花向紅，向　東，鄒進貴，趙　嵐

(武漢大學(xué)　測繪學(xué)院，武漢　430079)

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從測繪技能大賽引導(dǎo)數(shù)字地形測量學(xué)課程實踐教學(xué)改革

花向紅，向東，鄒進貴，趙嵐

(武漢大學(xué)測繪學(xué)院，武漢430079)

摘要從測繪技能大賽的經(jīng)驗和教訓(xùn)出發(fā)，探討了數(shù)字地形測量學(xué)課程教學(xué)改革的必要性和意義，給出了數(shù)字地形測量學(xué)課程在實踐教學(xué)內(nèi)容、實踐教學(xué)環(huán)境、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，實踐教學(xué)方法等方面改革的措施。

關(guān)鍵詞測繪技能大賽；數(shù)字地形測量學(xué)；實踐教學(xué)；改革措施

實踐教學(xué)是整個測繪工程專業(yè)的重要組成部分，是學(xué)生獲得測繪的基本技能、培養(yǎng)動手能力和解決實際問題能力最有效的方法，對提高測繪工程專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。

數(shù)字地形測量學(xué)是測繪工程專業(yè)的一門實踐性強的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是該專業(yè)核心課程之一。它是由測量學(xué)[1]到數(shù)字測圖原理與方法[2-5]，通過改革、實踐、修改、補充、創(chuàng)新而發(fā)展起來的一門適應(yīng)現(xiàn)代測繪技術(shù)和社會生產(chǎn)需要的新課程。為了培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，我院不僅安排了大量的課間實驗和實習(xí)課程，而且還安排了為期5周的集中實習(xí)，除此以外，圍繞數(shù)字地形測量學(xué)實踐內(nèi)容，學(xué)院從2006年開始，每年舉辦測繪實踐技能大賽。教育部高等學(xué)校測繪學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會、國家測繪地理信息局職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心和中國測繪學(xué)會聯(lián)合主辦“全國高等學(xué)校測繪技能大賽”，2009年首屆在河南理工大學(xué)舉行，共有32個代表隊參加比賽[6]。2012年第二屆在北京建筑大學(xué)舉行，共有55個代表隊參加比賽。2014年第三屆在河南城建學(xué)院舉行，共有76個代表隊參加比賽。我院均派代表隊參加，取得了較好的成績，但也存在一些問題，為此本文從測繪技能大賽成功經(jīng)驗和教訓(xùn)出發(fā)，就如何進行數(shù)字地形測量學(xué)教學(xué)改革進行探討，提出了實踐教學(xué)內(nèi)容、實踐環(huán)節(jié)教學(xué)、實踐實習(xí)基地、實踐教學(xué)手段等方面的改革措施。

1測繪技能大賽經(jīng)驗和教訓(xùn)

開展大學(xué)生測繪技能大賽，對于提高大學(xué)生的實踐操作能力，提高測繪工程人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。

1.1學(xué)院測繪實踐技能大賽

學(xué)院測繪實踐技能[7]由測繪學(xué)院分團委精心策劃和組織，學(xué)院老師和測繪實驗教學(xué)中心老師擔(dān)任指導(dǎo)老師和評委。大賽分理論知識和實際操作兩輪進行。理論知識比賽由小組中的兩名隊員參加，實際操作(包括導(dǎo)線測量和三等水準(zhǔn)測量)比賽則4名成員集體參加。比賽總分按100分計，理論知識和實際操作分別占總分的20%和80%。大賽要求在已學(xué)數(shù)字地形測量學(xué)課程的基礎(chǔ)之上對實用測繪技能進行更深一層次的掌握，從而促進同學(xué)對專業(yè)知識的理解，并且為廣大愛好測繪的同學(xué)提供一個展示自己證明自己的大舞臺。主要經(jīng)驗和教訓(xùn)有以下3點。1)參賽選手們熟練操練測量儀器，嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的記錄和精確的計算勾勒出了一派濃濃的競技和交流氛圍。大賽的另一個亮點就是報名參賽的人數(shù)很多。他們積極參與比賽，以鍛煉展示自己的測繪技能，培養(yǎng)自己的專業(yè)興趣。2)許多小組被淘汰的原因之一就是涂改原始觀測數(shù)據(jù)，比賽規(guī)則是不管計算結(jié)果合格與否均淘汰，目的在于讓學(xué)生懂得測量數(shù)據(jù)的重要性，涂改數(shù)據(jù)或者偽造數(shù)據(jù)將會給國家建設(shè)帶來嚴(yán)重的后果，從學(xué)校起，就應(yīng)該養(yǎng)成良好的職業(yè)道德、精益求精的精神。比賽中我們還發(fā)現(xiàn)，一些同學(xué)對測量概念還不是很清楚。例如，對水準(zhǔn)測量測段的概念不清楚；對閉合導(dǎo)線角度閉合差的分配原理沒有理解等，導(dǎo)致內(nèi)業(yè)計算成果不符合要求而遭到淘汰。3)一支隊伍要想取得好成績，隊員之間的團結(jié)協(xié)作是十分重要的。例如，參賽選手盡管有盡快完成比賽任務(wù)、拿到好名次的愿望，但往往是互相幫助不夠，有些參賽隊往往是一個隊員計算，其他幾個隊員在旁邊看；有些參賽隊大家均在計算，但由于配合不好，導(dǎo)致計算結(jié)果不正確，延長了計算時間。

1.2全國高等學(xué)校測繪技能大賽

全國高等學(xué)校測繪技能大賽主要包括四等水準(zhǔn)測量、一級電磁波測距導(dǎo)線測量和1∶500數(shù)字地形圖測繪3個板塊，2016年，增加了測量軟件設(shè)計板塊，全部覆蓋數(shù)字地形測量學(xué)的教學(xué)內(nèi)容。四等水準(zhǔn)測量和一級電磁波測距導(dǎo)線測量競賽，要求參賽隊在1.5小時(內(nèi)外業(yè))內(nèi)，4名參賽選手必須輪換進行外業(yè)的測量和記錄工作，共同完成內(nèi)業(yè)計算。1∶500數(shù)字地形圖測繪競賽要求，2009年、2012年采用全站儀草圖法測繪，2014年改成按照GNSS RTK方式測圖，必須在3小時內(nèi)完成指定測區(qū)的1∶500地形圖測繪。評分主要從參賽隊的作業(yè)速度、觀測質(zhì)量和計算成果等方面考慮，采用百分制。其中測量及成果質(zhì)量成績70分，按照相應(yīng)的競賽細則規(guī)定計算，作業(yè)速度成績30分。主要經(jīng)驗和教訓(xùn)：比賽成績反映了學(xué)生的訓(xùn)練水平和教師的指導(dǎo)水平，比賽培養(yǎng)了選手們團結(jié)協(xié)作的團隊意識和測繪人不怕苦、不怕累的優(yōu)秀品質(zhì),提高了學(xué)生的實踐動手能力。問題主要體現(xiàn)在一些代表隊的訓(xùn)練水平不夠，參賽訓(xùn)練注重了技能訓(xùn)練，而忽視了心理素質(zhì)訓(xùn)練等[8-9]。

2數(shù)字地形測量學(xué)課程實踐教學(xué)改革

無論是數(shù)字地形測量學(xué)課程實踐教學(xué)，還是測繪技能大賽，其宗旨就是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力[10-11]。從提高教學(xué)質(zhì)量和測繪技能大賽舉辦的成功經(jīng)驗和教訓(xùn)來看，必須對數(shù)字地形測量學(xué)實踐教學(xué)模式[12]進行改革。主要改革措施有如下4個方面。

2.1實踐教學(xué)內(nèi)容改革

數(shù)字地形測量學(xué)課程實踐教學(xué)包括兩部分內(nèi)容：一是授課過程中穿插的課間實驗；二是集中實習(xí)。對這兩部分內(nèi)容的改革,不僅要體現(xiàn)出學(xué)生基本實踐能力的培養(yǎng)，而且應(yīng)反映出測繪新技術(shù)的發(fā)展，涵蓋測繪技能大賽比賽內(nèi)容,體現(xiàn)目前生產(chǎn)單位測圖方式，很好地與生產(chǎn)實際相結(jié)合。因此，實踐教學(xué)內(nèi)容除了保持全站儀測圖內(nèi)容外，應(yīng)加強GPS RTK測圖方式實踐教學(xué)，增加GPS RTK測量課間實習(xí)和集中實習(xí)，使學(xué)生學(xué)會不同的地形場合采用不同的作業(yè)模式，通過數(shù)字測圖軟件，從而測繪形成符合規(guī)范要求的1∶500數(shù)字地形圖。

2.2實踐教學(xué)條件建設(shè)

實踐教學(xué)條件建設(shè)主要包括儀器設(shè)備、數(shù)字測圖軟件和實習(xí)場地建設(shè)。首先，加大測量儀器設(shè)備更新和購置的力度，完善以武漢大學(xué)校園為基礎(chǔ)的數(shù)字測圖外業(yè)場地基礎(chǔ)測量設(shè)施，構(gòu)建專門的數(shù)字測圖軟件實驗室，升級數(shù)字測圖軟件，以滿足學(xué)生實習(xí)數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)成圖的需要。完善和擴大以學(xué)生信息化創(chuàng)新實驗室為基礎(chǔ)的室內(nèi)數(shù)字測圖模擬場地，滿足學(xué)生利用課余時間到實驗室操練的需要。其次，學(xué)院積極加大建設(shè)校外實習(xí)基地，先后與多個生產(chǎn)單位聯(lián)合建立實習(xí)教學(xué)基地，如大花嶺實習(xí)基地等。2015年6月，武漢大學(xué)和湖北科技學(xué)院簽約了合作共建測繪地理信息實習(xí)基地協(xié)議，基地經(jīng)過4個月的建設(shè)于當(dāng)年11月初通過驗收。11月中旬，學(xué)院測繪工程專業(yè)2014級330名本科生赴該實習(xí)基地開展了為期2周的數(shù)字測圖集中實習(xí)，圓滿完成了實習(xí)任務(wù)。該實習(xí)基地投入使用，不僅解決了數(shù)字地形測量學(xué)集中實習(xí)場地問題，而且也是測繪技能大賽理想場地，同時也為測繪工程專業(yè)及相關(guān)專業(yè)其他課程的實習(xí)提供了實驗環(huán)境。

2.3實踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革

1)數(shù)字地形測量學(xué)課程每次集中實習(xí)都更新實習(xí)指導(dǎo)書，并及時分發(fā)給每個學(xué)生，使學(xué)生了解實習(xí)各個階段的實習(xí)任務(wù)和目的要求。每次實習(xí)都要安排學(xué)院主管教學(xué)的副院長進行實習(xí)總動員，強調(diào)實習(xí)的重要性，要求學(xué)生們牢固樹立團隊協(xié)作精神，確保人身和儀器安全。

2)心理輔導(dǎo)和技術(shù)指導(dǎo)相結(jié)合，是實踐教學(xué)環(huán)節(jié)全過程監(jiān)控的核心。一方面，考慮到實習(xí)外業(yè)強度大，外界干擾因素多，學(xué)生們需要攜帶測繪儀器進行實習(xí)工作，教師要注重學(xué)生的心理輔導(dǎo)和溝通，使學(xué)生保持良好的心態(tài)和體能，保質(zhì)保量地完成實習(xí)任務(wù)，也為今后參加類似的技能大賽打下良好的基礎(chǔ)。除此以外，教師要注重學(xué)生的技術(shù)指導(dǎo)。既要強調(diào)對測量中“三基(基本概念、基本計算、基本方法)”能力的訓(xùn)練，又要注意學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，如在圖根控制測量控制點的分布，數(shù)字測圖中外業(yè)跑點技巧等，這些都關(guān)系到數(shù)字測圖成果質(zhì)量。注意發(fā)揮組長和骨干作用，在實習(xí)的每一個階段及時召開組長會議，以便教師及時掌握各組情況，隨時隨地解決實習(xí)中學(xué)生遇到的各種技術(shù)問題。另一方面，從測繪技能大賽比賽情況來看，成果質(zhì)量至關(guān)重要，而要保證成果質(zhì)量，必須在每一個環(huán)節(jié)按照規(guī)范要求執(zhí)行。因此，在學(xué)生實習(xí)的時候，就應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進行正確的觀測和記錄，對誤差超限和錯誤的數(shù)據(jù)要及時發(fā)現(xiàn)、及時重測，避免出現(xiàn)誤測、誤記、漏記的現(xiàn)象，更不允許偽造數(shù)據(jù)，應(yīng)確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和真實。

3)嚴(yán)把實習(xí)報告質(zhì)量關(guān)和實習(xí)考核，也是實踐教學(xué)環(huán)節(jié)必不可少的環(huán)節(jié)。實習(xí)結(jié)束前，集中一天的時間對學(xué)生進行動手能力、計算能力和基本技能等考核，有利于掌握學(xué)生實習(xí)成效。實習(xí)報告的撰寫必須符合實習(xí)指導(dǎo)書的要求。報告中必須有數(shù)據(jù)處理和分析、成果質(zhì)量評價、遇到問題的解決方案、實習(xí)工作情況及個人的心得體會等。對不符合要求實習(xí)報告需要重寫,杜絕抄襲。

2.4實踐教學(xué)手段改革

實踐教學(xué)手段改革以培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力為目標(biāo)，將“講課、實驗、討論、答疑”等有機結(jié)合起來，形成了多媒體、網(wǎng)絡(luò)、錄像和虛擬仿真教學(xué)等多種教學(xué)方法和教學(xué)手段[13-15]。先后建立數(shù)字地形測量學(xué)網(wǎng)站和地面數(shù)字化測圖模擬與仿真平臺，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)?，F(xiàn)正在以申報國家測繪虛擬仿真實驗教學(xué)中心為契機，借助于學(xué)院購置的一套虛擬現(xiàn)實設(shè)備“公共安全可視化分析系統(tǒng)” ，利用系統(tǒng)所提供的二次開發(fā)功能，開發(fā)虛擬數(shù)字測圖實習(xí)平臺，將虛擬數(shù)字測圖實習(xí)平臺與傳統(tǒng)數(shù)字測圖實習(xí)相結(jié)合，構(gòu)造虛擬測繪實驗儀器和虛擬數(shù)字測圖實習(xí)環(huán)境。通過該平臺，學(xué)生可以在一個虛擬的環(huán)境中較快捷地熟悉全站儀等測繪儀器的使用，并提前了解一些錯誤操作可能帶來的不良影響，掌握水平角觀測、垂直角觀測、距離測量、水準(zhǔn)測量、導(dǎo)線測量、碎部測圖等方法，為實地測量做好相關(guān)準(zhǔn)備。

3結(jié)束語

實驗實習(xí)作為數(shù)字地形測量學(xué)課程的重要組成部分，是理論聯(lián)系實際的橋梁和紐帶，對掌握測繪的基本技能和基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、團隊協(xié)作意識、耐心和不怕苦、不怕累的優(yōu)秀品質(zhì)等方面起著非常重要的作用。論文從提高教學(xué)質(zhì)量和測繪技能大賽舉辦的成功經(jīng)驗和教訓(xùn)，對數(shù)字地形測量學(xué)實踐教學(xué)如何改革提出了有效的措施，對高等學(xué)校教學(xué)改革有一定的借鑒作用。

參 考 文 獻

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收稿日期:2014-06-29；修改日期: 2014-08-19

基金項目：湖北省高等學(xué)校省級教學(xué)研究項目資助(2013009)；武漢大學(xué)測繪學(xué)院本科專業(yè)綜合改革教學(xué)研究項目項目資助;2016武漢大學(xué)實驗教學(xué)中心開放實驗項目資助。

作者簡介：花向紅(1963-)，男，博士，教授，主要從事工程測量與三維激光掃描數(shù)據(jù)處理方向和測繪工程教學(xué)研究工作。

中圖分類號G642；P21

文獻標(biāo)志碼A

doi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.03.020

Discussion on the Teaching Reform of the Digital Topographic Surveying Based on Geomatics Skill Competition

HUA Xianghong，XIANG Dong，ZOU Jingui，ZHAO Lan

(School of Geodesy and Geomatics, Wuhan University，Wuhan 430079，China)

AbstractBased on the experiences and lessons of geomatics skill competition, the necessity and significance of teaching reform for the digital topographic surveying are discussed in this paper.The reform measures of the digital topographic survey course are given in the practice teaching content, practice teaching environment，practice teaching process and practice teaching methods.

Key wordsgeomatics skill competition；digital topographic surveying；practice teaching；reform measures