測(cè)量學(xué)實(shí)踐教學(xué)模式的探索與研究

楊玲霞

0 引言

測(cè)量學(xué)是我校成人教育學(xué)院建筑工程技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。課程的主要任務(wù)是學(xué)習(xí)本專業(yè)所必須的測(cè)量基本理論、基本知識(shí)、基本方法和基本操作技能，為培養(yǎng)建筑工程一線施工與管理專業(yè)人才奠定基礎(chǔ)。我校2010年的建筑工程技術(shù)專業(yè)教學(xué)計(jì)劃修訂后，在原有教學(xué)內(nèi)容基本不變的情況下，面授課時(shí)數(shù)由最初的72課時(shí)，降為現(xiàn)在的36課時(shí)(包括實(shí)驗(yàn))。如何在有限的課時(shí)內(nèi)保證和提高測(cè)量學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，探索更好的教學(xué)模式，就是目前擺在我們面前的主要問題。

1 合理安排實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)時(shí)間

測(cè)量實(shí)驗(yàn)是比較重要的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，通過實(shí)驗(yàn)掌握測(cè)量?jī)x器的安置、觀測(cè)、記錄、計(jì)算等過程，真正掌握測(cè)量的基本方法和基本技能。根據(jù)教學(xué)實(shí)際情況，將測(cè)量實(shí)驗(yàn)穿插在課堂教學(xué)過程中，也就是在講授相關(guān)章節(jié)的同時(shí)進(jìn)行課間實(shí)驗(yàn)，依據(jù)測(cè)量學(xué)教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)，教學(xué)大綱要求實(shí)驗(yàn)課共開設(shè)8個(gè)學(xué)時(shí)，其中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)，綜合性實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)，內(nèi)容分別是水準(zhǔn)儀操作、經(jīng)緯儀使用、測(cè)回法觀測(cè)水平角和豎直角觀測(cè)，通過這些實(shí)驗(yàn)使學(xué)生了解儀器的基本結(jié)構(gòu)、測(cè)量原理、實(shí)際操作方法、步驟以及計(jì)算的基本方法，同時(shí)也為下一步的實(shí)習(xí)打下基礎(chǔ)。

測(cè)量實(shí)訓(xùn)安排在課堂教學(xué)全部結(jié)束之后進(jìn)行，是各項(xiàng)試驗(yàn)的綜合練習(xí)，也是對(duì)整個(gè)測(cè)量課程的系統(tǒng)性復(fù)習(xí)和強(qiáng)化。使學(xué)生全面了解和綜合掌握所學(xué)的知識(shí)，達(dá)到實(shí)踐印證理論，理論指導(dǎo)實(shí)踐的目的。

根據(jù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)，集中實(shí)訓(xùn)時(shí)間為1周;實(shí)訓(xùn)內(nèi)容有水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正、四等水準(zhǔn)測(cè)量、圖根導(dǎo)線測(cè)量、數(shù)據(jù)處理和施工放樣五個(gè)方面的實(shí)習(xí)內(nèi)容;實(shí)習(xí)分組進(jìn)行，每小組6人，每班配備一名實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師。

2 增加實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備

目前我校學(xué)生實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)所用儀器都從相關(guān)大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室租用，教學(xué)儀器和設(shè)備根本不能滿足學(xué)生實(shí)訓(xùn)的要求，一方面體現(xiàn)在教學(xué)儀器的數(shù)量。比如每6人的小組，應(yīng)該同時(shí)具有水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀兩套設(shè)備，但是學(xué)校考慮到實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)的問題，會(huì)租用相對(duì)較少的儀器，每小組往往只有一套設(shè)備，要么是水準(zhǔn)儀要么是經(jīng)緯儀，水準(zhǔn)測(cè)量完畢的學(xué)生想用經(jīng)緯儀測(cè)量就得去經(jīng)緯儀那組互換，如果經(jīng)緯儀這組學(xué)生還沒有測(cè)量完畢，那么學(xué)生就得等待，浪費(fèi)很多寶貴時(shí)間，也降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。另一方面是教學(xué)儀器的性能往往不一致。比如租來的同是經(jīng)緯儀，有的是DJ6型號(hào)光學(xué)經(jīng)緯儀、有的是電子經(jīng)緯儀;同時(shí)不同廠家的經(jīng)緯儀構(gòu)造多多少少都會(huì)有一些不同。同樣，水準(zhǔn)儀有比較老式的微傾式水準(zhǔn)儀，也有自動(dòng)整平水準(zhǔn)儀，沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此我校實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的建設(shè)刻不容緩。根據(jù)我校多年招生的規(guī)模，建筑工程技術(shù)專業(yè)總共2個(gè)班級(jí)，每班45人左右，粗略按100人計(jì)算，如果每6人一小組，每組各兩套儀器(一套水準(zhǔn)儀、一套經(jīng)緯儀)，這樣就需要水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀各17套。

3 建設(shè)固定實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地

實(shí)習(xí)場(chǎng)地是實(shí)踐教學(xué)的課堂，它的完善與否，直接影響教學(xué)的質(zhì)量。目前我校學(xué)生實(shí)習(xí)場(chǎng)地都在我校郭杜校區(qū)內(nèi)進(jìn)行，校區(qū)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地建設(shè)還不是很完善，許多地方還有待改進(jìn)和提高。為了便于在以后的實(shí)習(xí)中組織實(shí)施測(cè)量實(shí)習(xí)，同時(shí)也鑒定學(xué)生的實(shí)習(xí)成果，應(yīng)建立固定的校內(nèi)實(shí)習(xí)場(chǎng)地。在校內(nèi)建立實(shí)習(xí)控制網(wǎng)(三級(jí)導(dǎo)線和四等水準(zhǔn)路線)，導(dǎo)線總長(zhǎng)約2 km，設(shè)置若干永久性測(cè)點(diǎn)，可以是附和線路也可以是閉合線路。在這樣的固定路線和固定測(cè)點(diǎn)實(shí)習(xí)，多次實(shí)習(xí)過程中，實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師熟悉指導(dǎo)場(chǎng)地的情況，在實(shí)習(xí)過程中能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并找到解決問題的方法。

針對(duì)我校郭杜校區(qū)實(shí)習(xí)場(chǎng)地情況，布置了12個(gè)控制點(diǎn)，組成一個(gè)全程2 km的固定閉合線路(見圖1)，實(shí)習(xí)內(nèi)容中的四等水準(zhǔn)測(cè)量和圖根導(dǎo)線測(cè)量都選用本條線路。圖根導(dǎo)線測(cè)量中主要測(cè)量閉合路線的內(nèi)角和導(dǎo)線邊長(zhǎng)，即從起始點(diǎn)1開始到點(diǎn)12依次類推測(cè)量?jī)?nèi)角 β1，β2，β3，β4，β5，β6，β7，β8，β9，β10，β11，β12和邊長(zhǎng) D1，D2，D3，D4，D5，D6，D7，D8，D9，D10，D11，D12。其中測(cè)量?jī)?nèi)角用測(cè)回法，測(cè)量邊長(zhǎng)用鋼尺量距或者視距測(cè)量，在實(shí)際實(shí)習(xí)中我們沒有鋼尺，學(xué)生都采用視距測(cè)量，同時(shí)用視距測(cè)量出的距離也相對(duì)精確。角度測(cè)量時(shí)用經(jīng)緯儀在導(dǎo)線點(diǎn)上設(shè)站，測(cè)量相鄰導(dǎo)線邊之間的水平角。我們知道位于導(dǎo)線前進(jìn)方向左側(cè)的水平角稱為左角，位于右側(cè)的稱為右角，通常觀測(cè)左角，閉合導(dǎo)線以逆時(shí)針為前進(jìn)方向，所以左角也就是我們測(cè)量的閉合多邊形的內(nèi)角。四等水準(zhǔn)測(cè)量采用后—前—前—后(黑—黑—紅—紅)的觀測(cè)順序，也就是在每一測(cè)站上先觀測(cè)后視水準(zhǔn)尺黑面上、中、下絲的讀數(shù)，然后觀測(cè)前視尺黑面上、中、下絲讀數(shù)，再觀測(cè)前視尺紅面中絲讀數(shù)，最后觀測(cè)后視尺紅面中絲讀數(shù)，計(jì)算出黑面所測(cè)的兩點(diǎn)高差h黑和紅面所測(cè)高差h紅，如果h黑-h紅≤±5 mm等其他限差要求，則挪到下一測(cè)站進(jìn)行測(cè)量，直到測(cè)量出所有高差。

為確保測(cè)量實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量，建立相對(duì)固定的水平角、豎直角和高程測(cè)量實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地。比如測(cè)回法觀測(cè)水平角實(shí)驗(yàn)時(shí)布設(shè)如圖2所示實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，點(diǎn)C為測(cè)站點(diǎn)，點(diǎn)A和點(diǎn)B為目標(biāo)方向(點(diǎn)A和點(diǎn)B分別為教學(xué)主樓東北和西北拐角)，從而測(cè)量水平角β。

建設(shè)固定的實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)場(chǎng)地后，每一屆的學(xué)生都在同一場(chǎng)地進(jìn)行實(shí)習(xí)，指導(dǎo)老師也在同一場(chǎng)地指導(dǎo)相同內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)。指導(dǎo)老師熟悉場(chǎng)地情況，在學(xué)生實(shí)習(xí)過程中能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，找到解決問題的方法，同時(shí)也可將上一屆，甚至更上一屆學(xué)生測(cè)量數(shù)據(jù)和本次實(shí)習(xí)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，尋找存在的問題。

圖1 閉合路線布置示意圖

圖2 測(cè)回法測(cè)量水平角實(shí)驗(yàn)示例圖

4 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書

詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書可以節(jié)省講解和布置實(shí)驗(yàn)時(shí)間，使得學(xué)生有更多的時(shí)間用于實(shí)際操作練習(xí)，也方便了教師對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的批閱。

指導(dǎo)書有測(cè)量實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和測(cè)量實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書兩部分，在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中詳細(xì)說明每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的目的、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)方法與步驟、限差要求和注意事項(xiàng)等，并附有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。比如測(cè)回法觀測(cè)水平角實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖钦莆战?jīng)緯儀水平角度的測(cè)量、記錄及計(jì)算。儀器設(shè)備是經(jīng)緯儀一臺(tái)。實(shí)驗(yàn)方法與步驟是安置儀器→粗略整平→瞄準(zhǔn)目標(biāo)→精確整平→讀出數(shù)據(jù)。注意事項(xiàng)是應(yīng)注意儀器設(shè)備的安全，盡量不要把儀器架在道路上;在操作儀器時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)各螺旋力量不要太大;三角架的架腿不要太開也不要太小，要把角架踩實(shí)等。以往我們沒有給出每個(gè)實(shí)驗(yàn)完整的數(shù)據(jù)記錄表格，只說明按教材上某某表格模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄，多次的試驗(yàn)過程中我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的記錄過程并不合理，數(shù)據(jù)記錄表格前后順序顛倒，有的學(xué)生干脆沒有表格，隨意記錄測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)報(bào)告書寫零亂，也給教師批閱帶來困難。為了使學(xué)生養(yǎng)成按規(guī)則記錄的良好習(xí)慣，同時(shí)也使得實(shí)驗(yàn)報(bào)告整齊美觀，在每個(gè)試驗(yàn)說明后面我們都附有試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格，如普通水準(zhǔn)測(cè)量記錄手簿、測(cè)回法觀測(cè)水平角記錄手簿、垂直角觀測(cè)記錄手簿等。

實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書用來說明實(shí)訓(xùn)的計(jì)劃和安排、注意事項(xiàng)、基本方法和技術(shù)指導(dǎo)以及實(shí)習(xí)成績(jī)的考核方式等，學(xué)生通過閱讀實(shí)習(xí)指導(dǎo)，對(duì)實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容和要求有了明確認(rèn)識(shí)，提高實(shí)習(xí)的主動(dòng)性和自覺性。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容里面主要部分是四等水準(zhǔn)測(cè)量和圖根導(dǎo)線測(cè)量的路線布設(shè)。四等水準(zhǔn)測(cè)量中首先要進(jìn)行路線設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地和實(shí)訓(xùn)要求，全組同學(xué)共同協(xié)商，并考慮導(dǎo)線測(cè)量的需要，布設(shè)一個(gè)水準(zhǔn)線路，盡可能構(gòu)成附和或閉合路線，同時(shí)要求圖根導(dǎo)線測(cè)量的路線與四等水準(zhǔn)測(cè)量路線一致。但是多次實(shí)際操作中我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生選點(diǎn)不是非常合理，有些控制點(diǎn)選在松軟的草坪內(nèi)，有些相鄰控制點(diǎn)間出現(xiàn)比較高大茂盛的松樹，有的布置線路時(shí)導(dǎo)線邊長(zhǎng)相差比較懸殊，某些相鄰邊長(zhǎng)之比超過1∶3，再者控制點(diǎn)布置也不是很均勻。這樣就給整個(gè)測(cè)量實(shí)習(xí)帶來諸多不便，不僅浪費(fèi)實(shí)習(xí)時(shí)間，而且也不利于學(xué)生直觀理解。針對(duì)這樣的實(shí)際情況，實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師提前布置好一個(gè)完整的閉合線路，實(shí)習(xí)的時(shí)候指導(dǎo)老師通過實(shí)地實(shí)例直觀講解，說明控制點(diǎn)的選擇理由，如相鄰導(dǎo)線點(diǎn)間應(yīng)通視良好，以便于角度和距離測(cè)量，點(diǎn)位應(yīng)選在土質(zhì)堅(jiān)硬、便于長(zhǎng)期保存和安置儀器的地方等，從而加深理解并使學(xué)生效仿之。

5 結(jié)語

測(cè)量學(xué)是一門實(shí)踐性和技術(shù)性較強(qiáng)的課程，在目前課時(shí)量大量減少的情況下，只能進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，才能保證和提高本課程的教學(xué)質(zhì)量。因此不斷總結(jié)和摸索實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問題，并積極改進(jìn)教學(xué)模式中的不足，是目前也是以后測(cè)量學(xué)要克服的最重要的問題。

［1］ 賈寶平．高職高專非測(cè)繪專業(yè)《工程測(cè)量》課程教學(xué)改革探討［J］．太原大學(xué)學(xué)報(bào)，2007(12):89-92．

［2］ 莫南明．建筑工程測(cè)量實(shí)訓(xùn)教程［M］．重慶:重慶大學(xué)出版社，2007:9．

［3］ 王宏俊，董麗君．建筑工程測(cè)量［M］．南京:東南大學(xué)出版社，2010:2．