“大地測量學”多元化實驗教學探究

蘇新洲，向 東，黃海蘭

(武漢大學測繪學院，湖北武漢 430079）

“大地測量學”多元化實驗教學探究

蘇新洲，向 東，黃海蘭

(武漢大學測繪學院，湖北武漢 430079）

一、引 言

“大地測量學”是地球信息學科，其基本任務是測量和描繪地球及其變化，為人類活動提供地球等行星體的空間信息。它既是基礎學科，又是應用學科。“大地測量學”課程是學習“空間大地測量”“天文大地測量”“全球定位系統GPS”等專業課程的基礎，又有建立國家控制網，滿足各種要求的測圖的理論、技術和方法。因此，它是“測繪工程”專業學習的最重要的課程之一。

“大地測量學”的實驗教學，是鞏固學生在課堂上學到的理論知識，鍛煉和提高學生的儀器操作能力和實際動手能力，增強綜合運用所學知識，靈活運用知識的能力；在工程實踐過程中，提高發現問題，分析問題，解決相關問題的對策與方法的能力；開拓視野，把基本理論與實踐緊密地結合在一起，對理論知識進一步消化與吸收，激發和培養學生創新思維的能力，為學生今后的人生發展奠定扎實的專業基礎。

二、“大地測量學”多元化實驗教學的理念升華

哈佛校訓告訴我們：一個人的成長不在于經驗和知識，更重要的在于他是否有先進的觀念和思維方式。同樣，創新實驗教學，首先需有理念的升華。

1.以人才培養目標為準則

“大地測量學”多元化實驗教學，以測繪基礎理論為依托，以計算機技術、網絡技術等為工具，強調基礎厚實的“技術融合，組合創新”的多途徑拓展機制。

多元化實驗教學以“高品質、國際化、創新型”的人才培養目標為準則，依托數字化測繪體系，實現大地測量產品的快速獲取和更新、智能化處理，使之為社會提供多尺度、多形式的測繪基準信息與產品。

多元化實驗教學強調培養學生的社會責任感和服務意識，注重培養自我激勵、自主創業，敢于創業，走向社會、服務社會的人才。

2.要適應創新實驗教學體系

筆者所在單位測繪工程專業采用“分階段教育、多層次培養、全方位發展”的創新實驗教學體系，使學生具備較強的從事空間信息技術開發和測繪服務社會的工程實踐能力。

多元化實驗教學在創新實驗教學體系的大框架下，設置充分的實踐教學模塊，在培養學生基本素質的基礎上，有針對性地進行專業素質和能力培養。突出實踐能力，激勵個性發展，拓展學生素質，做到堅持知識、能力、素質的辯證統一。積極推進學、研、產相結合的培養模式以及寬口徑、厚基礎和多渠道相結合的培養機制，培養面對各種挑戰均能具有創造、創新和創業能力的全方位人才。

3.揚棄傳統的實驗教學

傳統的實驗教學多將重點放在對大地測量學基本理論知識的驗證上，而多元化實驗教學，豐富了其實驗教學方法和手段，以設計性、創造性、拓展性實驗為主，注重調動學生的創新意識、創新精神和創新能力。當然，多元化實驗教學并不對立于傳統方法，而是繼承和發揚了傳統實驗教學中兢兢業業的工作態度，任勞任怨的吃苦精神，嚴謹求實的工作作風等。因此，多元化實驗教學以傳統實驗教學為基礎，突出了學生創新素質的培養。

4.注重團隊精神的培養

“大地測量學”實驗，一般需要6人以上組成團隊配合完成。而且每人都要輪流完成各個工序或環節的實驗任務，也就是說，每個人在這個工序或環節是主角，在其他的工序或環節就需充當配角。因此，當主角時，要有大局意識；當配角時，要有服務精神；而整個團隊的核心是協同合作，凝聚全體成員的向心力，達到個體利益和整體利益的統一，保證組織的高效率運轉的最高境界。使之既能揮灑個性、表現特長，又有明確的協作意愿和協作方式，培養團隊精神，保證了團隊共同完成“大地測量學”的實驗教學目標。

三、“大地測量學”多元化實驗教學遵循的基本原則

1.以最新的大地測量成果標志為方向

大地測量學的基礎理論、手段和方法為測繪學科的發展奠定了堅實的基礎，提供了先決條件；大地測量學的發展極大地影響和規定著測繪科學學科的發展。因此，“大地測量學”多元化實驗教學以最新的大地測量成果標志為方向，根據經濟社會發展對大地測量的緊迫需求，緊跟學科發展前沿，著力突破重點關鍵技術，把最新的成果融入實驗教學中，形成自己的特色。

2.以提高學生創新素質為核心

“大地測量學”多元化實驗教學始終把提高學生的創新能力擺在突出位置，加強學生創新意識、創新精神和創新能力的培養，增強他們未來發展的核心競爭力，為祖國的測繪科技發展突破重點關鍵技術，形成自主知識產權的科技成果，增加人才儲備。

3.以實現學研產用相結合為途徑

“大地測量學”多元化實驗教學充分利用學校與工程單位、科研單位等在人才培養方面的各自優勢，把以傳授知識為主的學校教育與直接獲取實際經驗、實踐能力為主的生產、科研實踐有機結合的教育形式。利用多種不同教學環境和教學資源，用戶直接參與產學研合作，以減少技術創新的盲目性，有效降低技術創新的風險和成本。產學研用相結合的本質，是促進科技、教育與經濟的結合；實現學研產用相結合，是創新人才培養的有效途徑。

4.優化統籌多種實驗資源

實驗教學的資源包括教師、學生、實驗室、儀器設備、實驗場地、實驗單位和在研項目等多種。如何優化和統籌多種實驗資源，充分發揮教師在實驗教學中的宏觀指導和引導作用，營造良好的實驗教學環境，實驗室儀器設備的配置，和在研項目單位的協同配合，以利建立和完善“大地測量學”實驗教學的創新體系。

5.兼顧普適教育與個體差異，促進教學相長

按照大眾化、均衡化和公平化原則，加強普適教育，是不爭辯的事實。“大地測量學”多元化實驗教學除此之外，還要尊重學生的個性差異，努力開展個性突出的差異教育。使得那些天賦異稟的學生有發揮特長的空間；同時，教師在教學與學術水平之間存在一個“最近可發展區”，而這段區域的超越主要是在師生互動中完成。這樣就促進了教學相長。

四、“大地測量學”多元化實驗教學的獨特實踐

“大地測量學”課程是筆者所在單位的傳統教學課程，積淀了幾代教師和幾十年的教學心血和智慧。“大地測量學”實驗教學隨著時代的進步和科技的創新，也在不斷地豐富和完善。本文從6個方面探索多元化實驗教學的獨特實踐。

1

.多途徑的教學方法

多途徑實驗教學包括：

1）傳統的課堂講解、實習(實驗）前指導和實習現場講解。

2）實習點評，一是對實習過程中出現的各種現象進行點評；二是對實習報告點評。

3）借助網絡和多媒體技術，對“大地測量學”完成了全程授課錄像，建設網絡自主學習實驗平臺，供學生隨時學習。

4）通過信息化測繪創新實驗室，實驗內容開放式、實驗形式自主式的實體化實驗平臺，完成軟件和計算模型實現，既直觀又形象。

5）依托自研設備、自主軟件打造創新型的實驗平臺，師生互動交流，網上解答問題。

2.多層次的實驗內容

“大地測量學”實驗分為儀器檢校、設計性實驗和工程實驗3個層次。

儀器檢校主要是按照相應規范的要求，對將要使用的測繪儀器及設備進行檢驗與校正，使之滿足相應規范規定的限差。

設計性實驗包含兩部分：①對綜合實驗項目完成技術設計，發掘學生個人的創新潛能；②利用學生自己熟悉的計算機語言，編程實現“大地測量學”課程中的“高斯投影坐標正反算”、“大地主題正反算”等幾個重要的數據處理。這兩部分作為實驗的重要內容，均以培養學生的創新能力，提高人才素質為目的。

工程實驗，在實習基地做與工程項目類似的模擬工程實踐，完成工程的全過程，并對結果進行精度評定。另外，可參加到中大項目的工程實踐中，與老師一道，解決實際工程中出現的各種技術問題，提高學生分析問題、解決問題的創新工程實踐能力。

3.多場所的實驗環境

“大地測量學”實驗教學分為室內、室外、實習基地和工程測區4種不同的場所環境，來完成不同的實驗任務。如實習基地和工程測區的地貌和地物不同，實驗范圍不同，氣象環境不同，都是對學生實驗的挑戰，打造和提高學生的綜合素質。

4.多設備的綜合實驗操作

“大地測量學”實驗教學會用到高精度的全站儀(或GPS接收機）、精密水準儀和計算機，完成綜合實驗。用全站儀(或GPS接收機）完成平面控制網和地形碎部點的測量，用精密水準儀完成高程控制網的測量，用計算機進行數據處理和GIS成圖。讓學生掌握從控制到成圖的全過程，達到了熟練掌握各種儀器設備的動手能力。

5.多資源的嚴密整合

“大地測量學”實驗教學充分發揮、整合與優化各種教學資源，實現實驗教學資源的優化配置與共享。依托國家級實驗教學示范中心，建立教學資源整合與優化制度的過程監測機制。主要針對整合與優化的過程進行監測，在實施過程中及時發現、解決問題。結合實驗教學需要，研制的數字水準儀、激光準直儀、GPS天線陣列系統等高層次儀器設備，填補了部分實驗教學儀器的空白。

建立評價結果反饋機制：包括對整合優化結果的激勵政策。這能促進院實驗室進行整合優化工作，調動實驗室教師的工作積極性。

多資源整合還包括實驗隊伍的組織、實驗內容的組織和實驗器材的組織。實驗器材的組織要與實驗內容嚴密配套，滿足“大地測量學”實驗的要求。以達到規范教學程序，提高“大地測量學”實驗教學水平之目的。

6.師生、生生的多向互動

“大地測量學”實驗教學注重創造力和創新意識的培養。其實驗教學效果的好壞是由教師與學生兩方面的因素決定，教師要了解學生的心理，關心他們的學習，做到既要教書，更要育人。加強師生雙方的互動與溝通，對學生提出的問題要耐心細致的解答，提出的合理意見和建議也要虛心接受，和諧師生關系。在教與學的融洽氣氛中，師生之間、學生之間形成一個資源信息共享、優勢互補的良好環境，促進學生自主性和創造性的發揮。使學生將所學知識轉化為對事物的概括力和洞察力，逐步培養學生看問題的世界觀和方法論。

五、結束語

“大地測量學”多元化實驗教學豐富了測繪工程專業人才培養的模式，增加了新的元素和活力。由創新實驗項目所開發建立的立體地形模型和高精度室內三維全景控制場等，在教師和研究生科研中得到應用，深受歡迎。

多元化實驗教學，增強了學生創新意識與動手能力，初步達到了創新實驗教學的設想。通過學院組織的畢業生跟蹤調查表明：畢業生基礎扎實，專業知識系統、知識結構合理，整體素質高，應用新技術的能力和工作適應性強，有較強的創新和創業的能力。本專業的人才培養模式在全國起到了示范和引領作用，教學模式和課程設置成為國內高校測繪專業的榜樣。

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Diversification of Geodesy Experiment Teaching:Exploration and Discussion

SU Xinzhou，XIANG Dong，HUANG Hailan

闡述了“大地測量學”實驗教學的重要性，升華了“大地測量學”實驗教學的理念，在建立的5條教學基本原則的基礎上，從6個方面分析論證了多元化創新實驗教學的獨特實踐。在近幾年的實驗教學應用中，取得了良好的效果。

大地測量學；實驗教學；多元化；創新

G64

B

0494-0911(2014）10-0128-03

2013-08-30

武漢大學測繪學院教學研究項目(201204）

蘇新洲(1957―），男，湖北仙桃人，副教授，主要研究方向為大地測量和GPS定位。

蘇新洲，向東，黃海蘭.“大地測量學”多元化實驗教學探究[J].測繪通報，2014(10）：128-130.

10.13474/j.cnki.11-2246.2014. 0349

徠卡測量新技術應用專欄