非测绘专业测量学课程教学改革的研究与探索

周鹤峰　曾旸　华小强　龚佑兴　赵云

[摘 要] 教学改革是一项贯彻教学始终、艰巨复杂的任务。针对非测绘专业的学科特色和学习特点，从教学目标定位、教学内容设计以及教学方法改进三个方面对测量学课程教学改革进行了研究与探索。研究内容对解决非测绘专业测量学课程教学改革中存在的一系列问题具有重要借鉴意义。

[关键词] 非测绘专业;测量学;教学改革

[作者简介] 周鹤峰（1987—），男，安徽池州人，博士，国防科技大学气象海洋学院助理研究员，主要从事测量学、地图学以及地理信息系统方面的研究。

[中图分类号] G642.0    [文獻标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）12-0097-04   [收稿日期] 2020-09-28

一、引言

测量在城乡规划、资源勘查、交通运输、水利建设、军事等领域都发挥着重要作用。测量学是测绘专业的一门技术基础课，也是土木工程、地质工程、交通工程、环境工程，以及地球信息科学与技术等非测绘专业的必修课之一[1]。该课程是研究地球整体及其表面和外层空间中与地理空间分布有关的各种几何、物理、人文及其随时间变化的信息的获取、处理、管理、更新和利用的科学与技术，可以极大地丰富学生的测绘相关知识，有助于学生掌握测图、读图、用图、放样等方面的技能，形成良好的实践动手能力[2]。

参考资料显示，全国目前有一百多所本科院校开设了测量课程，还有大量的高职院校开设了测量相关课程。测绘专业的培养模式主要分为两类，一类是以武汉大学为代表的学术型培养方案，另一类是以中国矿业大学为代表的行业特色培养方案[3]。这两类培养方案都是以包括测量学在内的大量必修课程和选修课程为基础，系统培养学生的测绘专业知识和应用技能。然而，对于非测绘专业的学生来说，由于知识结构、课程体系、培养目标、分配学时等方面与测绘专业的学生存在一定差异，显然不能直接套用测绘专业的培养方案来指导非测绘专业的测量课程学习[4，5]。因此，根据非测绘专业的学科特色和学习特点，开展有针对性、集约高效的教学改革工作，是十分必要的[6，7]。本文从教学目标定位、教学内容设计以及教学方法改进三个方面进行了研究和探索。

二、教学改革背景

随着教育改革工作不断深入，各学科为了保证自身发展必须开展相应改革，以确保学科影响力。在以前，学校常常使用考试的方式检验学生学习成绩，“逼迫”学生进行学习，久而久之，学生将会产生厌学心理。基于此，为改变这一情况，为了缓解学生对考试的恐惧感，应开展考试改革，减少不必要的测试，除必要的期末考试与日常测验外，还应开展两次阶段性考试，然后将各次考试成绩综合在一起作为学生最终成绩，其具体内容如图1所示。

而且在开展考试改革时，教师还应改变自身教学习惯，放弃传统“填鸭式”教学，以学生兴趣爱好为切入点开展教学，引导学生进行主动学习，让学生成为课堂的主导者。

三、教学目标定位

测量学是一门既强调书本知识又注重动手能力的课程。具体来说，测量工作的开展离不开正确的理论知识和严格的规范流程的指引，但是学生学到的知识不能仅仅停留在脑海中，而是要付诸实践去检验效果，进而形成测量能力。测量学也是一门既古老又年轻的学科。说其古老，是因为测量学具有悠久的历史，早在公元前14世纪，幼发拉底河与尼罗河流域的人们就开始了土地边界测量工作;说其年轻，是因为随着现代科学技术的进步，测量学逐渐发展形成了广泛集成电子技术、计算机技术、3S技术的现代测量学。此外，由于缺少测绘相关课程的学习与实践锻炼，非测绘专业的学生在学习测量学课程时存在知识基础薄弱、实践经验匮乏、重视程度不够等问题，而有限的学时数进一步加大了保证教学质量的难度。

综合上述因素，非测绘专业测量学的教学目标定位应该以“理论与实践、经典与前沿、专业与通识”为基本思路。具体来说，“理论与实践”指的是理论知识与实践应用相结合，以理论来指导实践，用实践来巩固理论，使学生形成“内外兼修、手脑并用”的全面素质;“经典与前沿”指的是除了测量学的经典理论、经典方法和经典技术，还要反映相关领域的最新科技成果，使学生既“博古”又“通今”，能够了解新进展，熟悉新技术，掌握新方法;“专业与通识”指的是既要体现测绘专业的学科特点，又要兼顾非测绘专业测量教学的特殊要求，打通测量学专业培训与通识教育的链路。

按照这一指导思想，我们提出了本课程的教学目标：通过学习，结合课内实践环节，获得测量学的基本概念、基本理论与基本方法，掌握常规测量设备的测量原理、使用方法、测量误差来源、分析和测量结果的检验与校正，培养探索精神、创新意识和实际应用能力，为进一步学习相关课程及从事相关工作奠定必备基础。

四、教学内容设计

围绕制定的教学目标，教学内容的设置要以经典的测绘理论为牵引，通过相应的技术手段，尤其是现代测量技术和仪器，来满足背景专业的特定需求。由于出口应用方向不一定是测绘相关领域，所以教学内容要聚焦“强基础、重能力、宽应用”，即强化基础知识的掌握，注重实践能力的养成，拓宽课程应用的范围。总的来说，教学内容的设计要具备系统性、先进性和科学性。

以实验环节的设计为例，本课程实验以测量学理论知识的应用能力培养为总体考虑，使学生熟悉测量原理、仪器使用的实习应用，锻炼学生自己动手、分析设计实验、操作测量仪器的能力，深化学生对测量学相关理论的认识，锻炼学生理论联系实际的能力，拓展学生分析解决现实问题的能力。

本课程的教学内容主要包括测量学绪论、水准测量、角度测量、距离测量与直线定向、测量误差的基本知识、控制测量，学生应熟悉、了解或掌握不同知识单元的具体内容，完成水准仪测量、全站仪测量等内容的实验作业，达成课程标准的相应要求，具体内容如表1所示。

五、教学方法改进

（一）合理安排课时，完善教学内容

为了提升教学质量，增强学生对教学内容的理解吸收，必须要在教学方法上下功夫、做文章。传统的教学方法以教师课堂讲授为主，学生课后作业为辅。这是一种“单输入单输出”的教学模式。学生获取信息的渠道单一，教师得到的反馈信息片面，既不利于形成双向互动、教学相长的良性循环，也不利于学生综合素质的提升。

在“以人为本精准施教、以质为重改革创新”的思想指导下，可以从两方面改进教学方法：一是鼓励问题导向学习，通过提出现实问题、启发分析思路、引导构建模型、讨论测量与表示方法、经典案例参照研讨、反思问题求解成果等方法引导学生完成发现问题—分析问题—求解问题—思考问题的闭环过程，加强学生对测量学问题和方法技能的理解与应用;二是通过项目学习，例如设置测量实践项目，引导学生完成问题提出、项目界定、团队组建、项目分析与分解、项目方案实施以及项目答辩等环节，锻炼学生自主学习、团队合作以及解决现实问题等方面的能力。

通常情况下，非测绘工程专业测量学一般为48课时或40学时，因此，教师为了保证教学质量，必须学会合理安排课时或学时，制定出科学合理的教学计划，以保证各课时或学时可以良好的衔接在一起。除此之外，教师还应对传统教学方法进行创新。以全站仪测量实践项目为例，教师可以提前录制或搜集整理20～30分钟的视频教程，将全站仪相关的基本知识点和操作要点传达给学生。接着教师结合视频中的内容与学生进行交流，针对学生的疑问和思考答疑解惑。然后教师布置测量基本任务，并将学生分成若干小组。学生接受任务后，在组内开展讨论、设计过程、任务分工、具体实施。在这一过程中，学生发现问题并探索解决途径，教师保持对各小组的密切关注和实时互动，及时解答学生在项目推进过程中遇到的问题。最后，学生在完成任务后认真总结成果和经验，撰写项目报告，选派代表向教师和全体学生进行汇报，并针对其他学生提出的问题进行解释和辩论。这种以学生为主导角色、教师为辅助角色的课堂翻转模式有助于激发学生的主观能动性，养成勤于学习和善于思考的良好学风。

（二）合理搭配各种教学方法，激发学生学习热情

对传统教学方法进行分析可知，传统教学方法多为讲授式教学，学生只能被动接受所学知识。然而测量学实践性非常强，以至于教师无法获得令自己满意的教学效果。因此，在实际教学过程中，教师应学会变通，根据教学内容制定不同教学计划，选择不同教学方法，比如案例式教学法、研讨式教学法、项目驱动式教学法等都是教师可以选择的教学方法。而且，在实际教学过程中，教师还可以尝试将不同教学方法融合在一起，以提高教学质量，保证教学效率。以水准测量为例，在实际教学过程中，教师可以引进相关项目，以所引进项目为切入点，结合教学内容向学生进行提问，引发学生思考，而且这种做法还可以为学生营造出良好的教学环境。具体做法是将学生划分为若干个4～5人的学习小组，为每个小组配备水准仪、水准尺、尺垫、卷尺等工具，要求他们完成所布置任务，最后检查每个小组的测量结果，发现他们的不足并指导他们改正。此做法还可以有效提高学生学习主观能动性，吸引学生主动进行学习，有效提高他们的实践能力。除此之外，教师还应提高互联网技术使用率，借助多媒体设备构建网络教学平台，借助网络教学平台完成日常教学任务，此做法的好处在于可以帮助教师避免因新仪器、新设备不到位而对教学效果造成的影响，可以更好的调动学生学习热情，获得令自己满意的教学效果。

（三）搭建实践基地，提高学生实踐能力

实践课程是测量学课程的重要组成部分，基于此，高校管理人员必须确保学生可以在校园内完成相关实践任务，确保学生可以熟练掌握相关知识。目前，实验室是学生完成实践课程的主要场所，通常情况下，高校测量学专业实验室共分为8个组成部分，分别是水准仪分室、经纬仪分室、全站仪分室、GNSS接收机分室、摄影测量分室、测绘仪器附件分室、测绘演示实验分室以及软件实训室。但是由于高校资源有限，导致实验室无法满足学生具体学习要求，比如虽然水准仪分室可以帮助学生全面、具体的了解水准仪构造，但并不能帮助学生掌握水准仪使用方法，再加上缺少固定测量控制点，导致每次学习都要浪费大量时间，给学生提高自身实践能力造成干扰。

为解决上述问题，确保教师可以获得令自己满意的教学效果，培养出社会需要的复合型人才，高校管理人员应提高对校企合作工作的关注度，与相关企业进行合作，搭建实习基地。此方法不仅可以帮助高校控制教育投入成本，还可以提高学生就业率;可以帮助企业控制人才招收成本，提高人才招收效率。除此之外，学生在学习过程中还可以学习到一些新知识，及时将所学知识与实际工作融合在一起，为他们以后发展打下扎实的基础。

六、结论

作为土木工程、地球信息科学与技术等非测绘专业的必修课之一，测量学对于学生具有十分重要的意义。本文针对非测绘专业的学科特色和学习特点，从教学目标定位、教学内容设计以及教学方法改进三个方面研究和探索了测量学教学改革的具体措施。改革举措的顺利实施将为培养新时代测量学领域的综合型高素质人才提供重要支撑。

参考文献

[1]孙灏，蒋金豹，孙文彬，等.非测绘专业工程测量课程之有效教学行为探讨[J].教育教学论坛，2016（50）：162-164.

[2]阎跃观，刘步方，李军，等.非测绘专业《测量学基础》课程的教学改革探讨[J].北京测绘，2018，32（5）：626-628.

[3]张高兴，林金堂，贾秀丽.转型背景下测绘工程专业应用型人才培养模式的改革探索[J].大学教育，2019（11）：175-177.

[4]张雅梅，茹广欣.非测绘专业测量学课程教学体系构建[J].高等农业教育，2019（1）：103-107.

[5]朱丽.规划专业《测量学》教学模式优化探讨[J].教育教学论坛，2018（38）：158-159.

[6]张珩，钱波，余明东，等.应用型本科非测绘专业工程测量实践教学改革研究[J].西昌学院学报，2019，33（3）：101-104.

[7]李鹏，张晶，黄继锋，等.面向非测绘类工程专业“工程测量学”教学改革的研究[J].测绘与空间地理信息，2019，42（1）：24-26.

Abstract： Teaching reform is an arduous and complicated task carried out from the beginning to the end of teaching. According to the subject characteristics and learning characteristics of non-surveying and mapping majors， this paper studies and explores the teaching reform of Surveying course from three aspects： the orientation of teaching objectives， the design of teaching contents and the improvement of teaching methods. The research has important referential significance for solving a series of problems in the teaching reform of Surveying course for non-surveying and mapping majors.

Key words： non-surveying and mapping majors; Surveying; teaching reform