“控制测量学”和“GNSS原理”同步教学方法的研究与实践

2016-01-31刘茂华杨立君

测绘通报 2016年10期

关键词：测量学原理测绘

王　岩，刘茂华，杨立君

(1. 沈阳建筑大学交通工程学院，辽宁沈阳 110168； 2. 南京邮电大学,江苏南京 210023)

“控制测量学”和“GNSS原理”同步教学方法的研究与实践

王岩1，刘茂华1，杨立君2

(1. 沈阳建筑大学交通工程学院，辽宁沈阳 110168； 2. 南京邮电大学,江苏南京 210023)

针对控制测量技术和GNSS技术的发展现状，结合高校测绘专业教学的实际情况，在广泛调查的基础上，提出了“控制测量学”与“GNSS原理”课程同步教学的方法，从理论教学、实践教学、课程考试3个方面进行了改革，从而达到了促进教学、提升学生专业素质的目的。实践证明，同步教学方案是可行的、有效的。

控制测量学；GNSS原理；同步教学；教学改革

“控制测量学”是测绘工程本科专业重要的专业基础课之一，一直以来均以学时多、理论深、内容广、难度大等特点而备受测绘专业学生和教师的关注与重视。如何改进教学手段、优化教学内容、提升教学效果一直都是摆在授课教师面前的一道难题[1]。

“GNSS原理”是随着GLONASS系统和北斗系统实现全球定位或区域定位功能之后，由原“GPS原理”课程逐步转变而来的测绘专业的另外一门重要课程。特别是随着卫星技术的逐渐成熟，卫星定位精度逐渐提高，“GNSS原理”课程在测绘工程本科专业教学中的地位也逐步提升。

在技术应用方面，随着卫星技术的逐渐成熟，控制测量的布网工作也从传统的以三角测量为主转变为GNSS技术占据垄断地位，因此，“控制测量学”和“GNSS原理”两门课程结合日益紧密，原有的教学方法已经无法满足现阶段学习与实践的需要，需要探讨新的教学、实践与考核方法[2]。

一、课程现状

传统的“控制测量学”主要解决控制测量的基准，三角网与导线网的布设方法、观测方法，控制网的优化设计、成果归算，控制网平差等方面的问题，已形成了完整、严密的理论和精密可靠的实践方法，为确定大地点的精确位置、研究地球形状和大小、大陆漂移、海洋面高度和地壳变化等作出了特殊的贡献。然而，随着以GNSS技术为代表的现代测绘技术的兴起与成熟，传统的三角测量等控制测量方法已逐渐淡化，控制网的布设逐步被GNSS技术所垄断。

“GNSS原理”课程是主要解决卫星定位系统的定位原理、测量方法、数据处理方法、GNSS网布设方法等方面的问题。目前大多数高校在此课程的教学过程中均偏重于理论，特别是偏重于数据处理，导致学生一方面对GNSS的操作不够熟悉、对GNSS网的布设方法理解不够深入，另一方面在数据处理理论方面花费了过多的时间，容易造成理论与实践脱节的后果。

因此，针对两门课程的教学现状和当前测绘技术的发展情况，并结合多年“控制测量学”与“GNSS原理”课程的教学经验，本文创造性地提出两门课程同步教学方法。所谓的课程同步教学是指将“控制测量学”与“GNSS原理”两门课进行三同步，即同步教学、同步实践、同步考核，根据两门课程的特点实现资源共享、优势互补，以便解决目前教学中存在的诸多问题。[3-5]

二、同步教学方案

1. 同步教学方案的设计

同步教学方式实施后，首先需要制订一套合理的实施方案，并需要对两门课程中当前的教学内容进行调整，旨在更加注重对学生实践能力的培养，适应当前测绘工作的需要，将理论教学与实践环节充分结合。

方案的制定既要满足两门课程基本的教学要求，完成教学大纲所要求的各项内容，又要充分考虑生产实践的实际情况和用人单位对学生技能的基本要求，同时还要考虑在校学生的接受水平和时间安排。因此，制定同步教学方案的流程如图1所示[6]。

制订方案必须在广泛调研的基础上进行，因此，通过对测绘生产单位控制测量工作现状、相关高校开课方法、在校测绘专业本科生对待两门课程看法，以及测绘专业毕业生信息反馈的调研，参照用人单位对毕业生基本技能的要求与建议，结合“控制测量学”和“GNSS原理”课程的现状，笔者制订了初步的同步教学方案。按此方案组织教学，结课后要对学生进行全面的了解，学生毕业后要跟踪对用人单位进行回访，并根据反馈信息对同步方案进行修改，不断完善方案的内容与细节。

2. 理论教学的同步

理论教学的同步是指对“控制测量学”和“GNSS原理”两门课程进行调整，使其同步授课、同步结课、同步试验。

首先，将“控制测量学”和“GNSS原理”两门课程调整至同一学期授课，在“控制测量学”课程中弱化三角测量的理论与方法及数据处理的手段，强化导线测量和GNSS测量的相关内容，与生产实践充分结合，重点突出GNSS布网流程与方法[7]。

然后，“GNSS原理”课程进一步突出GNSS控制网的布设方法和注意事项，特别是GNSS控制网的数据解算方法，并根据工程控制测量的要求，着重讲授不同等级的GNSS控制网所能达到的精度指标和适用环境。

最后，两门课程适当调整教学进度，将相关的内容安排在同样的时间段进行，如将控制测量学中的控制网布设方法与GNSS原理中的GNSS网布设方法安排在同一时间段进行授课，然后根据授课内容安排试验环节[8]。

3. 实践环节的同步[9]

“控制测量学”和“GNSS原理”两门课程都是理论与实践并重的课程，都包含16—24学时的试验和3—4周的教学实习。实行同步教学之后，对于实践环节作出了较大改动，两个课程的试验与实习统一安排，每次试验由原有的2学时增加至4—6学时，长学时的试验可以有更多实习内容进行安排。在保留原有试验内容的同时，增加了试验的要求，对于“控制测量学”中的控制网选点与布设试验，在原来的三角网与导线网选点与布网的基础上，增加了GNSS网的选点与布网，着重练习GNSS网控制点选点的注意事项；对于“GNSS原理”中的静态GNSS网观测试验，由原有的“三台接收机四点一时段”改为“三台接收机六点一时段”，着重练习GNSS网的布网形式与观测方法，并增加数据处理的难度。

同时，对于两门课程的实习时间也作了相应的调整，将两门课程的实习时间放在同一学期，并前后衔接，共计连续6周的实习。实习内容根据同步教学的要求进行了调整，挑选空旷区域，布设10～12点的控制网，利用同样的控制点进行了四等三角网、一级导线网、E级GNSS网的布设与观测，并分别进行了解算。第一，扩大了控制网的规模，更有利于学生掌握控制网的布设方法；第二，同一套控制点利用不同方法进行观测，可以分别进行精度评定，通过对不同方法下的精度指标的对比，可以很好地对3种方法的优缺点进行分析；第三，连续6周的实习使学生系统地掌握了专业知识，增强了专业技能。

4. 课程考核的同步[10]

同步教学中重要的一环即为课程考核的同步，主要体现在3个方面：一是试卷命题时打破了课程的限制；二是增加实践环节在成绩中所占的比重；三是量化实践环节考核分数。

(1) 试卷命题

同步教学初期，试卷命题时以本学科知识点为主，增加了对方学科的相关内容，尤其是与实践环节相关的知识点，以促进学科的交融。长远来看，待时机成熟，可以将两门课程考试合并为一张试卷，增加试卷的总分值，命题以实例为主，让学生真正理解相关知识点。

(2) 增加实践环节的比重

课程考核的总分采用“6-3-1”模式来计算，即试卷分数占总分的60%，实践环节成绩占总分的30%，其余平时成绩占总分的10%。“6-3-1”模式充分顾及了各方面的因素，特别是实践环节，使得学生对实践教学越来越重视，动手能力随之增强，达到教学改革的目的。

(3) 量化实践环节考核得分

以实习为代表的实践环节一直以来都存在考核不够透明化、给分随意性较强、个别同学反响较大的问题，因此需要研究新的实践环节考核办法。

在实践环节考核中，采用四方评分制，即外业考核评分、教师评分、实习小组组长评分、实习小组组员互评4个环节。4个环节评分均采用百分制，打分之后根据其所占的比例进行折合，可以用如下公式来表示

S=Wa+Tb+Lc+Md

(1)

式中，S代表考核总分；W代表外业考核评分；L代表组长评分；M代表组员互评分数；a、b、c、d分别代表每一项评分在实践考核总分中的比例，其应满足如下要求

a+b+c+d=1

(2)

三、结束语

“控制测量学”和“GNSS原理”课程同步教学改变了各专业课单一授课的模式，将关系密切的两个学科进行同步教学、同步实践、同步考核。实践证明，两门课程的同步教学对促进教学改革、改善教学效果、增强学生的动手能力、提升学生的专业素质均有着良好的效果，而且此方案在目前大多数开设测绘工程本科专业的高校中是可行的。

[1]丁士俊,郭际明,程新明,等.“大地测量学基础”课程启发法教学几个问题的解释[J].测绘通报,2014(3):124-127.

[2]邢会敏,杨福芹.高校转型下测绘工程专业《控制测量学》教学改革探讨[J]. 河北交通职业技术学院学报,2015,12(1):7-9.

[3]赵鹤,王怀宝,张文春. 控制测量学课程教学体系优化研究[J]. 吉林建筑工程学院学报,2012,29(6):81-83.

[4]孙文彬,赵学胜. “控制测量学”教学改革的探讨[J]. 矿山测量,2009(1):71-73.

[5]赵威成,马福义,叶欣. 应用型人才培养模式下《控制测量学》课程建设研究[J]. 矿山测量,2014(4):98-100.

[6]杜子涛,王德军,徐洋,等. 基于GPS技术的测量学实践教学控制网的构建[J]. 科技资讯,2013(34):197-198.

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Research and Practice of the Method of Synchronous Teaching with Control Surveying and GNSS Principle

WANG Yan,LIU Maohua,YANG Lijun