从测绘技能大赛引导数字地形测量学课程实践教学改革

花向红，向　东，邹进贵，赵　岚

(武汉大学　测绘学院，武汉　430079)



从测绘技能大赛引导数字地形测量学课程实践教学改革

花向红，向东，邹进贵，赵岚

(武汉大学测绘学院，武汉430079)

摘要从测绘技能大赛的经验和教训出发，探讨了数字地形测量学课程教学改革的必要性和意义，给出了数字地形测量学课程在实践教学内容、实践教学环境、实践教学环节，实践教学方法等方面改革的措施。

关键词测绘技能大赛；数字地形测量学；实践教学；改革措施

实践教学是整个测绘工程专业的重要组成部分，是学生获得测绘的基本技能、培养动手能力和解决实际问题能力最有效的方法，对提高测绘工程专业的教学质量起着至关重要的作用。

数字地形测量学是测绘工程专业的一门实践性强的专业基础课，也是该专业核心课程之一。它是由测量学[1]到数字测图原理与方法[2-5]，通过改革、实践、修改、补充、创新而发展起来的一门适应现代测绘技术和社会生产需要的新课程。为了培养学生的实践能力，我院不仅安排了大量的课间实验和实习课程，而且还安排了为期5周的集中实习，除此以外，围绕数字地形测量学实践内容，学院从2006年开始，每年举办测绘实践技能大赛。教育部高等学校测绘学科教学指导委员会、国家测绘地理信息局职业技能鉴定指导中心和中国测绘学会联合主办“全国高等学校测绘技能大赛”，2009年首届在河南理工大学举行，共有32个代表队参加比赛[6]。2012年第二届在北京建筑大学举行，共有55个代表队参加比赛。2014年第三届在河南城建学院举行，共有76个代表队参加比赛。我院均派代表队参加，取得了较好的成绩，但也存在一些问题，为此本文从测绘技能大赛成功经验和教训出发，就如何进行数字地形测量学教学改革进行探讨，提出了实践教学内容、实践环节教学、实践实习基地、实践教学手段等方面的改革措施。

1测绘技能大赛经验和教训

开展大学生测绘技能大赛，对于提高大学生的实践操作能力，提高测绘工程人才培养质量具有重要意义。

1.1学院测绘实践技能大赛

学院测绘实践技能[7]由测绘学院分团委精心策划和组织，学院老师和测绘实验教学中心老师担任指导老师和评委。大赛分理论知识和实际操作两轮进行。理论知识比赛由小组中的两名队员参加，实际操作(包括导线测量和三等水准测量)比赛则4名成员集体参加。比赛总分按100分计，理论知识和实际操作分别占总分的20%和80%。大赛要求在已学数字地形测量学课程的基础之上对实用测绘技能进行更深一层次的掌握，从而促进同学对专业知识的理解，并且为广大爱好测绘的同学提供一个展示自己证明自己的大舞台。主要经验和教训有以下3点。1)参赛选手们熟练操练测量仪器，严谨务实的记录和精确的计算勾勒出了一派浓浓的竞技和交流氛围。大赛的另一个亮点就是报名参赛的人数很多。他们积极参与比赛，以锻炼展示自己的测绘技能，培养自己的专业兴趣。2)许多小组被淘汰的原因之一就是涂改原始观测数据，比赛规则是不管计算结果合格与否均淘汰，目的在于让学生懂得测量数据的重要性，涂改数据或者伪造数据将会给国家建设带来严重的后果，从学校起，就应该养成良好的职业道德、精益求精的精神。比赛中我们还发现，一些同学对测量概念还不是很清楚。例如，对水准测量测段的概念不清楚；对闭合导线角度闭合差的分配原理没有理解等，导致内业计算成果不符合要求而遭到淘汰。3)一支队伍要想取得好成绩，队员之间的团结协作是十分重要的。例如，参赛选手尽管有尽快完成比赛任务、拿到好名次的愿望，但往往是互相帮助不够，有些参赛队往往是一个队员计算，其他几个队员在旁边看；有些参赛队大家均在计算，但由于配合不好，导致计算结果不正确，延长了计算时间。

1.2全国高等学校测绘技能大赛

全国高等学校测绘技能大赛主要包括四等水准测量、一级电磁波测距导线测量和1∶500数字地形图测绘3个板块，2016年，增加了测量软件设计板块，全部覆盖数字地形测量学的教学内容。四等水准测量和一级电磁波测距导线测量竞赛，要求参赛队在1.5小时(内外业)内，4名参赛选手必须轮换进行外业的测量和记录工作，共同完成内业计算。1∶500数字地形图测绘竞赛要求，2009年、2012年采用全站仪草图法测绘，2014年改成按照GNSS RTK方式测图，必须在3小时内完成指定测区的1∶500地形图测绘。评分主要从参赛队的作业速度、观测质量和计算成果等方面考虑，采用百分制。其中测量及成果质量成绩70分，按照相应的竞赛细则规定计算，作业速度成绩30分。主要经验和教训：比赛成绩反映了学生的训练水平和教师的指导水平，比赛培养了选手们团结协作的团队意识和测绘人不怕苦、不怕累的优秀品质,提高了学生的实践动手能力。问题主要体现在一些代表队的训练水平不够，参赛训练注重了技能训练，而忽视了心理素质训练等[8-9]。

2数字地形测量学课程实践教学改革

无论是数字地形测量学课程实践教学，还是测绘技能大赛，其宗旨就是培养学生实践能力[10-11]。从提高教学质量和测绘技能大赛举办的成功经验和教训来看，必须对数字地形测量学实践教学模式[12]进行改革。主要改革措施有如下4个方面。

2.1实践教学内容改革

数字地形测量学课程实践教学包括两部分内容：一是授课过程中穿插的课间实验；二是集中实习。对这两部分内容的改革,不仅要体现出学生基本实践能力的培养，而且应反映出测绘新技术的发展，涵盖测绘技能大赛比赛内容,体现目前生产单位测图方式，很好地与生产实际相结合。因此，实践教学内容除了保持全站仪测图内容外，应加强GPS RTK测图方式实践教学，增加GPS RTK测量课间实习和集中实习，使学生学会不同的地形场合采用不同的作业模式，通过数字测图软件，从而测绘形成符合规范要求的1∶500数字地形图。

2.2实践教学条件建设

实践教学条件建设主要包括仪器设备、数字测图软件和实习场地建设。首先，加大测量仪器设备更新和购置的力度，完善以武汉大学校园为基础的数字测图外业场地基础测量设施，构建专门的数字测图软件实验室，升级数字测图软件，以满足学生实习数据采集和内业成图的需要。完善和扩大以学生信息化创新实验室为基础的室内数字测图模拟场地，满足学生利用课余时间到实验室操练的需要。其次，学院积极加大建设校外实习基地，先后与多个生产单位联合建立实习教学基地，如大花岭实习基地等。2015年6月，武汉大学和湖北科技学院签约了合作共建测绘地理信息实习基地协议，基地经过4个月的建设于当年11月初通过验收。11月中旬，学院测绘工程专业2014级330名本科生赴该实习基地开展了为期2周的数字测图集中实习，圆满完成了实习任务。该实习基地投入使用，不仅解决了数字地形测量学集中实习场地问题，而且也是测绘技能大赛理想场地，同时也为测绘工程专业及相关专业其他课程的实习提供了实验环境。

2.3实践教学环节改革

1)数字地形测量学课程每次集中实习都更新实习指导书，并及时分发给每个学生，使学生了解实习各个阶段的实习任务和目的要求。每次实习都要安排学院主管教学的副院长进行实习总动员，强调实习的重要性，要求学生们牢固树立团队协作精神，确保人身和仪器安全。

2)心理辅导和技术指导相结合，是实践教学环节全过程监控的核心。一方面，考虑到实习外业强度大，外界干扰因素多，学生们需要携带测绘仪器进行实习工作，教师要注重学生的心理辅导和沟通，使学生保持良好的心态和体能，保质保量地完成实习任务，也为今后参加类似的技能大赛打下良好的基础。除此以外，教师要注重学生的技术指导。既要强调对测量中“三基(基本概念、基本计算、基本方法)”能力的训练，又要注意学生创新精神的培养，如在图根控制测量控制点的分布，数字测图中外业跑点技巧等，这些都关系到数字测图成果质量。注意发挥组长和骨干作用，在实习的每一个阶段及时召开组长会议，以便教师及时掌握各组情况，随时随地解决实习中学生遇到的各种技术问题。另一方面，从测绘技能大赛比赛情况来看，成果质量至关重要，而要保证成果质量，必须在每一个环节按照规范要求执行。因此，在学生实习的时候，就应严格按照操作规程进行正确的观测和记录，对误差超限和错误的数据要及时发现、及时重测，避免出现误测、误记、漏记的现象，更不允许伪造数据，应确保数据的准确和真实。

3)严把实习报告质量关和实习考核，也是实践教学环节必不可少的环节。实习结束前，集中一天的时间对学生进行动手能力、计算能力和基本技能等考核，有利于掌握学生实习成效。实习报告的撰写必须符合实习指导书的要求。报告中必须有数据处理和分析、成果质量评价、遇到问题的解决方案、实习工作情况及个人的心得体会等。对不符合要求实习报告需要重写,杜绝抄袭。

2.4实践教学手段改革

实践教学手段改革以培养学生的实践动手能力为目标，将“讲课、实验、讨论、答疑”等有机结合起来，形成了多媒体、网络、录像和虚拟仿真教学等多种教学方法和教学手段[13-15]。先后建立数字地形测量学网站和地面数字化测图模拟与仿真平台，供学生自主学习。现正在以申报国家测绘虚拟仿真实验教学中心为契机，借助于学院购置的一套虚拟现实设备“公共安全可视化分析系统” ，利用系统所提供的二次开发功能，开发虚拟数字测图实习平台，将虚拟数字测图实习平台与传统数字测图实习相结合，构造虚拟测绘实验仪器和虚拟数字测图实习环境。通过该平台，学生可以在一个虚拟的环境中较快捷地熟悉全站仪等测绘仪器的使用，并提前了解一些错误操作可能带来的不良影响，掌握水平角观测、垂直角观测、距离测量、水准测量、导线测量、碎部测图等方法，为实地测量做好相关准备。

3结束语

实验实习作为数字地形测量学课程的重要组成部分，是理论联系实际的桥梁和纽带，对掌握测绘的基本技能和基本方法，培养学生的实践能力、团队协作意识、耐心和不怕苦、不怕累的优秀品质等方面起着非常重要的作用。论文从提高教学质量和测绘技能大赛举办的成功经验和教训，对数字地形测量学实践教学如何改革提出了有效的措施，对高等学校教学改革有一定的借鉴作用。

参 考 文 献

[1]郭保生，何瑞珍，张雅梅.加强测量学实践教学环节是提高教学质量的有效途径，实验室科学，2013(4):162-164.

[2]陈允芳，成枢，柳林，等.数字测图原理与方法课程教学探讨，测绘通报，2013(11):121-124.

[3]宋利杰，张永彬，田桂娥.高等院校《数字测图原理与方法》教学改革探讨[J].矿山测量，2009(4):93-96.

[4]李晓莉，彭景晶.“数字测图”实验教学的探索与实现[J].实验室研究与探索，2007(6):92-94.

[5]花向红，邹进贵.《数字测图原理与应用》精品课程建设的实践与思考.测绘工程，2008，17(3)：74-76.

[6]宁津生，翟翊，宋伟东.深化教学改革，加强实践教学“首届全国大学生测绘技能比赛”经验总结[J].测绘通报，2009(10)：1-4.

[7]陈雪丰，张仁杰，许才军，等.综合性高校测绘技能大赛实践与思考.测绘信息与工程，2010(2)：50-51.

[8]翟翊，魏忠邦.高等学校大学生测绘技能竞赛的组织与实施.测绘通报，2013(1)：97-100.

[9]姜留涛，翟翊.测绘类技能大赛的若干关键问题的分析与探讨.测绘通报，2012(1)：102-104.

[10]徐子东，王崇倡，任东风.综合实践技能竞赛在学风建设中的引导作用—以测绘学科为例[J].矿山测量，2011(6):100-102.

[11]焦明连.测绘工程专业大学生综合技能竞赛的实践与创新.测绘工程，2013(6):92-94.

[12]花向红，向东，邹进贵，等.信息化测绘体系下“数字地形测量学”教学模式.实验室研究与探索，2014，33(1)：186-189.

[13]汪金花，张永彬.工科实践教学五星模式的应用研究—以测绘实践教学为例.测绘通报，2011(8)：92-94.

[14]郭敏，韦四江，马春艳.测绘实习的网络课堂构建，实验室研究与探索.2009，28(5)：146-150.

[15]王卫国.虚拟仿真实验教学中心建设思考与建议，实验室研究与探索，2013，32(12)：5-8.

收稿日期:2014-06-29；修改日期: 2014-08-19

基金项目：湖北省高等学校省级教学研究项目资助(2013009)；武汉大学测绘学院本科专业综合改革教学研究项目项目资助;2016武汉大学实验教学中心开放实验项目资助。

作者简介：花向红(1963-)，男，博士，教授，主要从事工程测量与三维激光扫描数据处理方向和测绘工程教学研究工作。

中图分类号G642；P21

文献标志码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