测量学课程实验教学的现状分析与对策

田良辉

(湖南农业大学 资源环境学院，长沙 410128)

测量学课程实验教学的现状分析与对策

田良辉

(湖南农业大学 资源环境学院，长沙 410128)

测量学是一门强调实践能力和动手能力的课程，实验教学占到了总学时的一半。与其他基础科学的实验教学不同，开展测量学实验有其自身的特点和要求，如仪器设备的高精度性和完好性、实验所需的场地和天气条件和学生的团队协作意识等。针对目前湖南农业大学测量学实验实习教学过程中存在的主要问题进行了分析和讨论，并建设性地提出了几点解决办法，对后续的测量学实践教学改革有一定的参考价值。

测量学；实验教学；教学改革；对策

在非测绘专业中的农林类高等院校中，测量学课程既是土管、规划、土木、园林类等相关专业的基础课，又是一门实践技术课程[1]。它是以量度、描述地球表面信息为主要任务的科学，主要是用各种测量仪器采集地球表面空间三维坐标，表达地球表面自然和人文要素信息为主要内容的学科。其特点是实践性强，且相比于其他基础学科，更加重视学生的动手能力和解决实际问题能力[2-4]，因为测量学研究的对象最终都要转化为具体的数据或图件，而这些都必须通过仪器来获取。如果不能正确、熟练地掌握各种仪器的操作，仅仅停留在基本理论和基本原理上，是无法将测量运用到实际工程建设中去的。因此，测量学的教学总是要伴随着大量的实验教学和实习教学。

1 测量学实验实习教学现状分析

目前，以中央与地方共建的测量学实验室为依托，湖南农业大学测量与信息技术教研室承担了全校土管、规划、生态、土木、园林、工管、农资等近10个专业的测量学课程的教学任务。与开设有本科测绘专业的高校不同，农林类高校的测量学一般为这些专业的基础课或者选修课，在课程建设方面，如实验室条件，实习场地建设，学生的重视度和主观能动学习等都相对来说基础较弱。根据我们近一年来的教学工作并结合我校的实际情况，找出测量学实验实习教学过程中存在的如下问题。

1.1 仪器更新不足，与测绘发展技术脱节，效率低下

实验室目前拥有微倾式DS3水准仪、DJ6经纬仪和全站仪近100多台套，配置上基本能满足学生上课所需。但仪器使用量大，频率高，大部分仪器经过学生反复的使用后，精度不够，配套工具缺失，根本达不到规范要求，导致实验实习的成果无法达到要求，教学效果差。除全站仪外，光学的水准仪和经纬仪目前在实际工程应用中，基本都已淘汰，虽然作为教学用仪器，还有一定存在的价值和必要，但相对于测绘科学技术的发展，已经落后了数十年。目前，高端稳定的测量仪器层出不穷，在社会经济建设中发挥了巨大的作用，如果不跟上技术发展的脚步，总是让学生的知识和眼界停留在光学测量仪器阶段，是难以激发学生的学习兴趣的，无法满足学生通过实验项目取得优秀成果的满足感和成就感，易于造成测量仪器操作烦琐且难以掌握、测绘技术落后而不值得学习的假象。

1.2 实验实习场地不规范

测量学实践教学不同于基础学科，测量学的实验实习需要在户外进行，对场地有较高的要求。现状是实习和实验基本固定在几栋教学楼周边的场地上，空间狭小、场地拥挤。例如，在进行经纬仪水平角测量实验的时候，要求目标视线相互通视且视线距离尽量长，角度最好大于60°。但实际情况是，教师只能安排学生在教学楼周边的空旷场地和人行道上进行测量试验，并且在这些限的空间里还停有大量的机动车辆，行人往来频繁，特别是遇到上下课期间，遮挡视线，严重影响了试验实习的进度和效果。

另外，实习中教师只能指定大概的场地范围，起算基准、布点位置和测量路线由学生任定。这样一来，各实验小组的基准不能统一，无法比对各组的实习成果，教师也难以评价学生的数据和图件质量，对学生在实习过程遇到的问题进行快速有效的指导。甚至出现部分学生更改数据，调整闭合限差以应付交差。如遇到雨天，则只能在光线暗淡的地下车库开展实验，严重影响了实验效果。缺乏完善的实验实习基地是目前测量学实践教学遇到的最大难题。

1.3 实验课时安排不合理，内容单调，学生团队意识差，积极性低

现行实验课的基本流程为教师在室内讲授仪器的操作方法，实验的主要内容和具体要求，然后再带领学生领取仪器，来到户外开展实验。这样一来，学生无法将课堂上听到的内容来转化为实验的步骤，所听所见和所做脱节。部分学生又不主动提前预习实验内容，拿着仪器后比较茫然或等着老师指令行动。这样，直接导致学生参加实验课的积极性和主观能动性严重降低。会出现同一个实验小组不互相协作的情况，一个人在操作仪器，其他学生则一旁休息，没有人过来记录或检核观测数据，前后视或目标点位的组员行动懒散，常出现水准尺扶不竖直，测钎没有对中等情况，实验效率低，效果差。

另外笔者本学期的大部分实验课被安排在了周六和周日，挤占了学生的休息时间，有些学生甚至逃避实验课或者提前早退。这学期，笔者还遇到过教务处将测量实验课安排到了晚上这一令人啼笑皆非的事情，可以看出学校职能管理部门也不重视实践教学这一通病。教研室的一些教师实验课居然超前安排，即没有进行理论讲授就要先开始上实验课程。这些不合理的设置，都无法保障测量学实践教学的质量。

1.4 实验项目与专业背景互相分离

教研室开设实验课项目基本由老师自定，通常不同的专业都做同样的实验，因而不能灵活地根据专业背景选择侧重实验的内容。例如：土木工程专业学生的实验课应该侧重于测量学的工程应用功能，即测量外业数据采集和放样，利用高程数据计算土石方量等；而规划专业的学生应该侧重地图学的识别和绘制，即内业计算机绘图与编辑；农业资源的学生可重点培养其GPS手持机联合照相机，野外定点取证的能力。而不是目前几个基本实验项目(例如水准仪的认识与应用、经纬仪的认识与使用等)就可以涵盖的。

此外，学生在户外进行试验，由于我校是开放式校园，社会车辆闲杂人等众多，学生在实验实习过程中，人身和仪器都存有较大安全隐患。

2 解决办法

针对测量学实践教学过程中存在的各种问题，结合我校实际情况，进行了测量学实验改革。

2.1 加强仪器的更新换代和日常维护工作

虽然实验室每年都会拿出经费进行仪器的检校工作，但效果甚微，究其原因，还是在于仪器设备落后，质量不达标。实验室应该尽量创造条件，在校、院领导的支持下，通过立项申请专项资金或把有限的资金，用于购置先进的仪器，特别是GPS仪器，要定期淘汰部分陈旧和精度损失严重、不能较好满足教学和社会服务的仪器和工具，提升测量实验室的硬实力，而且，仪器设备先进了又可以促进社会服务项目的发展。

建立仪器定期检查维修和损坏赔偿的管理制度，并构建相应的政策激励机制，促进实验仪器的利用效率，鼓励学生利用课余时间通过实验活动加深对测量学理论知识的理解，提高学生实践能力，同时也可有效地激发学生的学习兴趣和参与感。

2.2 加强实验实习场地建设

建设基准统一、拥有丰富控制数据和三维地形图的实习场地。对于部分实验项目来讲，对场地的要求还算较低，但是对于两周的测量学课程实习来说，基准统一、条件完善的实习场地将是测量学实习的必要条件。目前，由社会单位共同出资的我校CORS基站已经建设完毕，完全有条件利用该站为基准，建立湖南农业大学校园控制基础，并通过几届学生的实习和数据积累，建立起我校的三维电子地形图数据库。这样一来，下届的学生再进行测量学实习时，场地就可以扩充至整个校园，而不仅仅局限在几栋教学楼的周边，实验和实习项目的选择就更加多样化了，例如，可用RTK测图实习代替传统的平板测图。教学过程也更加直观化，例如，在控制测量实习过程中，教师只需给出每个实习小组布点时必需纳入的几组点位(因已知了其三维坐标，教师心中有数)，而没必要查看学生的数据记录和计算成果，便可快速地检查学生的数据质量，对其进行精度评价。而学生对其控制的成果有了量化的认识，便会主动分析其原因，找出实习方案存在的问题。同时，实习的场地的固定和统一方便了教师及时发现学生实习中存在的问题，并帮助其分析原因，对学生提供更好的实习指导。这样，教师、学生在实习中便更加紧密地结合到了一起，测量实践教学的质量就有了保障。

由于雨雪天气无法开展户外测量实验，因此，应该创造室内实验的条件。例如，考虑室内光滑地面无法架设仪器的问题，可定制固定三脚架的三角木质底座，在室内开展仪器的基本操作实验，或增加测量软件及数据处理的实验。

2.3 规划好实验课时和教学安排

课程负责人应该加强与学校教务处的沟通，合理安排好理论课时与实验课时，使其能既保障实践教学的顺利实施，又不损害学生的利益。加强测量实验小组团队意识的培养，在实验考核的过程中将团队配合和个人的积极性也纳入到考核内容中来，使其有主动参加实验的愿望。为改掉学生目前为了考勤和成绩而参与实验的内在驱动力，教师应该丰富实践教学过程，将仪器的演示步骤和操作讲解搬到户外来，让学生身临其境的感受测量。在教学过程中还可以穿插一些视频和图片，可以利用手机或者IPAD回放部分学生错误的操作方法，在现场让学生观看并评价，提高学生上实验课的积极性和参与度。同时在教学之余，尽量多介绍测量学方面最新的技术和发展，丰富学生的视野，如北斗导航系统的发展，卫星大地测量新技术，航测遥感成图技术，甚至最近出现的外国人在我国私自开展测绘被驱逐的事关国家安全的时事新闻等热点，增加学生的责任感和使命感，让其重视测量知识的学习，激发迫切地想一窥测量面貌的兴趣。

2.4 实验内容紧密衔接其他课程，注重学生专业背景

测量学是许多专业课的先修课程，与其他课程紧密相连，因而在实验实习过程中要注重将相关课程的知识贯穿起来应用，鼓励学生开展综合型、设计性实验。例如，规划专业的学生在测量学实习过程获取的控制点位成果，可以为其遥感原理与技术课程中卫片的纠正基准；而内业利用CASS软件绘制的地形图，可以作为其村镇规划设计的工作地图等等。因此，小区域的控制测量实验项目和最后的数字地形图测绘将是其实践教学的重点内容。故在进行测量学实验项目的安排时，要根据每个专业的背景，内容有所侧重，不可一概而行。此外，教师的眼界和技术能力也要不断加强，要注重学科之间的交叉结合，多参加一些新技术交流会和技能培训。

最后，测量也是一门应用服务性学科，在进行实践教学之余，要有效地利用实验室的条件，适当地开展对外服务工作，进行产学研基础平台的建设，鼓励学生参与到生产实习和教师课题任务中来，让学生亲自体验并掌握测绘工作的全过程。让学生通过完成测量的生产任务，进一步巩固测量学知识，增强动手操作仪器的能力，培养其在实际工作中发现问题、解决问题的能力，为以后走上工作岗位能够承担相应的测绘任务奠定坚实的基础。

3 结束语

文章通过分析目前测量学实践教学过程中存在的主要问题，有针对性和建设性地提出了几点的解决方案，对测量学实验实习教学改革有一定的参考意义和价值。但教学改革不是一朝一夕的事情，需要在不断探索中前进。虽然目前的测量学实践教学过程中问题和困难重重，但我相信，只要精心组织，认真实施，测量学这门课程的实践教学效果将会越来越好。

[1]吴建新，樊志军，等.测量学[M].华中科技大学出版社.2013.

[2]邓琳，车娟.测量学课程实验教学的改革与实践[J].教育探索.2008(8)：33-34.

[3]宋永臣，杨明军.本科生专业实验教学研究探讨[J].实验室研究与探索.2014.33(2):161-164.

[4]戴文琰，郑琦宏.提高测量实验教学质量的思考[J].宁波大学学报.2004.17(4):489-491.

[5]国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)[EB/OL].[2010-07-29].http://www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_1667143.htm.

Analysis of Current Situation and Solutions in Surveying Experiment Teaching

TIAN Lianghui

(College of Resources and Environment，Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)

The hands-on practical ability and capacity are highly valued skills in surveying course, so almost half of the total class hours have been taken to experiment teaching.It does not like some other experimental teaching of basic science, surveying experiment has its own characteristics and requirements such as high precision and integrity of instruments, extensive field for outside experiment and weather conditions, a positive teamwork spirit and so on.This paper discussed and analyzed the present problems of surveying course in experiment and practice teaching in our university. Targeted and constructive solutions are proposed to these problems.These solutions will be of some value for coming experiment teaching reform of surveying course.

surveying；experiment and practice teaching; teaching reform; countermeasure

2014-11-20；修改日期:2015-01-26

田良辉(1983-)，男，硕士研究生 工程师，主要从事GNSS数据处理与应用、大地测量新技术方面的研究。

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.06.032