田良輝

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，長沙 410128)

測量學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀分析與對(duì)策

田良輝

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，長沙 410128)

測量學(xué)是一門強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力和動(dòng)手能力的課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)占到了總學(xué)時(shí)的一半。與其他基礎(chǔ)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不同，開展測量學(xué)實(shí)驗(yàn)有其自身的特點(diǎn)和要求，如儀器設(shè)備的高精度性和完好性、實(shí)驗(yàn)所需的場地和天氣條件和學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)等。針對(duì)目前湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)測量學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)過程中存在的主要問題進(jìn)行了分析和討論，并建設(shè)性地提出了幾點(diǎn)解決辦法，對(duì)后續(xù)的測量學(xué)實(shí)踐教學(xué)改革有一定的參考價(jià)值。

測量學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革；對(duì)策

在非測繪專業(yè)中的農(nóng)林類高等院校中，測量學(xué)課程既是土管、規(guī)劃、土木、園林類等相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課，又是一門實(shí)踐技術(shù)課程[1]。它是以量度、描述地球表面信息為主要任務(wù)的科學(xué)，主要是用各種測量儀器采集地球表面空間三維坐標(biāo)，表達(dá)地球表面自然和人文要素信息為主要內(nèi)容的學(xué)科。其特點(diǎn)是實(shí)踐性強(qiáng)，且相比于其他基礎(chǔ)學(xué)科，更加重視學(xué)生的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問題能力[2-4]，因?yàn)闇y量學(xué)研究的對(duì)象最終都要轉(zhuǎn)化為具體的數(shù)據(jù)或圖件，而這些都必須通過儀器來獲取。如果不能正確、熟練地掌握各種儀器的操作，僅僅停留在基本理論和基本原理上，是無法將測量運(yùn)用到實(shí)際工程建設(shè)中去的。因此，測量學(xué)的教學(xué)總是要伴隨著大量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)習(xí)教學(xué)。

1 測量學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前，以中央與地方共建的測量學(xué)實(shí)驗(yàn)室為依托，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)測量與信息技術(shù)教研室承擔(dān)了全校土管、規(guī)劃、生態(tài)、土木、園林、工管、農(nóng)資等近10個(gè)專業(yè)的測量學(xué)課程的教學(xué)任務(wù)。與開設(shè)有本科測繪專業(yè)的高校不同，農(nóng)林類高校的測量學(xué)一般為這些專業(yè)的基礎(chǔ)課或者選修課，在課程建設(shè)方面，如實(shí)驗(yàn)室條件，實(shí)習(xí)場地建設(shè)，學(xué)生的重視度和主觀能動(dòng)學(xué)習(xí)等都相對(duì)來說基礎(chǔ)較弱。根據(jù)我們近一年來的教學(xué)工作并結(jié)合我校的實(shí)際情況，找出測量學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)過程中存在的如下問題。

1.1 儀器更新不足，與測繪發(fā)展技術(shù)脫節(jié)，效率低下

實(shí)驗(yàn)室目前擁有微傾式DS3水準(zhǔn)儀、DJ6經(jīng)緯儀和全站儀近100多臺(tái)套，配置上基本能滿足學(xué)生上課所需。但儀器使用量大，頻率高，大部分儀器經(jīng)過學(xué)生反復(fù)的使用后，精度不夠，配套工具缺失，根本達(dá)不到規(guī)范要求，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)的成果無法達(dá)到要求，教學(xué)效果差。除全站儀外，光學(xué)的水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀目前在實(shí)際工程應(yīng)用中，基本都已淘汰，雖然作為教學(xué)用儀器，還有一定存在的價(jià)值和必要，但相對(duì)于測繪科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)落后了數(shù)十年。目前，高端穩(wěn)定的測量儀器層出不窮，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了巨大的作用，如果不跟上技術(shù)發(fā)展的腳步，總是讓學(xué)生的知識(shí)和眼界停留在光學(xué)測量儀器階段，是難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的，無法滿足學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目取得優(yōu)秀成果的滿足感和成就感，易于造成測量儀器操作煩瑣且難以掌握、測繪技術(shù)落后而不值得學(xué)習(xí)的假象。

1.2 實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)場地不規(guī)范

測量學(xué)實(shí)踐教學(xué)不同于基礎(chǔ)學(xué)科，測量學(xué)的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)需要在戶外進(jìn)行，對(duì)場地有較高的要求?，F(xiàn)狀是實(shí)習(xí)和實(shí)驗(yàn)基本固定在幾棟教學(xué)樓周邊的場地上，空間狹小、場地?fù)頂D。例如，在進(jìn)行經(jīng)緯儀水平角測量實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，要求目標(biāo)視線相互通視且視線距離盡量長，角度最好大于60°。但實(shí)際情況是，教師只能安排學(xué)生在教學(xué)樓周邊的空曠場地和人行道上進(jìn)行測量試驗(yàn)，并且在這些限的空間里還停有大量的機(jī)動(dòng)車輛，行人往來頻繁，特別是遇到上下課期間，遮擋視線，嚴(yán)重影響了試驗(yàn)實(shí)習(xí)的進(jìn)度和效果。

另外，實(shí)習(xí)中教師只能指定大概的場地范圍，起算基準(zhǔn)、布點(diǎn)位置和測量路線由學(xué)生任定。這樣一來，各實(shí)驗(yàn)小組的基準(zhǔn)不能統(tǒng)一，無法比對(duì)各組的實(shí)習(xí)成果，教師也難以評(píng)價(jià)學(xué)生的數(shù)據(jù)和圖件質(zhì)量，對(duì)學(xué)生在實(shí)習(xí)過程遇到的問題進(jìn)行快速有效的指導(dǎo)。甚至出現(xiàn)部分學(xué)生更改數(shù)據(jù)，調(diào)整閉合限差以應(yīng)付交差。如遇到雨天，則只能在光線暗淡的地下車庫開展實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)效果。缺乏完善的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)基地是目前測量學(xué)實(shí)踐教學(xué)遇到的最大難題。

1.3 實(shí)驗(yàn)課時(shí)安排不合理，內(nèi)容單調(diào)，學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)差，積極性低

現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)課的基本流程為教師在室內(nèi)講授儀器的操作方法，實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容和具體要求，然后再帶領(lǐng)學(xué)生領(lǐng)取儀器，來到戶外開展實(shí)驗(yàn)。這樣一來，學(xué)生無法將課堂上聽到的內(nèi)容來轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)的步驟，所聽所見和所做脫節(jié)。部分學(xué)生又不主動(dòng)提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，拿著儀器后比較茫然或等著老師指令行動(dòng)。這樣，直接導(dǎo)致學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)課的積極性和主觀能動(dòng)性嚴(yán)重降低。會(huì)出現(xiàn)同一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組不互相協(xié)作的情況，一個(gè)人在操作儀器，其他學(xué)生則一旁休息，沒有人過來記錄或檢核觀測數(shù)據(jù)，前后視或目標(biāo)點(diǎn)位的組員行動(dòng)懶散，常出現(xiàn)水準(zhǔn)尺扶不豎直，測釬沒有對(duì)中等情況，實(shí)驗(yàn)效率低，效果差。

另外筆者本學(xué)期的大部分實(shí)驗(yàn)課被安排在了周六和周日，擠占了學(xué)生的休息時(shí)間，有些學(xué)生甚至逃避實(shí)驗(yàn)課或者提前早退。這學(xué)期，筆者還遇到過教務(wù)處將測量實(shí)驗(yàn)課安排到了晚上這一令人啼笑皆非的事情，可以看出學(xué)校職能管理部門也不重視實(shí)踐教學(xué)這一通病。教研室的一些教師實(shí)驗(yàn)課居然超前安排，即沒有進(jìn)行理論講授就要先開始上實(shí)驗(yàn)課程。這些不合理的設(shè)置，都無法保障測量學(xué)實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量。

1.4 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與專業(yè)背景互相分離

教研室開設(shè)實(shí)驗(yàn)課項(xiàng)目基本由老師自定，通常不同的專業(yè)都做同樣的實(shí)驗(yàn)，因而不能靈活地根據(jù)專業(yè)背景選擇側(cè)重實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。例如：土木工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課應(yīng)該側(cè)重于測量學(xué)的工程應(yīng)用功能，即測量外業(yè)數(shù)據(jù)采集和放樣，利用高程數(shù)據(jù)計(jì)算土石方量等；而規(guī)劃專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該側(cè)重地圖學(xué)的識(shí)別和繪制，即內(nèi)業(yè)計(jì)算機(jī)繪圖與編輯；農(nóng)業(yè)資源的學(xué)生可重點(diǎn)培養(yǎng)其GPS手持機(jī)聯(lián)合照相機(jī)，野外定點(diǎn)取證的能力。而不是目前幾個(gè)基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(例如水準(zhǔn)儀的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用、經(jīng)緯儀的認(rèn)識(shí)與使用等)就可以涵蓋的。

此外，學(xué)生在戶外進(jìn)行試驗(yàn)，由于我校是開放式校園，社會(huì)車輛閑雜人等眾多，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)過程中，人身和儀器都存有較大安全隱患。

2 解決辦法

針對(duì)測量學(xué)實(shí)踐教學(xué)過程中存在的各種問題，結(jié)合我校實(shí)際情況，進(jìn)行了測量學(xué)實(shí)驗(yàn)改革。

2.1 加強(qiáng)儀器的更新?lián)Q代和日常維護(hù)工作

雖然實(shí)驗(yàn)室每年都會(huì)拿出經(jīng)費(fèi)進(jìn)行儀器的檢校工作，但效果甚微，究其原因，還是在于儀器設(shè)備落后，質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該盡量創(chuàng)造條件，在校、院領(lǐng)導(dǎo)的支持下，通過立項(xiàng)申請專項(xiàng)資金或把有限的資金，用于購置先進(jìn)的儀器，特別是GPS儀器，要定期淘汰部分陳舊和精度損失嚴(yán)重、不能較好滿足教學(xué)和社會(huì)服務(wù)的儀器和工具，提升測量實(shí)驗(yàn)室的硬實(shí)力，而且，儀器設(shè)備先進(jìn)了又可以促進(jìn)社會(huì)服務(wù)項(xiàng)目的發(fā)展。

建立儀器定期檢查維修和損壞賠償?shù)墓芾碇贫?，并?gòu)建相應(yīng)的政策激勵(lì)機(jī)制，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)儀器的利用效率，鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間通過實(shí)驗(yàn)活動(dòng)加深對(duì)測量學(xué)理論知識(shí)的理解，提高學(xué)生實(shí)踐能力，同時(shí)也可有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與感。

2.2 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)場地建設(shè)

建設(shè)基準(zhǔn)統(tǒng)一、擁有豐富控制數(shù)據(jù)和三維地形圖的實(shí)習(xí)場地。對(duì)于部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來講，對(duì)場地的要求還算較低，但是對(duì)于兩周的測量學(xué)課程實(shí)習(xí)來說，基準(zhǔn)統(tǒng)一、條件完善的實(shí)習(xí)場地將是測量學(xué)實(shí)習(xí)的必要條件。目前，由社會(huì)單位共同出資的我校CORS基站已經(jīng)建設(shè)完畢，完全有條件利用該站為基準(zhǔn)，建立湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園控制基礎(chǔ)，并通過幾屆學(xué)生的實(shí)習(xí)和數(shù)據(jù)積累，建立起我校的三維電子地形圖數(shù)據(jù)庫。這樣一來，下屆的學(xué)生再進(jìn)行測量學(xué)實(shí)習(xí)時(shí)，場地就可以擴(kuò)充至整個(gè)校園，而不僅僅局限在幾棟教學(xué)樓的周邊，實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)項(xiàng)目的選擇就更加多樣化了，例如，可用RTK測圖實(shí)習(xí)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的平板測圖。教學(xué)過程也更加直觀化，例如，在控制測量實(shí)習(xí)過程中，教師只需給出每個(gè)實(shí)習(xí)小組布點(diǎn)時(shí)必需納入的幾組點(diǎn)位(因已知了其三維坐標(biāo)，教師心中有數(shù))，而沒必要查看學(xué)生的數(shù)據(jù)記錄和計(jì)算成果，便可快速地檢查學(xué)生的數(shù)據(jù)質(zhì)量，對(duì)其進(jìn)行精度評(píng)價(jià)。而學(xué)生對(duì)其控制的成果有了量化的認(rèn)識(shí)，便會(huì)主動(dòng)分析其原因，找出實(shí)習(xí)方案存在的問題。同時(shí)，實(shí)習(xí)的場地的固定和統(tǒng)一方便了教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生實(shí)習(xí)中存在的問題，并幫助其分析原因，對(duì)學(xué)生提供更好的實(shí)習(xí)指導(dǎo)。這樣，教師、學(xué)生在實(shí)習(xí)中便更加緊密地結(jié)合到了一起，測量實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量就有了保障。

由于雨雪天氣無法開展戶外測量實(shí)驗(yàn)，因此，應(yīng)該創(chuàng)造室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的條件。例如，考慮室內(nèi)光滑地面無法架設(shè)儀器的問題，可定制固定三腳架的三角木質(zhì)底座，在室內(nèi)開展儀器的基本操作實(shí)驗(yàn)，或增加測量軟件及數(shù)據(jù)處理的實(shí)驗(yàn)。

2.3 規(guī)劃好實(shí)驗(yàn)課時(shí)和教學(xué)安排

課程負(fù)責(zé)人應(yīng)該加強(qiáng)與學(xué)校教務(wù)處的溝通，合理安排好理論課時(shí)與實(shí)驗(yàn)課時(shí)，使其能既保障實(shí)踐教學(xué)的順利實(shí)施，又不損害學(xué)生的利益。加強(qiáng)測量實(shí)驗(yàn)小組團(tuán)隊(duì)意識(shí)的培養(yǎng)，在實(shí)驗(yàn)考核的過程中將團(tuán)隊(duì)配合和個(gè)人的積極性也納入到考核內(nèi)容中來，使其有主動(dòng)參加實(shí)驗(yàn)的愿望。為改掉學(xué)生目前為了考勤和成績而參與實(shí)驗(yàn)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，教師應(yīng)該豐富實(shí)踐教學(xué)過程，將儀器的演示步驟和操作講解搬到戶外來，讓學(xué)生身臨其境的感受測量。在教學(xué)過程中還可以穿插一些視頻和圖片，可以利用手機(jī)或者IPAD回放部分學(xué)生錯(cuò)誤的操作方法，在現(xiàn)場讓學(xué)生觀看并評(píng)價(jià)，提高學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課的積極性和參與度。同時(shí)在教學(xué)之余，盡量多介紹測量學(xué)方面最新的技術(shù)和發(fā)展，豐富學(xué)生的視野，如北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，衛(wèi)星大地測量新技術(shù)，航測遙感成圖技術(shù)，甚至最近出現(xiàn)的外國人在我國私自開展測繪被驅(qū)逐的事關(guān)國家安全的時(shí)事新聞等熱點(diǎn)，增加學(xué)生的責(zé)任感和使命感，讓其重視測量知識(shí)的學(xué)習(xí)，激發(fā)迫切地想一窺測量面貌的興趣。

2.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容緊密銜接其他課程，注重學(xué)生專業(yè)背景

測量學(xué)是許多專業(yè)課的先修課程，與其他課程緊密相連，因而在實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)過程中要注重將相關(guān)課程的知識(shí)貫穿起來應(yīng)用，鼓勵(lì)學(xué)生開展綜合型、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。例如，規(guī)劃專業(yè)的學(xué)生在測量學(xué)實(shí)習(xí)過程獲取的控制點(diǎn)位成果，可以為其遙感原理與技術(shù)課程中衛(wèi)片的糾正基準(zhǔn)；而內(nèi)業(yè)利用CASS軟件繪制的地形圖，可以作為其村鎮(zhèn)規(guī)劃設(shè)計(jì)的工作地圖等等。因此，小區(qū)域的控制測量實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和最后的數(shù)字地形圖測繪將是其實(shí)踐教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。故在進(jìn)行測量學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的安排時(shí)，要根據(jù)每個(gè)專業(yè)的背景，內(nèi)容有所側(cè)重，不可一概而行。此外，教師的眼界和技術(shù)能力也要不斷加強(qiáng)，要注重學(xué)科之間的交叉結(jié)合，多參加一些新技術(shù)交流會(huì)和技能培訓(xùn)。

最后，測量也是一門應(yīng)用服務(wù)性學(xué)科，在進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)之余，要有效地利用實(shí)驗(yàn)室的條件，適當(dāng)?shù)亻_展對(duì)外服務(wù)工作，進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研基礎(chǔ)平臺(tái)的建設(shè)，鼓勵(lì)學(xué)生參與到生產(chǎn)實(shí)習(xí)和教師課題任務(wù)中來，讓學(xué)生親自體驗(yàn)并掌握測繪工作的全過程。讓學(xué)生通過完成測量的生產(chǎn)任務(wù)，進(jìn)一步鞏固測量學(xué)知識(shí)，增強(qiáng)動(dòng)手操作儀器的能力，培養(yǎng)其在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，為以后走上工作崗位能夠承擔(dān)相應(yīng)的測繪任務(wù)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

文章通過分析目前測量學(xué)實(shí)踐教學(xué)過程中存在的主要問題，有針對(duì)性和建設(shè)性地提出了幾點(diǎn)的解決方案，對(duì)測量學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)改革有一定的參考意義和價(jià)值。但教學(xué)改革不是一朝一夕的事情，需要在不斷探索中前進(jìn)。雖然目前的測量學(xué)實(shí)踐教學(xué)過程中問題和困難重重，但我相信，只要精心組織，認(rèn)真實(shí)施，測量學(xué)這門課程的實(shí)踐教學(xué)效果將會(huì)越來越好。

[1]吳建新，樊志軍，等.測量學(xué)[M].華中科技大學(xué)出版社.2013.

[2]鄧琳，車娟.測量學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐[J].教育探索.2008(8)：33-34.

[3]宋永臣，楊明軍.本科生專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究探討[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索.2014.33(2):161-164.

[4]戴文琰，鄭琦宏.提高測量實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的思考[J].寧波大學(xué)學(xué)報(bào).2004.17(4):489-491.

[5]國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)[EB/OL].[2010-07-29].http://www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_1667143.htm.

Analysis of Current Situation and Solutions in Surveying Experiment Teaching

TIAN Lianghui

(College of Resources and Environment，Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)

The hands-on practical ability and capacity are highly valued skills in surveying course, so almost half of the total class hours have been taken to experiment teaching.It does not like some other experimental teaching of basic science, surveying experiment has its own characteristics and requirements such as high precision and integrity of instruments, extensive field for outside experiment and weather conditions, a positive teamwork spirit and so on.This paper discussed and analyzed the present problems of surveying course in experiment and practice teaching in our university. Targeted and constructive solutions are proposed to these problems.These solutions will be of some value for coming experiment teaching reform of surveying course.

surveying；experiment and practice teaching; teaching reform; countermeasure

2014-11-20；修改日期:2015-01-26

田良輝(1983-)，男，碩士研究生 工程師，主要從事GNSS數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用、大地測量新技術(shù)方面的研究。

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.06.032