關(guān)的小問(wèn)題，這些小問(wèn)題要簡(jiǎn)單真實(shí)，能引發(fā)個(gè)體共鳴。老師講課不是站在講臺(tái)前，而是來(lái)到臺(tái)下學(xué)生們中間，結(jié)合課程進(jìn)度不時(shí)地拋出一個(gè)個(gè)小問(wèn)題，吸引學(xué)生們的注意力，通過(guò)學(xué)生回答問(wèn)題，把學(xué)生的注意力不斷地吸引到課程內(nèi)容上來(lái)，使學(xué)生的目光始終追隨老師，老師到哪里，目光就到哪里。

適當(dāng)進(jìn)行隨堂測(cè)驗(yàn)，學(xué)生分組討論，充分激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和自我表現(xiàn)性。教師目光所及要關(guān)注到每一個(gè)開(kāi)小差的同學(xué)，及時(shí)將其拉回課堂。

傳授知識(shí)的同時(shí)還要傳授學(xué)習(xí)方法。課后要留書(shū)面作業(yè)和預(yù)習(xí)要求，下節(jié)課要對(duì)作業(yè)進(jìn)行講解，對(duì)預(yù)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)。

當(dāng)然要做到這些，也需要老師自身要努力鉆研課程知識(shí)，精心設(shè)計(jì)每一堂課程，課下反復(fù)磨課備課，增強(qiáng)與學(xué)生的交流，將學(xué)生感興趣的內(nèi)容與課程有機(jī)結(jié)合，同時(shí)還需要高度的責(zé)任心與愛(ài)心，才能做到寓教于樂(lè)，讓學(xué)生學(xué)有所得。

四、實(shí)踐教學(xué)研究與改革

工程測(cè)量實(shí)訓(xùn)是理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合體，不僅可以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課堂理論教學(xué)知識(shí)的掌握程度，而且可以加深對(duì)測(cè)量理論知識(shí)體系的了解，能夠使學(xué)生把課堂上學(xué)到理論知識(shí)與測(cè)量?jī)x器的實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)測(cè)量知識(shí)的理解和掌握能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)也能在實(shí)踐測(cè)量過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。

理論教學(xué)時(shí)由于學(xué)生人數(shù)較多，往往兩個(gè)班級(jí)一起上課，人數(shù)多時(shí)能達(dá)到50多人。如果在實(shí)踐教學(xué)時(shí)，如按5人一組劃分，就有10組之多，教學(xué)儀器有限，單獨(dú)對(duì)水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀的操作實(shí)訓(xùn)均無(wú)法做到每組分配一臺(tái)，需要10人或更多人一組共同使用，導(dǎo)致部分學(xué)生只能圍在儀器周圍看人操作，更多時(shí)間游離在外，學(xué)生參與度不高，實(shí)訓(xùn)效果不佳。

針對(duì)此問(wèn)題，結(jié)合現(xiàn)有儀器數(shù)量及學(xué)生上課人數(shù)，將涉及水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀測(cè)量原理的理論課程先行完成，再將操作實(shí)踐課安排在一起，根據(jù)儀器類別采取跨班級(jí)分組形式對(duì)學(xué)生展開(kāi)集中輪換實(shí)訓(xùn)。

實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)安排如下：對(duì)所有學(xué)生跨班級(jí)分三大組，即水準(zhǔn)儀實(shí)操組、經(jīng)緯儀實(shí)操組、全站儀實(shí)操組，各大組再根據(jù)儀器數(shù)量分小組。按教學(xué)計(jì)劃，實(shí)踐課程共3次，那么第一次正常不輪換，第二、三次輪換原則：水準(zhǔn)組的學(xué)生輪換到經(jīng)緯組，經(jīng)緯組的同學(xué)輪換到全站組，全站組的學(xué)生輪換到水準(zhǔn)組，如此一來(lái)，每組學(xué)生都能練習(xí)使用這三種測(cè)量?jī)x器，最大限度地提高了儀器的使用效率，基本上解決了學(xué)生多儀器少的問(wèn)題，每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)上手操作，可大大提高學(xué)生的參與度，滿足實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)需求。

另外，將學(xué)生分組討論融入實(shí)踐教學(xué)當(dāng)中，通過(guò)設(shè)置小組任務(wù)，讓學(xué)生分工協(xié)作完成測(cè)量?jī)x器的使用和建筑施工測(cè)量技術(shù)總結(jié)任務(wù)，并形成不少于3000字的小組報(bào)告，使學(xué)生掌握測(cè)量?jī)x器的使用方法和建筑施工測(cè)量技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生測(cè)量數(shù)據(jù)采集的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，同時(shí)安排2次課上小組匯報(bào)，考查學(xué)生對(duì)測(cè)量知識(shí)的運(yùn)用、儀器的使用、建筑工程測(cè)量技術(shù)掌握水平。具體內(nèi)容如下：

（一）水準(zhǔn)測(cè)量

在建筑場(chǎng)地布置水準(zhǔn)路線，各測(cè)站安置水準(zhǔn)儀。

（1）閉合水準(zhǔn)路線測(cè)量或附合水準(zhǔn)路線測(cè)量（至少設(shè)置四個(gè)測(cè)站）。

（2）觀測(cè)精度滿足要求后，根據(jù)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行水準(zhǔn)路線高差閉合差的調(diào)整和高程計(jì)算。

（二）角度測(cè)量

在建筑場(chǎng)選擇觀測(cè)目標(biāo)，進(jìn)行對(duì)中、整平。

（1）水平角測(cè)量：關(guān)于度盤(pán)配置，如要測(cè)n個(gè)測(cè)回，則按公式180[°]/n遞增配置水平度盤(pán)。若測(cè)兩個(gè)測(cè)回，其配置為：根據(jù)公式計(jì)算第一測(cè)回盤(pán)左起始讀數(shù)為0[°]00′00″或稍大于0[°]，第二測(cè)回盤(pán)左起始讀數(shù)為90[°]00′00″或稍大于90[°]。檢查上、下半測(cè)回角值互差是否超限±40[°]，計(jì)算一測(cè)回角值。測(cè)站觀測(cè)完畢后，檢查各測(cè)回角值互差不超過(guò)±9″，計(jì)算各測(cè)回的平均角值。

（2）豎直角測(cè)量：轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡使視線上仰，觀察豎盤(pán)讀數(shù)的變化規(guī)律。

盤(pán)左：瞄準(zhǔn)目標(biāo)，用十字絲的橫絲切于目標(biāo)頂端，讀取豎盤(pán)讀數(shù)L，計(jì)算豎直角αL，記入實(shí)訓(xùn)報(bào)告。

盤(pán)右：同法觀測(cè)讀取豎盤(pán)讀數(shù)R，計(jì)算豎直角值αR，記入實(shí)訓(xùn)報(bào)告。計(jì)算一測(cè)回豎盤(pán)指標(biāo)差及豎直角平均值。

（三）坐標(biāo)測(cè)量

在建筑場(chǎng)地上選擇一點(diǎn)，作為測(cè)站點(diǎn)，另外兩點(diǎn)作為觀測(cè)點(diǎn)。在測(cè)站點(diǎn)上安置儀器，安置方法與經(jīng)緯儀方法相同，完成全站儀的對(duì)中整平操作，最后量取儀器高。在觀測(cè)點(diǎn)上安置棱鏡，對(duì)中整平后，用棱鏡對(duì)準(zhǔn)全站儀，讀取棱鏡高。調(diào)焦與照準(zhǔn)的操作步驟與一般經(jīng)緯儀相同，注意消除視差。瞄準(zhǔn)時(shí)將望遠(yuǎn)鏡的十字絲對(duì)準(zhǔn)棱鏡中心，完成坐標(biāo)測(cè)量，記錄觀測(cè)點(diǎn)位置的坐標(biāo)和高程。

五、教學(xué)改革拓展

以賽促學(xué)，以賽促教。通過(guò)舉辦學(xué)?！耙幌狄毁悺薄摂M仿真數(shù)字測(cè)量大賽和參加省測(cè)繪地理信息之星大賽等活動(dòng)，切實(shí)增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。切實(shí)增強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)，促進(jìn)教育教學(xué)改革和實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，全面提高教學(xué)質(zhì)量。在教學(xué)中，引入虛擬仿真數(shù)字測(cè)圖平臺(tái)，通過(guò)電腦操作虛擬仿真數(shù)字測(cè)量?jī)x器達(dá)到現(xiàn)實(shí)練習(xí)的效果，且能將課堂講授理論無(wú)縫結(jié)合到虛擬仿真實(shí)操當(dāng)中，大大提高學(xué)習(xí)認(rèn)知速度，提高教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生使用虛擬仿真測(cè)圖平臺(tái)進(jìn)行RTK操作和全站儀操作兩個(gè)測(cè)量行業(yè)常用儀器的模擬練習(xí)，經(jīng)過(guò)校賽和省賽等競(jìng)賽項(xiàng)目訓(xùn)練，著力提升分析并解決實(shí)際工作問(wèn)題的能力。

專創(chuàng)融合，創(chuàng)新教學(xué)。工程測(cè)量課程教學(xué)改革，還可結(jié)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識(shí)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的高素質(zhì)人才目標(biāo)，結(jié)合行業(yè)前沿實(shí)用技術(shù)，充分利用虛擬仿真技術(shù)，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)應(yīng)用在工程測(cè)量課堂教學(xué)中，在傳授專業(yè)知識(shí)過(guò)程中加強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維，激發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)靈感。在傳統(tǒng)教學(xué)方法基礎(chǔ)上，增設(shè)專創(chuàng)融合式互動(dòng)講授、小組任務(wù)聯(lián)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、線上短視頻交流學(xué)習(xí)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽案例教學(xué)。

六、結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)兩輪的課程教學(xué)探索改革，可以很明顯地感受到學(xué)生有以下積極變化：

從上課的狀態(tài)看，對(duì)上本門(mén)課程的學(xué)習(xí)情緒也由不得不學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)樵敢饨邮苋W(xué)，從上課枯燥乏味疲倦到不覺(jué)得累，普遍認(rèn)為課堂時(shí)間過(guò)得很快。

從知識(shí)留存度看，從一片空白到課上及時(shí)跟進(jìn)，課下復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)完成作業(yè)，回答問(wèn)題積極性大大提高，知識(shí)記憶及理解程度更上一個(gè)臺(tái)階。

從實(shí)踐學(xué)習(xí)表現(xiàn)看，分組銜接連貫緊密，學(xué)生交流增多，實(shí)際參與操作時(shí)間增多，實(shí)踐心得感悟增強(qiáng)，匯報(bào)表現(xiàn)水平大大提高。

從知識(shí)技能與實(shí)際能力掌握看，學(xué)生考試成績(jī)提高了，自我獲得感和自信心增強(qiáng)了，專業(yè)能力得到了切實(shí)提高。

綜上，對(duì)非土木工程專業(yè)《工程測(cè)量》課程教學(xué)改革研究，為學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)和學(xué)生綜合能力提升提供了有力支撐，整體改革效果也不錯(cuò)。但時(shí)代在進(jìn)步，學(xué)校在進(jìn)步，師生也在進(jìn)步，故課程改革不能停步，要永遠(yuǎn)在路上。

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