《工程測量》課程教學的實踐與思考

曾懷恩 三峽大學土木與建筑學院， 湖北宜昌 443002

《工程測量》課程教學的實踐與思考

曾懷恩 三峽大學土木與建筑學院， 湖北宜昌 443002

隨著科技的迅速發展，新的測繪技術和設備不斷涌現，社會對人才培養的要求越來越高，“工程測量”課程教學需要進行不斷調整和改革。本文針對本校“工程測量”課程教學的實際情況，提出了今后調整和改革的幾點建議。

工程測量；教學改革；實踐教學

工程測量是測繪科學與技術在國民經濟和國防建設中的直接應用，涉及工民建、道路與橋梁、輸電線路、水利水電、城市規劃等眾多領域，是工程建設中的一門基礎技術。許多高等院校的土木工程、水利水電工程、輸電線路工程、城市規劃、建筑學、環境工程等工科專業都開設了“工程測量”課程。隨著電子技術、計算機技術、通訊技術、網絡技術的快速發展，以全站儀、智能全站儀、G P S、電子水準儀等為代表的新的測繪技術和設備不斷涌現出來，使得工程測量的過程朝著實時、數字化、自動化、智能化、網絡化方向大步邁進。這種背景之下，用人單位對人才培養質量的期望必然越來越高——培養的人才不僅要掌握傳統的測繪方法與技術，更重要的是能熟悉現代新的測繪技術，并能將新技術熟練應用于工程建設當中，提高生產效率。因此，“工程測量”課程教學內容及側重點、教學方法與手段、教學環節需要不斷調整和改革。筆者近幾年承擔了我校土木工程、水利水電工程等多個專業的“工程測量”教學工作，深知工程測量教學現狀和存在的薄弱環節，下面就教學調整和改革的方向做簡單闡述。

1、儀器設備落后，遠遠不能滿足新技術的教學要求

長期以來，受學校辦學經費的限制，我校測繪實驗中心的儀器設備一直以傳統的光學水準儀及光學經緯儀為主，這些儀器大部分是上世紀70年代的產品，超期服役且損壞嚴重。光電測距儀、全站儀、自動安平水準儀、水準儀電子水準儀等電子儀器數量則相對較少，僅能滿足演示實驗的要求，GPS測量設備則處于空缺狀態。對于全站儀、GPS新設備新技術的教學內容，任課教師只好點到為止，學生無法通過操作儀器設備加深和驗證所學理論知識，其教學效果可想而知。這樣的教學環境下培養出來的技術人才，勢必無法滿足生產單位的需求。借助我校“十二五”期間將大力發展實驗室建設的機遇，測繪實驗中心將分年度購置一批全站儀、GPS接收機、電子水準儀等設備，逐步改善測繪實驗中心的實驗條件，提高綜合型、設計型、創新型實驗項目的開出比例，開闊學生的視野，提高學生適應社會需求的能力。目前已購入二十余臺全站儀，僅能滿足有限人數的課間實驗需要。

2、加強教材建設，調整教學內容

我校開設的“工程測量”課程面向土木工程、水利水電工程等十余個非測繪工程專業，其教學目的、內容、要求、學時等與測繪工程專業必然不同，不能簡單套用國內知名的測繪工程專業的“工程測量”教材。為了突出辦學特色，也不能直接拿其他高校非測繪工程專業的“工程測量”教材為我所用。鑒于此種思考，我校已組織一批教學經驗豐富的教師編寫了一部“工程測量”教材，該書以介紹傳統測繪技術為基礎，力求反映新的測繪技術在工程中的基本應用，主要內容包括緒論、水準測量、角度測量、距離測量與直線定向、測量誤差的基礎知識、小區域控制測量、地形圖的基本知識、大比例尺地形圖的測繪、地形圖的應用、測設的基本工作、3S技術簡介等，同時為了反映工程測量在土木工程、水利水電工程、輸電線路工程中的基礎應用，還增設了工民建中的施工測量、大壩施工測量、輸電線路設計測量、輸電線路施工測量、變形觀測等。該教材基本能滿足我校非測繪工程專業“工程測量”課程教學要求，不足的是仍停留在大篇幅介紹傳統測繪技術的層面上，其有關全站儀、GPS等新技術新設備的內容過少，其在工程實際應用的介紹則更少，難以達到讓學生了解甚至掌握測繪新技術的目的。因此，要十分重視教材建設，力爭實現普通高等學校優秀教材的零突破。

與之相應，教學內容、要求也有必要做一些調整。對于傳統的已經落伍的內容或依據本專業對工程測量教學要求，刪除一些不適用的內容，比如鋼尺量距、小三角測量等，對于測量誤差的基本知識，只做簡單介紹，不宜過多講授誤差傳播定律等專業要求很高的內容。教學的內容應在講明測繪基本理論知識，如水準測量原理、角度測量原理以及簡單介紹傳統儀器的基礎之上，重點向新技術新設備轉移，多介紹全站儀、G P S測量設備的使用，數字化測圖技術，向工民建中的施工測量、大壩施工測量、輸電線路設計測量等與學生今后工作緊密相關的部分傾斜，讓學生了解測繪新技術在其專業中的應用和發展趨勢，為將來的工作打下良好的基礎。同時，受到高等學校學分制教改的影響，“工程測量”等非專業課程學時壓縮嚴重，有的專業培養方案計劃的學時甚至銳減了40%，在教學內容反而增多，要求更嚴的大背景下，如何精選課堂教學內容，實驗內容，合理安排課堂理論教學和課間實驗教學的比例、銜接顯得尤為重要。在具備足夠全站儀的條件下，可開設全站儀測角、全站儀測圖實驗，而替代傳統的經緯儀測角和經緯儀測圖實驗。筆者認為，對于測量儀器的基本理論、操作方法和技巧，可以在課堂教學中一帶而過，而留到相應實驗教學中講授，一來可以節省教學時間，二來可以將理論與實踐結合，避免課堂理論教學的枯燥，增強學生學習興趣和積極性。

3、課堂教學方法與手段調整

課堂教學是理論知識傳授的直接有效途徑。教學方法關乎知識傳授的效果，應該作為教學研究和改革的重心之一。教學要因材施教，不僅要看到授課學生專業區別，而且要注重教學內容本身的特點。工程測量是一門實踐性較強，同時數值計算較繁瑣的課程。對于數理基礎較薄弱的專業的學生，測量中許多公式推導、計算方法不易理解，任課老師要反復講解，通過一些淺顯的實例輔助說明。而對于數理基礎較扎實的專業的學生，任課老師引導學生自主推導基本公式，分析、歸納、擴展公式內涵，能用算例進行驗證，初步形成提出、分析和解決問題的能力。教學方法本身就是一門較抽象、難以形成普適指南的學問，需要教師在實踐中不斷琢磨、不斷提高。

隨著社會、科技的不斷發展，教學手段發生了深刻變化，多媒體教學已在高等學校廣泛采用。多媒體教學可通過動畫、聲音、圖像及視頻信息擴大信息容量，豐富教學內容，將許多抽象問題形象化，增強學生的理解力和記憶力，激發學生的興趣，調動學習的主動性和積極性，這是傳統板書的教學手段所無法比擬的。另外一方面，要客觀認識到多媒體教學中的一些不足，如信息量過大，滯留時間短，特別對于公式推導，學生思路難以跟上，需以板書推導為主，講清推導過程、層次關系，反復講解，便于學生理解。我校“工程測量”課程教學目前以多媒體教學為主，傳統板書為輔的方式進行。采用多媒體教學，教師要利用大量的課余時間制作較完善的多媒體課件，以保證良好的教學效果。多媒體課件應以圖表為主、文字為輔，增強學習的趣味性；利用動畫、視頻演示電子水準儀、G P S接收機等儀器的操作使用，便于學生理解和掌握；課件要布局合理，畫面清晰，色彩鮮明，動畫設計流暢，到達視聽愉悅的效果。需要強調的是，多媒體展示的實驗不能代替實際的課間實驗，它會削弱教師的示范作用，在儀器設備具備的條件下一定要在課間實驗中給學生進行示范，增強學習效果。隨著網絡技術的快速發展，相比傳統的單機運行課件，網絡課件的優勢已在實際教學中慢慢浮現出來。“工程測量”作為我校立項建設的校級精品課程，提供了網絡課程建設的平臺和機遇，需要今后不斷深入和研究。

4、注重實踐教學，提高教學質量

“工程測量”是一門理論和實踐緊密結合的課程，包括課間實驗和集中實習的實踐教學是整個課程教學中不可或缺的部分，以培養學生動手操作能力為目的。受學時、儀器設備缺乏的限制，近幾年我校大部分專業的“工程測量”課程僅開設了光學水準儀認識和使用、光學經緯儀認識和水平角觀測、三四等水準測量、經緯儀測圖四個課間實驗，本該開設的豎直角觀測、導線測量等課間實驗都沒法實施。2011年上半年購入一批全站儀后，適當調整了課間實驗項目，增設了全站儀認識和角度測量、全站儀測圖實驗，取代了光學經緯儀認識和水平角觀測、經緯儀測圖實驗。每次課間實驗安排兩節課的時間，上課時，任課老師都要先花20分鐘左右時間簡單講解儀器的構造、部件的功能，并親自動手演示儀器操作，然后讓學生自由開展實驗，老師在旁指導，糾正學生操作中的錯誤，并隨時回答學生提出的問題。

為了將所學知識綜合運用于實踐中，不同專業還開設了1周或2周的集中實習，實習場地在校內，由任課老師根據實習任務劃定范圍，同時避免和其他教學班場地相互沖突。實習要求小組為單位，每個學生應能獨立進行平面控制測量和高程控制測量的外業工作及內業計算工作，能測繪地形圖，進行點的平面位置的放樣和高程的放樣工作，對于輸電線路工程還增加有線路平斷圖測量。為了做好實習，編寫了“工程測量”實習指導書，規定了實習內容、技術要求、進度安排、最終上交的成果資料，強調了實習紀律、儀器設備的規范操作性、小組成員間的協作精神等。實習使學生熟悉野外測圖的全過程，全面鍛煉學生綜合運用知識、獨立及團隊協作處理問題的能力，為今后走上工作崗位奠定了良好基礎。遺憾的是，受儀器設備的限制，目前的地形圖測繪還是采用傳統的經緯儀測圖法，在圖紙上手工描繪地形圖，遠遠地落后于生產中主流的數字化測圖方法，這一突出問題有望在“十二五”期間逐步解決。由于我校沒有任何專門的實驗場地、實習基地，遇到雨雪等天氣，課間實驗、實習都得中斷，課間實驗可以改天再做，但實習必須在規定了的時間內完成，若長時間受天氣干擾，將影響實習正常教學。另一方面，校內沒有任何測量控制點，每次實習都需要臨時選點，做標記，還要老師假定起算數據，學生交上來的成果也不易一一復核，客觀影響學生實習成果評定。因此，加大教育經費投入，加強實驗場地、實習基地建設也是今后必須解決的重點問題。

隨著科技的迅速發展，新的測繪技術和設備不斷涌現出來，用人單位對人才培養的要求越來越高，因此“工程測量”課程教學也要進行不斷調整和改革。在目前情況下，我校“工程測量”課程教學，只有在改善實驗條件，建設高水平教材和合理調整教學內容，改進教學方法和手段，注重實踐教學的前提下，才能提高課程教學質量，為社會培養高質量人才。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.16.132

河南高等教育教學改革研究省級項目資助（2009SJGLX132），河南理工大學研究生教育改革基金資助（2010YJ05），河南理工大學教改基金資助（2009JG074）

曾懷恩，博士，主要從事工程測量、3 S技術與應用方面的教學和科研。