王婷，張磊 （陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 渭南 714000）

1 引言

高職院校學(xué)生動(dòng)手能力強(qiáng)，但學(xué)習(xí)自主性較差，如何讓學(xué)生充分利用課堂時(shí)間有效地掌握相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，是值得每一位教師認(rèn)真思考的問(wèn)題。教學(xué)設(shè)計(jì)是教師在授課前對(duì)每一堂課進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容分析、學(xué)情分析，教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)的設(shè)置，教學(xué)方法及教學(xué)手段的運(yùn)用，以及教學(xué)過(guò)程的細(xì)化、課堂評(píng)價(jià)、作業(yè)布置等內(nèi)容的提前設(shè)計(jì)[1-5]，這對(duì)于每一堂課起著指導(dǎo)性的作用，并對(duì)于教學(xué)質(zhì)量及學(xué)生知識(shí)點(diǎn)的掌握程度有著重要的影響。因此，本文以“四等水準(zhǔn)測(cè)量”[6]為例，探討分析教學(xué)設(shè)計(jì)的形成過(guò)程。

2 教學(xué)分析

本講的內(nèi)容是“四等水準(zhǔn)測(cè)量”，較之前一講所學(xué)的“五等水準(zhǔn)測(cè)量”（也可以稱(chēng)為“等外水準(zhǔn)測(cè)量”）而言，“四等”的等級(jí)更高，測(cè)量的相關(guān)技術(shù)要求更嚴(yán)格，外業(yè)觀測(cè)和內(nèi)業(yè)計(jì)算的流程也更復(fù)雜。針對(duì)高職學(xué)生動(dòng)手能力強(qiáng)的特點(diǎn)，教學(xué)過(guò)程中利用水準(zhǔn)儀、黑紅雙面尺、三腳架、尺墊等測(cè)量?jī)x器，采用現(xiàn)場(chǎng)演示的方法，可加深學(xué)生對(duì)本講課相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解。

3 教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)分析

教學(xué)目標(biāo)包括知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和素養(yǎng)目標(biāo)。知識(shí)目標(biāo)主要有以下四點(diǎn)。第一，認(rèn)識(shí)四等水準(zhǔn)尺，即黑紅雙面尺；第二，掌握四等水準(zhǔn)測(cè)量的主要技術(shù)要求；第三，掌握四等水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)觀測(cè)流程；第四，掌握四等水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算方法。能力目標(biāo)是使學(xué)生掌握利用測(cè)量?jī)x器通過(guò)四等水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)高差的方法。素養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力及認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。

由于學(xué)生在前一講課中所學(xué)的“五等水準(zhǔn)測(cè)量”中，一測(cè)站外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)只有2個(gè)，內(nèi)業(yè)計(jì)算也只有1步，而“四等水準(zhǔn)測(cè)量”中一測(cè)站外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)有8個(gè)，內(nèi)業(yè)計(jì)算有10步，相對(duì)復(fù)雜很多，因此將該講課的重難點(diǎn)設(shè)置為外業(yè)觀測(cè)及內(nèi)業(yè)計(jì)算。

4 教學(xué)方法分析

針對(duì)教學(xué)重難點(diǎn)，本講課采取講授法、問(wèn)答法、討論法、演示法等教學(xué)方法。在教學(xué)過(guò)程中讓學(xué)生積極參與進(jìn)來(lái)，老師在旁指導(dǎo)，學(xué)生自己動(dòng)手，按照外業(yè)觀測(cè)流程現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，觀測(cè)完成后按照內(nèi)業(yè)計(jì)算方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

5 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

5.1 知識(shí)引入（5min）

通過(guò)回顧上一講的知識(shí)引出新知識(shí)。教師提問(wèn)學(xué)生在五等水準(zhǔn)測(cè)量中一測(cè)站水準(zhǔn)測(cè)量的操作流程，待學(xué)生回答完畢后，教師總結(jié)四等水準(zhǔn)測(cè)量和五等水準(zhǔn)測(cè)量的原理相同，都需擬定水準(zhǔn)路線、選點(diǎn)、埋石、觀測(cè)等程序，不同的是四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求更高，所用到的配套儀器有雙面尺，其外業(yè)觀測(cè)流程和內(nèi)業(yè)計(jì)算過(guò)程較之五等水準(zhǔn)測(cè)量也更復(fù)雜。接下來(lái)認(rèn)識(shí)一下四等水準(zhǔn)尺。

5.2 認(rèn)識(shí)四等水準(zhǔn)尺（15 min）

首先教師拿一把五等水準(zhǔn)尺，提問(wèn)學(xué)生五等水準(zhǔn)尺的讀數(shù)方法，隨后拿出四等水準(zhǔn)尺，讓學(xué)生觀察四等水準(zhǔn)尺，找出其特點(diǎn)。一般情況下，學(xué)生能找到一些明顯的特點(diǎn)，例如，四等水準(zhǔn)尺是兩把尺子湊成的一對(duì)尺子，兩把尺子都存在黑、紅兩面，并且兩把尺子紅面尺底刻度均不為零且數(shù)據(jù)不一致等。接下來(lái)教師總結(jié)學(xué)生的回答，然后針對(duì)兩把尺子紅面尺底的刻度值4.687m和4.787m進(jìn)行補(bǔ)充講解。最后教師講解四等水準(zhǔn)尺的讀數(shù)方法，并讓學(xué)生利用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行讀數(shù)演示。

5.3 四等水準(zhǔn)測(cè)量主要技術(shù)要求（30 min）

老師對(duì)照主要技術(shù)要求表，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)儀器、PPT、板書(shū)等工具通過(guò)提問(wèn)、討論等方式調(diào)動(dòng)學(xué)生自己分析問(wèn)題的積極性。例如，在講到“黑面、紅面讀數(shù)較差不超過(guò)3mm”這一技術(shù)要求時(shí)，老師拿出一對(duì)黑紅雙面尺，紅面對(duì)著學(xué)生，讓學(xué)生猜測(cè)這兩把尺子紅面的5.200m處背面所對(duì)應(yīng)的黑面讀數(shù)，這時(shí)學(xué)生會(huì)結(jié)合四等水準(zhǔn)尺的特點(diǎn)來(lái)分析計(jì)算，由于黑面尺底為0m，一把尺子紅面尺底為4.687m，另一把尺子紅面尺底為4.787m，因此兩把尺子紅面的 5.200m處背面所對(duì)應(yīng)的的黑面讀數(shù)分別是0.513m（5.200m－4.687m）和 0.413m（5.200m－4.787m）。接下來(lái)老師總結(jié)通用公式，假設(shè)視線所在位置的紅面讀數(shù)為“紅”，黑面讀數(shù)為“黑”，根據(jù)黑、紅兩面視線到尺底距離相等列等式：黑-0m=紅-4.687m或黑-0m=紅-4.787m，簡(jiǎn)化后得到通用公式為K+黑-紅=0，公式中K為尺常數(shù)4.687m或4.787m。由于在測(cè)量中誤差是不可避免的，“黑面、紅面讀數(shù)較差不超過(guò)3mm”這一技術(shù)要求即轉(zhuǎn)化為公式|K+黑-紅|≤3mm。

四等水準(zhǔn)測(cè)量記錄表

再例如，在講解“黑紅面高差之差不超過(guò)5mm”這一技術(shù)時(shí)，老師將一測(cè)站示意圖畫(huà)好，測(cè)量方向?yàn)锳點(diǎn)到B點(diǎn)，A點(diǎn)所立后視尺黑面讀數(shù)和紅面讀數(shù)分別記為a和a’，B點(diǎn)所立前視尺黑面讀數(shù)和紅面讀數(shù)分別記為b和b’，然后讓學(xué)生畫(huà)出A、B兩點(diǎn)之間的高差hAB，并分別用黑面讀數(shù)和紅面讀數(shù)來(lái)計(jì)算高差。由于四等水準(zhǔn)尺尺底均為0m，結(jié)合之前五等水準(zhǔn)測(cè)量的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生很容易表示出A、B兩點(diǎn)的黑面高差=后視讀數(shù)-前視讀數(shù)，即h黑=a-b，再結(jié)合示意圖，可得到A、B兩點(diǎn)的紅面高差=視線到后視尺尺底的鉛垂距離-視線到后視尺尺底的鉛垂距離，即h紅=（a’-K后）-（b’-K前）=a’-b’±0.1m。其中：當(dāng) K后=4.687m，K前=4.787m時(shí)，取“+”號(hào)；反之當(dāng)K后=4.787m，K前=4.687m時(shí)，取“-”號(hào)。當(dāng)學(xué)生采用兩種方法表示出A點(diǎn)到B點(diǎn)的高差后，繼而老師講解技術(shù)要求“黑紅面高差之差不超過(guò)5mm”，即為|h黑-h紅|≤5mm。

5.4 四等水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)觀測(cè)流程（15min）

這一環(huán)節(jié)采取老師在旁指導(dǎo)，學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)演示的方法進(jìn)行學(xué)習(xí)。首先，安排4位同學(xué)輔助教學(xué)，其中2位同學(xué)各選取一處合適的位置（分別命名為A點(diǎn)和B點(diǎn)）放上尺墊后各立一把水準(zhǔn)尺，另外1位同學(xué)在A、B兩點(diǎn)的中間位置處安置水準(zhǔn)儀準(zhǔn)備觀測(cè)（觀測(cè)前進(jìn)方向由A點(diǎn)到B點(diǎn)），最后1位同學(xué)在黑板上記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)，當(dāng)4位同學(xué)準(zhǔn)備就位后老師指導(dǎo)學(xué)生觀測(cè)。四等水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)觀測(cè)流程概括為8個(gè)字：后后前前、黑紅黑紅。第一步，望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)A點(diǎn)所立后視尺的黑面，精平后讀取中絲、上絲、下絲讀數(shù)分別為 1.384m、1.156m、1.614m；第二步，扶尺人員將A點(diǎn)所立后視尺翻轉(zhuǎn)為紅面，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)A點(diǎn)所立后視尺的紅面并精平后，讀取中絲讀數(shù)為6.171m；第三步，觀測(cè)員將望遠(yuǎn)鏡掉轉(zhuǎn)方向，瞄準(zhǔn)B點(diǎn)所立前視尺的黑面，精平后讀取中絲、上絲、下絲讀數(shù)分別為0.551m、0.326m、0.774m；第四步，扶尺人員將B點(diǎn)所立前視尺翻轉(zhuǎn)為紅面，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)B點(diǎn)所立前視尺的紅面并精平后讀取中絲讀數(shù)為5.239m。

5.5 四等水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算方法（30min）

這一環(huán)節(jié)同樣讓學(xué)生完成。利用上一環(huán)節(jié)所測(cè)外業(yè)觀測(cè)的數(shù)據(jù)，利用相應(yīng)的公式計(jì)算（9）～（18）共10個(gè)內(nèi)業(yè)計(jì)算數(shù)據(jù)（所有公式在第（3）步——四等水準(zhǔn)測(cè)量主要技術(shù)要求中已講解）。計(jì)算分為以下三部分。

①視距的計(jì)算及檢核。首先根據(jù)視距原理計(jì)算視距。后視距（9）=|上絲-下絲|×100=|1.156-1.614|×100=45.8m，前視距（10）=|上絲-下絲|×100=|0.326-0.774|×100=44.8m，前視距和后視距都小于100m，滿足技術(shù)要求中對(duì)視線長(zhǎng)度的規(guī)定。視距差（11）=后視距-前視距=45.8m-44.8m=1.0m<5m，由于該測(cè)站為第一測(cè)站，第一測(cè)站累計(jì)視距差（12）=本測(cè)站的視距差=1.0m<10m，視距差和累計(jì)視距差均符合技術(shù)要求，這說(shuō)明儀器基本位于A、B兩點(diǎn)中間位置。

②高差的計(jì)算與檢核。備注欄里標(biāo)明1號(hào)尺尺常數(shù)K1=4.787m，2號(hào)尺尺常數(shù)K2=4.687m，而從方向及尺號(hào)可知本測(cè)站后視尺為1號(hào)尺，前視尺為2號(hào)尺。因此，后尺的黑、紅面讀數(shù)較差（13）=K1+黑-紅=4.787+1.384-6.171=0mm，前尺的黑、紅面讀數(shù)較差（14）=K2+黑-紅=4.687+0.551-5.239=-0.001m=-1mm，兩把尺子的黑、紅面讀數(shù)較差均未超過(guò)±3mm，讀數(shù)滿足要求。（15）=黑面后視讀數(shù)-黑面前視讀數(shù)=1.384-0.551=0.833m，該數(shù)據(jù)其實(shí)質(zhì)為黑面高差h黑，（16）=紅面后視讀數(shù)-紅面前視讀數(shù)=6.171-5.239=0.932m，由于兩把尺子紅面尺底數(shù)據(jù)不一致，存在±0.1m的差值，因此數(shù)據(jù)（16）并不是紅面高差，紅面高差h紅=a’-b’±0.1m（公式中a’和b’分別是紅面后視讀數(shù)和紅面前視讀數(shù)），由上文可知，當(dāng)K后=4.787m，K前=4.687m時(shí)，“±”取“-”號(hào)，因此h紅=a’-b’-0.1=（16）-0.1=0.832m，由此得到黑紅面高差之差（17）=h黑-h紅=0.833m-0.832m=0.001m=1mm<5mm，滿足技術(shù)要求。

③平均高差的計(jì)算。由h黑和h紅可計(jì)算出該測(cè)站黑面高差和紅面高差的平均值，即（18）=（h黑+h紅）/2=(0.833+0.832)/2=0.8325m。

5.6 課堂評(píng)價(jià)及課后安排（5min）

為了解本堂課設(shè)計(jì)是否合理，內(nèi)容講解是否清楚，學(xué)生是否掌握所授知識(shí)等，教師可以通過(guò)云課堂等信息化教學(xué)手段進(jìn)行調(diào)查。通過(guò)學(xué)生在系統(tǒng)中的反饋意見(jiàn)，可以明確各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的漏洞與不足，從而對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)。結(jié)合教學(xué)目標(biāo)，為鞏固加深學(xué)生對(duì)黑紅雙面尺、四等水準(zhǔn)外業(yè)觀測(cè)及內(nèi)業(yè)計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)的理解，課后布置以下幾道題：畫(huà)出四等黑紅雙面尺（正反兩面）；詳細(xì)描述四等水準(zhǔn)測(cè)量一測(cè)站的外業(yè)觀測(cè)流程；根據(jù)題目中給定的四等水準(zhǔn)測(cè)量一測(cè)站的外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)填進(jìn)相應(yīng)的記錄表里，并完成其余10個(gè)數(shù)據(jù)的計(jì)算。

6 結(jié)語(yǔ)

課堂是高職學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)的主陣地，提高課堂教學(xué)質(zhì)量是每一位教師的責(zé)任與義務(wù)，而教學(xué)設(shè)計(jì)是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵一步。因此，教師在授課前要認(rèn)真設(shè)計(jì)好每一堂課，授課前認(rèn)真分析教學(xué)內(nèi)容，分析學(xué)情，明確教學(xué)目標(biāo)，合理設(shè)置重難點(diǎn)，并根據(jù)重難點(diǎn)采取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法與教學(xué)手段，合理設(shè)置教學(xué)過(guò)程，課后根據(jù)學(xué)生反饋不斷改進(jìn)與修正，逐步完善逐步提升。