《工程测量》课程教学的实践与思考

曾怀恩 三峡大学土木与建筑学院， 湖北宜昌 443002

《工程测量》课程教学的实践与思考

曾怀恩 三峡大学土木与建筑学院， 湖北宜昌 443002

随着科技的迅速发展，新的测绘技术和设备不断涌现，社会对人才培养的要求越来越高，“工程测量”课程教学需要进行不断调整和改革。本文针对本校“工程测量”课程教学的实际情况，提出了今后调整和改革的几点建议。

工程测量；教学改革；实践教学

工程测量是测绘科学与技术在国民经济和国防建设中的直接应用，涉及工民建、道路与桥梁、输电线路、水利水电、城市规划等众多领域，是工程建设中的一门基础技术。许多高等院校的土木工程、水利水电工程、输电线路工程、城市规划、建筑学、环境工程等工科专业都开设了“工程测量”课程。随着电子技术、计算机技术、通讯技术、网络技术的快速发展，以全站仪、智能全站仪、G P S、电子水准仪等为代表的新的测绘技术和设备不断涌现出来，使得工程测量的过程朝着实时、数字化、自动化、智能化、网络化方向大步迈进。这种背景之下，用人单位对人才培养质量的期望必然越来越高——培养的人才不仅要掌握传统的测绘方法与技术，更重要的是能熟悉现代新的测绘技术，并能将新技术熟练应用于工程建设当中，提高生产效率。因此，“工程测量”课程教学内容及侧重点、教学方法与手段、教学环节需要不断调整和改革。笔者近几年承担了我校土木工程、水利水电工程等多个专业的“工程测量”教学工作，深知工程测量教学现状和存在的薄弱环节，下面就教学调整和改革的方向做简单阐述。

1、仪器设备落后，远远不能满足新技术的教学要求

长期以来，受学校办学经费的限制，我校测绘实验中心的仪器设备一直以传统的光学水准仪及光学经纬仪为主，这些仪器大部分是上世纪70年代的产品，超期服役且损坏严重。光电测距仪、全站仪、自动安平水准仪、水准仪电子水准仪等电子仪器数量则相对较少，仅能满足演示实验的要求，GPS测量设备则处于空缺状态。对于全站仪、GPS新设备新技术的教学内容，任课教师只好点到为止，学生无法通过操作仪器设备加深和验证所学理论知识，其教学效果可想而知。这样的教学环境下培养出来的技术人才，势必无法满足生产单位的需求。借助我校“十二五”期间将大力发展实验室建设的机遇，测绘实验中心将分年度购置一批全站仪、GPS接收机、电子水准仪等设备，逐步改善测绘实验中心的实验条件，提高综合型、设计型、创新型实验项目的开出比例，开阔学生的视野，提高学生适应社会需求的能力。目前已购入二十余台全站仪，仅能满足有限人数的课间实验需要。

2、加强教材建设，调整教学内容

我校开设的“工程测量”课程面向土木工程、水利水电工程等十余个非测绘工程专业，其教学目的、内容、要求、学时等与测绘工程专业必然不同，不能简单套用国内知名的测绘工程专业的“工程测量”教材。为了突出办学特色，也不能直接拿其他高校非测绘工程专业的“工程测量”教材为我所用。鉴于此种思考，我校已组织一批教学经验丰富的教师编写了一部“工程测量”教材，该书以介绍传统测绘技术为基础，力求反映新的测绘技术在工程中的基本应用，主要内容包括绪论、水准测量、角度测量、距离测量与直线定向、测量误差的基础知识、小区域控制测量、地形图的基本知识、大比例尺地形图的测绘、地形图的应用、测设的基本工作、3S技术简介等，同时为了反映工程测量在土木工程、水利水电工程、输电线路工程中的基础应用，还增设了工民建中的施工测量、大坝施工测量、输电线路设计测量、输电线路施工测量、变形观测等。该教材基本能满足我校非测绘工程专业“工程测量”课程教学要求，不足的是仍停留在大篇幅介绍传统测绘技术的层面上，其有关全站仪、GPS等新技术新设备的内容过少，其在工程实际应用的介绍则更少，难以达到让学生了解甚至掌握测绘新技术的目的。因此，要十分重视教材建设，力争实现普通高等学校优秀教材的零突破。

与之相应，教学内容、要求也有必要做一些调整。对于传统的已经落伍的内容或依据本专业对工程测量教学要求，删除一些不适用的内容，比如钢尺量距、小三角测量等，对于测量误差的基本知识，只做简单介绍，不宜过多讲授误差传播定律等专业要求很高的内容。教学的内容应在讲明测绘基本理论知识，如水准测量原理、角度测量原理以及简单介绍传统仪器的基础之上，重点向新技术新设备转移，多介绍全站仪、G P S测量设备的使用，数字化测图技术，向工民建中的施工测量、大坝施工测量、输电线路设计测量等与学生今后工作紧密相关的部分倾斜，让学生了解测绘新技术在其专业中的应用和发展趋势，为将来的工作打下良好的基础。同时，受到高等学校学分制教改的影响，“工程测量”等非专业课程学时压缩严重，有的专业培养方案计划的学时甚至锐减了40%，在教学内容反而增多，要求更严的大背景下，如何精选课堂教学内容，实验内容，合理安排课堂理论教学和课间实验教学的比例、衔接显得尤为重要。在具备足够全站仪的条件下，可开设全站仪测角、全站仪测图实验，而替代传统的经纬仪测角和经纬仪测图实验。笔者认为，对于测量仪器的基本理论、操作方法和技巧，可以在课堂教学中一带而过，而留到相应实验教学中讲授，一来可以节省教学时间，二来可以将理论与实践结合，避免课堂理论教学的枯燥，增强学生学习兴趣和积极性。

3、课堂教学方法与手段调整

课堂教学是理论知识传授的直接有效途径。教学方法关乎知识传授的效果，应该作为教学研究和改革的重心之一。教学要因材施教，不仅要看到授课学生专业区别，而且要注重教学内容本身的特点。工程测量是一门实践性较强，同时数值计算较繁琐的课程。对于数理基础较薄弱的专业的学生，测量中许多公式推导、计算方法不易理解，任课老师要反复讲解，通过一些浅显的实例辅助说明。而对于数理基础较扎实的专业的学生，任课老师引导学生自主推导基本公式，分析、归纳、扩展公式内涵，能用算例进行验证，初步形成提出、分析和解决问题的能力。教学方法本身就是一门较抽象、难以形成普适指南的学问，需要教师在实践中不断琢磨、不断提高。

随着社会、科技的不断发展，教学手段发生了深刻变化，多媒体教学已在高等学校广泛采用。多媒体教学可通过动画、声音、图像及视频信息扩大信息容量，丰富教学内容，将许多抽象问题形象化，增强学生的理解力和记忆力，激发学生的兴趣，调动学习的主动性和积极性，这是传统板书的教学手段所无法比拟的。另外一方面，要客观认识到多媒体教学中的一些不足，如信息量过大，滞留时间短，特别对于公式推导，学生思路难以跟上，需以板书推导为主，讲清推导过程、层次关系，反复讲解，便于学生理解。我校“工程测量”课程教学目前以多媒体教学为主，传统板书为辅的方式进行。采用多媒体教学，教师要利用大量的课余时间制作较完善的多媒体课件，以保证良好的教学效果。多媒体课件应以图表为主、文字为辅，增强学习的趣味性；利用动画、视频演示电子水准仪、G P S接收机等仪器的操作使用，便于学生理解和掌握；课件要布局合理，画面清晰，色彩鲜明，动画设计流畅，到达视听愉悦的效果。需要强调的是，多媒体展示的实验不能代替实际的课间实验，它会削弱教师的示范作用，在仪器设备具备的条件下一定要在课间实验中给学生进行示范，增强学习效果。随着网络技术的快速发展，相比传统的单机运行课件，网络课件的优势已在实际教学中慢慢浮现出来。“工程测量”作为我校立项建设的校级精品课程，提供了网络课程建设的平台和机遇，需要今后不断深入和研究。

4、注重实践教学，提高教学质量

“工程测量”是一门理论和实践紧密结合的课程，包括课间实验和集中实习的实践教学是整个课程教学中不可或缺的部分，以培养学生动手操作能力为目的。受学时、仪器设备缺乏的限制，近几年我校大部分专业的“工程测量”课程仅开设了光学水准仪认识和使用、光学经纬仪认识和水平角观测、三四等水准测量、经纬仪测图四个课间实验，本该开设的竖直角观测、导线测量等课间实验都没法实施。2011年上半年购入一批全站仪后，适当调整了课间实验项目，增设了全站仪认识和角度测量、全站仪测图实验，取代了光学经纬仪认识和水平角观测、经纬仪测图实验。每次课间实验安排两节课的时间，上课时，任课老师都要先花20分钟左右时间简单讲解仪器的构造、部件的功能，并亲自动手演示仪器操作，然后让学生自由开展实验，老师在旁指导，纠正学生操作中的错误，并随时回答学生提出的问题。

为了将所学知识综合运用于实践中，不同专业还开设了1周或2周的集中实习，实习场地在校内，由任课老师根据实习任务划定范围，同时避免和其他教学班场地相互冲突。实习要求小组为单位，每个学生应能独立进行平面控制测量和高程控制测量的外业工作及内业计算工作，能测绘地形图，进行点的平面位置的放样和高程的放样工作，对于输电线路工程还增加有线路平断图测量。为了做好实习，编写了“工程测量”实习指导书，规定了实习内容、技术要求、进度安排、最终上交的成果资料，强调了实习纪律、仪器设备的规范操作性、小组成员间的协作精神等。实习使学生熟悉野外测图的全过程，全面锻炼学生综合运用知识、独立及团队协作处理问题的能力，为今后走上工作岗位奠定了良好基础。遗憾的是，受仪器设备的限制，目前的地形图测绘还是采用传统的经纬仪测图法，在图纸上手工描绘地形图，远远地落后于生产中主流的数字化测图方法，这一突出问题有望在“十二五”期间逐步解决。由于我校没有任何专门的实验场地、实习基地，遇到雨雪等天气，课间实验、实习都得中断，课间实验可以改天再做，但实习必须在规定了的时间内完成，若长时间受天气干扰，将影响实习正常教学。另一方面，校内没有任何测量控制点，每次实习都需要临时选点，做标记，还要老师假定起算数据，学生交上来的成果也不易一一复核，客观影响学生实习成果评定。因此，加大教育经费投入，加强实验场地、实习基地建设也是今后必须解决的重点问题。

随着科技的迅速发展，新的测绘技术和设备不断涌现出来，用人单位对人才培养的要求越来越高，因此“工程测量”课程教学也要进行不断调整和改革。在目前情况下，我校“工程测量”课程教学，只有在改善实验条件，建设高水平教材和合理调整教学内容，改进教学方法和手段，注重实践教学的前提下，才能提高课程教学质量，为社会培养高质量人才。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.16.132

河南高等教育教学改革研究省级项目资助（2009SJGLX132），河南理工大学研究生教育改革基金资助（2010YJ05），河南理工大学教改基金资助（2009JG074）

曾怀恩，博士，主要从事工程测量、3 S技术与应用方面的教学和科研。