程 鋼，葛小三，于海洋，盧小平

（河南理工大學(xué)河南省測(cè)繪局礦山空間信息技術(shù)國家測(cè)繪局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南焦作 454000）

數(shù)字測(cè)圖原理與方法實(shí)踐教學(xué)

程 鋼，葛小三，于海洋，盧小平

（河南理工大學(xué)河南省測(cè)繪局礦山空間信息技術(shù)國家測(cè)繪局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南焦作 454000）

實(shí)踐教學(xué)是數(shù)字測(cè)圖原理與方法課程的重要組成部分，是理論教學(xué)的拓展和深化。實(shí)踐教學(xué)是鞏固、檢驗(yàn)理論教學(xué)成果的有效方式，是學(xué)生進(jìn)一步理解和掌握所學(xué)知識(shí)、培養(yǎng)獨(dú)立分析、創(chuàng)新性思維和動(dòng)手能力、解決地形測(cè)圖中實(shí)際問題的重要手段。從實(shí)踐教學(xué)的目標(biāo)出發(fā)，科學(xué)合理的安排實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容，以河南省實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)單位為依托，靈活運(yùn)用教學(xué)方式和方法，取得了良好的教學(xué)效果，對(duì)相關(guān)院校開設(shè)該課程起到重要的參考作用。

數(shù)字測(cè)圖原理與方法；實(shí)踐教學(xué)；方法

數(shù)字測(cè)圖原理與方法是測(cè)繪工程專業(yè)學(xué)生的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，也是專業(yè)核心課題之一，在其專業(yè)學(xué)習(xí)中起著奠基作用[1-3]。

本課程集理論和實(shí)踐為一體，具有理論與實(shí)踐并重，以學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)為主的特點(diǎn)。實(shí)踐教學(xué)通過課堂實(shí)驗(yàn)、課外實(shí)習(xí)、開放性實(shí)驗(yàn)、集中實(shí)習(xí)等形式，采取理論與實(shí)驗(yàn)交叉進(jìn)行的教學(xué)方法，旨在鞏固課堂理論教學(xué)的內(nèi)容，培養(yǎng)和增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維，提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手和創(chuàng)新能力，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及復(fù)合型測(cè)繪人才的培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[4-5]。隨著現(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)的迅猛發(fā)展，為達(dá)到數(shù)字測(cè)圖原理與方法課程的教學(xué)目標(biāo)，需要不斷加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，更新教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)和完善實(shí)踐教學(xué)的手段和方法，創(chuàng)造貼近實(shí)際的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)環(huán)境，建立更加科學(xué)合理的課題體系[6-7]。

1 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容安排

數(shù)字測(cè)圖原理與方法實(shí)踐教學(xué)采用實(shí)驗(yàn)與課堂教學(xué)相交叉、室內(nèi)與野外相結(jié)合、課堂實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、集中實(shí)習(xí)為主要突破手段、開放性實(shí)驗(yàn)為延伸和補(bǔ)充的全方位交互式教學(xué)方式。

課堂實(shí)驗(yàn)貫穿于課堂教學(xué)當(dāng)中，理論和實(shí)踐相互滲透，包括平面圖測(cè)繪、電子經(jīng)緯儀、數(shù)字化水準(zhǔn)儀、全站儀、GPS等數(shù)據(jù)采集儀器、矢量化軟件和成圖系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)，數(shù)字化成圖方法、方案設(shè)計(jì)等內(nèi)容，具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如表1所示。

集中實(shí)習(xí)是理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的綜合運(yùn)用，是檢驗(yàn)和鞏固前期教學(xué)成果，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維和提高動(dòng)手能力的重要途徑。其目的在于使學(xué)生初步掌握地形測(cè)圖的技術(shù)設(shè)計(jì)、實(shí)施方法、勞動(dòng)組織、資料整理和分析方法，掌握測(cè)繪大比例尺地形圖的方法、過程及要領(lǐng)，在測(cè)、算、繪等方面得到全面訓(xùn)練。具體要求達(dá)到以下目標(biāo)：

表1《數(shù)字測(cè)圖原理與方法》課堂實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1）熟練掌握全站儀和水準(zhǔn)儀的使用和檢校方法；2）掌握水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量和全站儀野外采集數(shù)據(jù)的方法步驟；3）掌握水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量和導(dǎo)線測(cè)量的記錄和計(jì)算工作；4）掌握大比例尺地形圖的測(cè)繪程序及清繪整飾等工作。

為了達(dá)到上述要求，每個(gè)小組需完成1:1 000地形圖一幅（500 m×400 m）。每個(gè)學(xué)生須獨(dú)立完成的項(xiàng)目如表2所示。

2 實(shí)踐教學(xué)環(huán)境

課程開設(shè)單位--河南理工大學(xué)測(cè)繪學(xué)院是河南省實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)單位，為數(shù)字測(cè)圖原理與方法實(shí)踐課程提供了優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

表2 集中實(shí)習(xí)項(xiàng)目

2.1 實(shí)習(xí)基地

從上世紀(jì) 80年代，學(xué)院注重發(fā)揮測(cè)繪學(xué)科優(yōu)勢(shì)，充分利用室內(nèi)、室外，校內(nèi)、校外資源，建立各類包括太行山地形測(cè)量實(shí)習(xí)基地在內(nèi)的大型實(shí)驗(yàn)基地14個(gè)，成為礦山測(cè)量技術(shù)人才和創(chuàng)新人才的培養(yǎng)基地，為學(xué)生提供了良好的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境。實(shí)習(xí)基地為學(xué)生模擬了多種生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，學(xué)生在其中可以完成包括數(shù)字測(cè)圖相關(guān)的全部實(shí)習(xí)內(nèi)容。

2.2 儀器設(shè)備

中心現(xiàn)有教學(xué)儀器設(shè)備956臺(tái)件，總價(jià)值2480萬元。除了擁有常規(guī)的光學(xué)測(cè)量?jī)x器設(shè)備外，還擁有各種國內(nèi)外一流的現(xiàn)代精密測(cè)量?jī)x器設(shè)備，可用于數(shù)字測(cè)圖實(shí)習(xí)的包括全球定位系統(tǒng)GPS15臺(tái)、精密全站儀68臺(tái)、電子經(jīng)緯儀61臺(tái)、數(shù)字測(cè)圖軟件若干套等。近五年來，設(shè)備更新率達(dá)到61.8%。

2.3 師資隊(duì)伍

經(jīng)過多年建設(shè)，數(shù)字測(cè)圖原理與方法課題組目前有14位教師組成：其中教授3人，副教授5人，講師3人，實(shí)驗(yàn)人員3人，形成了"老-中-新"結(jié)合的完整教學(xué)梯隊(duì)，能夠滿足課程教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的要求，有利于課程的創(chuàng)新和改革。

3 實(shí)踐教學(xué)方法

隨著培養(yǎng)方案的不斷改革和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的不斷加強(qiáng)，必須不斷提高和改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)方法，使得實(shí)踐教學(xué)成為深化課堂教學(xué)、提高學(xué)生實(shí)踐能力的重要手段。為此，該課程注重對(duì)學(xué)生的啟發(fā)和引導(dǎo)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，同時(shí)將實(shí)踐與生產(chǎn)和科研相結(jié)合，采用多種教學(xué)方法結(jié)合的方式，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、優(yōu)化教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量。

3.1 學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的啟發(fā)、互動(dòng)式教學(xué)

充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段，綜合運(yùn)用多媒體技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)、野外實(shí)習(xí)等多種形式，實(shí)現(xiàn)綜合化、立體化、真實(shí)化、交互式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高廣大學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性。理論知識(shí)講解與推導(dǎo)采用教師講授與學(xué)生上講臺(tái)演示相結(jié)合，使學(xué)生從被動(dòng)接受轉(zhuǎn)為主動(dòng)思考。儀器的認(rèn)識(shí)與使用、地形圖測(cè)繪等內(nèi)容的講解采用多媒體教學(xué)和實(shí)物教學(xué)相搭配，圖片、圖形、動(dòng)畫、錄像等多媒體信息內(nèi)涵豐富，切近實(shí)物，更加便于學(xué)生理解。模型和實(shí)物教學(xué)以學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)為主，教師講解和答疑為輔。集中實(shí)習(xí)則由教師帶領(lǐng)踏勘，學(xué)生自主選點(diǎn)、設(shè)計(jì)方案，經(jīng)教師檢核和修正，再由學(xué)生組織實(shí)施。實(shí)習(xí)過程中教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)督，并對(duì)實(shí)習(xí)成果進(jìn)行講評(píng)，肯定學(xué)生的自主和創(chuàng)新之處，指出存在問題。這種教學(xué)方法不僅突出了學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中的主體地位，充分調(diào)動(dòng)他們的積極性，更培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力。

3.2 采用分組和骨干負(fù)責(zé)制，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

測(cè)量工作，由其工作形式?jīng)Q定了必須采用多人合作的形式，因此培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神對(duì)學(xué)生將來的工作和科研大有益處。實(shí)踐過程中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)條件劃分實(shí)驗(yàn)小組，采用強(qiáng)弱互補(bǔ)形式，使學(xué)生之間能夠優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、取長(zhǎng)補(bǔ)短，并且保證每個(gè)人的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)。班級(jí)干部負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各小組之間的實(shí)驗(yàn)次序、場(chǎng)地劃分等，各小組技術(shù)骨干則負(fù)責(zé)小組間的溝通、協(xié)作以及本小組技術(shù)方案制定和組織實(shí)施。采用以點(diǎn)帶面的形式，既培養(yǎng)了學(xué)生的組織能力，又使學(xué)生間充分交流和互相學(xué)習(xí)。除此之外，實(shí)踐過程中還注重培養(yǎng)學(xué)生的艱苦樸素、吃苦耐勞等寶貴品質(zhì)。

3.3 鼓勵(lì)學(xué)生參加開放實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)室定期發(fā)布教學(xué)計(jì)劃以外的開放性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生根據(jù)興趣借用儀器進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)，并由實(shí)驗(yàn)室教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)。開放實(shí)驗(yàn)以學(xué)生為主導(dǎo)、教師為輔的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，具體形式分為學(xué)生參與科研型開放實(shí)驗(yàn)；學(xué)生科技活動(dòng)型開放實(shí)驗(yàn)；自選實(shí)驗(yàn)課題型開放實(shí)驗(yàn)等，以提高儀器設(shè)備利用率、最大限度地利用實(shí)驗(yàn)室資源，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室在實(shí)施素質(zhì)教育中的重要作用，為學(xué)生提供自主發(fā)展和實(shí)踐鍛煉的空間，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行研究型、創(chuàng)新型探索。

3.4 組織學(xué)生參加競(jìng)賽，增加競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，創(chuàng)造交流機(jī)會(huì)

學(xué)院以實(shí)驗(yàn)中心為依托，已成功舉辦四屆河南理工大學(xué)測(cè)繪技能大賽（其中僅第四屆大賽就有 114個(gè)組，共456人參加），為廣大測(cè)繪和非測(cè)繪專業(yè)學(xué)生提供了互相切磋和學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。由教育部高等學(xué)校測(cè)繪學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、國家測(cè)繪局職業(yè)技能鑒定中心和中國測(cè)繪學(xué)會(huì)聯(lián)合主辦的"南方杯"全國首屆大學(xué)生測(cè)繪技能大賽，由河南理工大學(xué)成功承辦。這些競(jìng)賽的開展，為改革測(cè)繪學(xué)科教學(xué)內(nèi)容和課程體系，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)綜合素質(zhì)高、業(yè)務(wù)能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神的高級(jí)測(cè)繪科技人才提供了重要參考；同時(shí)也可以檢驗(yàn)學(xué)生知識(shí)水平、培養(yǎng)外業(yè)數(shù)據(jù)采集及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力、擴(kuò)大科學(xué)視野、提高創(chuàng)新能力、綜合能力和工程實(shí)踐能力。

3.5 實(shí)踐教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問題能力

充分利用學(xué)校的資質(zhì)，將實(shí)踐教學(xué)與承擔(dān)的實(shí)際生產(chǎn)任務(wù)結(jié)合起來，讓學(xué)生在學(xué)校就參與到具體生產(chǎn)當(dāng)中。通過與生產(chǎn)任務(wù)相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)踐中綜合能力得到全面培養(yǎng)，學(xué)生的動(dòng)手能力、分析問題和解決實(shí)際問題的能力大幅度提高，實(shí)現(xiàn)了從學(xué)生到工程技術(shù)人員角色的快速轉(zhuǎn)換。

3.6 實(shí)踐教學(xué)與科研相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

教學(xué)、科研相統(tǒng)一，堅(jiān)持指導(dǎo)學(xué)生參加科研項(xiàng)目和各級(jí)各類課外學(xué)術(shù)科技活動(dòng)，積極為學(xué)生參加各種創(chuàng)新活動(dòng)搭建平臺(tái)。借助河南理工大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)博士后流動(dòng)站、礦山空間信息技術(shù)國家測(cè)繪局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、河南省重點(diǎn)學(xué)科——大地測(cè)量學(xué)與測(cè)量工程學(xué)科等優(yōu)勢(shì)，積極開展各類、各層次的科研項(xiàng)目，吸收學(xué)生參加科研項(xiàng)目，使得學(xué)生的科研興趣和科研水平得到大幅提升，科技創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)和鍛煉。

4 課程考核

本實(shí)踐教學(xué)課程的考核從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

1）實(shí)習(xí)態(tài)度及遵守紀(jì)律情況，占總成績(jī)的20%；

2）業(yè)務(wù)能力情況，占總成績(jī)的50%，包括：①儀器觀測(cè)的熟練性與準(zhǔn)確性；②記錄、計(jì)算的準(zhǔn)確性與整潔性；③內(nèi)業(yè)計(jì)算的準(zhǔn)確性與整潔性；④地形圖繪制的準(zhǔn)確性、整潔性與美觀性；⑤跑尺的準(zhǔn)確性與速度；⑥分析問題、解析問題的能力。

3）數(shù)據(jù)及實(shí)習(xí)報(bào)告完成情況，占總成績(jī)的30%。其中需提交的原始數(shù)據(jù)包括：水準(zhǔn)測(cè)量原始記錄表、水準(zhǔn)測(cè)量計(jì)算表、水準(zhǔn)網(wǎng)略圖；水平角原始記錄表、垂直角原始記錄表、控制網(wǎng)平面坐標(biāo)計(jì)算成果表等。數(shù)據(jù)和實(shí)習(xí)報(bào)告的質(zhì)量，從內(nèi)容完整性、計(jì)算正確性、觀點(diǎn)正確性、格式規(guī)范性、論述合理性、語言流暢性、書寫美觀性等幾個(gè)方面綜合考慮。

指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生逐個(gè)考查，根據(jù)考查情況、實(shí)習(xí)日記、實(shí)習(xí)報(bào)告的質(zhì)量，并結(jié)合實(shí)習(xí)期間的綜合表現(xiàn)、小組工作完成的數(shù)量與質(zhì)量等方面綜合評(píng)定最終成績(jī)。

5結(jié)論

實(shí)踐教學(xué)已經(jīng)成為理論教學(xué)的拓展和深化，設(shè)計(jì)多種的實(shí)踐形式，綜合多種教學(xué)方法，不僅有利于學(xué)生深入理解和把握課堂所學(xué)的基本理論和方法，系統(tǒng)掌握地面數(shù)字化測(cè)圖的基本流程和方法，而且拓展了學(xué)生的知識(shí)面，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性，提高了教學(xué)質(zhì)量，真正達(dá)到學(xué)以致用的目的。該實(shí)踐教學(xué)的開展，為學(xué)生以后走上科研、教學(xué)和生產(chǎn)單位做了必不可少的鋪墊。

[1] 潘正風(fēng)，楊正堯，程效軍，等.數(shù)字測(cè)圖原理與方法[M].武漢:武漢大學(xué)出版社，2005

[2] 王騰軍，楊建華，楊志強(qiáng)，等.數(shù)字測(cè)圖原理與方法課程建設(shè)探討[J].測(cè)繪技術(shù)裝備，2004，6(2): 12-14

[3] 楊正堯，潘正風(fēng).數(shù)字測(cè)圖原理與應(yīng)用課程建設(shè)及實(shí)踐[J].昆明冶金高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2004，19(4):55-57

[4] 花向紅，陶志忠，鄒進(jìn)貴.測(cè)繪工程實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量控制的對(duì)策[J].測(cè)繪工程，2001，10(2):56-58

[5] 黃全義.論測(cè)繪工程專業(yè)地面測(cè)量實(shí)習(xí)的改造[J].測(cè)繪通報(bào)，2001(9):41-44

[6] 花向紅，鄒進(jìn)貴.《數(shù)字測(cè)圖原理與應(yīng)用》精品課程建設(shè)的實(shí)踐與思考[J].測(cè)繪工程，2008，17(3):74-76

[7] 寧津生.測(cè)繪工程專業(yè)和測(cè)繪學(xué)[J].測(cè)繪工程，2000(2):70-74

Practice Teaching of Principles and Methods of Digital Mapping

by Cheng Gang

Practice teaching is an important part of the course of Principles and Methods of Digital Mapping to broaden and deepen the theory teaching.Practice teaching is an effective way to consolidate and test the outcomes of theories learning,where students can further understand and grasp what they have learned,so as to develop independent analysis,innovative thinking and practical ability to solve practical problems in topographic mapping.Aiming at practical teaching objective,this paper relied on the construction unit of experimental teaching demonstration centers Henan Province,arranged the teaching content o f practice scientifically and reasonably,flexibly used teaching methods and means,achieved a good effect of teaching,which played an important reference to the relevant institutions.

digital mapping principles and methods,practice teaching,method（Page:150）

P231.5

B

1672-4623(2011)01-0150-03

2010-03-30

項(xiàng)目來源：國家973計(jì)劃資助項(xiàng)目（2009CB226107）；河南省教育廳自然科學(xué)研究計(jì)劃資助項(xiàng)目 (2010B170006)。

程鋼，博士，主要研究方向?yàn)榈乩硇畔⑾到y(tǒng)原理與方法、測(cè)繪工程。