王春林，苑晨丹，徐超

（赤峰學(xué)院建筑與機(jī)械工程學(xué)院，內(nèi)蒙古赤峰024000）

非測繪專業(yè)全站儀教學(xué)課程優(yōu)化實踐研究

王春林，苑晨丹，徐超

（赤峰學(xué)院建筑與機(jī)械工程學(xué)院，內(nèi)蒙古赤峰024000）

針對現(xiàn)階段全站儀的教學(xué)要求和普遍使用的教學(xué)方法，提出一個全站儀室內(nèi)實踐性教學(xué)設(shè)計方案，在教學(xué)模式、過程考核及評價、課后教學(xué)及補(bǔ)充上形成一個系列的全站儀學(xué)習(xí)評價體系.實踐表明，本方案可以提高非測繪專業(yè)全站儀的教學(xué)效果，有助于學(xué)生綜合能力的提高.

工程測量學(xué)；教學(xué)改革；實踐教學(xué)

全站儀在當(dāng)今工程建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用已愈加廣泛，全站儀測量技術(shù)已成為建筑類高職高專學(xué)生的專業(yè)核心課程之一，也是土木工程類本、?？茖W(xué)生的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程內(nèi)容.《土木工程指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》中，對測量學(xué)的定位為專業(yè)技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)知識領(lǐng)域，其中對全站儀的要求是了解全站儀的基本構(gòu)造、工作原理，掌握全站儀的使用.而課時推薦為2課時，包含儀器構(gòu)造、發(fā)展和應(yīng)用、基本操作、基本測量功能即角度距離測量、全站儀坐標(biāo)、放樣、對邊、懸高、后方交會和面積測量等程序測量功能.且全站儀的型號種類繁多，給教學(xué)工作增加了難度.鑒于此，筆者就教學(xué)方法與教學(xué)設(shè)計進(jìn)行了研究和比較.

1 教學(xué)方法

現(xiàn)階段工程測量技術(shù)正朝著信息化、智能化方向發(fā)展，對測量學(xué)的教學(xué)改革一直是各高校的研究課題之一.如岳建平等就該課程的教材建設(shè)和教學(xué)方法進(jìn)行了探討[1]；徐金鴻等對課程內(nèi)容設(shè)置和教學(xué)中的突出問題進(jìn)行了研究[2]；趙健赟等對測繪專業(yè)提出了教學(xué)優(yōu)化方案[3].

關(guān)于教學(xué)方法，比較典型的有項目教學(xué)、多媒體教學(xué)、理實一體化教學(xué)、案例教學(xué)法[4]、任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法[5]、全站儀模擬器、以老帶新（高年級同學(xué)帶低年級同學(xué)學(xué)習(xí)）等形式.各教學(xué)法圍繞的問題均圍繞3基本個問題：理論、實踐、教學(xué)時間.因此，有效取舍、將各教學(xué)方法融合，同步解決理論、實踐、教學(xué)時間三者間的關(guān)系，增強(qiáng)教學(xué)節(jié)奏的把握，在全站儀教學(xué)過程中顯得尤為重要.基于這種理念，筆者選擇了同層次同教學(xué)要求的班級，在2013-2015年內(nèi)對6個班級進(jìn)行了如下教學(xué)方法的嘗試：

（1）所有的教學(xué)方法所用時間，均超過《土木工程指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》所推薦的2課時的學(xué)時數(shù).這說明了要么從單個知識點的深度、要么從知識的廣度，教學(xué)內(nèi)容均需要增加，才能滿足土木工程學(xué)生就業(yè)的需要.

（2）在教學(xué)過程中學(xué)生的有效操作全站儀的時間有限.扣除理論講解時間、給學(xué)生答疑的時間、熟悉儀器設(shè)備的時間，課內(nèi)學(xué)生可以完成有效的全站儀測量時間不足1學(xué)時，很難達(dá)到掌握全站儀使用的教學(xué)要求.

（3）理論與實踐不易同步，板書及多媒體，有助于學(xué)生對理論的認(rèn)知，缺少對測量工具的直觀認(rèn)識，實踐類的教學(xué)活動，有助于加強(qiáng)學(xué)生的操作熟練度，但容易形成知其然不知其所以然的認(rèn)知結(jié)果.

（4）以老帶新的教學(xué)方式，受老生學(xué)習(xí)深度的不同，教學(xué)效果差異性較大.

（5）案例教學(xué)受學(xué)生對其他專業(yè)知識的影響較大，對學(xué)生的綜合素質(zhì)要求較高.

2 教學(xué)設(shè)計

總結(jié)各種教學(xué)方法的優(yōu)劣，考慮利用手機(jī)這個同學(xué)們離不開的工具，融入工程上逐步開始使用的各類免費(fèi)手機(jī)APP資源，進(jìn)行如下的全站儀教學(xué)方案設(shè)計：

2.1 教學(xué)模式

結(jié)構(gòu)體系：導(dǎo)向、呈現(xiàn)、組織練習(xí)、指導(dǎo)練習(xí)和獨(dú)立練習(xí).第一階段建立學(xué)習(xí)任務(wù)框架，明確全站儀的學(xué)習(xí)目標(biāo)、需要達(dá)到的操作水平，安排課程進(jìn)度、陳述與以往知識的關(guān)系；第二階段呈現(xiàn)，在測量過程中分步解釋全站儀的構(gòu)造、功能、基本操作等概念、特征、規(guī)則；第三階段組織聯(lián)系，相互檢核；第四階段指導(dǎo)聯(lián)系，評估教學(xué)成果；第五階段課外補(bǔ)充，獨(dú)立練習(xí)，社會實踐，自我提高.如圖1所示.

教師在這一階段的作用是提供相關(guān)知識、幫助學(xué)生調(diào)整進(jìn)度并進(jìn)行強(qiáng)化.達(dá)到的教學(xué)效果應(yīng)為學(xué)生掌握進(jìn)度的能力、學(xué)習(xí)動機(jī)的促進(jìn)、掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容和技能.[6]

圖1 教學(xué)指導(dǎo)模式圖

2.2 課堂內(nèi)教學(xué)活動：多站同維度設(shè)站練習(xí)

儀器設(shè)備準(zhǔn)備全站儀、三腳架.

根據(jù)班級進(jìn)行人員分組，5～6人1組，每組1臺全站儀，每側(cè)不超過3人，以便較好的觀察全站儀的操作過程.

教師演示用1臺全站儀，學(xué)生各組自由設(shè)站，教師介紹儀器的構(gòu)造、特征、基本操作，進(jìn)行整平教學(xué).

利用懸高測量測定各全站儀的儀器高，教師用演示免棱鏡測定某一同學(xué)身高為例，讓學(xué)生擴(kuò)展思維到儀器高的測量上，各分組互相測定儀器高，培養(yǎng)分組間合作的精神.

利用對邊測量進(jìn)行相鄰測站間的距離測定，可用鋼尺測量進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查，進(jìn)行誤差分析.

利用角度測量測定站點與相鄰站點間的水平角.

利用手機(jī)辦公軟件，如WPS、OFFICE（其中的EXCEL功能）等APP，各組自己設(shè)計計算除本站外的其余各站點對中點連線的面積，用手機(jī)有CAD功能的APP進(jìn)行測站點平面草圖的繪制，用全站儀面積測量進(jìn)行核定.

教師演示碎部測量，自由設(shè)置演示全站儀坐標(biāo)系，教師演示碎部測量，內(nèi)容是測定將所有學(xué)生設(shè)站點的對中點坐標(biāo).

表1 教學(xué)內(nèi)容補(bǔ)充

各站點學(xué)生用教師碎部測量本站對中點坐標(biāo)進(jìn)行測站設(shè)置，由學(xué)生后視教師演示測站點，進(jìn)行坐標(biāo)系建立.

完成多站同維度設(shè)站，觀測其余同學(xué)們的站點坐標(biāo)，與教師碎部測量演示觀測結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)比對.

坐標(biāo)放樣練習(xí)，在同學(xué)們所觀測坐標(biāo)附近，設(shè)定一坐標(biāo)，通過全站儀放樣進(jìn)行放樣工作.如有障礙物遮擋待測站點，進(jìn)行偏心測量練習(xí)，由其他站點的同學(xué)完成測量結(jié)果驗證.

完成室內(nèi)多站同維度設(shè)站練習(xí).

教學(xué)過程中，學(xué)生有對原理不清楚的，輔助多媒體教學(xué)進(jìn)行說明.

2.3 該教學(xué)設(shè)計的特點

解決了測量對象的不統(tǒng)一：以往對邊測量教學(xué)需要測定某兩點，各分組在室外實踐過程中，找的對象不同，遇到問題不易及時解決.

解決懸高測量的檢查與評價：教材內(nèi)的懸高測量一般選擇空中某點，如電線、路燈等，檢查評定工作費(fèi)時費(fèi)力，用本教學(xué)方案，學(xué)生如懸高測量不準(zhǔn)確，所測定的站點測站設(shè)站參數(shù)誤差就大，導(dǎo)致碎部測量過程中，與其他分組測量數(shù)據(jù)明顯不一致，便于檢驗，同學(xué)們相互之間的檢驗，對同學(xué)們來說也更有說服力.

碎部測量轉(zhuǎn)站：碎部測量轉(zhuǎn)站教學(xué)演示工作時間較長，主要花在對中、整平上，用本方案進(jìn)行教學(xué)的時候，碎部測量點、轉(zhuǎn)站坐標(biāo)點、后視點均有全站儀，無需重新對中整平.

教學(xué)時間：測量過程中，全站儀的儀器構(gòu)造、發(fā)展和應(yīng)用、基本操作、基本測量功能即角度距離測量、全站儀坐標(biāo)、放樣、對邊、懸高、后方交會和面積測量等程序測量功能，每項功能演示教學(xué)約3～4分鐘，演示一遍需要1課時時間，而每次演示教學(xué)工作大約只有10幾個人能在1臺全站儀前完全看清楚操作程序.一次講解只能1～2組人聽得清，由這個教學(xué)設(shè)計開始，全班各分組均實時參與到教學(xué)活動中來，增加了有效的設(shè)備操作時間、學(xué)習(xí)時間.

完成整個教學(xué)過程，對全站儀的大部分使用功能均能有所涉及，實踐講解時間只需1次，以往3～4學(xué)時的教學(xué)時間，現(xiàn)用2學(xué)時即可完成，且教學(xué)活動中增加了趣味性，又有手機(jī)APP等同學(xué)們拿在手里卻不知道的新功能認(rèn)知，即完成了知識點的學(xué)習(xí)，又拓展了同學(xué)們的生活視野，還培養(yǎng)了同學(xué)們的集體合作意識，一舉多得.

教學(xué)活動中可以用不同型號全站儀，在教學(xué)過程中體驗不同廠家、型號的設(shè)備使用差別.

測站都擺在室內(nèi)，可以體會測站間的最小觀測距離、說明書推薦觀測距離的原因，同時避免天氣變化對測量教學(xué)的影響等.

2.4 教學(xué)補(bǔ)充

為提高學(xué)生的動手能力，豐富應(yīng)用型本、?？茖W(xué)生的課余生活，組織開展測量比賽；鑒于測量技術(shù)的不斷更新發(fā)展，組織儀器商家的新儀器、新設(shè)備的學(xué)生社團(tuán)活動，讓學(xué)生不出校園，就能夠看到最新型的測繪設(shè)備，了解最新的測繪技術(shù).以此作為教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充，讓學(xué)生在教學(xué)活動中體會社會的進(jìn)步、教育的與時俱進(jìn).

3 教學(xué)評價

作為過程性考核其中的重要組成部分，這在測量實踐過程中一直是難點，實踐引入課堂內(nèi)，在課內(nèi)完成考核評價，更有利于得到公平有效的成績，考核結(jié)果有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，加強(qiáng)課堂教學(xué)的管理.分?jǐn)?shù)設(shè)置按照儀器操作、完成時間、誤差分析、教學(xué)紀(jì)律、擴(kuò)展性問題提出幾方面來設(shè)定，分?jǐn)?shù)分布及評分標(biāo)準(zhǔn)見表2.

表2 課堂考核成績評定標(biāo)準(zhǔn)

通過項目的課堂考核評價，調(diào)動學(xué)生對全站儀測量實踐技能的學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生對全站儀基本操作、基本測量內(nèi)容的完成情況、操作技能都有了自我檢查的條件，完成從自檢到相互檢查的過程，在合作中學(xué)習(xí)知識，在認(rèn)知中學(xué)會自我評價，從而提高教學(xué)效果，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)素質(zhì).

4 結(jié)束語

這個多站同維度設(shè)站練習(xí)教學(xué)方案設(shè)計，在施工現(xiàn)場是不多見的，但在教學(xué)過程中，卻十分有效，在2015年的教學(xué)過程中，取得了明顯的效果.從這個教學(xué)方案的設(shè)計過程中，體會在不同條件下，用不同解決方式來面對問題.以往講應(yīng)用型教學(xué)改革方向，是要與實踐相結(jié)合，貼近生產(chǎn)實踐、貼近工程應(yīng)用，向生產(chǎn)實踐看齊.但從這個方案上講，教學(xué)的項目設(shè)計，不等同于生產(chǎn)實踐的項目設(shè)計，教學(xué)要完成的，是理論的由淺入深，研究對新實物的認(rèn)知過程變化，讓學(xué)生建構(gòu)一個知識體系，需要一個針對教學(xué)的獨(dú)立項目設(shè)計.因此，應(yīng)用型教學(xué)改革的方向，是讓同學(xué)們?nèi)?、系統(tǒng)的了解理論的基礎(chǔ)上，了解工程應(yīng)用，會分析工程實際對理論知識的需求，并在此基礎(chǔ)上學(xué)會認(rèn)知、學(xué)會合作、學(xué)會自我審視，這樣才可以更好的完成高等學(xué)校的基本工作任務(wù).[7]

〔1〕岳建平,方露.“工程測量學(xué)”課程教學(xué)方法探討[J].測繪通報,2010（12）:91－93.

〔2〕徐金鴻,鄧明鏡，劉國棟，等．《工程測量學(xué)》課程教學(xué)改革探索[J]．測繪科學(xué),2010,35（s1）:239－240.

〔3〕趙健赟,宋宜容.“工程測量學(xué)”課程教學(xué)優(yōu)化實踐[J].測繪科學(xué),2015,40（6）:162－166．

〔4〕龔振文,王慶.農(nóng)科院校水利工程測量課程案例教學(xué)法探討[J].山西建筑,2015（4）:238-240.

〔5〕武同元,韋國和,居向明.任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法在《地形測量》課程中的應(yīng)用探索[J].北京測繪，2014（2）：140-142.

〔6〕Bruce Joyce,Marsha Weil,Emily Calhoun，教學(xué)模式[M].北京：中國人民大學(xué)出版社,2014.4.

〔7〕王春林,王延麗,王英杰,應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下的測量學(xué)教改問題研究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版）,2019（9）：255-256.

G642

：A

：1673-260X（2017）03-0196-03

2016-10-03

赤峰學(xué)院建筑與機(jī)械工程學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式研究與實踐（JGXM201405）；應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下的專業(yè)主干課程改革研究與實踐——以《測量學(xué)》課程為例（JGXM201519）