測量學實踐教學模式的探索與研究

楊玲霞

0 引言

測量學是我校成人教育學院建筑工程技術專業的一門專業技術基礎課程。課程的主要任務是學習本專業所必須的測量基本理論、基本知識、基本方法和基本操作技能，為培養建筑工程一線施工與管理專業人才奠定基礎。我校2010年的建筑工程技術專業教學計劃修訂后，在原有教學內容基本不變的情況下，面授課時數由最初的72課時，降為現在的36課時(包括實驗)。如何在有限的課時內保證和提高測量學課程的教學質量，探索更好的教學模式，就是目前擺在我們面前的主要問題。

1 合理安排實驗實訓時間

測量實驗是比較重要的一個教學環節，通過實驗掌握測量儀器的安置、觀測、記錄、計算等過程，真正掌握測量的基本方法和基本技能。根據教學實際情況，將測量實驗穿插在課堂教學過程中，也就是在講授相關章節的同時進行課間實驗，依據測量學教學內容和目標，教學大綱要求實驗課共開設8個學時，其中驗證性實驗4學時，綜合性實驗4學時，內容分別是水準儀操作、經緯儀使用、測回法觀測水平角和豎直角觀測，通過這些實驗使學生了解儀器的基本結構、測量原理、實際操作方法、步驟以及計算的基本方法，同時也為下一步的實習打下基礎。

測量實訓安排在課堂教學全部結束之后進行，是各項試驗的綜合練習，也是對整個測量課程的系統性復習和強化。使學生全面了解和綜合掌握所學的知識，達到實踐印證理論，理論指導實踐的目的。

根據實訓教學內容和目標，集中實訓時間為1周;實訓內容有水準儀和經緯儀的檢驗與校正、四等水準測量、圖根導線測量、數據處理和施工放樣五個方面的實習內容;實習分組進行，每小組6人，每班配備一名實習指導老師。

2 增加實驗實訓設備

目前我校學生實驗和實訓所用儀器都從相關大學的實驗室租用，教學儀器和設備根本不能滿足學生實訓的要求，一方面體現在教學儀器的數量。比如每6人的小組，應該同時具有水準儀和經緯儀兩套設備，但是學校考慮到實習經費的問題，會租用相對較少的儀器，每小組往往只有一套設備，要么是水準儀要么是經緯儀，水準測量完畢的學生想用經緯儀測量就得去經緯儀那組互換，如果經緯儀這組學生還沒有測量完畢，那么學生就得等待，浪費很多寶貴時間，也降低了學生的學習效率。另一方面是教學儀器的性能往往不一致。比如租來的同是經緯儀，有的是DJ6型號光學經緯儀、有的是電子經緯儀;同時不同廠家的經緯儀構造多多少少都會有一些不同。同樣，水準儀有比較老式的微傾式水準儀，也有自動整平水準儀，沒有一個統一的標準，因此我校實驗室和實驗設備的建設刻不容緩。根據我校多年招生的規模，建筑工程技術專業總共2個班級，每班45人左右，粗略按100人計算，如果每6人一小組，每組各兩套儀器(一套水準儀、一套經緯儀)，這樣就需要水準儀和經緯儀各17套。

3 建設固定實驗實訓場地

實習場地是實踐教學的課堂，它的完善與否，直接影響教學的質量。目前我校學生實習場地都在我校郭杜校區內進行，校區實驗場地建設還不是很完善，許多地方還有待改進和提高。為了便于在以后的實習中組織實施測量實習，同時也鑒定學生的實習成果，應建立固定的校內實習場地。在校內建立實習控制網(三級導線和四等水準路線)，導線總長約2 km，設置若干永久性測點，可以是附和線路也可以是閉合線路。在這樣的固定路線和固定測點實習，多次實習過程中，實習指導老師熟悉指導場地的情況，在實習過程中能及時發現問題，并找到解決問題的方法。

針對我校郭杜校區實習場地情況，布置了12個控制點，組成一個全程2 km的固定閉合線路(見圖1)，實習內容中的四等水準測量和圖根導線測量都選用本條線路。圖根導線測量中主要測量閉合路線的內角和導線邊長，即從起始點1開始到點12依次類推測量內角 β1，β2，β3，β4，β5，β6，β7，β8，β9，β10，β11，β12和邊長 D1，D2，D3，D4，D5，D6，D7，D8，D9，D10，D11，D12。其中測量內角用測回法，測量邊長用鋼尺量距或者視距測量，在實際實習中我們沒有鋼尺，學生都采用視距測量，同時用視距測量出的距離也相對精確。角度測量時用經緯儀在導線點上設站，測量相鄰導線邊之間的水平角。我們知道位于導線前進方向左側的水平角稱為左角，位于右側的稱為右角，通常觀測左角，閉合導線以逆時針為前進方向，所以左角也就是我們測量的閉合多邊形的內角。四等水準測量采用后—前—前—后(黑—黑—紅—紅)的觀測順序，也就是在每一測站上先觀測后視水準尺黑面上、中、下絲的讀數，然后觀測前視尺黑面上、中、下絲讀數，再觀測前視尺紅面中絲讀數，最后觀測后視尺紅面中絲讀數，計算出黑面所測的兩點高差h黑和紅面所測高差h紅，如果h黑-h紅≤±5 mm等其他限差要求，則挪到下一測站進行測量，直到測量出所有高差。

為確保測量實驗的質量，建立相對固定的水平角、豎直角和高程測量實驗場地。比如測回法觀測水平角實驗時布設如圖2所示實驗場地，點C為測站點，點A和點B為目標方向(點A和點B分別為教學主樓東北和西北拐角)，從而測量水平角β。

建設固定的實驗和實習場地后，每一屆的學生都在同一場地進行實習，指導老師也在同一場地指導相同內容的實驗和實習。指導老師熟悉場地情況，在學生實習過程中能夠及時發現問題，找到解決問題的方法，同時也可將上一屆，甚至更上一屆學生測量數據和本次實習所測數據進行比較，尋找存在的問題。

圖1 閉合路線布置示意圖

圖2 測回法測量水平角實驗示例圖

4 改進實驗實訓指導書

詳細的實驗和實訓指導書可以節省講解和布置實驗時間，使得學生有更多的時間用于實際操作練習，也方便了教師對實驗報告的批閱。

指導書有測量實驗指導書和測量實訓指導書兩部分，在實驗指導書中詳細說明每項實驗的目的、儀器設備、實驗方法與步驟、限差要求和注意事項等，并附有實驗數據記錄表格。比如測回法觀測水平角實驗，實驗目的是掌握經緯儀水平角度的測量、記錄及計算。儀器設備是經緯儀一臺。實驗方法與步驟是安置儀器→粗略整平→瞄準目標→精確整平→讀出數據。注意事項是應注意儀器設備的安全，盡量不要把儀器架在道路上;在操作儀器時，轉動各螺旋力量不要太大;三角架的架腿不要太開也不要太小，要把角架踩實等。以往我們沒有給出每個實驗完整的數據記錄表格，只說明按教材上某某表格模式進行實驗數據記錄，多次的試驗過程中我們發現，學生的記錄過程并不合理，數據記錄表格前后順序顛倒，有的學生干脆沒有表格，隨意記錄測量實驗數據，試驗報告書寫零亂，也給教師批閱帶來困難。為了使學生養成按規則記錄的良好習慣，同時也使得實驗報告整齊美觀，在每個試驗說明后面我們都附有試驗數據記錄表格，如普通水準測量記錄手簿、測回法觀測水平角記錄手簿、垂直角觀測記錄手簿等。

實訓指導書用來說明實訓的計劃和安排、注意事項、基本方法和技術指導以及實習成績的考核方式等，學生通過閱讀實習指導，對實訓的內容和要求有了明確認識，提高實習的主動性和自覺性。實訓內容里面主要部分是四等水準測量和圖根導線測量的路線布設。四等水準測量中首先要進行路線設計，根據實訓場地和實訓要求，全組同學共同協商，并考慮導線測量的需要，布設一個水準線路，盡可能構成附和或閉合路線，同時要求圖根導線測量的路線與四等水準測量路線一致。但是多次實際操作中我們發現學生選點不是非常合理，有些控制點選在松軟的草坪內，有些相鄰控制點間出現比較高大茂盛的松樹，有的布置線路時導線邊長相差比較懸殊，某些相鄰邊長之比超過1∶3，再者控制點布置也不是很均勻。這樣就給整個測量實習帶來諸多不便，不僅浪費實習時間，而且也不利于學生直觀理解。針對這樣的實際情況，實習指導老師提前布置好一個完整的閉合線路，實習的時候指導老師通過實地實例直觀講解，說明控制點的選擇理由，如相鄰導線點間應通視良好，以便于角度和距離測量，點位應選在土質堅硬、便于長期保存和安置儀器的地方等，從而加深理解并使學生效仿之。

5 結語

測量學是一門實踐性和技術性較強的課程，在目前課時量大量減少的情況下，只能進一步加強實驗實訓環節，才能保證和提高本課程的教學質量。因此不斷總結和摸索實驗實訓教學環節存在的問題，并積極改進教學模式中的不足，是目前也是以后測量學要克服的最重要的問題。

［1］ 賈寶平．高職高專非測繪專業《工程測量》課程教學改革探討［J］．太原大學學報，2007(12):89-92．

［2］ 莫南明．建筑工程測量實訓教程［M］．重慶:重慶大學出版社，2007:9．

［3］ 王宏俊，董麗君．建筑工程測量［M］．南京:東南大學出版社，2010:2．