数字测图课程项目引导、任务驱动教学模式的研究与实施

王跃宾 李 阳 陈家华 曹 赟 刘 丽

（[1]中国地质大学（北京）土地科学技术学院 北京 100083；[2]北京师范大学地理科学学部 北京 100875）

0 前言

数字测图课程是测绘工程、测绘地理信息系统等测绘类专业的专业核心课程，通过该课程的学习要求学生掌握地形图的基本知识、数字地形图的测绘的原理及方法，建设工程项目时，能够熟练正确应用数字地图完成规划、设计和施工各阶段中的量测、计算和绘图等工作。地形测绘是测绘专业学生的基本技能之一，因此，如何更好的进行数字测图课程的教学需要相关专业课教师深入研究并付诸实践。

1 数字测图课程的背景、性质及内容

1.1 数字测图的背景

首先，我们要了解数字测图的背景，电子技术和计算机技术的飞速发展，带动了测绘行业的巨大技术变革。野外数据采集系统逐渐由20 世纪80 年代产生的电子数据终端和电子速测仪构成。它不受许多不利因素的影响，精度大大提高。测量工作从过去的非自动转向自动化发展。同时，计算机技术使得内业的处理计算和成图更加方便。将野外数据采集系统与机助制图相结合，构成了一套完整的从野外数据采集到内业制图的综合测量制图系统，通常称该系统为数字测图系统。

1.2 数字测图的性质

数字测图使得地面的地形信息和地理信息数字化，使得外业的测量过程自动化或半自动化，测图成果信息化。数字化测图可以数字化、信息化的形式存储丰富的地形信息和地理信息，节省了保存空间，便于以后的对成果进行更新和进一步加工利用，以各种形式输出来满足不同的需要，适应当前经济建设的需求。在数字测图的野外作业中，测量结果自动记录，解算结果自动完成。这缩短了野外测图时间和内业处理时间，降低了劳动强度，提高了结果的精度。目前，数字测图可以完全取代传统的地形测绘工作。

1.3 数字测图的内容

数字测图的课程内容是以数字测图的外、内业工作为主线，主要介绍数字测图和地图数字化的基本理论、基本原理以及应用。课程包括数字测图系统、数字测图的基本方法、数字测图的作业过程、数字地形图野外数据采集、运用成图软件进行内业编辑成图、地形图数字化、航空摄影测量及遥感成图简介、数字地形图的应用等。

基于数字测图课程的背景、性质及内容，应如何开展课程的教学工作才能让学生全面掌握理论知识并具备很强的动手能力呢？

2 教学工作的开展

2.1 对教材内容进行序化和重构

我们要对教材内容的章节进行序化及重构，课程内容的构建前，我们对企业进行了调研，分析了地理信息技术发展方向，以就业前景和方向为指导，在培养学生能力和技能的基础上，根据企业职业岗位的需要，以促进提高学生综合素质的和规划职业生涯发展为培养的中心任务。我们对数字测图技术进行了“岗位职责与岗位技能”的分析，职业能力培养目标是结合企业所需的实际工作技能和工作情境设定的，模块化的课程内容构建紧紧围绕着职业素质和实际岗位技能的需要，因此，构建的教学内容更有职业和岗位适用性。

以应用技术为主的课程体系和教学内容的专业体系开发，以工作流程和任务为导向，通过课程内容的重构我们清晰的看到数字测图课程实际上最后完成的完整项目是“大比例尺数字测图”，该项目由5 个任务模块组成，5 个模块共包括14 个基本内容（表1），而这些内容是打破了教材有序的章节内容依据模块重组完成。通过把这些内容进行整合，按照实际工作生产一线的作业流程组织了教学内容，紧紧贴合生产实际工作创设了教学工作任务情景，各模块任务独立又接续，在每项任务下又分为若干单项技能内容，充分体现教学知识的连贯性和技能延续性，体现了课程培养学生综合素质的职业能力。

表1

2.2 精心设计教学方法

要精心设计教学方法，本课程应用项目引导、任务驱动的教学模式，以学生为主。通过教师指导学生完成项目中的具体任务的教学模式，发挥教师积极引导的作用，充分激发学生对课程的兴趣，能够有效地将理论知识与实践结合起来，以提高学生的综合素质为教学目标，利用现代教学技术，可以丰富教学方法，使学生对学习内容与实践技术有了更加直观和清晰的认识，实现从职业能力的单项技能、专项技能和综合技能的逐渐突破，践行层进式教学的成果。

项目模块一可以采用直观教学形式，比如教师在教室给同学们展示已有的地形图成果，带领学生认真的去阅读地形图，也可以带学生参观地形沙盘，引导学生正确识读地形沙盘，从而对地形图有完整的认识，教师也可以引导性的提问学生列举学生熟悉的环境内的地物地貌等，通过这样直观的教学形式提高了学生对地形图完整内容的认知及兴趣，这样的教学形式可以取代枯燥单一的讲解形式，然后在引导学生要想测绘这样的地形图就得认真学习大比例尺地形图图式规范及外业数字测图技术规程。

项目模块二可以采用现场教学的方法，组织学生以小组为单位绘制本组测区的地形草图，组内自检后交由教师检查，现场指出错误并更正。图根控制测量及数据采集过程分别是教师完成对应内容的理论讲解及实际操作后，学生先进行室内模拟训练，进行平面高程控制测量数据计算的训练及全站仪数据采集步骤的模拟，下一步是各小组共同配合完成测区内的图根控制测量及分组进行本小组测区的地物地貌数据的采集。仪器设备要求RTK 及全站仪均会应用。

项目模块三也是采用在机房现场教学的方法，教师需给学生讲解CAD的基本知识，讲解地形图绘图软件的使用，学生按要求练习后还需计时完成教师指定的图形测试，通过测试找出软件使用中存在的问题，可以有效的避免分组内业作业时遇到相同的问题。项目模块四可以灵活应用案例教学法，教师可以提供学生完整的电子地形图或要求学生使用本组完成的电子地形图，针对各种地形图的应用问题全面提问，先让学生对地形图应用问题有一定的认知，然后由教师引导解决综合问题，单一的小问题可以留给学生互相讨论实践后解决。这样的引导式及探究式有利于激发学生多动脑及灵活解决问题的能力。

最后一个项目模块可以采用情景教学法，由教师给学生设定测区位置及概况，然后交由本组学生积极讨论，教师分组指导学生按要求进行技术设计书的编写，学生如有疑问实时答疑，最后汇总各组技术设计书，这对提高学生解决问题的能力特别有帮助。

以上综述了数字制图课程的教学模式、项目指导和任务驱动。分述了各个项目任务适合采取的教学方法，分层递进教学模式不仅突出了学生的主体地位，又使学生的数字测图的单项技能、专项技能和综合技能都得到了有效训练，学生的专业能力大大提高。

2.3 通过综合课程设计全方位培养人才

数字测图课程以项目为单位按上述教学形式及教学方法进行完成后，最后需有一到两周课程设计内容，通过综合课程设计任务的完成又能将各个项目进行综合灵活的应用，有效的巩固了课上学到的内容，还能应用于假期间实习工作及就业后的工作岗位中。测试学生对实践教学的反应，测试学生的动手能力和对课程内容的掌握，培养学生熟练操作仪器的能力，并快速有效地进行外业数据采集以及内业数据处理等，提高大学生解决实践问题的综合能力。

如果学校条件允许的情况下，多组织专业类比赛也是提高数字测图课程学习效果的有效方法。测绘地理信息产业正在快速的发展，飞速发展的同时人才缺口大，对理论水平高、软硬件操作能力强的专业技术人才需求旺盛，加强和发展测绘地理信息产业需要更多的工匠。测绘技能竞赛是人才培养的良好平台，通过参加测绘技能竞赛，培养学生在培训过程中的团队精神和严谨的科学态度，提高学生的动手实践能力。参加比赛时，高校测绘教师和学生有交流和交流的平台和机会，有助于提高测绘人才的整体素质。

数字测图课程在授课过程中应用项目引导、任务驱动的教学模式，在课程结束后加入课程设计，在有条件的情况下展开专业学生技能大赛，教学过程坚持以学生为主体，一定会事半功倍，也能有助于学生加强职业素质及职业技能，能够让学生步入工作岗位后有一技之长。

*通讯作者：曹赟