鄧安健，陳志超，楊磊庫

（河南理工大學(xué)測繪與國土信息工程學(xué)院，河南焦作 454000）

測繪工程專業(yè)攝影測量學(xué)教學(xué)改革與實(shí)踐

鄧安健，陳志超，楊磊庫

（河南理工大學(xué)測繪與國土信息工程學(xué)院，河南焦作 454000）

針對測繪工程專業(yè)"攝影測量學(xué)"的課程特點(diǎn)，進(jìn)行了一系列的改革與實(shí)踐，包括教學(xué)內(nèi)容的整合優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的強(qiáng)化與提煉和教學(xué)方法的改進(jìn)等。通過改革，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)踐動手能力。

攝影測量學(xué)；教學(xué)改革；實(shí)踐

“攝影測量學(xué)”是一門“從影像來獲得自然物和環(huán)境的可靠信息的一門工藝、科學(xué)和技術(shù)”(第16屆ISPRS)，經(jīng)歷了模擬和解析攝影測量兩個階段，現(xiàn)已步入數(shù)字?jǐn)z影測量時代。“攝影測量學(xué)”主要講解中心投影航攝相片的解析幾何關(guān)系、解析空中三角測量的基本原理與方法以及從影像提取地物特征信息的基本理論[1]。作為一種快速獲取地球空間數(shù)據(jù)及其變化信息的重要手段，攝影測量已在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[2-4]。尤其是伴隨著計算機(jī)與空間信息技術(shù)等多種新興科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為攝影測量的發(fā)展提供了難得的機(jī)遇。我國各高校的測繪及相關(guān)專業(yè)也都相繼開設(shè)了“攝影測量學(xué)”課程。對遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，已有不少學(xué)者進(jìn)行了“攝影測量學(xué)”的教學(xué)改革研究[5-7]，形成了較為完善的教學(xué)體系與模式，而對測繪工程專業(yè)的教改研究較少。再加上測繪工程專業(yè)通常只開一門“攝影測量學(xué)”課程，課時較少。因此，如何在相對較少的課時內(nèi)，通過制定合理的教學(xué)體系，使測繪工程專業(yè)學(xué)生掌握基本的原理與方法，且具有一定的實(shí)踐動手能力，是值得我們關(guān)注的問題。筆者結(jié)合多屆的教學(xué)實(shí)踐，探討和嘗試了測繪工程專業(yè)“攝影測量學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容的整合優(yōu)化、實(shí)踐教學(xué)的加強(qiáng)提煉、教學(xué)方法的改進(jìn)等，取得了不錯的教學(xué)效果。

1 教學(xué)內(nèi)容的改革

1.1 整合優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容

“攝影測量學(xué)”包括解析攝影測量和數(shù)字?jǐn)z影測量兩部分的內(nèi)容，覆蓋范圍廣泛，同時該課程理論抽象，原理復(fù)雜，含有較多的公式和圖表，再加上測繪工程專業(yè)“攝影測量”課時較少。因此，為滿足測繪工程專業(yè)培養(yǎng)特點(diǎn)，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)有所側(cè)重，有必要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合優(yōu)化，剔除陳舊過時的內(nèi)容，加入當(dāng)代攝影測量的新理論和新方法。

教學(xué)內(nèi)容改革應(yīng)順應(yīng)攝影測量技術(shù)的發(fā)展。攝影測量已進(jìn)入數(shù)字?jǐn)z影測量階段，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)擯棄那些已經(jīng)過時不用的理論和方法，如模擬/解析立體測圖儀原理和操作部分，同時加進(jìn)一些新理論和新方法，如全球定位系統(tǒng)（GPS）/機(jī)載定位定向系統(tǒng)（POS）在攝影測量中的應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)針對測繪工程專業(yè)，著重講授單張相片解析、雙像立體測圖和解析空中三角測量的基本原理和方法，增強(qiáng)數(shù)學(xué)公式的分析和推導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)對數(shù)學(xué)公式物理意義的理解，使學(xué)生掌握基本的概念和原理，掌握由二維相片坐標(biāo)求解地面三維坐標(biāo)的攝影測量精髓，理解解析空中三角測量的基本原理和方法。教學(xué)內(nèi)容還應(yīng)講究系統(tǒng)性和完整性，考慮其專業(yè)的課程特點(diǎn)，應(yīng)改變重點(diǎn)講授數(shù)字?jǐn)z影測量部分的模式[8]，可改用較少課時介紹數(shù)字?jǐn)z影測量的基本理論，使學(xué)生了解數(shù)字?jǐn)z影測量部分的基本概念、原理和方法，了解數(shù)字?jǐn)z影測量成圖的基本功能與流程，對攝影測量有一個全局的把握。

1.2 強(qiáng)化提煉實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)

“攝影測量學(xué)”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，實(shí)踐教學(xué)不僅能加強(qiáng)學(xué)生對理論知識的理解，也能很好鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。目前，學(xué)生存在較多基礎(chǔ)知識不牢固、知識體系不完善和實(shí)際動手能力弱的現(xiàn)象[9]，應(yīng)加強(qiáng)重視學(xué)生實(shí)踐能力鍛煉，提煉合理的實(shí)踐項目。

“攝影測量學(xué)”的實(shí)踐教學(xué)分為演示驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和要求學(xué)生自己動手的綜合性實(shí)驗(yàn)，如單像空間后方交會和立體像對相對定向等實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生結(jié)合課本知識，編制相應(yīng)程序。測繪工程專業(yè)學(xué)生在較低年級都開設(shè)有計算機(jī)基礎(chǔ)課程，但并沒有與專業(yè)知識很好的結(jié)合，導(dǎo)致相當(dāng)部分學(xué)生的綜合性實(shí)驗(yàn)效果不理想。學(xué)生在編制程序的時候，集中表現(xiàn)出編程語言遺忘，語言環(huán)境不熟等現(xiàn)象。針對這種情況，在實(shí)驗(yàn)前，教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生重視實(shí)習(xí)，要求學(xué)生預(yù)習(xí)程序設(shè)計知識，復(fù)習(xí)課本理論知識，保證學(xué)生能快速進(jìn)入角色，順利完成實(shí)習(xí)。

“攝影測量學(xué)”的實(shí)習(xí)項目較多，不能遵循攝影測量與遙感專業(yè)同時開設(shè)解析攝影測量和數(shù)字?jǐn)z影測量的實(shí)驗(yàn)項目。應(yīng)針對測繪工程專業(yè)特點(diǎn)和需求，提煉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，達(dá)到鍛煉學(xué)生動手能力，加強(qiáng)理論知識理解。實(shí)驗(yàn)項目應(yīng)以軟件操作和編制程序?yàn)橹?，結(jié)合少量的演示驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?？舍槍蜗窠馕龊碗p像解析的內(nèi)容，分別開設(shè)后方交會程序設(shè)計和相對定向程序設(shè)計實(shí)驗(yàn)，針對解析空中三角測量的內(nèi)容而開設(shè)空三加密軟件的操作使用實(shí)驗(yàn)，針對數(shù)字?jǐn)z影測量部分，可演示數(shù)字?jǐn)z影測量工作站，使學(xué)生了解基本的成圖流程和步驟。通過這種實(shí)驗(yàn)改革，學(xué)生實(shí)習(xí)過后普遍反映，實(shí)習(xí)效果較好，不僅加強(qiáng)了理論知識的理解，鍛煉了實(shí)際動手能力，也激發(fā)了學(xué)生的求知欲。

2 教學(xué)方法的改進(jìn)

2.1 借助現(xiàn)代教學(xué)手段，提高教學(xué)效率

“攝影測量學(xué)”是一門空間技術(shù)學(xué)科，主要研究三維空間信息的獲取與表現(xiàn)，內(nèi)容枯燥抽象，要求學(xué)生有較好的空間抽象能力。單純依靠傳統(tǒng)的幻燈片和黑板難以勝任教學(xué)任務(wù)。因此，教師可充分利用學(xué)校的計算機(jī)多媒體技術(shù)來組織教學(xué)[10]。對于一些抽象知識，教師在備課時可綜合采用動畫、圖片、聲音、三維可視化等多種手段，動態(tài)立體展示教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效率。比如在講授空中攝影章節(jié)時，可制作相應(yīng)的動畫，重現(xiàn)航拍時的情景，生動直觀，易于學(xué)生理解。

2.2 變換教學(xué)模式，提高學(xué)生綜合素質(zhì)

傳統(tǒng)教學(xué)模式采用灌輸?shù)慕虒W(xué)方法，教師站于講臺，用粉筆和文字向?qū)W生講授，學(xué)生坐在臺下被動接受。這種教學(xué)模式忽略了學(xué)生的學(xué)習(xí)感受，對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果的監(jiān)管力度也不夠。近年來，隨著人們越來越重視以學(xué)生為主體的教學(xué)模式，教師可精選一些難度合適的內(nèi)容，讓學(xué)生自己走上講臺，完成“教學(xué)”任務(wù)。比如，教師在講授完立體像對的相對定向后，將學(xué)生分組，布置每組學(xué)生按不同的方法提取相對定向點(diǎn)，進(jìn)行像對定向。每個小組通過查閱資料、整理思路、編寫程序、編制講稿和制作課件，最后安排一位同學(xué)上臺講授。這種方式需要學(xué)生課后完成，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，鍛煉了學(xué)生查閱資料、閱讀文獻(xiàn)的能力，在程序?qū)崿F(xiàn)過程中，學(xué)生需要解決很多實(shí)際問題，鍛煉了學(xué)生動手解決問題能力，學(xué)生在課件組織和演示過程中，鍛煉了文字組織和語言表達(dá)能力，小組之間需要團(tuán)結(jié)協(xié)作，共同完成任務(wù)，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊意識。

2.3 科研促進(jìn)教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量

科研反映了學(xué)科發(fā)展的熱點(diǎn)和動態(tài)，將科研融入教學(xué)，以科研促進(jìn)教學(xué)是提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑[11]。教師不僅要具備較高的理論水平，而且要有足夠的科研與技術(shù)開放能力，要不斷將最新研究成果滲透到日常教學(xué)中。比如在講授“數(shù)碼航攝儀”章節(jié)時，可以我校參與研制的“近地超輕型小數(shù)碼航空攝影測量關(guān)鍵技術(shù)研究”項目為例，給學(xué)生介紹航攝儀的相關(guān)參數(shù)和航攝過程。這種以科研促進(jìn)教學(xué)模式容易吸引學(xué)生的注意，也利于學(xué)生理解，可極大提高教學(xué)質(zhì)量。

3 結(jié) 語

攝影測量是獲取空間信息的一種重要手段。測繪工程專業(yè)“攝影測量學(xué)”教學(xué)改革既是學(xué)科自身的需要，也是時代的要求。通過教學(xué)活動中的改革實(shí)踐，提高了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生實(shí)踐動手能力。如何讓學(xué)生系統(tǒng)、有效掌握“攝影測量學(xué)”的原理和方法，加強(qiáng)理論知識在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，提高學(xué)生的綜合能力，還需廣大測繪教育工作者進(jìn)一步探索和努力。

[1] 張劍清，潘勵，王樹根.攝影測量學(xué)[M].武漢：武漢大學(xué)大學(xué)出版社，2009

[2] 李德仁.地球空間信息學(xué)及在陸地科學(xué)中的應(yīng)用[J].自然雜志，2005，27(6)：316-322

[3] 李德仁.論21世紀(jì)遙感與GIS的發(fā)展[J].武漢大學(xué)學(xué)報：信息科學(xué)版，2003，28(2)：127-130

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[5] 袁修孝.“攝影測量基礎(chǔ)”課程的創(chuàng)新教學(xué)嘗試[J].測繪信息與工程，2008，33(5)：47-49

[6] 袁修孝.“攝影測量基礎(chǔ)”創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式的探索[J].理工高教研究，2008，27(3):121-123

[7] 付建紅，袁修孝，季順平.攝影測量基礎(chǔ)課程設(shè)計探討[J].測繪信息與工程，2009，34(5)：48-50

[8] 曾濤，楊武年，余代俊，等.新時期測繪工程專業(yè)《攝影測量學(xué)》課程教學(xué)改革實(shí)踐[J].測繪科學(xué)，2009，34(3)：237-239

[9] 吳軍.“攝影測量學(xué)”教學(xué)中學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].桂林電子科技大學(xué)學(xué)報，2007，27(5)：435-437

[10]韋春桃.攝影測量學(xué)CAI課件的設(shè)計[J].測繪通報，2000(9)：40-41

[11]袁修孝.以科研促進(jìn)教學(xué)的探索與實(shí)踐[J].高教論壇，2008 (5)：14-15，22

Reform and Practice of Photogrammetry Course in Surveying and Mapping Engineering Major

by Deng Anjian

Based on the photogrammetry course for surveying and mapping engineering major,the ad justing of teaching content,the strengthening and abstraction of exercitation were presented.The teaching method was also discussed.Through the reform,the learning interest of students was exp loded, and the teaching quality and practical ability of students were improved.

photogrammetry,teaching reform,practice （Page:148）

P23

B

1672-4623(2011)01-0148-02

2009-05-31

項目來源：河南理工大學(xué)青年基金資助項目（646290）；江蘇省資源環(huán)境信息工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （中國礦業(yè)大學(xué)）開放基金資助項目（JS200907）。

鄧安健，碩士，主要研究方向?yàn)閿z影測量與遙感、數(shù)字圖像處理。