依托学科竞赛和课程考核的非测绘专业测量学实践教学改革探索

王丹妮，王重洋，吴美姗

(1.广州新华学院 资源与城乡规划系,广东 广州 510520；2.广东省科学院广州地理研究所,广东 广州 510070)

1 引言

近年来，建立高校创新型人才培养模式，提高大学生创新和实践能力，是我国高等教育改革的主要目标[1，2]。测量学是一门重实践、重应用的学科，而传统的教学模式难以与新时期人才培养需求相适应[3，4]，因此，测量学实践教学改革迫在眉睫。在探索教学改革过程中，开展测量课程中的理论与实践考核，以及测量学科竞赛可以培养学生的测绘实践能力和创新能力，提升高校测绘人才的培养水平[5，6]。本文从非测绘专业测量学实践教学现状，测量理论与实践考核的内容与评价标准，以及开展测量学科竞赛的形式与意义等3个方面进行教学改革探索，以提高学生的实践和创新能力，不断提高测量学实践教学水平。

2 非测绘专业测量学实践教学现状

广州新华学院人文地理与城乡规划专业和自然地理与资源环境专业的人才培养方案中，《测量与地图学》课程作为专业基础课，共72课时，测量学部分占52课时，其中，理论26课时，实践26课时。测量学实践教学环节中，测量实验项目有11项，其项目名称和实验学时数见表1。在非测绘专业的测量教学中，其实践教学内容丰富，但实践课时数相对较少，部分测量内容不得不精减、压缩、合并，导致学生练习时间不够充分，且新仪器、新技术的教学内容无法开展[7]。

表1 测量实验项目

《测量与地图学》课程未安排课程综合实习，而有的兄弟院校在该门课程结束后，会安排为期一周的测量学课程综合实习，主要进行大比例尺地形测图[8,9]。因为缺乏课程综合实习，1∶500地形测图(100 m×100 m)的内容被安排在课程的控制测量和碎部测量中，共22课时，其中理论8课时，实践12课时，上机制图2课时。相比课程综合实习，在课程中进行地形测图，总课时数较少，学习周期较长(4-6周)，实践时间分散，且该门课程面向大一、大二学生，学生尚未学习过CAD、CASS或ArcGIS等专业制图软件，上机制图课时数相对不足。

该课程学生以小组为单位进行测量外业实践，每个小组4～5人，分别有组长、观测者、记录者、立尺员、绘图员等角色，一个教学班配置一名指导教师，即一名教师同时指导约10个小组，在实践区域较分散或实践内容较复杂时，如闭合水准测量、控制测量和碎部测量，仅一名指导教师较难均衡的顾及到每个小组，因指导顺序有先后之分，会影响到不同组的实践进度，比如，指导较晚的小组发现有较大的测量错误后，已经没有足够的时间来重新测量。在新形势的影响下，视频课被广泛使用[10,11]，教师提前录制好相关仪器操作的短视频，并在网络学习平台上发布，学生在没有老师一旁指导的情况下也可以学习，这种方法可以暂时缓解指导教师人手不足的问题。

因此，非测绘专业测量学实践教学的现状是教学内容多、课时数不足，新仪器新技术无法开展；结课后缺乏集中的课程综合实习；外业指导教师配置不足等问题。目前，针对上述问题，本课程通过与其他课程(如GIS、RS、CAD、无人机航空摄影测量等)协调上课内容，解决课时不足的问题；当讲授到地形测图时，提高上课频率，如每周2次(共8节)，缓解地形测图课堂实践时间分散的问题；利用手机网络平台的视频课程缓解实践指导教师人手不足的问题等。

3 加强测量理论与实践考核

3.1 课堂教学与理论考核

测量学的基本原理包含很多数学和几何知识，而外业实践涉及到测绘仪器的操作和使用，对于非测绘专业的低年级学生，理解测量学的基本原理，并灵活运用到外业实践，需要学生上课认真听讲，做笔记，多实践，同时，教师建立测量理论考试题库，对学生进行随堂测验、布置课后作业、期末复习和考试[12]。该题库共1000道题，题型包含单选和多选，题目难度包含简单、中等和困难3种，考核内容包含：测量基础知识，水准测量，角度测量，距离测量与直线定向，平面控制测量，地形图基本知识和全站仪测量。通过一定量的练习题，检查学生的学习情况，教师可以有针对性地展开教学与指导，同时，启发学生主动思考，深入掌握学科原理，将理论应用于实践。

3.2 实践内容考核与评价标准

测量实践以小组为单位进行，学生在实践中的角色或参与度不同，会影响基本测量的掌握程度，因此，在测量学实践教学结束后，安排1课时的测量外业考核，以检验学生的学习成果，督促学生在平时的学习中，积极操作、掌握原理和计算方法，其目的在于加强学生对重要测量项目或技能的掌握。测量外业考核内容与考核标准见表2。外业考试时，每位同学抽签决定考试题目，抽到同一题目的同学按表2序号顺序同时进行考试，学生需要在限定时间内完成测量工作和观测手簿。教师监考时，会对学生的观测顺序、操作步骤和技术要求进行考核，批阅观测手簿时，考核观测数据填写的正确性，以及计算和测量结果的准确性。

表2 测量外业考核内容与标准

4 以学科竞赛促进教学质量提升

4.1 竞赛形式

测量学是一门以实践为主的课程，要求学生具备操作仪器和处理数据的能力[13]，因此，为了提高学生的学习兴趣和检验学习成果，校内组织测量竞赛并鼓励学生积极参与省市级的大学生测量竞赛。测量竞赛以学生组队(4名)的形式报名，每支参赛队需独立完成理论知识竞赛、四等水准测量和全站仪放样操作技能竞赛，以综合成绩决定名次，其中，理论知识竞赛占综合成绩30%，四等水准测量占30%，全站仪放样占40%。操作技能竞赛依据国家标准《工程测量规范》(GB50026-2007)中四等水准测量和全站仪放样的技术要求。

4.2 竞赛内容

4.2.1 理论知识竞赛

理论知识竞赛以工程测量员(四级)的国家职业标准为依据，考核测绘技术相关的应知应会的专业知识，闭卷，竞赛时间为 60 min，满分为 100 分。试题类型为单项选择题(60 题，每题 1 分)和多项选择题(20 题，每题 2 分)。最终取该小组四名选手的平均成绩作为该项成绩。

4.2.2 四等水准测量操作技能竞赛

每支参赛队在限定时间内根据四等水准测量的精度要求，独立完成指定水准路线的外业观测和内业计算，水准路线是一个已知点和三个未知点组成的闭合水准路线，如图1，水准路线总长不超过1 km。具体内容是在50 min内完成闭合水准路线相邻两点之间的高差，再根据已知点A的高程，计算出1、2、3三点的高程。

图1 闭合水准路线示意

4.2.3 全站仪放样操作技能竞赛

根据给定的已知测站点坐标和已知后视点坐标，使用全站仪 “放样”程序，放样三个坐标点组成三角形，并观测三角形内角和边长(不超过 100 m)作为校核，如图2。

图2 全站仪放样示意

参赛小组在50 min内，根据给定的已知测站点T坐标和已知定向点P坐标，使用全站仪“放样”程序，放样三个坐标点组成三角形123，并在地砖上用笔做好标记；在三角形的顶点上分别设站，用测回法一测回观测水平角并计算角度平均值，在不同测站上，对测每一条边长并计算边长平均值；计算三角形123的角度闭合差，在满足限差要求的情况下，平差计算角度值。

4.3 学科竞赛对实践教学的推动作用

学校多次举办校内测量竞赛，以及参加省市级大学生测量竞赛，并取得了优异成绩。通过学科竞赛可以检验和展示高校测绘课程的教学改革成果和学生的测绘技术与能力[14]，引领和促进高校测绘课程建设与教学改革，提升教学质量；夯实学生测绘课程的核心知识与技能，锻炼学生利用所学知识与技术，发现、分析、解决测绘问题，提高学生的专业综合技能；推动提升高校测绘人才的培养水平。

4.3.1 学科竞赛激发学生学习动力

测量竞赛看重操作速度和精度，参赛学生需要赛前自发的重复练习，不断提高仪器操作和数据处理的熟练程度与精准度；且团队成员需要分工协作、相互配合，培养团队合作能力[15]；不论赛前训练或正式比赛，竞赛周期较长，选手需要勤奋练习、增强自身的抗压抗挫能力[16]；学科竞赛还可以提高学生的自学能力，比如第一次参加市级大学生工程测量竞赛，学生在没有学习过放样的情况下，经过赛前培训和自学，最后取得了全站仪放样满分的好成绩，因此，学科竞赛很好地激发了学生的内驱力，调动学习积极性，大大提高了学习效果；取得优异成绩的选手，不但专业技能有所提升，还提高了自身价值感，建立良性循环，同时，可以鼓励吸引更多的学生勤奋学习与积极参赛。

4.3.2 学科竞赛促进教育教学改革

主张“以赛促教、以赛促学、以赛促改”的省市级大学生测量竞赛可以让教师了解、学习行业最新的测绘仪器、软件和技术[17]，完善实验室建设，发现以往教学中存在的不足，促进高校教育教学改革，在教学方案中增加测绘新技术、新方法，删减行业淘汰的旧内容，让实践教学更贴近社会需求，拓宽学生的就业渠道，锻炼教师的组织和沟通能力，多方面提高教师的专业水平和教学能力，促进教学相长。

5 结论

本文阐述了非测绘专业测量学实践教学现状及问题应对策略，介绍了课程中测量理论与实践的考核内容与方法，简述了测量学科竞赛的形式与内容，以及从学生学习和教学改革两方面论述了学科竞赛对实践教学起到的推动作用。在课程中开展测量理论与实践考核可以夯实学生的基础知识、原理与方法，培养学生熟练掌握重要的测量项目和技能，而参与学科竞赛可以激发学生的学习动力和内驱力，进而提高自身的专业综合能力，指导学科竞赛同样也促进了教师的教学水平和专业技术水平。学科竞赛和课程考核制度促进了测量学实践教学的发展，测量学实践教学改革还需要不断的完善与创新，以便提高学生的专业能力。