工程測量學課程實習與設計教學改革探討

魏玉明 孔令杰 張秀霞 凌晴

摘 ?要：針對工程測量學課程實習與設計教學中出現的問題，提出以學生為中心，從課程實習與設計任務書內容的設計，指導書的編寫，到跟蹤指導學生的實習與設計實施的課堂教學改革，激發了學生對工程測量學基本知識、基本理論及方法等知識、對學科的興趣。結果表明：文章提出的改革方案提高了學生動手能力，激發了學生的自主學習興趣，并對培養復合型測繪人才有很大的幫助。

關鍵詞：工程測量學;實習與設計;教學改革

中圖分類號：G642 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2019）22-0120-03

Abstract： In view of the problems in engineering surveying practical and design teaching， this paper described the student-centered teaching reform from content design of practice and design， compilation of guidance books and guidance process to stimulate the students' interests in basic knowledge， basic theory and method of engineering surveying and subject. The results showed the reform scheme proposed in this paper improves students' practical ability， stimulates students' interest in self-learning， and is of great help to cultivate compound surveying and mapping talents.

Keywords： engineering surveying; practice and design; reform in education

引言

工程測量學是一門實踐性、應用性都很強的測繪學二級學科[1]，其內容包括測繪學的諸多內容，根據工程建設的階段把工程測量的教學內容也分為三部分：規劃設計階段的地形信息獲取、建筑施工階段的施工放樣、監測及運營階段的變形監測等。而工程測量學的課程實習與設計，主要訓練和培養學生樹立既考慮技術上的先進性與可行性，又考慮經濟上的合理性，設計的正確性，在這種設計思想的指導下去分析和解決實際問題的能力。結合大型工程建設進行愛國主義教育和集體主義教育，樹立熱愛測繪工程專業的思想，加強對測繪工作的事業心和責任感。

針對當前工程測量學課程實習與設計出現的諸如實習和課程設計內容單一、每年重復率高，指導書詳細程度不夠，以及指導老師缺乏相應工程經驗、指導方式單一等問題，筆者以學生為中心，從課程實習與設計的任務書內容的設計，指導書的編寫，到跟蹤指導學生出發，討論課程設計與實習的實施，取得了相對顯著的效果。

一、以學生為中心的教學改革理念

“以教學質量國家標準為基準，堅持以人才培養為中心，促進教與學的融合”，“以成果導向為引領，以教學大綱為基礎，借助現代教學模式，實現從‘以教為主’轉向‘以學為主’” 是我校課程教學改革的核心思想，這也充分體現了以學生發展為中心的教學改革理念。“以學生發展為中心”的課程教學改革就是要體現學生在學習過程中的主導地位，要關注學生的個性特點，充分調動學生學習、研發的積極性，激勵學生最大限度的對知識、對學科的興趣，轉變學生由原來的為了學分、畢業學習到為了畢業后自己的發展而學習;使學生感受到學習的快樂而學習。對于課程實習與設計的課程教學，以學生發展為中心的教學改革，教師應該考慮綜合課程學習的內容及目的，在此基礎上充分依據學生的個性設計實習及設計內容，學生依據任務書及指導書進行實習及設計，指導教師依據學生自己實習與設計遇到的問題，集中問題集中解答，單體問題個別輔導的手法進行過程指導。因此，筆者始終以學生為中心，激發學生對知識的渴求、對學科的興趣為教學改革的目標和方向。

二、實習與課設教學改革的方案

（一）實習與課設內容的確定

工程測量學課程的主要內容依據工程建設中的規劃設計、建筑施工、運營管理三個階段對測量工作的相關要求，可以概括為：地形信息及相關專題信息的獲取和表達、工程控制網的建立及數據處理、各種構（建）筑物的施工放樣、各種工程的變形監測與預報、工業設備安裝檢測測量等。工程測量學的課程實習與設計應綜合考慮課堂所學知識及隨堂實踐課，根據教學大綱，隨堂實踐總共8學時，具體內容包括：GPS和全站儀聯合測點坐標、建筑物施工放樣、線狀工程施工放樣、高層建筑物形變監測。由《數字測圖原理與方法》課程及隨堂實踐來看，對地形信息的獲取和相關儀器的應用學生已經相當熟悉，對于施工放樣的具體操作也相對熟練;由《變形監測與數據處理》課程及隨堂實踐可以看到，同學們對各種工程的變形監測與預報相對較熟;由《大地測量學基礎》的學習可知，同學們對工程控制網的建立和數據處理相對比較熟悉，只是缺少相應的具體工程構網及數據處理經驗。因此，工程測量學課程實習與課程設計主要從綜合設計出發，以達到：一是對前面所學知識的復習和鞏固;二是對各種知識的綜合靈活應用;三是啟發學生探討工程測量學的發展趨勢;四是讓學生充分理解工程測量學的任務（為工程建設提供測繪保障，滿足工程建設各階段的各種需求）。

基于此設計了工程測量學的課程實習及設計內容，具體實習內容包括：1. （1）在家屬院后山的大比例尺地形圖上設計一條圓曲線（該曲線的起終點分別在山的兩側）;（2）根據設計的圓曲線分別進行初測（包括測繪一條帶狀地形圖）;（3）在所測帶狀地形圖上進行初步設計;（4）定測（包括中線測量、曲線測設、縱橫斷面測繪）。2. （1）參觀學校模擬震動臺，了解精密工程的安裝測量過程;（2）參觀小西湖黃河大橋，了解橋梁工程測量的相關過程;（3）參觀某高層建筑物的變形基準點與監測點布設及實測過程。具體設計內容包括（每個學生的曲線起點坐標不同）：1. 在實習選定的帶狀地形圖上布設邊角三角網、GPS網進行網的模擬設計（軟件采用武漢大學研制的科傻地面控制測量數據處理系統）;2. 在模擬計算的基礎上，進行控制網建立的實施方案設計;3.以測定的曲線線路的起點和終點為隧道的出、入口，曲中點為貫通面上一點進行隧道貫通誤差預估，另外以曲線起、終點為隧道出、入口，以兩點直線中點為貫通面上的點進行隧道貫通誤差預估，然后進行各種組合計算，分析影響隧道貫通誤差的影響值的因素。

現在的實習和設計內容與以往的比較，有以下特點：一是原來實習與設計沒有融為一體，學生在做的過程中感覺比較凌亂，而現在能夠使學生綜合應用所學知識;二是以前的課程實習及設計內容比較固定，學生有抄襲往屆學生成果的現象，而現在內容變化多樣，杜絕抄襲現象;三是以前的課程實習與設計題目沒有嚴格執行一人一題，導致部分學生套用別人成果的現象，而現在人手一題，所以學生都能認真參加實習及課設。所以，從內容的安排來看，充分體現了以學生為中心的教學理念。

（二）實習與課設指導書的編寫

實習與課設指導書由原來主要寫明實習及設計步驟，譬如利用極坐標法放樣圓曲線，在控制點設站，后視定向點進行后視，撥極角，在當前方向量取極徑，地面定點。而現在作了更詳細的編寫，在指導書里寫出圓曲線的計算、圓曲線獨立坐標如何轉到線路坐標、極坐標的極角、極徑怎么計算;再如進行隧道GPS網橫向貫通誤差模擬計算時，指導書中作了如下計算：1.計算在線路坐標系中隧道進口點、出口點、貫通點坐標及貫通面方位角（示例）：（1）計算YZ點在圓曲線獨立坐標系中的坐標;（2）計算直圓點-圓直點與切線正向的夾角;（3）計算直圓點-圓直點的線路方位角;（4）計算直圓點-圓直點的弦線長;（5）計算圓直點在線路坐標系中的坐標;（6）按照（1）～（5）的步驟計算QZ點坐標;（7）貫通面方位角計算：貫通面垂直于直圓點-圓直點。2.建立控制網觀測文件（文件名.ob2），給出了具體的數據過程。3.根據控制網設計坐標繪制控制網略圖。4.根據平面模擬觀測文件生成平面模擬觀測值文件。步驟為（1）生成正態標準隨機數（保存）。（2）網優化設計（平面網）。5.平差（平面網）。6.建立隧道引導文件（網名.GTI）。7.計算貫通誤差前，先進行控制網平差，然后在工具里進行隧道貫通誤差估計。查閱隧道貫通誤差限差，檢查預估值是否符合要求，若超限，查原因重做。

同學們根據詳細的指導書，可以依據自己的具體數據和設計進行相應的計算及分析，在設計的過程中隨時可以參閱指導書，而以往的指導書由于很多地方只寫明參閱相應規范、軟件等，并沒有具體的示例，所以有一部分同學，在實習和設計過程中感覺不是特別明白;從答辯的情況可以看出，有部分學生設計做的不夠理想;從最后提交的成果來看，有些同學成果質量比較差。而通過現在的改進，同學們在閱讀指導書時，能夠結合所學知識重點掌握實習和設計要點及步驟，并且有些同學通過閱讀指導書對有些問題提出了不同的看法，從答辯情況來看，同學們普遍對實習和設計步驟及過程掌握較好，從提交成果來看，大部分同學獲得了理想的實習及設計成果。由于指導書書寫較詳細，所以絕大部分同學能夠自己閱讀指導書，對照指導書做好自己的實習及設計，遇到難點或不懂的地方時，自己先思考、查閱相關教材、文獻、規范等，這也體現了以學生為中心的教學理念。

（三）指導教師的指導過程

指導教師職責是向參加實習和課設的學生演示課設軟件的操作和使用，給學生演示諸如放樣等的過程，分析實習及課程的重點、難點等;讓學生掌握工程測量學的基本理論、基本方法和技術;培養學生基本的操作技能和動手能力。這就要求指導教師必須認真鉆研技術，熟練掌握相應的理論知識和較高的操作技能;應具備教學年限長、實踐經驗豐富;同時具備很高的政治思想覺悟，熱愛本職工作。基于此，由具有社會實踐經驗豐富的系主任任組長，在施工單位參與施工5年之多的任課老師任副組長，一名老師在設計院測繪部門任職10年之久以及其他幾名年輕教師共同成立了指導小組。

指導過程結合實際情況，結合集體指導及個別答疑相結合的方案進行指導，由任課教師進行實習與課設動員及任務分解，將學生具體到指導教師主要負責，每天保證有1～2名教師在實習及課設現場進行當面指導;在實際指導過程中，努力貫徹“啟發式教學”的原則，充分發掘和激勵同學們的積極性和主動性，培養學生發現，分析和解決問題的能力;要隨時考核，嚴禁抄襲、嚴防偽造數據，既要求學生要會做，又要熟練。

多渠道、隨時、隨地指導學生遇到的困難，對于激發學生學習興趣也尤為重要。在整個實習和課設過程中，開通了QQ、微信等在線答疑，教師可以隨時解答學生遇到的問題，增加了解答的靈活性。在指導過程中，還要特別關注一些特殊群體，諸如，經常逃課、學分修的比較少的、掛科率高的等，對于這些學生，不僅要從學習角度進行輔導外，還應該進行心理等的輔導。

比較而言，現在的指導過程體現了集中與分散、傳統與現代、共性與特例完美相結合，引導學生積極、樂觀探索如何發現問題、如何解決問題等，達到實習與課設的目的。

三、結束語

工程測量學是一門綜合性的、重實踐的課程，而工程測量學課程實習與設計則是對理論課的綜合實踐過程。針對工程測量學課程實習與設計教學中出現的問題，提出以學生為中心，從任務書內容的設定、指導書的編寫以及指導過程進行了教學改革，實踐表明：精心合理安排好實習和課設教學環節的內容是非常重要的事情;指導書的編寫也不容忽視，其詳細程度決定著學生能否獨立自主完成實習和課設的教學任務;指導教師的指導過程尤為重要，體現在學生能否及時解決遇到的問題;更重要的是在實習和課設過程中積極引導學生、激發學生的學習興趣，真正達到以學生為中心，培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。也希望本文的討論能對工程測量學課程實習與課設教學起到一定參考作用。

參考文獻：

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