数字地形测量学教学方法的创新探索与实践

花向红，向 东，邹进贵

(武汉大学 测绘学院，武汉 430079)

数字地形测量学教学方法的创新探索与实践

花向红，向 东，邹进贵

(武汉大学 测绘学院，武汉 430079)

给出了与数字地形测量学课程体系相适应的讲练结合和多媒体教学、自主式、启发和案例式、研究式等多种形式优化组合的教学方法。实践表明：这些教学方法的实施有助于学生基本技能的培养，对学生的后续学习有很大的促进作用。

数字地形测量学；教学方法；探索；实践

教学方法是教学过程中活跃并重要的因素，它既是体现教师主导作用的重要渠道，又是影响学生发挥主体作用的关键因素。教学方法在为教学内容服务的同时，在培养创新意识与创新能力上具有重要的独立价值。因此，应大力开展教学方法改革与创新，积极倡导、掌握和推广研究性教学，引导学生开展探究性学习，综合运用多种教学方法，使学生了解掌握本专业的基础理论、基本技能及其发展动态，努力推进学科交叉、专业融合，为学生的自由、自主学习与发展提供条件与环境[1]。

数字地形测量学是测绘类专业的八大主干课程之一，是一门理论性和实践性都很强的技术基础课。与该课程紧密配套的数字测图实习既是学生掌握测量基本技能的必要手段，也是培养学生动手能力和分析问题、解决问题能力的有效途径，是本专业高质量人才培养的一个重要方面，抓住这一关键进行教学研究将会收到事半功倍的效果。为此，本文结合数字地形测量学教学目标，通过研究各种教学方法的优缺点，组合搭配的可能性，依据教学目标、教学内容特点、学生实际特点、教师的自身素质、教学环境条件，提出了与数字地形测量学课程体系相适应的讲练结合和多媒体教学、自主式、启发和案例式、研究式等多种教学方法，以及课堂讲授和课间实验和集中实习穿插进行的教学方法。

1 数字地形测量学教学方法探索

数字地形测量学课程教学的目的是使每个学生掌握绘制和阅读数字地形图基本能力,为后续课程的学习打下必要的基础[2]。它除了原理和理论的知识性、应用性教学外，更多具有实践性环节、计算机绘图能力、软件掌握以及严谨细致工作作风的培养，实际操作和计算机内业成图是该课程教学非常重要的一环。因此，科学、合理地选择和有效地运用教学方法非常重要[3]。在教学方法的创新过程中，既要遵循教学的原则和规律，又要符合学生学习可能性和个别差异。教学方法包括教师教的方法和学生学的方法,两者相辅相成[4]。

1.1 教师教的方法

教师教的方法主要有课堂讲授法、多媒体教学法、启发式和案例教学法、研究式教学等。

1)课堂讲授法：教师运用生动的语言，把学生所学内容以系统的形式呈现给学生，包括讲述、讲解等基本方式。适当地在授课中利用讨论的形式，让学生发现问题，通过分析解决问题。

2)多媒体辅助教学法：利用计算机辅助教学，采用电子教材、网络、CAI课件等多媒体技术制作演示讲稿。既可以利用图像和文字进行说明，又可以结合声音和动画，将测定、测设原理等口述难以说明白的内容清晰直观地演播给学生。如关于角度测量原理、电磁波测距原理、仪器的内部构造等内容可以充分发挥多媒体的优势，加大授课信息量。

3)启发式和案例教学法：在课堂教学中，教师在课堂上将知识的重点和难点讲清讲透的前提下，教师提出问题，用问题引导教学，引导学生的学习。在教学中，教师通过与教学内容紧密相关的案例给学生以示范，让学生在对案例的挖掘和思考中进行学习，帮助学生深化理解教学内容。

4)研究式教学：以研究为基础，让学生就自己感兴趣的课题进行研究，并撰写研究报告等。该教学方法的优点是能够引导学生对相关问题进行深入的研究，更加牢固地掌握知识。

1.2 学生学的方法

学生学的方法主要有自主式学习、合作式学习、探究式学习等。

1)自主式学习：以学生作为学习的主体，教师起引导和指导的作用。这是学生学习过程中主要的一种实践活动，通过学生独立的实践、分析、质疑、创造等方法来实现学习目标。对培养学生严谨、认真、负责的工作态度具有重要的作用。

2)合作式学习：合作学习的形式在于构建一个团队，让学生成为团队的一员，从不同的角度讨论问题，解决问题。学生在合作学习中不仅能够学会认知，而且还能学会组织、学会表达，培养学生的团队协作精神。

3)探究式学习：教师提出问题或学生发现问题，由学生去研究，教师给予必要的指导。学生通过调查和实验、采集与处理信息、表达与交流等活动，获取知识和培养创新能力。

2 数字地形测量学教学方法的创新实践

教学方法的创新关键在于教师作用的充分发挥和教师现代教学理念的真正树立[3]。教师除了具有深厚的基础理论和专业知识，一定的生产实践和科学研究能力外，还需将现代教学理念、教书育人、为人师表体现在教学中。建立良性的教与学的互动关系，不断加强师生之间的情感沟通，大胆进行教学方法的创新探索和实践，熟练地把握各类教学方法的特性，开展适合该门课程特点的各种教学方法。经过多年的实践，取得了较好的效果，深受学生的喜爱。

2.1 课堂教学方法

课堂教学采用讲练结合和多媒体教学、自主式、启发和案例式、研究式等多种方法，巧妙设计课堂进程[2]。对于一些原理性较强、需要理解和计算的内容，采用传统教学方法；对于一些介绍性的内容，采用PowerPoint、网络教学的方法；对学生难以理解的知识，采用动画的课件来表现；对于难以阐述清楚的实践性知识，采用现场演示和录像的方式，使学生易于模仿。

课堂讲授突出“三基”即基本概念(原理)、基本方法和基本计算[5]。为了达到“学时少、内容新、能力强、效果好”的目标，在教学中合理组织授课内容。既不要脱离教材，也不要拘泥于教材，及时将测量新知识、新技术(如：全站仪、数字水准仪、 GPS技术等)传授给学生，加大测量学知识应用的力度。

多媒体教学是目前该门课程课堂授课的主要形式，计算机、投影仪、多媒体课件和绘图软件的灵活使用，能够吸引学生的注意力，帮助学生学习[6]。多媒体课件不是对教材内容的复制，应突出重点，逻辑合理。数字地形测量学课程采用多媒体讲授与板书讲授有机结合方式教学，通过两者的优势互补，实现有关知识的融合与最佳传授。多媒体讲授主要是针对仪器构造、仪器使用、误差理论、控制测量、碎部测量、数字地形图测绘等内容，应用PowerPoint为主制作教学课件。板书讲授主要是针对课程中坐标正反算、导线计算、水准路线计算、误差传播定律应用等重点和难点内容，采用板书形式，结合PPT,循序渐进。讲解中善于提出问题，鼓励学生回答问题，发表自己的见解。强化定性分析，突出分析思路与分析方法。使学生懂得“问题是什么”“解决问题的方法是什么”等。加强学生的联想能力、发散思维能力及发现问题的能力。讲解中与学生互动，为学生留出充分的思维空间，改变教师“一言堂”，以便学生主动思考，帮助加深理解[5]。

启发式和案例教学是该课程使用的主要教学方法之一[2]。例如在讲完角度测量和距离测量后提问：建筑物的高度如何测量？斜拉桥索道管倾角如何测量？等富有启发性、思考性问题，启发学生运用所学知识解决实际问题。讲述大比例尺数字地形测图时，让学生结合某区域地形图测绘案例，启发学生从技术设计、图根控制、碎部测量、成果验收、技术总结等相关技术问题进行独立思考与分组讨论，再汇报小组讨论结果，由教师归纳总结。这样培养学生综合解决工程问题的能力和创新意识。

2.2 实践教学方法

实践教学主要采用课堂讲授、课间实验和集中实习穿插进行的教学方法[7]。目前，数字地形测量学课堂讲授50学时，课间实验44学时(计划安排22学时)。对于一些操作性要求较强的内容如水准仪的操作、全站仪的操作、测回法、方向观测法、竖直角测量、三四等水准测量、草图法、全站仪的放样方法等，运用现场演示和观看网上录像资源的方法进行。可以使学生领会测量操作的要领，对于规范操作程序、培养良好的工作习惯，提高学生的专业素质很有帮助。所建立的测绘仪器规范操作视频网站，提供了相关测绘仪器操作视频如全站仪操作、水准仪操作、GPS操作、经纬仪操作、国产全站仪操作等，深受学生欢迎。为了提高课间实验对学生的指导力度和广度，除了课堂讲授教师参加外，还每个班专门配有1～2名实习指导教师。另外，测绘实验中心还全方位对学生开放，学生课余时间可以借仪器进行实习操作，也可以在信息化测绘创新实验室三维地形仿真平台上，学生可以利用周边观测墩上的控制点对三维地形测绘仿真模型进行数字测图仿真实习，对选定的测区制定测图技术方案。还可以利用模型进行一些数字测图技术的专题研究，研究如何提高成图的精度，达到成图的精度要求等。便于学生理解和掌握新技术，培养学生的创新能力。

为了做好该课程集中教学实习工作，编写《数字测图实习指导书》上、下册。在指导书内对5周的日程安排、工作任务和工作要求都进行了详细说明。每年与数字地形测量学对应的数字测图实习第一轮实习(2周)安排在学校进行，实习的主要任务是掌握三维导线测量及三等水准测量的设计、观测与计算，主要使用的仪器为全站仪和光学自动安平水准仪。该实习对强化学生使用全站仪和水准仪等基本测量仪器的技能，加深对控制测量基本理论的理解和掌握，提高学生动手能力以及计算、分析、解决问题的能力，培养他们的团队意识和创新精神具有不可替代的作用。第二轮实习(3周)安排在校外武汉江夏区大花岭实习基地进行，通过了解地形地貌条件，编制有关设计书，并完成选点、观测、计算、展点、绘图、实习总结等工作。目的在于使学生熟练掌握地物地貌测绘方法，实际体验地貌与等高线的关系，地貌特征点跑尺的技巧。通过业内数字测图软件，形成符合规范的1∶500大比例尺数字地形图，提高学生综合分析问题和解决问题的能力。在教学实习中，学生每4～5人分成一组，每组都安排有教师进行野外测量外业指导和室内内业成图辅导。教学实习结束后，各组上交外业观测记录资料、内业计算资料及成果、实习总结与体会等资料，指导教师根据每组学生的任务完成情况、上交的资料和每名学生的实习表现进行评分，给出数字测图实习这门课程的成绩[8]。

此外，学院每年开展测绘技能大赛，意在促进学生将测绘理论知识与测绘实践很好地结合起来，强化学生的实践动手能力。测绘技能大赛分为5个板块，其中实践技能(含二级电磁波测距三维导线测量及计算、三等水准测量及计算)和数字测图内业成图两个板块属于数字地形测量学课程的内容。在2012年测绘技能大赛中，共有300多名选手参加。作为测绘技能大赛的重要组成部分，比赛对提高学生动手能力、培养团队协作意识起到极大的促进作用，达到了以赛代练的效果。其中有120名获奖者。2012年第二届全国普通高等学校大学生测量技能竞赛中我院代表队凭着深厚的理论功底，严谨的工作作风，对测量成果精益求精的精神，取得了一级电磁波测距导线测量二等奖、四等水准测量三等奖、数字测图一等奖以及团体一等奖的好成绩。

3 结束语

创新教学方法不是一个简单的工作，可以说是一项系统工程。教学方法创新[9]立足于现有教学方法的优化组合，以及教学观念的转变，还有教学条件的保障等方面。科学技术手段的发展，必然促使教学手段的更新，包括电教手段、计算机辅助教学和仪器设备等，不仅对教学方法的改革提出了新的要求，而且也为教学方法的改革提供了新的可能。教师在运用现代化教育手段的过程中，不仅要把它作为教育的工具，更要把它作为学生的用具。总之，要在教学中灵活运用多种手段、多种形式、多种方法, 以提高学生的创新意识和创新能力，提高教学质量。

[1]别敦荣.大学教学方法创新与提高高等教育质量[J].清华大学教育研究，2009(4)：1-4.

[2]窦世卿，张晓宇.矿业类专业测量实践课程教学与创新教育的改革与实践[J].矿山测量，2010(4)：94-96.

[3]刘智运.必须重视大学教学方法的改革与创新教学研究[J].教学研究，2010(1)：33-37.

[4]岳建平，方露.“工程测量学”课程教学方法探讨[J].测绘通报，2011(1)：91-93.

[5]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)：94-96.

[6]高井祥，杜培军.《测量学基础》课程教学改革与课程建设[J].煤炭高等教育，2000(6)：61-62.

[7]翟翊，郝向阳，赵夫来，等.提高“现代测量学”实践教学质量的研究[J].测绘通报，2012(2)：41-43.

[8]曾绍炳，刘小宝.测量学教学改革的思考[J].理工高教研究,2002,21(6)：107-108.

[9]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[J].测绘工程，2008，17(3)：74-77.

Innovation and Practice of Teaching Methods in Digital Topographic Surveying

HUA Xianghong, XIANG Dong, ZOU Jinggui

( School of Geodesy and Geomatics, Wuhan University， Wuhan 430079，China )

According to the target and requirements of Digital Topographic Surveying, the variety of optimization and combination of teaching methods of including combining speaking with practice, multimedia teaching, autonomous type, and inspiration and case type, research type are provided in this paper. Practice shows that the implementation of these methods of teaching helps to cultivate students’ basic skills and have a great role in promoting in their future study.

digital topographic surveying；teaching method innovation；exploration; practice

2014-02-21

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;武汉大学实验教学中心开放实验项目。

花向红(1963-)，男，博士，教授，测绘实验中心主任，主要从事工程测量与测量数据处理和测绘工程教学研究工作。

G642.4

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.01.016