使用Ｅｘｃｅｌ在測量專業教學中培養學生計算能力

高職專業注重實踐技能的培養。測量人員的專業技能可概括為測、算、繪三項基本技能。這三項技能都必須經過嚴格的實踐操作訓練才能熟練掌握， 反復練習是掌握測、繪兩種技能的唯一途徑，而對于算的一技能，簡單的反復并不適宜，這就要求在培養高職測量專業算的技能時應注意教學方式的多樣化。

傳統的課堂教學是學生掌握基本知識、基本理論的基礎，如若教學至僅僅停留于此，則學生對知識的理解也只限于此，至于這些理論知識在實際采集得到的大量數據中如何使用，學生由于缺少演算的工具，無法實現計算，從而也就無法驗證是否真正掌握了所學知識，甚至理解完全錯誤也不一定知道，更不要說具有活學活用的創新能力。

Excel具有強大的數據處理能力，是解決這一問題的好工具，由于它具有直觀性，便于前臺操作、修改，透明度高且易于掌握；另外Excel作為Windows操作系統的常用應用軟件，在任何一臺裝有Windows操作系統的電腦上都可以進行計算，不需要安裝專門的軟件環境，同時也省去了學校在軟件購買、開發、使用和維護時財力、精力的投入。

按照測量專業的教學內容的先后順序以及先簡后難的原則，在教學中，Excel可以在以下方面輔助課堂教學完成對學生計算能力的培養。

一、Excel用于水準測量計算

在學習了三四等水準測量后，根據測量儀器的使用過程以及觀測順序“黑黑紅紅”、“后前前后”及計算步驟如：前后視距差、黑面高差、紅面高差、“K + 黑減紅”、高差中數等，在學生全面了解所學知識后，引導學生自行在Excel中設計水準測量計算表格，包括：輸入項目文字如“水準控制測量計算模塊”、“測站編號”、“點號”、“方向及尺號”、“標尺讀數”“K + 黑減紅”、“高差中數”、“高程”、“備注”、“黑面”、“紅面”。再完成合并單元格：先選定一定的單元格合并，為標題留出足夠的空間，再選點擊菜單中的“格式”選“單元格”，點擊其下的“對齊”選項，選“居中”；在“文本控制”欄中分別勾選“自動換行”、“合并單元格”，點“確定”即可完成其它所需要合并過程，進而完成整個表頭合并制作。計算時只要計算第一個測站，若用Excel與手算一致，則利用Excel填充柄的功能完成其它測站的計算，對于更多測站只需粘貼、復制、修改第一個測站的表格就可完成計算。

通過Excel計算水準測量數據，能夠使抽象的知識在傳統的表格形式中具體起來，強化了學生的理解，鞏固了所學知識，幫助學生圓滿完成學習任務。更為重要的是當學生“小試牛刀”且初見成效后，不但增強了學習興趣，也對自己學好本專業增加了信心，期待著后續章節的學習。

二、Excel用于方位角計算

利用Excel計算水準測量數據時，學生只是采用常規的加減運算，對能力的培養還處于“拿來”的層次，在學習完方位角的概念及取值范圍后，可對學生作較高層次的訓練，要求學生能夠自己去掌握Excel中判斷語句的使用，完成正反方位角的運算，由于Excel沒有角度單位的設置，而實際工作中又有很多角度單位轉換的問題，因此要求學生首先將“度、分、秒”為單位的角度轉換成“度”為單位的角度，再將“度”為單位的角度轉換成“弧度”為單位的角度，其次是將“弧度”為單位的角度轉換成“度”為單位的角度，最后將“度”為單位的角度轉換為“度、分、秒”為單位的角度。

在這個學習過程中學生利用Excel內置函數，根據自己的理解，通過分析度、分、秒之間的關系，使用Excel的內置函數將各種關系表達出來并且用于計算。如果說在水準測量中，學生對Excel的使用只是吸收、利用，那么在對方位角的計算中，學生則是將自己的思路通過Excel實現出來，不但使繁瑣的計算有趣起來，而且進一步激發學生學習的主動性、積極性和創新性。

三、 Excel用于簡易平差計算

有了以上實踐的積累，在學習了閉合導線的計算步驟之后，可以要求學生對閉合導線做平差計算，這里學生不但要綜合應用許多的內置函數如求和、正、余弦等，而且，由于計算過程的較復雜，學生首先要計算角度閉合差在計算角度限差，若閉合差在限差之內，則對角度進行誤差分配，分配時只要對一個角作計算即可，其余的也是依靠填充柄拖拉進行批處理，依次可完成導線方位角計算，坐標增量計算，最后得到各控制點坐標值。

使用Excel計算閉合導線是一個系統工作，教師要全面輔導，及時解決學生計算及思路方面的問題。完成上述任務后，通過比較閉合導線與附合導線的異同，還可引導學生完成附合導線的平差計算，由于閉合導線是附合導線的特殊形式，因此，只要將角度閉合差的計算公式稍加改正便可完成。

同樣，學生也可以順利地完成三角網平差、后方交會等控制測量問題。

四、Excel用于測量實習

在隨后的實習過程中，學生可以根據實際問題隨時調用自己所編的各種程序完成計算任務，做到隨測隨算，也就不會發生為算數據搶上機，從而保證了實習進度也提高了實習成果質量，而對于學校來說，也可以減少以往為解決學生集中到機房算數據的額外投入。

五、Excel用于測量平差計算

測量平差課對學生實踐能力的培養是讓學生掌握用計算器手工平差各種控制網的能力。課程建設中，對學生實踐能力的培養， 既包括讓學生掌握用計算器手工平差計算的能力， 又包括要求學生掌握簡單平差程序的編程能力和應用控制網平差軟件進行平差的應用能力。對于高職學生來說，平差過程計算量很大而且復雜， 如要求所有作業都用手工計算出結果。對于初涉此課程的學生來說，利用計算器進行手工計算的速度相當慢， 勢必會將大量寶貴的時間都花在了計算工作中， 而且是重復的計算， 顯然其效率是相當低的。 而且學生在學習過程中， 對這種繁瑣的計算也感到枯燥無味，對高職學生來說想編寫大量復雜的矩陣計算，也不是一件很容易的事情，無形中會增加學生的學習難度。同時，若花費大量的時間進行程序設計，必然會影響到測量平差課程內容的理解和掌握，往往會適得其反，不利于該課程學習。

由于Excel具有矩陣計算功能，可編寫嚴密平差程序時組成與解算法方程，能滿足測量專業學生學習測量平差課程的計算需求，前已說過Excel統計計算數據可以使用表列輸入，能對已輸入的統計數據進行編輯，便于學生前臺編輯，因此在教學中要求學生選擇一個具體的控制網(給出必需的起算數據和觀測值) ，按間接平差法使用Excel在計算機上完成權陣的建立、誤差方程和法方程的建立， 求解參數平差值及其方差陣， 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，并以圖表的形式提交成果。經過一個具體完整的平差計算過程， 學生可以深刻地掌握平差原理、平差過程、平差結果、成果分析等整個環節。這就為課堂教學節約了大量的時間，達到事半功倍的效果。

六、在工程測量中的使用

在工程測量中，學生不但可以輕而易舉地完成上述計算，還可以嫻熟地使用Excel實現工程測量道路定線中曲線要素和主點信息的計算功能，以及對建筑物沉降的觀測值進行水準基點的穩定性分析以及回歸分析等計算問題。

可見，在教學使用Excel電子表格來計算測量數據，可以保證學生對基本知識理論的掌握，經過由實踐、認識、再實踐、再認識的學習升華過程，使得原本顯得凌亂的知識在學生的思考中系統化，有利于學生對知識的吸收，強化了學生對基本知識的掌握。學生在使用時感到非常輕松、靈活，方便，鍛煉了學生計算的實踐能力、創新能力。

事實證明，在教學中使用Excel的確可以激發學生學習的主動性、積極性和創新性，并取得了較好的教學效果。而且很多施工單位也是普遍使用Excel處理數據，這就為學生面向市場、服務社會做足了準備。同時，在使用Excel過程中，多次的使用過程無疑為學生嫻熟地使用辦公自動化軟件創造了良好條件，無形中增強了學生將來就業的競爭力、增強了就業渠道，可見在測量教學中廣泛使用Excel值得推廣。

參考文獻：

［1］ 張繼榮. Excel在測量計算中的應用.石家莊鐵路工程職業技術學院學報， 2003，2（4）：38-39.

［2］ 王夢波. 淺談Excel 軟件在公路工程測量數據處理中的應用.廣東科技，2006，（162）：97-98.