“内外互动、赛学互促”模式下数字测图教学改革研究

王涛　阳利永　曾举　杨海兰

摘 要：以测绘技能大赛中的数字测图项目为契机，结合学校创建地方一流应用型本科，本文主要从数字测图课程内容设计、学时安排、教学方法、实践教学、考核方式等方面入手进行课程改革，通过开展校内和参加省级与国家级测绘技能大赛，培养学生实践能力，激发学生学习兴趣，提升学生团队意识，培养技术过硬和素质良好的应用型人才。

关键词：数字测图;测绘技能大赛;教学改革;实践教学

中图分类号：P217文献标识码：A

Abstract：Taking the digital mapping project in the Surveying and Mapping Skills Competition as an opportunity，combined with the school to create a local first-class applied undergraduate，this article mainly starts with the digital mapping course content design，class hours，teaching methods，practical teaching，assessment methods，etc.Reform，by launching school and participating in provincial and national surveying and mapping skills competitions，cultivate students' practical ability，stimulate students' interest in learning，enhance students' team consciousness，and cultivate applied talents with strong skills and good professional quality.

Key words：Digital Mapping，Surveying and Mapping Skills Competition，Teaching Reform，Practice Teaching

1 测绘技能大赛的目的和意义

实践教学是应用型本科高校转型发展的重点，数字测图是测绘工程和土地资源管理等本科专业的基础课，是一门实践性和应用性都很强的课程，是学生培养动手能力和解决实际问题能力最有效的方式，开展测绘技能竞赛不仅可以提高学生的实践能力，还可以调动学生主动学习的热情，培养学生创新思维和创新能力[1]。

由教育部高等学校测绘学科教学指导委员会、国家测绘地理信息局职业鉴定指导中心、中国测绘学会测绘教育委员会主办的全国高等学校大学生测绘技能大赛，迄今已经举办五届[2]。参赛院校由最开始的31所增至110所，超过1000名参赛队员，几乎包含了全国所有测绘学科的学校。通过比赛，可以检验实践教学效果，检查学生动手能力和基础知识掌握情况，加强学生之间、教师之间的交流，通过技能竞赛可以促使专业教学更新教育理念，进行课程改革。在测绘技能大赛中，比赛项目基本来源于生成一线，高于平时的教学，本文重点从课程内容改革、实践教学改革、产教研结合三个方面入手，研究探讨“内外互动、赛学互促”的数字测图模式对地方应用型人才培养提升的重要作用。

2 数字测图教学改革

数字测图课程内容丰富，实操性强，一方面要求学生能够将理论知识与实践操作结合，一方面要求学生适应时代发展需求，满足企业生成需要。无论是国家基础测绘，还是工程测量，大比例尺地形图都是必须的产品，数字測图已经成为测量技术人员必备的技能之一。

2.1 课程改革

2.1.1 课程内容改革

测绘技能大赛的数字测图项目主要以1∶500大比例尺地形测量为主，采用GPS-RTK进行外业数据采集，以实际生产为目的，是一个系统连贯的工作过程，而现在大多数的《数字测图》教材基本以学科知识体系为主线，在测量“三基”的基础上，按照知识逻辑体系构建，有些内容过于老化，并与生产过程无关，没有按照地形图测绘的实际生成进行编排[3]。随着现代化测绘技术的不断发展，新的测绘技术像无人机摄影测量等已经在测绘企业中得到了广泛的应用，因此对于课程内容的改革已经迫在眉睫[4]。本文在人才培养方案的框架下，以职业能力培养为主线，引入企业生产模式，深入分析生产环节，将数字测图课程内容分解为6个项目单元，对课程内容进行如下设计[4]：

2.1.2 课程学时改革

按照现有的教学计划，数字测图的理论学时和实验学时混合在一起的模式会严重制约数字化测图教学，造成“重理论，轻实践”[5]。测绘技能大赛的要求重点是数据采集和内业绘图，因此需要调整数字测图的学时结构，加强实践教学，单独开设数字测图实验教学，并在期末采取集中实习的方式，引入企业生产项目，一方面可以掌握并及时发现学生的基本理论知识掌握情况，另一方面可以涵盖测绘技能大赛的内容，可以很好地与生产实际相结合。

2.1.3 授课方式改革

授课方式改革主要是解决传统填鸭式教学，以“学生为中心”，调动学生学习的积极性和主动性。在测绘技能大赛数字测图项目中，一方面要求学生操作得当，一方面要求保证成果质量，这就要求学生要严格按照测绘标准和规范进行[6]。以测绘技能大赛为引导，数字测图课程教学在开展时实行“教、学、练、赛”四位一体，相互融合，针对不同的教学内容，采用多媒体、网络、示范相结合，突出学生主体作用的混合式教学。

针对理论知识采用采用多媒体，制作教学PPT，在讲授过程中结合板书、小组讨论进行优势互补，实现知识的融合，让学生更容易理解[7]。网络教学是通过网络新媒体，针对特殊内容，录制抖音视频或者搜集数字测图新技术、新仪器相关内容和视频，激发学生学习兴趣，了解仪器使用。示范教学主要以案例为主，具体包括仪器介绍、实际操作和项目实施，最大程度地提高教学效果。

2.2 实践教学改革

实践教学改革是培养学生的实践操作能力和团队配合能力。以测绘技能大赛为导向，采用分组模式，要求学生自行测绘200×200的地形图，从图根控制测量开始，对碎步点进行采集和编码，除了采用全站仪外，加强GPS-RTK测图方式，有条件的基础上，引入无人机摄影测量的模式，使学生掌握不同地形条件下的不同作业模式，再通过相应的数字测图软件按照规范要求绘制1∶500数字地形图[8]。

2.2.1 全站仪与GPS-RTK辅助测图

随着社会经济的不断发展，大范围、快速、高精度作业已经成为一种趋势，在实际教学过程中，图根平面控制测量采用GPS-RTK进行，高程控制测量采用附合水准进行，既保证了平面和高程的精度，又提高了工作的效率[9]。碎部点在较为开阔的地带采用GPS-RTK直接进行数据采集，隐蔽或信号遮挡严重地区采用全站仪进行。两者的结合可减少作业时间，同时还能有效的控制测量误差的累积，提高作业效率和精度，最后按照测量规范采用数字测图软件绘制1∶500地形图。下图2为学生采用全站仪和GPS-RTK相结合采集的外业数据，按照规范绘制的1∶500地形图。

2.2.2 无人机摄影测量辅助测图

无人机航测是传统航空摄影测量手段的有力补充，具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广、生产周期短等特点，随着空三技术、影像匹配和特征提取的不断提高，无人机在小区域和飞行困难地区高分辨率影像快速获取方面具有明显优势，将无人机摄影测量应用到大比例尺数字测图已然成为一种趋势。由全国测绘地理信息职业教育教学指导委员会、自然资源部职业技能鉴定指导中心联合主办的全国大学生无人机测绘技能大赛已经连续举办了三届，吸引了全国23个省、自治区、直辖市的78所本科高校和职业院校的400余名师生参加了比赛，比赛内容为无人机低空影像数据采集与处理。

实践教学过程中，可根据已采购的大疆无人机，分别从航线规划、像控点布设、无人机影像获取与处理、三维测图软件绘制地形圖等方面对学生进行无人机摄影测量相关知识的讲解和实际操作演示。同时也根据大赛要求，安排两人一组进行数据采集和影像处理，充分发挥“以赛促教、以赛促学、以赛促建”的优势作用。下图3是采用无人机倾斜摄影生产的三维模型，图4是根据三维模型采用EPS软件绘制的1∶500地形图。

2.3 产教研结合

大多数学校所开设的数字测图课程实践基地都是设置在校内，环境较为单一，极大地限制了学生的发挥，因为长期在相同的环境中测图，有些学生会抄袭高年级同学的数字成果，极大地减弱了学习和掌握数字测图技能的水平。大型工程和产教研的结合开展，使得大比例尺数字测图所起的作用更加突出，以测绘技能大赛为契机，学校与测绘企业通过交流，建立合作关系，不仅可以促进产学合作，还能拓宽学生实习和就业[10]。

2.3.1 校企合作开发实践教学

各类测绘技能大赛除了邀请知名学者担任评委外，大多还会聘请企业专家担任评委。校企联合开发教学案例和实训指导书等教学资源，利用网络平台和现场观摩，为学生提供更贴近生产的学习，促进学生对知识的理解和掌握。

2.3.2 校企合建实训基地

测绘技能大赛注重学生实践技能的掌握和应用能力，加快建设校内外实践基地势在必行，加强校企合作，建立具有真实职业场景的校内外实践基地，组织学生承担企业测量项目，发挥实践基地作用，使学生在生产环境中接受锻炼，加强学生技能训练，培养学生实际操作能力，使之成为应用型人才。学校与企业的合作也同时为教师提供实践的机会，让理论更加贴合实践，为人才的进一步培养做出贡献。

2.3.3 大创项目和工程实践相结合

科研源于教学又反作用教学，可以提升教学的改革和进步，测绘技能大赛很多时候都会展示新仪器和新技术，通过测绘技能大赛，教师和学生可以及时了解发展前沿和研究热点，结合大学生创新创业项目，将科学研究转化为教学实践项目，目前本人指导的项目中已结题1项国家级大学生创新创业项目，在研1项国家级大学生创新创业项目，利用学校和教师资源，让学生参与到科研和工程项目中，将科研、实践教学和生产任务相结合，从而实现学生到工程技术人员的转变，激发学生科研兴趣，培养创新能力，使学生在生产实践和科研训练中的综合能力和职业素养得到迅速提高。

2.4 考核方式改革

传统的教学考核模式较为单一，大多为试卷考试，仅能考查学生的理论基础掌握情况，考核内容不全面，忽视了数字测图的实践能力。综合测绘技能大赛的比赛项目来看，数字测图一方面需要团队合作完成外业数据采集，一方面要进行内业成图，最终成果主要反映在地形图上，根据成图的效果反映学生的整体知识掌握和技能水平。本文根据教学改革的目的，参照测绘技能大赛的评分标准，实行过程和结果考核相结合的模式，将最终课程成绩的比重设置为：平时成绩×10%+实践成绩×50%（实验操作×20%+实验报告×30%+实验成图×50%）+卷面成绩×50%。平时成绩主要由考勤和平时作业组成，实践成绩主要考核学生测量仪器操作的熟练程度、团队协作、实验报告的编写、内业成图等方面的能力，既可以促进学生自主学习，也能从结果地形图中了解学生的薄弱点，为下一步的教学措施改革提供方向，试卷考核主要涵盖数字测图的基本理论的掌握和相关知识的运用。

3 总结

数字测图是测绘工程和土地资源管理等专业比较重要的一门专业核心课程，课程的实践性很强，随着空间信息技术的不断进步，怎样提高数字测图课程的教学质量是众多高校一直面临的问题。为适应学校的转型发展，创建地方一流应用型本科，培养服务地方经济发展的应用型人才，笔者以教学改革项目立项为契机，融合数字测图教学团队，优化教学内容和教学方法，合理设计教学实践，联合企业创建校内外实践基地，结合生产项目和大创项目，对考试方式进行大幅度改革，降低试卷比重，激发了学生的学习兴趣和积极性，提升了学生的实践能力和团队创新意识，从而为数字测图的教学改革趟开一条有益的路径。

参考文献：

[1]花向红，向东，邹进贵，等.从测绘技能大赛引导数字地形测量学课程实践教学改革[J].实验科学与技术，2016，14（03）：69-71.

[2]宁津生，翟翊，宋伟东，等.深化教学改革，加强实践教学——“首届全国大学生测绘技能比赛”经验总结[J].测绘通报，2009（10）：1-4.

[3]程效军，刘春，童小华，等.“数字测图原理与方法”卓越课程改革与实践[J].测绘通报，2013（09）：125-127.

[4]王炎.基于知识、技能、素质协调发展的高职《数字测图》课程教学设计与实践[J].北京测绘，2014（05）：140-144+133.

[5]孙艳丽.大比例尺数字化测图实践教学改革探讨[J].教育教学论坛，2018（10）：114-115.

[6]黄勇奇，邓高燕，吴浩.CDIO理念下的《数字测图原理与方法》教学模式改革[J].黄冈师范学院学报，2019，39（03）：101-104+119.

[7]朱明栓.高职院校专业教学与职业技能竞赛有机结合的研究——以工程测量专业课程改革为例[J].福建建材，2018（08）：116-118.

[8]肖飞，朱宾.适应技能大赛要求改革高职《数字化测图》课程教学[J].科技视界，2015（32）：29+249.

[9]张海宁，孙久运，刘超，等.大比例尺数字测图实验教学改革研究[J].全球定位系统，2015，40（03）：98-100.

[10]郭荣中.基于职业能力培养的数字测图技术课程教学改革探讨[J].现代农业科技，2016（05）：342+344.

作者简介：王涛（1987— ），男，硕士，国家注册测绘师，主要从事无人机影像处理、三维激光点云处理和测绘工程教学研究。

*通讯作者：阳利永（1983— ），男，汉族，湖南衡阳人，硕士，副教授，研究方向：国土资源管理。