葉巧云

(湖南城市學(xué)院城市建設(shè)系，湖南益陽413000)

土木工程測量是我校土木工程 (包括房屋建筑工程、道路與橋梁工程、地下工程三個方向)、交通工程、工程管理、城市規(guī)劃、建筑學(xué)、給水排水工程等專業(yè)的一門重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，該課程采用的教材是覃輝主編，同濟大學(xué)出版，“十一五”國家級規(guī)劃教材《土木工程測量》。隨著計算機技術(shù)和測繪高新技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和方法不能適應(yīng)當前工程建設(shè)快速發(fā)展的需要，課程的教學(xué)研究與改革需與時俱進。針對土木工程測量教學(xué)，怎樣提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)合格的土木工程技術(shù)人才，對課程的教學(xué)研究改革提出了新的更高要求［1］。

1 注重緒論課程講授

教材第一章緒論介紹了土木工程測量的基本概念、基本原理和地面點的三維坐標 (X，Y，H)的概念等，緒論的一些基本原理來源于假設(shè)，概念抽象，學(xué)生難理解;本課程一般是在一年級或二年級開設(shè)，學(xué)生缺乏工程知識。怎樣講好緒論課的內(nèi)容，把學(xué)生引領(lǐng)入門，將原理深入淺出，是課程教學(xué)研究的重點。

1.1 從校園地形圖開始講授緒論

學(xué)生對校園很熟悉，了解校園的地形分布情況，把校園的數(shù)字化地形圖 (如圖1所示)和校園的Google Earth圖片 (如圖2所示)用ppt展現(xiàn)在學(xué)生面前，開始講授測量學(xué)的基本概念，使學(xué)生對地物、地貌、地形以及地形圖的概念一目了然;結(jié)合學(xué)校整體規(guī)劃圖 (如圖3所示)以及學(xué)校在建工程，介紹測定與測設(shè)的基本概念以及該課程在土木工程建設(shè)中任務(wù)和作用。要求學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，能夠掌握地形圖的測繪和應(yīng)用，工程的施工放樣，變形觀測，竣工測量等基本內(nèi)容。

圖1 校園的數(shù)字化地形圖Fig.1 Digital topographic map of campus

圖2 校園的Google Earth圖片F(xiàn)ig.2 Google Earth image of campus

圖3 學(xué)校整體規(guī)劃圖Fig.3 Overall campus planning

1.2 對緒論內(nèi)容系統(tǒng)概括

測量工作在地球表面上進行，從地球的形狀、大小開始，介紹重力與鉛垂線，水準面、水平面、大地水準面、參考橢球的概念及關(guān)系，由此引入測量基準線和基準面的概念。抓住重點與難點，緒論的重點內(nèi)容是確定地面點位 (X，Y，H)的概念，難點是高斯坐標系的建立過程，要求學(xué)生掌握三維坐標的概念:

X=地面點到地球赤道的鉛垂距離;

Y=帶號 (前二位)+500km+地面點到所處帶中央子午線的垂直距離;

H=地面點到大地水準面的鉛垂距離。

1.3 總結(jié)緒論內(nèi)容提示后續(xù)章節(jié)內(nèi)容

總結(jié)緒論內(nèi)容并講授與后續(xù)章節(jié)內(nèi)容的關(guān)系，起到承前啟后的作用。本課程的基本問題是確定地面點的三維坐標 (X，Y，H)，這三個量不能直接測出，要通過測量高差、角度、距離間接求得。后續(xù)章節(jié)內(nèi)容是三項基本工作的測量原理，儀器的構(gòu)造，儀器的使用，測量方法，計算方法，誤差的基本知識等。課程的主線表示為“緒論——測量基本工作——控制與測繪——土木工程測量技術(shù)”。

2 精心備課優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容

備課教案是衡量教學(xué)質(zhì)量的基本內(nèi)容，是課堂教學(xué)效果的基本保證，是調(diào)動學(xué)生聽課興趣的基本保障。以確定地面點位 (X，Y，H)為中心，測量的三項基本工作為主線，通領(lǐng)全教材。正確處理傳統(tǒng)理論知識與現(xiàn)代測量技術(shù)之間的關(guān)系，既要考慮傳統(tǒng)教學(xué)方法，又要考慮現(xiàn)代教學(xué)方法，從而調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，保證學(xué)生學(xué)到與時代相應(yīng)的測繪科學(xué)知識［2］。

2.1 優(yōu)化整合傳統(tǒng)測量內(nèi)容

打破各章節(jié)的順序和界限，合理地安排授課內(nèi)容。例如將水準測量、角度測量、距離測量有機地聯(lián)系在一起，重點講授原理、儀器操作、觀測計算方法;簡單介紹儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，儀器的檢驗與校正，誤差來源等。一些內(nèi)容可以不講或讓學(xué)生自學(xué)，本教材附有光盤，方便學(xué)生自學(xué)拓展知識面。

講授誤差基本知識時，分析三項測量基本工作的誤差來源及誤差分類，要求學(xué)生重點掌握偶然誤差的特性及衡量精度的指標等內(nèi)容。

控制測量是本課程的難點，是三項基本測量工作的綜合運用。在講授本章節(jié)前，先回顧緒論中的測量工作概述，使學(xué)生對測量工作的原則有初步認識。在控制測量概述中，講清楚什么叫控制測量?為什么要作控制測量?怎么作控制測量?再對照校園數(shù)字化地形圖，把校園看成一個測區(qū)，講授控制測量方法，控制點選點的要求，求控制點 (X，Y，H)的方法，然后講授具體的導(dǎo)線測量、三角測量方法，三四等水準測量、三角高程測量方法?？刂茰y量的實質(zhì)是求地面點的 (X，Y，H)，測區(qū)大小不同，精度等級不同;把全國范圍當測區(qū)，在全國范圍內(nèi)作控制測量，讓學(xué)生進一步理解全國坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)的概念。

講授地形圖部分時，對著校園數(shù)字化地形圖，講授地形圖的基本知識、地形圖的測繪方法和地形圖在工程建設(shè)中的應(yīng)用。

2.2 增加現(xiàn)代測量技術(shù)內(nèi)容

通過對傳統(tǒng)內(nèi)容的優(yōu)化整合，能節(jié)省較多的課時用于現(xiàn)代測量技術(shù)的講授，內(nèi)容包括全站儀和數(shù)字化測圖技術(shù)，GPS原理與方法，GIS的基本知識，先進儀器的的原理復(fù)雜，但操作簡單，采用現(xiàn)場示范或參觀教學(xué)等方法。引導(dǎo)學(xué)生理解現(xiàn)代測繪技術(shù)的發(fā)展方向:自動化、數(shù)字化、統(tǒng)一化和高精度化，讓學(xué)生了解測繪新技術(shù)及其應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。

2.3 結(jié)合工程實例講授施工測量

施工測量是測量的三項基本工作的原理與方法在工程建設(shè)中的應(yīng)用。結(jié)合學(xué)校在建工程項目，講授施工測量內(nèi)容。首先要學(xué)生建立工程意識，強調(diào)測量技術(shù)原理在土木工程測量中的應(yīng)用，測量技術(shù)方法與土木工程施工的密切關(guān)系，注重吸取土木工程學(xué)科的成果，使土木測量技術(shù)更好地為土木工程服務(wù)。施工測量按技術(shù)應(yīng)用分為:工程用圖、測設(shè)方法、工程測量、變形測量和儀器檢校;按工程類型分為:建筑工程、道路工程、橋梁工程、隧道工程及路線工程等五種類型［3］。

3 重視實踐優(yōu)化實踐教學(xué)內(nèi)容

土木工程測量實踐教學(xué)由課間實驗和綜合實習(xí)兩部分組成。本校土木工程測量的教學(xué)時數(shù)為56學(xué)時，其中理論教學(xué)為40學(xué)時，課間實驗為16學(xué)時 (8個實驗項目)，綜合實習(xí)為2周。為了提高實踐教學(xué)質(zhì)量，在有限的學(xué)時情況下，必須優(yōu)化實踐教學(xué)內(nèi)容。

3.1 明確實驗內(nèi)容精選實驗項目

課間實驗內(nèi)容分三部分:水準儀的認識與水準測量;經(jīng)緯儀的認識與角度測量;全站儀的認識與距離測量。刪掉了一些過時的，或工程實際中很少使用的項目，如鋼尺量距、羅盤儀的使用等。水準儀測量部分開設(shè)了:①DS3水準儀的認識與使用;②普通水準測量。經(jīng)緯儀測量部分開設(shè)了:①DJ6經(jīng)緯儀的認識與使用;②測回法測水平角;③豎直角測量;④視距測量。全站儀測量部分開設(shè)了:①TOPCON全站儀的認識與使用及距離測量;②全站儀三維坐標測量，測量儀器的檢校列入看錄像課程。調(diào)整了一些實驗項目到綜合實習(xí)中，如DJ2儀器的使用、四等水準測量、導(dǎo)線測量等。每次實驗對儀器性能的介紹、操作都在課堂內(nèi)進行演示和講解，采用教師手把手的演示和錄像片、多媒體課件播放相結(jié)合的方式，可以將復(fù)雜、繁瑣的文字敘述變?yōu)槿菀捉邮艿母行圆僮?，縮短學(xué)生對知識的理解過程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性［4］。

3.2 根據(jù)專業(yè)特色安排實習(xí)內(nèi)容

土木工程測量的綜合實習(xí)是2周的停課實習(xí)，在校園內(nèi)進行。實習(xí)內(nèi)容分兩部分進行，一部分是控制測量和地形圖測繪，是每個專業(yè)必作內(nèi)容?？刂茰y量——平面控制采用閉合導(dǎo)線，設(shè)6～7個點，角度用DJ6經(jīng)緯儀觀測二測回，全站儀測距，給定已知點坐標，按圖根導(dǎo)線精度要求，計算各導(dǎo)線點坐標;高程控制測量采用四等水準測量按閉合路線求各點的高程。地形圖測繪——在控制點上用經(jīng)緯儀測繪1∶500地形圖，每個小組應(yīng)完成16個方格的地形測繪任務(wù)。另一部分是與土木各專業(yè)方向相結(jié)合的施工測量實習(xí)。施工測量實習(xí)分以下幾個方面:①建筑工程方向要求學(xué)生在已完成的地形圖上作斷面圖、求土石方量、設(shè)計坡度線，簡單房屋的基礎(chǔ)平面圖放樣。②道路橋梁方向要求學(xué)生在已完成的地形圖上作曲線設(shè)計和放樣，縱橫斷面圖測繪等。③規(guī)劃建筑各專業(yè)要求學(xué)生能應(yīng)用地形圖作規(guī)劃設(shè)計等內(nèi)容［5－6］。

4 結(jié)束語

測繪科學(xué)高速發(fā)展，測繪高新技術(shù)在土木工程建設(shè)中的應(yīng)用不斷擴大，土木工程測量教學(xué)要緊貼土木工程建設(shè)所必需。為此，教學(xué)工作者要不斷總結(jié)教學(xué)改革經(jīng)驗，深入教學(xué)研究，提高教學(xué)水平，適應(yīng)社會的發(fā)展，為社會培養(yǎng)綜合素質(zhì)高的土木工程技術(shù)人才。

［1］李海峰，徐榮林，李 軍，等.面向現(xiàn)代測繪技術(shù)《土木工程測量》教學(xué)體系改革方法探討［J］.廣西輕工業(yè)，2011，8(8):177－178.

［2］花向紅，鄒進貴，許才軍，等.測繪工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量評價體系的建立與實踐［J］.測繪工程，2005，12(4):71 －74.

［3］張坤宜，陳舒懷.土木測量課程的體系探討［J］.中國高校研究，2000，8(8):87 －88.

［4］彭普儀，李 軍.土木工程測量課程實驗教學(xué)和實習(xí)指導(dǎo)研究［J］.長沙鐵道學(xué)院學(xué)報(社會科學(xué)版)，2007，6(2):123 －124.

［5］劉 星.土木工程專業(yè)測量實踐性課程教學(xué)內(nèi)容的研究［J］.實驗室研究與探索，2011，7(7):342 －344.

［6］史玉峰，隋銘明，史曉云.測量學(xué)課程建設(shè)與改革探討［J］.森林工程，2010，26(5):46 －48.