非測繪專業全站儀教學課程優化實踐研究

王春林，苑晨丹，徐超

（赤峰學院建筑與機械工程學院，內蒙古赤峰024000）

非測繪專業全站儀教學課程優化實踐研究

王春林，苑晨丹，徐超

（赤峰學院建筑與機械工程學院，內蒙古赤峰024000）

針對現階段全站儀的教學要求和普遍使用的教學方法，提出一個全站儀室內實踐性教學設計方案，在教學模式、過程考核及評價、課后教學及補充上形成一個系列的全站儀學習評價體系.實踐表明，本方案可以提高非測繪專業全站儀的教學效果，有助于學生綜合能力的提高.

工程測量學；教學改革；實踐教學

全站儀在當今工程建設領域的應用已愈加廣泛，全站儀測量技術已成為建筑類高職高專學生的專業核心課程之一，也是土木工程類本、專科學生的重要專業基礎課程內容.《土木工程指導性專業規范》中，對測量學的定位為專業技術相關基礎知識領域，其中對全站儀的要求是了解全站儀的基本構造、工作原理，掌握全站儀的使用.而課時推薦為2課時，包含儀器構造、發展和應用、基本操作、基本測量功能即角度距離測量、全站儀坐標、放樣、對邊、懸高、后方交會和面積測量等程序測量功能.且全站儀的型號種類繁多，給教學工作增加了難度.鑒于此，筆者就教學方法與教學設計進行了研究和比較.

1 教學方法

現階段工程測量技術正朝著信息化、智能化方向發展，對測量學的教學改革一直是各高校的研究課題之一.如岳建平等就該課程的教材建設和教學方法進行了探討[1]；徐金鴻等對課程內容設置和教學中的突出問題進行了研究[2]；趙健赟等對測繪專業提出了教學優化方案[3].

關于教學方法，比較典型的有項目教學、多媒體教學、理實一體化教學、案例教學法[4]、任務驅動式教學法[5]、全站儀模擬器、以老帶新（高年級同學帶低年級同學學習）等形式.各教學法圍繞的問題均圍繞3基本個問題：理論、實踐、教學時間.因此，有效取舍、將各教學方法融合，同步解決理論、實踐、教學時間三者間的關系，增強教學節奏的把握，在全站儀教學過程中顯得尤為重要.基于這種理念，筆者選擇了同層次同教學要求的班級，在2013-2015年內對6個班級進行了如下教學方法的嘗試：

（1）所有的教學方法所用時間，均超過《土木工程指導性專業規范》所推薦的2課時的學時數.這說明了要么從單個知識點的深度、要么從知識的廣度，教學內容均需要增加，才能滿足土木工程學生就業的需要.

（2）在教學過程中學生的有效操作全站儀的時間有限.扣除理論講解時間、給學生答疑的時間、熟悉儀器設備的時間，課內學生可以完成有效的全站儀測量時間不足1學時，很難達到掌握全站儀使用的教學要求.

（3）理論與實踐不易同步，板書及多媒體，有助于學生對理論的認知，缺少對測量工具的直觀認識，實踐類的教學活動，有助于加強學生的操作熟練度，但容易形成知其然不知其所以然的認知結果.

（4）以老帶新的教學方式，受老生學習深度的不同，教學效果差異性較大.

（5）案例教學受學生對其他專業知識的影響較大，對學生的綜合素質要求較高.

2 教學設計

總結各種教學方法的優劣，考慮利用手機這個同學們離不開的工具，融入工程上逐步開始使用的各類免費手機APP資源，進行如下的全站儀教學方案設計：

2.1 教學模式

結構體系：導向、呈現、組織練習、指導練習和獨立練習.第一階段建立學習任務框架，明確全站儀的學習目標、需要達到的操作水平，安排課程進度、陳述與以往知識的關系；第二階段呈現，在測量過程中分步解釋全站儀的構造、功能、基本操作等概念、特征、規則；第三階段組織聯系，相互檢核；第四階段指導聯系，評估教學成果；第五階段課外補充，獨立練習，社會實踐，自我提高.如圖1所示.

教師在這一階段的作用是提供相關知識、幫助學生調整進度并進行強化.達到的教學效果應為學生掌握進度的能力、學習動機的促進、掌握學習內容和技能.[6]

圖1 教學指導模式圖

2.2 課堂內教學活動：多站同維度設站練習

儀器設備準備全站儀、三腳架.

根據班級進行人員分組，5～6人1組，每組1臺全站儀，每側不超過3人，以便較好的觀察全站儀的操作過程.

教師演示用1臺全站儀，學生各組自由設站，教師介紹儀器的構造、特征、基本操作，進行整平教學.

利用懸高測量測定各全站儀的儀器高，教師用演示免棱鏡測定某一同學身高為例，讓學生擴展思維到儀器高的測量上，各分組互相測定儀器高，培養分組間合作的精神.

利用對邊測量進行相鄰測站間的距離測定，可用鋼尺測量進行數據檢查，進行誤差分析.

利用角度測量測定站點與相鄰站點間的水平角.

利用手機辦公軟件，如WPS、OFFICE（其中的EXCEL功能）等APP，各組自己設計計算除本站外的其余各站點對中點連線的面積，用手機有CAD功能的APP進行測站點平面草圖的繪制，用全站儀面積測量進行核定.

教師演示碎部測量，自由設置演示全站儀坐標系，教師演示碎部測量，內容是測定將所有學生設站點的對中點坐標.

表1 教學內容補充

各站點學生用教師碎部測量本站對中點坐標進行測站設置，由學生后視教師演示測站點，進行坐標系建立.

完成多站同維度設站，觀測其余同學們的站點坐標，與教師碎部測量演示觀測結果進行數據比對.

坐標放樣練習，在同學們所觀測坐標附近，設定一坐標，通過全站儀放樣進行放樣工作.如有障礙物遮擋待測站點，進行偏心測量練習，由其他站點的同學完成測量結果驗證.

完成室內多站同維度設站練習.

教學過程中，學生有對原理不清楚的，輔助多媒體教學進行說明.

2.3 該教學設計的特點

解決了測量對象的不統一：以往對邊測量教學需要測定某兩點，各分組在室外實踐過程中，找的對象不同，遇到問題不易及時解決.

解決懸高測量的檢查與評價：教材內的懸高測量一般選擇空中某點，如電線、路燈等，檢查評定工作費時費力，用本教學方案，學生如懸高測量不準確，所測定的站點測站設站參數誤差就大，導致碎部測量過程中，與其他分組測量數據明顯不一致，便于檢驗，同學們相互之間的檢驗，對同學們來說也更有說服力.

碎部測量轉站：碎部測量轉站教學演示工作時間較長，主要花在對中、整平上，用本方案進行教學的時候，碎部測量點、轉站坐標點、后視點均有全站儀，無需重新對中整平.

教學時間：測量過程中，全站儀的儀器構造、發展和應用、基本操作、基本測量功能即角度距離測量、全站儀坐標、放樣、對邊、懸高、后方交會和面積測量等程序測量功能，每項功能演示教學約3～4分鐘，演示一遍需要1課時時間，而每次演示教學工作大約只有10幾個人能在1臺全站儀前完全看清楚操作程序.一次講解只能1～2組人聽得清，由這個教學設計開始，全班各分組均實時參與到教學活動中來，增加了有效的設備操作時間、學習時間.

完成整個教學過程，對全站儀的大部分使用功能均能有所涉及，實踐講解時間只需1次，以往3～4學時的教學時間，現用2學時即可完成，且教學活動中增加了趣味性，又有手機APP等同學們拿在手里卻不知道的新功能認知，即完成了知識點的學習，又拓展了同學們的生活視野，還培養了同學們的集體合作意識，一舉多得.

教學活動中可以用不同型號全站儀，在教學過程中體驗不同廠家、型號的設備使用差別.

測站都擺在室內，可以體會測站間的最小觀測距離、說明書推薦觀測距離的原因，同時避免天氣變化對測量教學的影響等.

2.4 教學補充

為提高學生的動手能力，豐富應用型本、專科學生的課余生活，組織開展測量比賽；鑒于測量技術的不斷更新發展，組織儀器商家的新儀器、新設備的學生社團活動，讓學生不出校園，就能夠看到最新型的測繪設備，了解最新的測繪技術.以此作為教學內容的補充，讓學生在教學活動中體會社會的進步、教育的與時俱進.

3 教學評價

作為過程性考核其中的重要組成部分，這在測量實踐過程中一直是難點，實踐引入課堂內，在課內完成考核評價，更有利于得到公平有效的成績，考核結果有助于提高學生學習的積極性，加強課堂教學的管理.分數設置按照儀器操作、完成時間、誤差分析、教學紀律、擴展性問題提出幾方面來設定，分數分布及評分標準見表2.

表2 課堂考核成績評定標準

通過項目的課堂考核評價，調動學生對全站儀測量實踐技能的學習，促進學生對全站儀基本操作、基本測量內容的完成情況、操作技能都有了自我檢查的條件，完成從自檢到相互檢查的過程，在合作中學習知識，在認知中學會自我評價，從而提高教學效果，提高學生的學習素質.

4 結束語

這個多站同維度設站練習教學方案設計，在施工現場是不多見的，但在教學過程中，卻十分有效，在2015年的教學過程中，取得了明顯的效果.從這個教學方案的設計過程中，體會在不同條件下，用不同解決方式來面對問題.以往講應用型教學改革方向，是要與實踐相結合，貼近生產實踐、貼近工程應用，向生產實踐看齊.但從這個方案上講，教學的項目設計，不等同于生產實踐的項目設計，教學要完成的，是理論的由淺入深，研究對新實物的認知過程變化，讓學生建構一個知識體系，需要一個針對教學的獨立項目設計.因此，應用型教學改革的方向，是讓同學們全面、系統的了解理論的基礎上，了解工程應用，會分析工程實際對理論知識的需求，并在此基礎上學會認知、學會合作、學會自我審視，這樣才可以更好的完成高等學校的基本工作任務.[7]

〔1〕岳建平,方露.“工程測量學”課程教學方法探討[J].測繪通報,2010（12）:91－93.

〔2〕徐金鴻,鄧明鏡，劉國棟，等．《工程測量學》課程教學改革探索[J]．測繪科學,2010,35（s1）:239－240.

〔3〕趙健赟,宋宜容.“工程測量學”課程教學優化實踐[J].測繪科學,2015,40（6）:162－166．

〔4〕龔振文,王慶.農科院校水利工程測量課程案例教學法探討[J].山西建筑,2015（4）:238-240.

〔5〕武同元,韋國和,居向明.任務驅動式教學法在《地形測量》課程中的應用探索[J].北京測繪，2014（2）：140-142.

〔6〕Bruce Joyce,Marsha Weil,Emily Calhoun，教學模式[M].北京：中國人民大學出版社,2014.4.

〔7〕王春林,王延麗,王英杰,應用型人才培養模式下的測量學教改問題研究[J].赤峰學院學報（自然科學版）,2019（9）：255-256.

G642

：A

：1673-260X（2017）03-0196-03

2016-10-03

赤峰學院建筑與機械工程學院應用型人才培養模式研究與實踐（JGXM201405）；應用型人才培養模式下的專業主干課程改革研究與實踐——以《測量學》課程為例（JGXM201519）