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        淺談“測量平差”課程教學(xué)改革*

        2021-11-29 03:08:58李飛
        科技與創(chuàng)新 2021年21期
        關(guān)鍵詞:測量教材課程

        李飛

        (楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西 咸陽 712100)

        “測量平差”是高職工程測量技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課程[2],本課程的研究對象是測量數(shù)據(jù),在外業(yè)的基礎(chǔ)上通過內(nèi)業(yè)對數(shù)據(jù)分析處理和應(yīng)用,是測量計(jì)算的基礎(chǔ),在工程測量技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中起到承前啟后的作用。由于會(huì)直接影響之后幾個(gè)學(xué)期所開的其他專業(yè)課的學(xué)習(xí),所以該課程對學(xué)生專業(yè)課學(xué)習(xí)及職業(yè)生涯發(fā)展都影響巨大[3]。

        1 課程現(xiàn)狀

        1.1 教材現(xiàn)狀

        1.1.1 概念難理解、公式繁多、模型復(fù)雜

        “測量平差”課程涉及的概念難理解、公式多,推導(dǎo)過程煩瑣、模型復(fù)雜多樣,內(nèi)容枯燥且抽象,理論性較強(qiáng),要求學(xué)生有一定的測量基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。絕大多數(shù)學(xué)生還沒開始學(xué)就已經(jīng)有了厭倦、學(xué)也學(xué)不懂的想法,對學(xué)好本課程失去了信心。

        1.1.2 理論與實(shí)踐脫節(jié)

        十余年的教學(xué)經(jīng)歷發(fā)現(xiàn),“測量平差”課程無論是理論教學(xué)還是前導(dǎo)課程安排都相對成熟合理,完全能夠滿足理論教學(xué)的需求[4]。然而,課堂講解配合課后習(xí)題練習(xí),不能使學(xué)生達(dá)到完全理解和靈活運(yùn)用;同時(shí),教學(xué)及練習(xí)中涉及的算例太過簡單,與當(dāng)今多樣化測量手段使用方法不適配,理論與實(shí)踐脫節(jié)。

        1.2 教學(xué)現(xiàn)狀

        1.2.1 學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱

        測量數(shù)據(jù)處理對學(xué)生的數(shù)學(xué)知識水平有較高的要求,需應(yīng)用的高等數(shù)學(xué)及線性代數(shù)的基礎(chǔ)理論廣泛,對于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生有一定的難度,也加大了教師的教學(xué)難度。

        1.2.2 教學(xué)內(nèi)容算例單一

        經(jīng)查閱發(fā)現(xiàn),教材中數(shù)據(jù)解算案例以水準(zhǔn)網(wǎng)和測角網(wǎng)居多,但當(dāng)今工程案例中使用光電測距技術(shù)和GNSS 較多,形成的導(dǎo)線網(wǎng)和GNSS 算例幾乎沒有,與實(shí)際生產(chǎn)嚴(yán)重脫節(jié)。教師教學(xué)以教材為主,教材急需更新。

        1.2.3 教學(xué)方法缺乏創(chuàng)新

        各大院?!皽y量平差”課程的教學(xué)方法缺乏創(chuàng)新[5],依舊以講授、演示、練習(xí)等為主,該課程理論較多,教師講解學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí),不利于學(xué)生思考,演示局限于教師推導(dǎo)公式,未使用儀器,外業(yè)數(shù)據(jù)獲取、內(nèi)業(yè)計(jì)算一體化體現(xiàn)了“學(xué)”與“用”脫節(jié),導(dǎo)致學(xué)習(xí)無效果,未能學(xué)以致用。

        1.2.4 實(shí)踐教學(xué)與工程項(xiàng)目聯(lián)系不緊密

        工程測量技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)單位主要是中鐵、中交、中水等建設(shè)單位,今后工作中涉及較多的是控制網(wǎng)布設(shè)及施工放樣。在教學(xué)中實(shí)踐環(huán)節(jié)的算例多數(shù)由教師直接給出,學(xué)生對數(shù)據(jù)的來源、獲取方式不了解;理論教學(xué)中,反復(fù)講述計(jì)算與公式推導(dǎo),未能與生產(chǎn)單位的具體工程案例相結(jié)合,理論與實(shí)踐脫節(jié),學(xué)生對項(xiàng)目中遇到的問題無從下手。

        2 課程教學(xué)改革建設(shè)

        2.1 精選教材

        高職院校的學(xué)生大部分討厭上理論課,但喜歡實(shí)操、軟件應(yīng)用。根據(jù)學(xué)生的興趣,筆者選了由張慧慧主編,東北大學(xué)出版社出版的教材《測量平差》,本教材結(jié)合高職學(xué)生的實(shí)際情況和“測量平差”課程的特點(diǎn),運(yùn)用大量的實(shí)例介紹如何應(yīng)用測量平差方法,理論與實(shí)踐相結(jié)合,實(shí)用性強(qiáng)。

        2.2 設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容

        根據(jù)工程測量技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案、“測量平差”課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)生參加工作后要具備的基本能力,以滿足工程實(shí)際需求等教學(xué)理念為前提,將本課的教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容總結(jié)為12221(1 個(gè)平差原則,最小二乘原則;2 個(gè)平差任務(wù),求觀測值的最佳估值和精度評定;2 個(gè)傳播定律,協(xié)方差傳播率和協(xié)因數(shù)傳播率;2 個(gè)平差方法,條件平差和間接平差;1個(gè)誤差分析,誤差橢圓),優(yōu)化知識體系,減輕學(xué)前心理壓力,增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)效果。

        2.3 探索教學(xué)方法

        2.3.1 上好第一節(jié)課

        良好的開端是成功的一半,在介紹“測量平差”課程時(shí),要準(zhǔn)確定位好該課程,突出該課程在整個(gè)專業(yè)學(xué)習(xí)中的重要性,讓學(xué)生們明白為什么要學(xué)習(xí)“測量平差”,學(xué)習(xí)此課程有什么好處,可以解決什么問題,要怎么學(xué)習(xí)等。告知學(xué)生碰到復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式時(shí)不要恐慌,不要自我暗示自己不會(huì)[6],公式復(fù)雜不怕,關(guān)鍵是會(huì)正確套用公式,可舉幾個(gè)例題讓學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí),就會(huì)變得簡單,即便真的比較復(fù)雜,也不用害怕,有教師的幫助,只要學(xué)生們認(rèn)真地跟著教師一點(diǎn)一滴的學(xué)習(xí),就一定能學(xué)會(huì)、學(xué)好、用好,緩解他們焦慮害怕的情緒。

        2.3.2 課前在優(yōu)慕課平臺(tái)上搶答計(jì)分,導(dǎo)入本節(jié)所講內(nèi)容

        課前在優(yōu)慕課平臺(tái)以搶答題的方式進(jìn)行復(fù)習(xí)。要求學(xué)生們根據(jù)教師的問題去教材上找相關(guān)的內(nèi)容,寫好總結(jié)上傳到優(yōu)慕課平臺(tái),如提問“測量觀測值有哪些,是間接的還是直接的,并舉例說明”,就要求學(xué)生們根據(jù)觀測值的含義及使用的儀器來說明,又如提問“條件平差與間接平差的異同點(diǎn)時(shí)”,要求學(xué)生根據(jù)自己對2種平差方法的掌握情況,用自己的話歸納總結(jié)。

        課前復(fù)習(xí)提問有以下幾點(diǎn)好處:復(fù)習(xí)上節(jié)課的內(nèi)容,可以將前面的知識點(diǎn)和后續(xù)的知識點(diǎn)連接起來,使知識點(diǎn)有一定的連貫性,不會(huì)出現(xiàn)“斷點(diǎn)”的情況;將上節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容作為新知識點(diǎn)導(dǎo)入;督促學(xué)生們課后或下次上課前對復(fù)習(xí)課堂知識,達(dá)到自主學(xué)習(xí)的效果,并且可以把回答問題的情況納入到平時(shí)成績考核中。

        2.3.3 簡化公式推導(dǎo),重視公式的應(yīng)用

        考慮到高職學(xué)生的具體情況,課堂上會(huì)為學(xué)生們適當(dāng)補(bǔ)充些數(shù)學(xué)知識,如矩陣的基礎(chǔ)運(yùn)算,但部分學(xué)生的學(xué)習(xí)效果仍不好。而公式的推導(dǎo)需要學(xué)生有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)邏輯推理能力和數(shù)學(xué)功底,因此要適當(dāng)簡化公式的推導(dǎo)過程,把重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到公式的具體應(yīng)用上,通過做適量的課堂練習(xí),加強(qiáng)學(xué)生對公式的理解和實(shí)際應(yīng)用,可以提高教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)的成就感。

        2.3.4 尋找所學(xué)知識之間的聯(lián)系、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣

        作為教師,激發(fā)學(xué)生的興趣,化被動(dòng)為主動(dòng)是筆者一直思考的問題,筆者認(rèn)為找到測量知識之間的聯(lián)系,在一定的程度上可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,比如,使用中誤差、相對誤差和極限誤差作為精度評定的指標(biāo),在實(shí)際測量中,什么時(shí)候會(huì)用到中誤差?什么時(shí)候會(huì)用到相對誤差?什么時(shí)候會(huì)用到極限誤差呢?這就會(huì)涉及到測量中常見的觀測值,即角度觀測值、距離觀測值和高差觀測值。一般而言.對于相同觀測條件下的角度觀測,常用中誤差衡量精度。而距離觀測常用相對誤差來衡量,測量100 m 和測量1 000 m,都是1 cm 的誤中差,明顯兩個(gè)精度是不一樣的,測量1 000 m 有1 cm 的中誤差時(shí)的精度高,此時(shí)用到的就是相對精度指標(biāo)。建筑工程施工及變形監(jiān)測中常用到極限誤差。又比如在講解“權(quán)”的概念及定權(quán)時(shí),可以聯(lián)系到測量基礎(chǔ)中水準(zhǔn)測量的誤差分配的問題。每個(gè)測段的路線長度不同,對整個(gè)閉合差的影響是不一樣的,這也就是它的“權(quán)值”不一樣。擴(kuò)展知識面,聯(lián)系教學(xué)將相關(guān)知識融合在一起且系統(tǒng)化,既復(fù)習(xí)了相關(guān)知識,又學(xué)到了新知識,兩全其美。

        2.3.5 優(yōu)化考核指標(biāo)

        在線教學(xué)的開展,為學(xué)生課前、課后提供了便利,如何切實(shí)有效督促學(xué)生保質(zhì)保量地完成線上預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí),是筆者們一直在思考的問題。通過建立完善的考核系統(tǒng),量化考核指標(biāo),激勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

        3 結(jié)語

        本文針對“測量平差”課程教學(xué)目前存在的問題,通過精選教材、設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,探索教學(xué)方法環(huán)節(jié),以期提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,理論聯(lián)系實(shí)際,學(xué)以致用,同時(shí)作為專業(yè)課教師,要與時(shí)俱進(jìn),不斷提升自我,在教學(xué)中不斷總結(jié),改革探索,在后續(xù)教學(xué)實(shí)踐中提出更先進(jìn)、更有效的教學(xué)模式,提高教學(xué)質(zhì)量。

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