非测绘专业全站仪教学课程优化实践研究

王春林，苑晨丹，徐超

（赤峰学院建筑与机械工程学院，内蒙古赤峰024000）

非测绘专业全站仪教学课程优化实践研究

王春林，苑晨丹，徐超

（赤峰学院建筑与机械工程学院，内蒙古赤峰024000）

针对现阶段全站仪的教学要求和普遍使用的教学方法，提出一个全站仪室内实践性教学设计方案，在教学模式、过程考核及评价、课后教学及补充上形成一个系列的全站仪学习评价体系.实践表明，本方案可以提高非测绘专业全站仪的教学效果，有助于学生综合能力的提高.

工程测量学；教学改革；实践教学

全站仪在当今工程建设领域的应用已愈加广泛，全站仪测量技术已成为建筑类高职高专学生的专业核心课程之一，也是土木工程类本、专科学生的重要专业基础课程内容.《土木工程指导性专业规范》中，对测量学的定位为专业技术相关基础知识领域，其中对全站仪的要求是了解全站仪的基本构造、工作原理，掌握全站仪的使用.而课时推荐为2课时，包含仪器构造、发展和应用、基本操作、基本测量功能即角度距离测量、全站仪坐标、放样、对边、悬高、后方交会和面积测量等程序测量功能.且全站仪的型号种类繁多，给教学工作增加了难度.鉴于此，笔者就教学方法与教学设计进行了研究和比较.

1 教学方法

现阶段工程测量技术正朝着信息化、智能化方向发展，对测量学的教学改革一直是各高校的研究课题之一.如岳建平等就该课程的教材建设和教学方法进行了探讨[1]；徐金鸿等对课程内容设置和教学中的突出问题进行了研究[2]；赵健赟等对测绘专业提出了教学优化方案[3].

关于教学方法，比较典型的有项目教学、多媒体教学、理实一体化教学、案例教学法[4]、任务驱动式教学法[5]、全站仪模拟器、以老带新（高年级同学带低年级同学学习）等形式.各教学法围绕的问题均围绕3基本个问题：理论、实践、教学时间.因此，有效取舍、将各教学方法融合，同步解决理论、实践、教学时间三者间的关系，增强教学节奏的把握，在全站仪教学过程中显得尤为重要.基于这种理念，笔者选择了同层次同教学要求的班级，在2013-2015年内对6个班级进行了如下教学方法的尝试：

（1）所有的教学方法所用时间，均超过《土木工程指导性专业规范》所推荐的2课时的学时数.这说明了要么从单个知识点的深度、要么从知识的广度，教学内容均需要增加，才能满足土木工程学生就业的需要.

（2）在教学过程中学生的有效操作全站仪的时间有限.扣除理论讲解时间、给学生答疑的时间、熟悉仪器设备的时间，课内学生可以完成有效的全站仪测量时间不足1学时，很难达到掌握全站仪使用的教学要求.

（3）理论与实践不易同步，板书及多媒体，有助于学生对理论的认知，缺少对测量工具的直观认识，实践类的教学活动，有助于加强学生的操作熟练度，但容易形成知其然不知其所以然的认知结果.

（4）以老带新的教学方式，受老生学习深度的不同，教学效果差异性较大.

（5）案例教学受学生对其他专业知识的影响较大，对学生的综合素质要求较高.

2 教学设计

总结各种教学方法的优劣，考虑利用手机这个同学们离不开的工具，融入工程上逐步开始使用的各类免费手机APP资源，进行如下的全站仪教学方案设计：

2.1 教学模式

结构体系：导向、呈现、组织练习、指导练习和独立练习.第一阶段建立学习任务框架，明确全站仪的学习目标、需要达到的操作水平，安排课程进度、陈述与以往知识的关系；第二阶段呈现，在测量过程中分步解释全站仪的构造、功能、基本操作等概念、特征、规则；第三阶段组织联系，相互检核；第四阶段指导联系，评估教学成果；第五阶段课外补充，独立练习，社会实践，自我提高.如图1所示.

教师在这一阶段的作用是提供相关知识、帮助学生调整进度并进行强化.达到的教学效果应为学生掌握进度的能力、学习动机的促进、掌握学习内容和技能.[6]

图1 教学指导模式图

2.2 课堂内教学活动：多站同维度设站练习

仪器设备准备全站仪、三脚架.

根据班级进行人员分组，5～6人1组，每组1台全站仪，每侧不超过3人，以便较好的观察全站仪的操作过程.

教师演示用1台全站仪，学生各组自由设站，教师介绍仪器的构造、特征、基本操作，进行整平教学.

利用悬高测量测定各全站仪的仪器高，教师用演示免棱镜测定某一同学身高为例，让学生扩展思维到仪器高的测量上，各分组互相测定仪器高，培养分组间合作的精神.

利用对边测量进行相邻测站间的距离测定，可用钢尺测量进行数据检查，进行误差分析.

利用角度测量测定站点与相邻站点间的水平角.

利用手机办公软件，如WPS、OFFICE（其中的EXCEL功能）等APP，各组自己设计计算除本站外的其余各站点对中点连线的面积，用手机有CAD功能的APP进行测站点平面草图的绘制，用全站仪面积测量进行核定.

教师演示碎部测量，自由设置演示全站仪坐标系，教师演示碎部测量，内容是测定将所有学生设站点的对中点坐标.

表1 教学内容补充

各站点学生用教师碎部测量本站对中点坐标进行测站设置，由学生后视教师演示测站点，进行坐标系建立.

完成多站同维度设站，观测其余同学们的站点坐标，与教师碎部测量演示观测结果进行数据比对.

坐标放样练习，在同学们所观测坐标附近，设定一坐标，通过全站仪放样进行放样工作.如有障碍物遮挡待测站点，进行偏心测量练习，由其他站点的同学完成测量结果验证.

完成室内多站同维度设站练习.

教学过程中，学生有对原理不清楚的，辅助多媒体教学进行说明.

2.3 该教学设计的特点

解决了测量对象的不统一：以往对边测量教学需要测定某两点，各分组在室外实践过程中，找的对象不同，遇到问题不易及时解决.

解决悬高测量的检查与评价：教材内的悬高测量一般选择空中某点，如电线、路灯等，检查评定工作费时费力，用本教学方案，学生如悬高测量不准确，所测定的站点测站设站参数误差就大，导致碎部测量过程中，与其他分组测量数据明显不一致，便于检验，同学们相互之间的检验，对同学们来说也更有说服力.

碎部测量转站：碎部测量转站教学演示工作时间较长，主要花在对中、整平上，用本方案进行教学的时候，碎部测量点、转站坐标点、后视点均有全站仪，无需重新对中整平.

教学时间：测量过程中，全站仪的仪器构造、发展和应用、基本操作、基本测量功能即角度距离测量、全站仪坐标、放样、对边、悬高、后方交会和面积测量等程序测量功能，每项功能演示教学约3～4分钟，演示一遍需要1课时时间，而每次演示教学工作大约只有10几个人能在1台全站仪前完全看清楚操作程序.一次讲解只能1～2组人听得清，由这个教学设计开始，全班各分组均实时参与到教学活动中来，增加了有效的设备操作时间、学习时间.

完成整个教学过程，对全站仪的大部分使用功能均能有所涉及，实践讲解时间只需1次，以往3～4学时的教学时间，现用2学时即可完成，且教学活动中增加了趣味性，又有手机APP等同学们拿在手里却不知道的新功能认知，即完成了知识点的学习，又拓展了同学们的生活视野，还培养了同学们的集体合作意识，一举多得.

教学活动中可以用不同型号全站仪，在教学过程中体验不同厂家、型号的设备使用差别.

测站都摆在室内，可以体会测站间的最小观测距离、说明书推荐观测距离的原因，同时避免天气变化对测量教学的影响等.

2.4 教学补充

为提高学生的动手能力，丰富应用型本、专科学生的课余生活，组织开展测量比赛；鉴于测量技术的不断更新发展，组织仪器商家的新仪器、新设备的学生社团活动，让学生不出校园，就能够看到最新型的测绘设备，了解最新的测绘技术.以此作为教学内容的补充，让学生在教学活动中体会社会的进步、教育的与时俱进.

3 教学评价

作为过程性考核其中的重要组成部分，这在测量实践过程中一直是难点，实践引入课堂内，在课内完成考核评价，更有利于得到公平有效的成绩，考核结果有助于提高学生学习的积极性，加强课堂教学的管理.分数设置按照仪器操作、完成时间、误差分析、教学纪律、扩展性问题提出几方面来设定，分数分布及评分标准见表2.

表2 课堂考核成绩评定标准

通过项目的课堂考核评价，调动学生对全站仪测量实践技能的学习，促进学生对全站仪基本操作、基本测量内容的完成情况、操作技能都有了自我检查的条件，完成从自检到相互检查的过程，在合作中学习知识，在认知中学会自我评价，从而提高教学效果，提高学生的学习素质.

4 结束语

这个多站同维度设站练习教学方案设计，在施工现场是不多见的，但在教学过程中，却十分有效，在2015年的教学过程中，取得了明显的效果.从这个教学方案的设计过程中，体会在不同条件下，用不同解决方式来面对问题.以往讲应用型教学改革方向，是要与实践相结合，贴近生产实践、贴近工程应用，向生产实践看齐.但从这个方案上讲，教学的项目设计，不等同于生产实践的项目设计，教学要完成的，是理论的由浅入深，研究对新实物的认知过程变化，让学生建构一个知识体系，需要一个针对教学的独立项目设计.因此，应用型教学改革的方向，是让同学们全面、系统的了解理论的基础上，了解工程应用，会分析工程实际对理论知识的需求，并在此基础上学会认知、学会合作、学会自我审视，这样才可以更好的完成高等学校的基本工作任务.[7]

〔1〕岳建平,方露.“工程测量学”课程教学方法探讨[J].测绘通报,2010（12）:91－93.

〔2〕徐金鸿,邓明镜，刘国栋，等．《工程测量学》课程教学改革探索[J]．测绘科学,2010,35（s1）:239－240.

〔3〕赵健赟,宋宜容.“工程测量学”课程教学优化实践[J].测绘科学,2015,40（6）:162－166．

〔4〕龚振文,王庆.农科院校水利工程测量课程案例教学法探讨[J].山西建筑,2015（4）:238-240.

〔5〕武同元,韦国和,居向明.任务驱动式教学法在《地形测量》课程中的应用探索[J].北京测绘，2014（2）：140-142.

〔6〕Bruce Joyce,Marsha Weil,Emily Calhoun，教学模式[M].北京：中国人民大学出版社,2014.4.

〔7〕王春林,王延丽,王英杰,应用型人才培养模式下的测量学教改问题研究[J].赤峰学院学报（自然科学版）,2019（9）：255-256.

G642

：A

：1673-260X（2017）03-0196-03

2016-10-03

赤峰学院建筑与机械工程学院应用型人才培养模式研究与实践（JGXM201405）；应用型人才培养模式下的专业主干课程改革研究与实践——以《测量学》课程为例（JGXM201519）