花向紅，向　東，鄒進(jìn)貴，趙　嵐

(武漢大學(xué)　測(cè)繪學(xué)院，武漢　430079)

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從測(cè)繪技能大賽引導(dǎo)數(shù)字地形測(cè)量學(xué)課程實(shí)踐教學(xué)改革

花向紅，向東，鄒進(jìn)貴，趙嵐

(武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院，武漢430079)

摘要從測(cè)繪技能大賽的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)出發(fā)，探討了數(shù)字地形測(cè)量學(xué)課程教學(xué)改革的必要性和意義，給出了數(shù)字地形測(cè)量學(xué)課程在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)環(huán)境、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)踐教學(xué)方法等方面改革的措施。

關(guān)鍵詞測(cè)繪技能大賽；數(shù)字地形測(cè)量學(xué)；實(shí)踐教學(xué)；改革措施

實(shí)踐教學(xué)是整個(gè)測(cè)繪工程專業(yè)的重要組成部分，是學(xué)生獲得測(cè)繪的基本技能、培養(yǎng)動(dòng)手能力和解決實(shí)際問題能力最有效的方法，對(duì)提高測(cè)繪工程專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。

數(shù)字地形測(cè)量學(xué)是測(cè)繪工程專業(yè)的一門實(shí)踐性強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是該專業(yè)核心課程之一。它是由測(cè)量學(xué)[1]到數(shù)字測(cè)圖原理與方法[2-5]，通過改革、實(shí)踐、修改、補(bǔ)充、創(chuàng)新而發(fā)展起來(lái)的一門適應(yīng)現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)和社會(huì)生產(chǎn)需要的新課程。為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，我院不僅安排了大量的課間實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)課程，而且還安排了為期5周的集中實(shí)習(xí)，除此以外，圍繞數(shù)字地形測(cè)量學(xué)實(shí)踐內(nèi)容，學(xué)院從2006年開始，每年舉辦測(cè)繪實(shí)踐技能大賽。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(guó)家測(cè)繪地理信息局職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心和中國(guó)測(cè)繪學(xué)會(huì)聯(lián)合主辦“全國(guó)高等學(xué)校測(cè)繪技能大賽”，2009年首屆在河南理工大學(xué)舉行，共有32個(gè)代表隊(duì)參加比賽[6]。2012年第二屆在北京建筑大學(xué)舉行，共有55個(gè)代表隊(duì)參加比賽。2014年第三屆在河南城建學(xué)院舉行，共有76個(gè)代表隊(duì)參加比賽。我院均派代表隊(duì)參加，取得了較好的成績(jī)，但也存在一些問題，為此本文從測(cè)繪技能大賽成功經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)出發(fā)，就如何進(jìn)行數(shù)字地形測(cè)量學(xué)教學(xué)改革進(jìn)行探討，提出了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)、實(shí)踐實(shí)習(xí)基地、實(shí)踐教學(xué)手段等方面的改革措施。

1測(cè)繪技能大賽經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)

開展大學(xué)生測(cè)繪技能大賽，對(duì)于提高大學(xué)生的實(shí)踐操作能力，提高測(cè)繪工程人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。

1.1學(xué)院測(cè)繪實(shí)踐技能大賽

學(xué)院測(cè)繪實(shí)踐技能[7]由測(cè)繪學(xué)院分團(tuán)委精心策劃和組織，學(xué)院老師和測(cè)繪實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心老師擔(dān)任指導(dǎo)老師和評(píng)委。大賽分理論知識(shí)和實(shí)際操作兩輪進(jìn)行。理論知識(shí)比賽由小組中的兩名隊(duì)員參加，實(shí)際操作(包括導(dǎo)線測(cè)量和三等水準(zhǔn)測(cè)量)比賽則4名成員集體參加。比賽總分按100分計(jì)，理論知識(shí)和實(shí)際操作分別占總分的20%和80%。大賽要求在已學(xué)數(shù)字地形測(cè)量學(xué)課程的基礎(chǔ)之上對(duì)實(shí)用測(cè)繪技能進(jìn)行更深一層次的掌握，從而促進(jìn)同學(xué)對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，并且為廣大愛好測(cè)繪的同學(xué)提供一個(gè)展示自己證明自己的大舞臺(tái)。主要經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)有以下3點(diǎn)。1)參賽選手們熟練操練測(cè)量?jī)x器，嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的記錄和精確的計(jì)算勾勒出了一派濃濃的競(jìng)技和交流氛圍。大賽的另一個(gè)亮點(diǎn)就是報(bào)名參賽的人數(shù)很多。他們積極參與比賽，以鍛煉展示自己的測(cè)繪技能，培養(yǎng)自己的專業(yè)興趣。2)許多小組被淘汰的原因之一就是涂改原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，比賽規(guī)則是不管計(jì)算結(jié)果合格與否均淘汰，目的在于讓學(xué)生懂得測(cè)量數(shù)據(jù)的重要性，涂改數(shù)據(jù)或者偽造數(shù)據(jù)將會(huì)給國(guó)家建設(shè)帶來(lái)嚴(yán)重的后果，從學(xué)校起，就應(yīng)該養(yǎng)成良好的職業(yè)道德、精益求精的精神。比賽中我們還發(fā)現(xiàn)，一些同學(xué)對(duì)測(cè)量概念還不是很清楚。例如，對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)段的概念不清楚；對(duì)閉合導(dǎo)線角度閉合差的分配原理沒有理解等，導(dǎo)致內(nèi)業(yè)計(jì)算成果不符合要求而遭到淘汰。3)一支隊(duì)伍要想取得好成績(jī)，隊(duì)員之間的團(tuán)結(jié)協(xié)作是十分重要的。例如，參賽選手盡管有盡快完成比賽任務(wù)、拿到好名次的愿望，但往往是互相幫助不夠，有些參賽隊(duì)往往是一個(gè)隊(duì)員計(jì)算，其他幾個(gè)隊(duì)員在旁邊看；有些參賽隊(duì)大家均在計(jì)算，但由于配合不好，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不正確，延長(zhǎng)了計(jì)算時(shí)間。

1.2全國(guó)高等學(xué)校測(cè)繪技能大賽

全國(guó)高等學(xué)校測(cè)繪技能大賽主要包括四等水準(zhǔn)測(cè)量、一級(jí)電磁波測(cè)距導(dǎo)線測(cè)量和1∶500數(shù)字地形圖測(cè)繪3個(gè)板塊，2016年，增加了測(cè)量軟件設(shè)計(jì)板塊，全部覆蓋數(shù)字地形測(cè)量學(xué)的教學(xué)內(nèi)容。四等水準(zhǔn)測(cè)量和一級(jí)電磁波測(cè)距導(dǎo)線測(cè)量競(jìng)賽，要求參賽隊(duì)在1.5小時(shí)(內(nèi)外業(yè))內(nèi)，4名參賽選手必須輪換進(jìn)行外業(yè)的測(cè)量和記錄工作，共同完成內(nèi)業(yè)計(jì)算。1∶500數(shù)字地形圖測(cè)繪競(jìng)賽要求，2009年、2012年采用全站儀草圖法測(cè)繪，2014年改成按照GNSS RTK方式測(cè)圖，必須在3小時(shí)內(nèi)完成指定測(cè)區(qū)的1∶500地形圖測(cè)繪。評(píng)分主要從參賽隊(duì)的作業(yè)速度、觀測(cè)質(zhì)量和計(jì)算成果等方面考慮，采用百分制。其中測(cè)量及成果質(zhì)量成績(jī)70分，按照相應(yīng)的競(jìng)賽細(xì)則規(guī)定計(jì)算，作業(yè)速度成績(jī)30分。主要經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)：比賽成績(jī)反映了學(xué)生的訓(xùn)練水平和教師的指導(dǎo)水平，比賽培養(yǎng)了選手們團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和測(cè)繪人不怕苦、不怕累的優(yōu)秀品質(zhì),提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。問題主要體現(xiàn)在一些代表隊(duì)的訓(xùn)練水平不夠，參賽訓(xùn)練注重了技能訓(xùn)練，而忽視了心理素質(zhì)訓(xùn)練等[8-9]。

2數(shù)字地形測(cè)量學(xué)課程實(shí)踐教學(xué)改革

無(wú)論是數(shù)字地形測(cè)量學(xué)課程實(shí)踐教學(xué)，還是測(cè)繪技能大賽，其宗旨就是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力[10-11]。從提高教學(xué)質(zhì)量和測(cè)繪技能大賽舉辦的成功經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)來(lái)看，必須對(duì)數(shù)字地形測(cè)量學(xué)實(shí)踐教學(xué)模式[12]進(jìn)行改革。主要改革措施有如下4個(gè)方面。

2.1實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改革

數(shù)字地形測(cè)量學(xué)課程實(shí)踐教學(xué)包括兩部分內(nèi)容：一是授課過程中穿插的課間實(shí)驗(yàn)；二是集中實(shí)習(xí)。對(duì)這兩部分內(nèi)容的改革,不僅要體現(xiàn)出學(xué)生基本實(shí)踐能力的培養(yǎng)，而且應(yīng)反映出測(cè)繪新技術(shù)的發(fā)展，涵蓋測(cè)繪技能大賽比賽內(nèi)容,體現(xiàn)目前生產(chǎn)單位測(cè)圖方式，很好地與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合。因此，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容除了保持全站儀測(cè)圖內(nèi)容外，應(yīng)加強(qiáng)GPS RTK測(cè)圖方式實(shí)踐教學(xué)，增加GPS RTK測(cè)量課間實(shí)習(xí)和集中實(shí)習(xí)，使學(xué)生學(xué)會(huì)不同的地形場(chǎng)合采用不同的作業(yè)模式，通過數(shù)字測(cè)圖軟件，從而測(cè)繪形成符合規(guī)范要求的1∶500數(shù)字地形圖。

2.2實(shí)踐教學(xué)條件建設(shè)

實(shí)踐教學(xué)條件建設(shè)主要包括儀器設(shè)備、數(shù)字測(cè)圖軟件和實(shí)習(xí)場(chǎng)地建設(shè)。首先，加大測(cè)量?jī)x器設(shè)備更新和購(gòu)置的力度，完善以武漢大學(xué)校園為基礎(chǔ)的數(shù)字測(cè)圖外業(yè)場(chǎng)地基礎(chǔ)測(cè)量設(shè)施，構(gòu)建專門的數(shù)字測(cè)圖軟件實(shí)驗(yàn)室，升級(jí)數(shù)字測(cè)圖軟件，以滿足學(xué)生實(shí)習(xí)數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)成圖的需要。完善和擴(kuò)大以學(xué)生信息化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ)的室內(nèi)數(shù)字測(cè)圖模擬場(chǎng)地，滿足學(xué)生利用課余時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室操練的需要。其次，學(xué)院積極加大建設(shè)校外實(shí)習(xí)基地，先后與多個(gè)生產(chǎn)單位聯(lián)合建立實(shí)習(xí)教學(xué)基地，如大花嶺實(shí)習(xí)基地等。2015年6月，武漢大學(xué)和湖北科技學(xué)院簽約了合作共建測(cè)繪地理信息實(shí)習(xí)基地協(xié)議，基地經(jīng)過4個(gè)月的建設(shè)于當(dāng)年11月初通過驗(yàn)收。11月中旬，學(xué)院測(cè)繪工程專業(yè)2014級(jí)330名本科生赴該實(shí)習(xí)基地開展了為期2周的數(shù)字測(cè)圖集中實(shí)習(xí)，圓滿完成了實(shí)習(xí)任務(wù)。該實(shí)習(xí)基地投入使用，不僅解決了數(shù)字地形測(cè)量學(xué)集中實(shí)習(xí)場(chǎng)地問題，而且也是測(cè)繪技能大賽理想場(chǎng)地，同時(shí)也為測(cè)繪工程專業(yè)及相關(guān)專業(yè)其他課程的實(shí)習(xí)提供了實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

2.3實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革

1)數(shù)字地形測(cè)量學(xué)課程每次集中實(shí)習(xí)都更新實(shí)習(xí)指導(dǎo)書，并及時(shí)分發(fā)給每個(gè)學(xué)生，使學(xué)生了解實(shí)習(xí)各個(gè)階段的實(shí)習(xí)任務(wù)和目的要求。每次實(shí)習(xí)都要安排學(xué)院主管教學(xué)的副院長(zhǎng)進(jìn)行實(shí)習(xí)總動(dòng)員，強(qiáng)調(diào)實(shí)習(xí)的重要性，要求學(xué)生們牢固樹立團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，確保人身和儀器安全。

2)心理輔導(dǎo)和技術(shù)指導(dǎo)相結(jié)合，是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)全過程監(jiān)控的核心。一方面，考慮到實(shí)習(xí)外業(yè)強(qiáng)度大，外界干擾因素多，學(xué)生們需要攜帶測(cè)繪儀器進(jìn)行實(shí)習(xí)工作，教師要注重學(xué)生的心理輔導(dǎo)和溝通，使學(xué)生保持良好的心態(tài)和體能，保質(zhì)保量地完成實(shí)習(xí)任務(wù)，也為今后參加類似的技能大賽打下良好的基礎(chǔ)。除此以外，教師要注重學(xué)生的技術(shù)指導(dǎo)。既要強(qiáng)調(diào)對(duì)測(cè)量中“三基(基本概念、基本計(jì)算、基本方法)”能力的訓(xùn)練，又要注意學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，如在圖根控制測(cè)量控制點(diǎn)的分布，數(shù)字測(cè)圖中外業(yè)跑點(diǎn)技巧等，這些都關(guān)系到數(shù)字測(cè)圖成果質(zhì)量。注意發(fā)揮組長(zhǎng)和骨干作用，在實(shí)習(xí)的每一個(gè)階段及時(shí)召開組長(zhǎng)會(huì)議，以便教師及時(shí)掌握各組情況，隨時(shí)隨地解決實(shí)習(xí)中學(xué)生遇到的各種技術(shù)問題。另一方面，從測(cè)繪技能大賽比賽情況來(lái)看，成果質(zhì)量至關(guān)重要，而要保證成果質(zhì)量，必須在每一個(gè)環(huán)節(jié)按照規(guī)范要求執(zhí)行。因此，在學(xué)生實(shí)習(xí)的時(shí)候，就應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行正確的觀測(cè)和記錄，對(duì)誤差超限和錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)要及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)重測(cè)，避免出現(xiàn)誤測(cè)、誤記、漏記的現(xiàn)象，更不允許偽造數(shù)據(jù)，應(yīng)確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和真實(shí)。

3)嚴(yán)把實(shí)習(xí)報(bào)告質(zhì)量關(guān)和實(shí)習(xí)考核，也是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)必不可少的環(huán)節(jié)。實(shí)習(xí)結(jié)束前，集中一天的時(shí)間對(duì)學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手能力、計(jì)算能力和基本技能等考核，有利于掌握學(xué)生實(shí)習(xí)成效。實(shí)習(xí)報(bào)告的撰寫必須符合實(shí)習(xí)指導(dǎo)書的要求。報(bào)告中必須有數(shù)據(jù)處理和分析、成果質(zhì)量評(píng)價(jià)、遇到問題的解決方案、實(shí)習(xí)工作情況及個(gè)人的心得體會(huì)等。對(duì)不符合要求實(shí)習(xí)報(bào)告需要重寫,杜絕抄襲。

2.4實(shí)踐教學(xué)手段改革

實(shí)踐教學(xué)手段改革以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力為目標(biāo)，將“講課、實(shí)驗(yàn)、討論、答疑”等有機(jī)結(jié)合起來(lái)，形成了多媒體、網(wǎng)絡(luò)、錄像和虛擬仿真教學(xué)等多種教學(xué)方法和教學(xué)手段[13-15]。先后建立數(shù)字地形測(cè)量學(xué)網(wǎng)站和地面數(shù)字化測(cè)圖模擬與仿真平臺(tái)，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)?，F(xiàn)正在以申報(bào)國(guó)家測(cè)繪虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為契機(jī)，借助于學(xué)院購(gòu)置的一套虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備“公共安全可視化分析系統(tǒng)” ，利用系統(tǒng)所提供的二次開發(fā)功能，開發(fā)虛擬數(shù)字測(cè)圖實(shí)習(xí)平臺(tái)，將虛擬數(shù)字測(cè)圖實(shí)習(xí)平臺(tái)與傳統(tǒng)數(shù)字測(cè)圖實(shí)習(xí)相結(jié)合，構(gòu)造虛擬測(cè)繪實(shí)驗(yàn)儀器和虛擬數(shù)字測(cè)圖實(shí)習(xí)環(huán)境。通過該平臺(tái)，學(xué)生可以在一個(gè)虛擬的環(huán)境中較快捷地熟悉全站儀等測(cè)繪儀器的使用，并提前了解一些錯(cuò)誤操作可能帶來(lái)的不良影響，掌握水平角觀測(cè)、垂直角觀測(cè)、距離測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量、碎部測(cè)圖等方法，為實(shí)地測(cè)量做好相關(guān)準(zhǔn)備。

3結(jié)束語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)作為數(shù)字地形測(cè)量學(xué)課程的重要組成部分，是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁和紐帶，對(duì)掌握測(cè)繪的基本技能和基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)、耐心和不怕苦、不怕累的優(yōu)秀品質(zhì)等方面起著非常重要的作用。論文從提高教學(xué)質(zhì)量和測(cè)繪技能大賽舉辦的成功經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，對(duì)數(shù)字地形測(cè)量學(xué)實(shí)踐教學(xué)如何改革提出了有效的措施，對(duì)高等學(xué)校教學(xué)改革有一定的借鑒作用。

參 考 文 獻(xiàn)

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[14]郭敏，韋四江，馬春艷.測(cè)繪實(shí)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)課堂構(gòu)建，實(shí)驗(yàn)室研究與探索.2009，28(5)：146-150.

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收稿日期:2014-06-29；修改日期: 2014-08-19

基金項(xiàng)目：湖北省高等學(xué)校省級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目資助(2013009)；武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院本科專業(yè)綜合改革教學(xué)研究項(xiàng)目項(xiàng)目資助;2016武漢大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目資助。

作者簡(jiǎn)介：花向紅(1963-)，男，博士，教授，主要從事工程測(cè)量與三維激光掃描數(shù)據(jù)處理方向和測(cè)繪工程教學(xué)研究工作。

中圖分類號(hào)G642；P21

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

doi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.03.020

Discussion on the Teaching Reform of the Digital Topographic Surveying Based on Geomatics Skill Competition

HUA Xianghong，XIANG Dong，ZOU Jingui，ZHAO Lan

(School of Geodesy and Geomatics, Wuhan University，Wuhan 430079，China)

AbstractBased on the experiences and lessons of geomatics skill competition, the necessity and significance of teaching reform for the digital topographic surveying are discussed in this paper.The reform measures of the digital topographic survey course are given in the practice teaching content, practice teaching environment，practice teaching process and practice teaching methods.

Key wordsgeomatics skill competition；digital topographic surveying；practice teaching；reform measures