解析模擬仿真法在工程測量理論教學中的應用

李敏　羅彩霞

[摘 要]工程測量是一門技術性、實踐性、應用性非常強的課程，既有豐富的測繪理論，又有大量的實際操作技術。在工程測量理論教學過程中，如何搜集資料、處理教材、創設情境等是重要的教學內容。可以將模擬教學法應用到儀器操作，測量原理、方法和步驟中去，并在實施過程中改進模擬仿真教學中存在的一些問題。

[關鍵詞]模擬仿真法 工程測量 模擬教學

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）09-0169-02

工程測量課是一門技術性、實踐性、應用性非常強的科目，既有豐富的測繪理論，又有大量的實際操作技術。現階段，本課程用得最多就是“教、學、練、操作一體化”的教學模式，表面上看起來教學效果較好，因為教學組織靈活，先在教室上課，學習測量的基本知識、方法以及儀器的構造和使用，然后學生分組進行實訓，老師進行現場指導，必要時進行操作演示，但實際上上課班級人數較多，教學效果一般。主要表現在：在課堂上講理論時，不夠形象、具體，學生感覺空洞，理解較難，進而使得書本與實際差距較大，再到實訓時稀里糊涂的就混過去了，而且學生每學期課程門數較多，接下來又很少有時間去總結。通過多方調查和經驗，發現“教、學、練、操作一體化”的教學模式中，課堂理論的教學方法尤為重要，怎樣吸引學生，怎樣讓枯燥的文字變得形象、直觀、具體、生動，讓學生真正能夠理解，能夠使“學、練、操作”得到升華，關鍵就在理論的“教”上。所以，要提高教學質量肯定是應該綜合使用多種教學方法和教學手段，包括多媒體講授、板書講授、網絡學習、視頻教學、示范教學、項目教學、模擬仿真法教學等，其中模擬仿真法一定得用到位，才能真正實現實踐是理論的鞏固和升華。

一、模擬仿真法的基本介紹

在工程測量理論課的教學過程中，主要從搜集資料、處理教材、創設模擬仿真情境或實際工程情境等方面入手，實施模擬教學并在實施過程中改進模擬教學中存在的一些問題，能夠讓儀器的操作，外業的測量過程直觀、形象地展現在學生的面前，讓學生能夠非常深刻的理解和掌握。模擬仿真教學法能在很大程度上彌補客觀條件的不足，為學生提供近似真實的學習環境和過程，提高教學效果。

二、模擬仿真法的如何應用

工程測量的第一、二章是緒論，是一些基本的概念和知識，但也會用到模擬仿真法，如在高斯投影的教學中，主要依靠PPT動畫模擬仿真一個橢圓柱體橫向套在地球上的過程，如圖1。

第三章是水準測量，在學習完水準測量原理后，對于水準儀的認識和操作主要應用到了模擬仿真法，特別是圓水準器的調平過程中利用動畫演示給學生看，然后再以實景動畫的形式模擬一個測站測高差的過程，將整個外業操作完美準確的顯示在學生面前，最后再到室外，模擬施工現場環境，讓學生自己動手操作儀器，測量高程。實習任務：按等外水準測量要求，每組完成一閉合水準路線的觀測任務。這樣，達到了非常好的教學效果。

第四章角度測量的教學中，首先學習角度測量的基本知識，然后通過多媒體模擬仿真角度的測量過程，而且特別對于經緯儀的安置過程，在教學中是一個難點，為了讓學生門能夠非常直觀形象地了解整個過程，便可利用視頻來模擬仿真整個過程。最后同樣再到室外，模擬施工現場環境，讓學生自己動手操作儀器，測量水平角度和豎直角度，以更好地達到教學目標。

第五章是距離測量，距離測量原理比較簡單，但是鋼尺量距主要牽涉到直線定線，而直線定線對于學生是比較陌生的，因此，在教學過程中筆者同樣利用PPT的動畫模擬仿真定線過程，沒有多余的文字，有的只是學生直觀、形象的記憶。

第七章是對于導線的內業計算，此時主要采用的是板書加多媒體的教學方式，而對于前方交會，后方交會，三、四等水準測量和三角高層測量仍然大量用到三維動畫進行模擬仿真法，讓學生在理論課上就能掌握操作應用全過程，再通過外業的實訓練習，真正做到了理論與實踐的相輔相成。第九章教學中通過外業的實景動畫模擬仿真了整個地形圖的測繪過程，包括測量和繪圖。

三、總結

（一）搜集相關資料，做好知識準備

這里所說的準備包括三方面，即教師的心理準備、知識準備和模擬仿真的演示準備。第一，老師必須要有耐心、細心、用心的心理準備，一個思路，一個場景，一個動畫需要花老師很多精力與時間去思考和與同學交流；第二，要有非常豐富的理論和實踐的知識儲備，俗話說：想給學生一滴水，自己得有一桶水；第三，要認真制作模擬仿真的整個過程，通過各種方式如flash、ppt自身動畫，利用CAD等制作動畫，讓很多單單用語言很難讓學生完全明白的知識，能夠非常形象、直觀、準確的展現在學生面前，提高學習效果和效率。

（二）從實際出發，大膽處理好教材

教材應該為教學服務，而教學的主體是學生，因此教師應根據學生的實際情況，因時、因地、因人的不同，根據教學實際需要自主的整合教學內容，甚至可以放棄教材提供的內容自編教材，還可以充分利用現代科學成果和技術手段，使知識結構邏輯性、結構性更強，方便學生理解，同時激發學生學習興趣。

（三）以學生興趣為起點，創設工程實際環境，吸引學生主動參與

學生是教學活動的主體，應用是教學的目的，創設逼真情景與實際工程環境，讓學生對每一個知識點都能直觀清晰的理解，而且知道如何應用，這不僅有利于理解知識，更是激發學生學習興趣，促進學生成長的需要。所以，激發學生的學習動力，培養其好奇心、求知欲，就應根據學生的身心發展規律，創設學生感興趣的直觀形象的情景以及與實際應用相符的工程測量環境，讓學生輕松掌握，并能知道如何學以致用，只有這樣學生才能積極主動的投入到學習中去。

（四）發揮教師的導引作用，不斷與學生互動，強調師生共同參與

在模擬教學中，學生是學習的主體，因此要倡導學生主動參與，積極探究，充分發揮學生各種潛能，但這并不意味著教師在課堂教學中得被動地跟著學生的思維轉。相反，模擬仿真教學法更需要教師做好模擬仿真的情境和過程的引導，并且教師的引導應貫徹課堂的始終，做到精導妙引。同時，教師要積極與學生溝通、交流、互動，改進模擬仿真情境、動畫、過程，真正做到在工程測量理論部分的教學中，讓枯燥的文字變得形象、直觀、具體、生動，讓學生一目了然，真正準確理解知識，使在“教、學、練、操作”一體化的教學中，“教、學”落到實處，“練、操作”得到升華。

模擬仿真教學法是一種非常好的教學方法，尤其對于實踐性、應用性很強的學科，如何能夠做得更好，需要長時間的從實踐中去探索。在工程測量課程的教學過程中，此教學法能夠讓儀器的操作，外業的測量過程直觀形象地展現在學生的面前，讓學生能夠非常深刻的理解和掌握。而且此方法比單純的教師演示教學更合理。教師在教室演示時，整個教室坐的人很多，一般都是三四十到七八十個，因此只有少數人能看清楚老師的演示過程，而通過多媒體的模擬仿真情境和實際工程環境，就能夠照顧到所有的同學，整體提高教學質量。

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[責任編輯：鐘 嵐]