测量学课程实践教学体系建设研究与实施

夏冬君，陶泽明，王世成

(哈尔滨工业大学 交通科学与工程学院,黑龙江 哈尔滨 150090)

测量学课程是我校土建类专业技术基础课，具有理论与实践紧密结合的特点，通过课程学习，学生不仅能系统地掌握测量学的基本知识，而且能为学生创造理论联系实际的条件。实践教学作为本科教学环节中的重要部分，是培养学生实践能力、创新能力的重要途径[1-2]。实践教学环节在课程教学中占有重要地位，对学生理解和掌握测量仪器使用方法、测量基本原理和测量数据处理方法等起着非常重要的作用[3]。制定科学完备的实践教学体系，科学合理地安排好各个实践环节，目的在于促使学生更好地理论联系实际，培养他们分析问题、解决问题和独立工作的能力[4],对提升学生的实践技能具有重要意义。

1 测量学课程实践教学体系

测量学是一门实践性很强的技术基础课，实践教学环节占有相当的比重[5]。测量实践教学是培养学生动手能力和实际工作能力，以及深化理论知识的重要环节[6-7]。测量学课程实践教学体系包括测量实验和测量实习教学内容[8]。近年来我校不断引进先进的测量仪器，在实践教学活动中必须增加电子水准仪的测量原理及方法，电子全站仪的基本构造、角度测量原理、距离测量方法、坐标测量原理及测量方法，全站仪用于建筑物、道路与桥梁的放样原理及方法，以及全球卫星导航定位系统的原理和定位模式等现代测绘技术内容，充分体现以学生为本、重视素质教育、提高实践技能的思想，在保证课程系统性和完整性的基础上，突出课程特色，使测量学课程具有较好的教学适应性和工程实用性。

1.1 测量实验教学体系

测量学课程的主要特点是理论与实践紧密结合，既有测量学的基本概念、基本理论和基本方法，又有相关测量仪器的基本构造、基本操作方法、测量基础数据的观测及数据处理等实践性知识。在学习有关理论的同时应配合实践教学环节，使学生对测量学所涉及的内容有一个整体了解，并提高学生的实际动手能力。

在理论课教学过程中，加入实验教学环节，使学生通过自己的实际测量及数据处理，加深对有关理论的理解，从而达到理论指导实践、实践验证理论的目的。根据教学需要，本课程安排实验学时数占总学时的1/3来加强实验教学环节。目前测量学课程开设水准仪使用、水准测量、经纬仪使用、水平角与竖直角测量、距离测量与直线定向、视距测量、全站仪使用、圆曲线测设等实验项目，基本满足了各专业测量学课程实验教学的需要。

为适应课程教学改革需要，应在道路桥梁与渡河工程专业、交通工程专业、土木工程专业、城市规划专业实验教学中开设经纬仪测绘地形图、全站仪数字化测图综合性实验项目，在工程管理专业开设全站仪综合使用实验项目，使学生掌握测量学的新技术，以达到理论指导实践、实践验证理论的教学目的。

1.2 测量实习教学体系

测量实习作为一个独立的实践教学环节，在理论课教学和实验教学结束后，安排1周或2周的测量实习教学环节。通过理论课教学、实验教学和测量实习，使学生所学测量学的基本知识系统化，为学生创造理论联系实际的条件，进一步巩固和提高所学测量学的理论知识、测量仪器的基本操作、测量数据处理和绘图技能，培养学生的组织管理能力、分析问题和解决问题的能力，使学生的实践技能得到进一步提升。测量实习对学生实践技能培养具有特别重要的意义。

结合专业特色，考虑测量高新技术应用和创新型人才培养模式的需要，应调整测量实习内容，在内容上保留原来的手工绘制地形图内容，并增加CAD绘图内容。将传统的经纬仪测绘地形图与数字化测绘方法相结合，确保实习教学的效果和质量。在控制测量中增加全站仪导线测量和电子水准仪高程控制测量内容。在土木工程专业、城市规划专业和工程管理专业测量实习中增加数字化测图和全站仪极坐标放样内容；在道路桥梁与渡河工程专业、交通工程专业测量实习中增加GPS-RTK坐标放样内容。既保留了传统的测量实习内容，又增加了现代测量技术及应用知识，从而使测量实习教学环节内容和手段更加丰富，充分调动学生的学习积极性，学生不仅能掌握传统测量技能，而且也能学到测量新技术，提高学生的实际动手能力。

2 实践教学内容建设与实施

实践教学是理论教学与具体实践相结合，巩固理论教学、培养学生综合运用所学理论知识和实际操作能力的重要环节[9]。实验教学内容是影响实践教学质量的一个重要因素[10]。测量学课程具有理论与实践紧密结合的特点，以及测量先进技术和仪器在教学活动中的体现，结合课程实际和专业教学需要，应精心组织材料，设计实验和实习教学项目。加强对学生实践技能的培养，以达到理论指导实践、实践验证理论的教学目的。

2.1 测量实验项目设计与教学实施

(1) 水准仪使用和水准测量实验设计与实施。水准测量是高程控制测量的主要方法，是学生学习测量学课程的主要内容之一。水准仪使用和水准测量实验对学生理解和掌握水准仪使用方法、水准测量的原理、测量方法及数据处理非常重要。学生在教师指导下分组完成一段水准路线的测量，采用单仪高和双仪高法，分别进行水准仪使用和水准测量实验，每个学生应独立完成一测站的观测、记录、检核和计算，并共同完成测量数据处理。

(2) 经纬仪使用和水平角与竖直角测量实验设计与实施。经纬仪使用和水平角与竖直角测量实验是测量学的主要内容，水平角、竖直角测量实验对学生学习和掌握角度测量原理和计算方法起着重要作用，通过实验，学生能够掌握经纬仪的基本构造和使用方法，掌握经纬仪的操作步骤，以及水平角、竖直角的观测、记录及计算方法。每个学生在教师指导下分组独立完成经纬仪的操作，以及水平角测量、竖直角测量的观测、记录及计算。

(3) 距离测量与直线定向实验设计与实施。要求学生掌握钢尺量距的测量与检核方法，学会罗盘仪使用及磁方位角的测量方法，在教师指导下，分组完成指定点之间的距离丈量与直线定向的测量。

(4) 经纬仪测绘地形图实验设计与实施。经纬仪测绘地形图实验为综合性实验。通过实验提高学生的实践技能和综合运用能力。要求学生掌握经纬仪测绘地形图的原理和方法，学会视距测量的观测步骤及计算方法，每个学生独立完成3～4个地物点的观测与计算，并与同组学生合作完成所测点的地形图绘制。

(5) 全站仪使用实验设计与实施。通过实验使学生掌握全站仪的测量原理及操作步骤，学会利用全站仪进行角度测量、距离测量、坐标测量方法。在教师指导下，每个学生应独立完成上述测量。

(6) 全站仪数字化测图实验设计与实施。全站仪数字化测图实验为综合性实验。通过实验使学生掌握全站仪的测量原理及操作步骤，学会利用全站仪进行坐标测量方法。在教师指导下，每个学生应独立完成3～4个地物点的三维坐标测量，并与同组学生合作利用AUTOCAD技术完成所测点的地形图绘制。

(7) 全站仪综合使用实验设计与实施。全站仪综合使用实验为综合性实验。通过实验使学生掌握全站仪的测量原理及操作步骤，学会利用全站仪进行角度测量、距离测量、坐标测量、极坐标法和坐标放样方法。在教师指导下，每个学生应独立完成上述测量。

(8) 圆曲线测设实验设计与实施。在指定地点选择3个交点，测量转折角和水平距离，现场计算转向角，根据实际情况选择圆曲线半径，计算圆曲线主点测设元素，同时计算出采用偏角法测设圆曲线的详细测设数据，利用经纬仪+钢尺进行圆曲线详细测设。

2.2 测量实习内容设计与教学实施

根据课程教学和专业需要，学生须选择性完成以下测量实习内容：平面控制测量，高程控制测量，大比例尺地形图测绘，大比例尺带状地形图测绘，民用建筑施工放样，道路纵、横断面图测绘，管线纵、横断面图测绘。

(1) 平面控制测量。学生在教师指导下，在指定实习区域或线路选择一定数量的平面控制点，按照测量实习要求完成踏勘选点、水平角测量、距离测量等外业测量工作，在满足各项精度要求后进行导线测量内业计算工作，获得各导线点平面坐标。水平角采用光学经纬仪和电子全站仪分别进行测量，距离采用钢尺丈量和电子全站仪分别进行测量，导线测量内业计算也要完成2套结果。

(2) 高程控制测量。将平面控制点作为高程控制点，并与已知高程点构成闭合水准路线或附合水准路线，采用光学水准仪和电子水准仪分别进行测量，在满足各项精度要求后进行水准测量内业计算工作，获得各点高程。

(3) 大比例尺地形图测绘。土木工程专业、城市规划专业和工程管理专业学生进行大比例尺地形图测绘工作，比例尺1：500，面积为200 m×250 m的地形图。采用经纬仪测绘地形图和全站仪数字化测图方法组合进行，可采用手工绘制地形图或CAD绘图方法。

(4) 大比例尺带状地形图测绘。道路桥梁与渡河工程专业、交通工程专业、交通信息与控制专业、给水排水工程专业和环境设备工程专业学生进行大比例尺带状地形图测绘工作，高程比例尺1∶100，水平比例尺1∶1 000，沿道路中线两侧各50 m的带状地形图。

(5) 民用建筑施工放样。土木工程专业、城市规划专业和工程管理专业学生进行建筑物轴线测设、龙门桩和龙门板设置工作。建筑物轴线测设工作采用经纬仪+钢尺测设和全站仪坐标测设方法进行。通过比较学习，使学生更好地掌握测量先进技术。

(6) 道路纵、横断面图测绘。道路桥梁与渡河工程专业、交通工程专业、交通信息与控制专业进行道路中线测量工作，包括道路交点测设、转向角测量、里程桩设置和曲线测设。学生须进行道路纵、横断面水准测量工作，包括基平测量和中平测量及道路纵、横断面图绘制工作。根据道路工程施工测量实际需要，让学生更多地接触先进测量技术，可安排GPS-RTK道路中线坐标放样和坐标测量工作。

(7) 管道纵、横断面图测绘。给水排水工程专业和环境设备工程专业学生进行管道中线测量工作，包括管线主点测设、转向角测量和里程桩设置，管道纵、横断面水准测量工作，包括基平测量和中平测量及线路纵、横断面图绘制工作。

3 结束语

测量学课程教学包括理论教学和实践教学环节，达到理论教学与实践教学有机结合，理论指导实践、实践验证理论的教学目的。测量实践教学体系建设对于保障实践教学环节的质量，使学生掌握测量学课程基本的实验知识、实验技术和实验方法，增强学生的实践技能，融会贯通地运用所学测量知识解决土建工程中的实际测量问题，具有十分重要的意义[11-12]。

[1] 李湘键.在实践教学中着力培养学生的团队精神[J].中国大学教学,2008(11)：85-87.

[2] 夏冬君，王世成，陶泽明.测量学课程实践教学改革的研究与实施[J].实验室科学,2012(5)：154-156.

[3] 夏冬君，王世成.测量学课程教学方法与考核方式的改革研究与实践[J].测绘通报,2012(9)：102-104.

[4] 张忠福.建立以能力培养为中心的实践教学体系[J].实验技术与管理,2011，28(2)：11-14.

[5] 季如进，过静珺，葛茂荣.对普通测量学教学改革的几点思考[J].测绘通报,1999(3)：42-44.

[6] 周新力，陈正阳.对《测量学》课程实践教学环节的探索[J].北京测绘,2005(3)：59-60.

[7] 王斌，吴萱，杨松林.新的土木工程专业培养模式下测量学教学改革[J].测绘通报,2005(12)：62-63.

[8] 程效军，鲍峰.土木工程专业测量学教学改革的探讨[J].测绘通报,2002(2)： 64-65.

[9] 刘昌华，王少安，王庆林,等.测量工程专业实践教学的改革与实践[J].焦作工学院学报:社会科学版,2004,5(1)：63-65.

[10] 许家瑞，周勤，陈步云,等.构建创新实验教学体系的探索与实践[J].实验技术与管理,2009,26(5)：1-4.

[11] 史仪凯，袁小庆，李锻炼.强化实验教学体系改革探索创新能力培养途径[J].中国大学教学,2008(5)：77-78.

[12] 岳建平，方露.“测量学”课程教学现状调查与分析[J].测绘通报,2008(10)：76-77.