王　巖，劉茂華，楊立君

(1. 沈陽建筑大學交通工程學院，遼寧 沈陽 110168； 2. 南京郵電大學,江蘇 南京 210023)

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“控制測量學”和“GNSS原理”同步教學方法的研究與實踐

王巖1，劉茂華1，楊立君2

(1. 沈陽建筑大學交通工程學院，遼寧 沈陽 110168； 2. 南京郵電大學,江蘇 南京 210023)

針對控制測量技術(shù)和GNSS技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合高校測繪專業(yè)教學的實際情況，在廣泛調(diào)查的基礎上，提出了“控制測量學”與“GNSS原理”課程同步教學的方法，從理論教學、實踐教學、課程考試3個方面進行了改革，從而達到了促進教學、提升學生專業(yè)素質(zhì)的目的。實踐證明，同步教學方案是可行的、有效的。

控制測量學；GNSS原理；同步教學；教學改革

“控制測量學”是測繪工程本科專業(yè)重要的專業(yè)基礎課之一，一直以來均以學時多、理論深、內(nèi)容廣、難度大等特點而備受測繪專業(yè)學生和教師的關(guān)注與重視。如何改進教學手段、優(yōu)化教學內(nèi)容、提升教學效果一直都是擺在授課教師面前的一道難題[1]。

“GNSS原理”是隨著GLONASS系統(tǒng)和北斗系統(tǒng)實現(xiàn)全球定位或區(qū)域定位功能之后，由原“GPS原理”課程逐步轉(zhuǎn)變而來的測繪專業(yè)的另外一門重要課程。特別是隨著衛(wèi)星技術(shù)的逐漸成熟，衛(wèi)星定位精度逐漸提高，“GNSS原理”課程在測繪工程本科專業(yè)教學中的地位也逐步提升。

在技術(shù)應用方面，隨著衛(wèi)星技術(shù)的逐漸成熟，控制測量的布網(wǎng)工作也從傳統(tǒng)的以三角測量為主轉(zhuǎn)變?yōu)镚NSS技術(shù)占據(jù)壟斷地位，因此，“控制測量學”和“GNSS原理”兩門課程結(jié)合日益緊密，原有的教學方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段學習與實踐的需要，需要探討新的教學、實踐與考核方法[2]。

一、課程現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的“控制測量學”主要解決控制測量的基準，三角網(wǎng)與導線網(wǎng)的布設方法、觀測方法，控制網(wǎng)的優(yōu)化設計、成果歸算，控制網(wǎng)平差等方面的問題，已形成了完整、嚴密的理論和精密可靠的實踐方法，為確定大地點的精確位置、研究地球形狀和大小、大陸漂移、海洋面高度和地殼變化等作出了特殊的貢獻。然而，隨著以GNSS技術(shù)為代表的現(xiàn)代測繪技術(shù)的興起與成熟，傳統(tǒng)的三角測量等控制測量方法已逐漸淡化，控制網(wǎng)的布設逐步被GNSS技術(shù)所壟斷。

“GNSS原理”課程是主要解決衛(wèi)星定位系統(tǒng)的定位原理、測量方法、數(shù)據(jù)處理方法、GNSS網(wǎng)布設方法等方面的問題。目前大多數(shù)高校在此課程的教學過程中均偏重于理論，特別是偏重于數(shù)據(jù)處理，導致學生一方面對GNSS的操作不夠熟悉、對GNSS網(wǎng)的布設方法理解不夠深入，另一方面在數(shù)據(jù)處理理論方面花費了過多的時間，容易造成理論與實踐脫節(jié)的后果。

因此，針對兩門課程的教學現(xiàn)狀和當前測繪技術(shù)的發(fā)展情況，并結(jié)合多年“控制測量學”與“GNSS原理”課程的教學經(jīng)驗，本文創(chuàng)造性地提出兩門課程同步教學方法。所謂的課程同步教學是指將“控制測量學”與“GNSS原理”兩門課進行三同步，即同步教學、同步實踐、同步考核，根據(jù)兩門課程的特點實現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢互補，以便解決目前教學中存在的諸多問題。[3-5]

二、同步教學方案

1. 同步教學方案的設計

同步教學方式實施后，首先需要制訂一套合理的實施方案，并需要對兩門課程中當前的教學內(nèi)容進行調(diào)整，旨在更加注重對學生實踐能力的培養(yǎng)，適應當前測繪工作的需要，將理論教學與實踐環(huán)節(jié)充分結(jié)合。

方案的制定既要滿足兩門課程基本的教學要求，完成教學大綱所要求的各項內(nèi)容，又要充分考慮生產(chǎn)實踐的實際情況和用人單位對學生技能的基本要求，同時還要考慮在校學生的接受水平和時間安排。因此，制定同步教學方案的流程如圖1所示[6]。

制訂方案必須在廣泛調(diào)研的基礎上進行，因此，通過對測繪生產(chǎn)單位控制測量工作現(xiàn)狀、相關(guān)高校開課方法、在校測繪專業(yè)本科生對待兩門課程看法，以及測繪專業(yè)畢業(yè)生信息反饋的調(diào)研，參照用人單位對畢業(yè)生基本技能的要求與建議，結(jié)合“控制測量學”和“GNSS原理”課程的現(xiàn)狀，筆者制訂了初步的同步教學方案。按此方案組織教學，結(jié)課后要對學生進行全面的了解，學生畢業(yè)后要跟蹤對用人單位進行回訪，并根據(jù)反饋信息對同步方案進行修改，不斷完善方案的內(nèi)容與細節(jié)。

2. 理論教學的同步

理論教學的同步是指對“控制測量學”和“GNSS原理”兩門課程進行調(diào)整，使其同步授課、同步結(jié)課、同步試驗。

首先，將“控制測量學”和“GNSS原理”兩門課程調(diào)整至同一學期授課，在“控制測量學”課程中弱化三角測量的理論與方法及數(shù)據(jù)處理的手段，強化導線測量和GNSS測量的相關(guān)內(nèi)容，與生產(chǎn)實踐充分結(jié)合，重點突出GNSS布網(wǎng)流程與方法[7]。

然后，“GNSS原理”課程進一步突出GNSS控制網(wǎng)的布設方法和注意事項，特別是GNSS控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)解算方法，并根據(jù)工程控制測量的要求，著重講授不同等級的GNSS控制網(wǎng)所能達到的精度指標和適用環(huán)境。

最后，兩門課程適當調(diào)整教學進度，將相關(guān)的內(nèi)容安排在同樣的時間段進行，如將控制測量學中的控制網(wǎng)布設方法與GNSS原理中的GNSS網(wǎng)布設方法安排在同一時間段進行授課，然后根據(jù)授課內(nèi)容安排試驗環(huán)節(jié)[8]。

3. 實踐環(huán)節(jié)的同步[9]

“控制測量學”和“GNSS原理”兩門課程都是理論與實踐并重的課程，都包含16—24學時的試驗和3—4周的教學實習。實行同步教學之后，對于實踐環(huán)節(jié)作出了較大改動，兩個課程的試驗與實習統(tǒng)一安排，每次試驗由原有的2學時增加至4—6學時，長學時的試驗可以有更多實習內(nèi)容進行安排。在保留原有試驗內(nèi)容的同時，增加了試驗的要求，對于“控制測量學”中的控制網(wǎng)選點與布設試驗，在原來的三角網(wǎng)與導線網(wǎng)選點與布網(wǎng)的基礎上，增加了GNSS網(wǎng)的選點與布網(wǎng)，著重練習GNSS網(wǎng)控制點選點的注意事項；對于“GNSS原理”中的靜態(tài)GNSS網(wǎng)觀測試驗，由原有的“三臺接收機四點一時段”改為“三臺接收機六點一時段”，著重練習GNSS網(wǎng)的布網(wǎng)形式與觀測方法，并增加數(shù)據(jù)處理的難度。

同時，對于兩門課程的實習時間也作了相應的調(diào)整，將兩門課程的實習時間放在同一學期，并前后銜接，共計連續(xù)6周的實習。實習內(nèi)容根據(jù)同步教學的要求進行了調(diào)整，挑選空曠區(qū)域，布設10～12點的控制網(wǎng)，利用同樣的控制點進行了四等三角網(wǎng)、一級導線網(wǎng)、E級GNSS網(wǎng)的布設與觀測，并分別進行了解算。第一，擴大了控制網(wǎng)的規(guī)模，更有利于學生掌握控制網(wǎng)的布設方法；第二，同一套控制點利用不同方法進行觀測，可以分別進行精度評定，通過對不同方法下的精度指標的對比，可以很好地對3種方法的優(yōu)缺點進行分析；第三，連續(xù)6周的實習使學生系統(tǒng)地掌握了專業(yè)知識，增強了專業(yè)技能。

4. 課程考核的同步[10]

同步教學中重要的一環(huán)即為課程考核的同步，主要體現(xiàn)在3個方面：一是試卷命題時打破了課程的限制；二是增加實踐環(huán)節(jié)在成績中所占的比重；三是量化實踐環(huán)節(jié)考核分數(shù)。

(1) 試卷命題

同步教學初期，試卷命題時以本學科知識點為主，增加了對方學科的相關(guān)內(nèi)容，尤其是與實踐環(huán)節(jié)相關(guān)的知識點，以促進學科的交融。長遠來看，待時機成熟，可以將兩門課程考試合并為一張試卷，增加試卷的總分值，命題以實例為主，讓學生真正理解相關(guān)知識點。

(2) 增加實踐環(huán)節(jié)的比重

課程考核的總分采用“6-3-1”模式來計算，即試卷分數(shù)占總分的60%，實踐環(huán)節(jié)成績占總分的30%，其余平時成績占總分的10%?！?-3-1”模式充分顧及了各方面的因素，特別是實踐環(huán)節(jié)，使得學生對實踐教學越來越重視，動手能力隨之增強，達到教學改革的目的。

(3) 量化實踐環(huán)節(jié)考核得分

以實習為代表的實踐環(huán)節(jié)一直以來都存在考核不夠透明化、給分隨意性較強、個別同學反響較大的問題，因此需要研究新的實踐環(huán)節(jié)考核辦法。

在實踐環(huán)節(jié)考核中，采用四方評分制，即外業(yè)考核評分、教師評分、實習小組組長評分、實習小組組員互評4個環(huán)節(jié)。4個環(huán)節(jié)評分均采用百分制，打分之后根據(jù)其所占的比例進行折合，可以用如下公式來表示

S=Wa+Tb+Lc+Md

(1)

式中，S代表考核總分；W代表外業(yè)考核評分；L代表組長評分；M代表組員互評分數(shù)；a、b、c、d分別代表每一項評分在實踐考核總分中的比例，其應滿足如下要求

a+b+c+d=1

(2)

三、結(jié)束語

“控制測量學”和“GNSS原理”課程同步教學改變了各專業(yè)課單一授課的模式，將關(guān)系密切的兩個學科進行同步教學、同步實踐、同步考核。實踐證明，兩門課程的同步教學對促進教學改革、改善教學效果、增強學生的動手能力、提升學生的專業(yè)素質(zhì)均有著良好的效果，而且此方案在目前大多數(shù)開設測繪工程本科專業(yè)的高校中是可行的。

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Research and Practice of the Method of Synchronous Teaching with Control Surveying and GNSS Principle

WANG Yan,LIU Maohua,YANG Lijun

王巖，劉茂華，楊立君.“控制測量學”和“GNSS原理”同步教學方法的研究與實踐[J].測繪通報，2016(10)：141-143.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0350.

2016-04-14

遼寧省教育評價協(xié)會課題(PJHYYB15092)；遼寧省教育科學“十二五”規(guī)劃立項課題(JG15DB335)

王巖(1979—)，男，碩士，講師，研究方向為3S技術(shù)的綜合應用。E-mail：wyan413@163.com

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0494-0911(2016)10-0141-03