“控制測量學”和“GNSS原理”同步教學方法的研究與實踐

王　巖，劉茂華，楊立君

(1. 沈陽建筑大學交通工程學院，遼寧 沈陽 110168； 2. 南京郵電大學,江蘇 南京 210023)

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“控制測量學”和“GNSS原理”同步教學方法的研究與實踐

王巖1，劉茂華1，楊立君2

(1. 沈陽建筑大學交通工程學院，遼寧 沈陽 110168； 2. 南京郵電大學,江蘇 南京 210023)

針對控制測量技術和GNSS技術的發展現狀，結合高校測繪專業教學的實際情況，在廣泛調查的基礎上，提出了“控制測量學”與“GNSS原理”課程同步教學的方法，從理論教學、實踐教學、課程考試3個方面進行了改革，從而達到了促進教學、提升學生專業素質的目的。實踐證明，同步教學方案是可行的、有效的。

控制測量學；GNSS原理；同步教學；教學改革

“控制測量學”是測繪工程本科專業重要的專業基礎課之一，一直以來均以學時多、理論深、內容廣、難度大等特點而備受測繪專業學生和教師的關注與重視。如何改進教學手段、優化教學內容、提升教學效果一直都是擺在授課教師面前的一道難題[1]。

“GNSS原理”是隨著GLONASS系統和北斗系統實現全球定位或區域定位功能之后，由原“GPS原理”課程逐步轉變而來的測繪專業的另外一門重要課程。特別是隨著衛星技術的逐漸成熟，衛星定位精度逐漸提高，“GNSS原理”課程在測繪工程本科專業教學中的地位也逐步提升。

在技術應用方面，隨著衛星技術的逐漸成熟，控制測量的布網工作也從傳統的以三角測量為主轉變為GNSS技術占據壟斷地位，因此，“控制測量學”和“GNSS原理”兩門課程結合日益緊密，原有的教學方法已經無法滿足現階段學習與實踐的需要，需要探討新的教學、實踐與考核方法[2]。

一、課程現狀

傳統的“控制測量學”主要解決控制測量的基準，三角網與導線網的布設方法、觀測方法，控制網的優化設計、成果歸算，控制網平差等方面的問題，已形成了完整、嚴密的理論和精密可靠的實踐方法，為確定大地點的精確位置、研究地球形狀和大小、大陸漂移、海洋面高度和地殼變化等作出了特殊的貢獻。然而，隨著以GNSS技術為代表的現代測繪技術的興起與成熟，傳統的三角測量等控制測量方法已逐漸淡化，控制網的布設逐步被GNSS技術所壟斷。

“GNSS原理”課程是主要解決衛星定位系統的定位原理、測量方法、數據處理方法、GNSS網布設方法等方面的問題。目前大多數高校在此課程的教學過程中均偏重于理論，特別是偏重于數據處理，導致學生一方面對GNSS的操作不夠熟悉、對GNSS網的布設方法理解不夠深入，另一方面在數據處理理論方面花費了過多的時間，容易造成理論與實踐脫節的后果。

因此，針對兩門課程的教學現狀和當前測繪技術的發展情況，并結合多年“控制測量學”與“GNSS原理”課程的教學經驗，本文創造性地提出兩門課程同步教學方法。所謂的課程同步教學是指將“控制測量學”與“GNSS原理”兩門課進行三同步，即同步教學、同步實踐、同步考核，根據兩門課程的特點實現資源共享、優勢互補，以便解決目前教學中存在的諸多問題。[3-5]

二、同步教學方案

1. 同步教學方案的設計

同步教學方式實施后，首先需要制訂一套合理的實施方案，并需要對兩門課程中當前的教學內容進行調整，旨在更加注重對學生實踐能力的培養，適應當前測繪工作的需要，將理論教學與實踐環節充分結合。

方案的制定既要滿足兩門課程基本的教學要求，完成教學大綱所要求的各項內容，又要充分考慮生產實踐的實際情況和用人單位對學生技能的基本要求，同時還要考慮在校學生的接受水平和時間安排。因此，制定同步教學方案的流程如圖1所示[6]。

制訂方案必須在廣泛調研的基礎上進行，因此，通過對測繪生產單位控制測量工作現狀、相關高校開課方法、在校測繪專業本科生對待兩門課程看法，以及測繪專業畢業生信息反饋的調研，參照用人單位對畢業生基本技能的要求與建議，結合“控制測量學”和“GNSS原理”課程的現狀，筆者制訂了初步的同步教學方案。按此方案組織教學，結課后要對學生進行全面的了解，學生畢業后要跟蹤對用人單位進行回訪，并根據反饋信息對同步方案進行修改，不斷完善方案的內容與細節。

2. 理論教學的同步

理論教學的同步是指對“控制測量學”和“GNSS原理”兩門課程進行調整，使其同步授課、同步結課、同步試驗。

首先，將“控制測量學”和“GNSS原理”兩門課程調整至同一學期授課，在“控制測量學”課程中弱化三角測量的理論與方法及數據處理的手段，強化導線測量和GNSS測量的相關內容，與生產實踐充分結合，重點突出GNSS布網流程與方法[7]。

然后，“GNSS原理”課程進一步突出GNSS控制網的布設方法和注意事項，特別是GNSS控制網的數據解算方法，并根據工程控制測量的要求，著重講授不同等級的GNSS控制網所能達到的精度指標和適用環境。

最后，兩門課程適當調整教學進度，將相關的內容安排在同樣的時間段進行，如將控制測量學中的控制網布設方法與GNSS原理中的GNSS網布設方法安排在同一時間段進行授課，然后根據授課內容安排試驗環節[8]。

3. 實踐環節的同步[9]

“控制測量學”和“GNSS原理”兩門課程都是理論與實踐并重的課程，都包含16—24學時的試驗和3—4周的教學實習。實行同步教學之后，對于實踐環節作出了較大改動，兩個課程的試驗與實習統一安排，每次試驗由原有的2學時增加至4—6學時，長學時的試驗可以有更多實習內容進行安排。在保留原有試驗內容的同時，增加了試驗的要求，對于“控制測量學”中的控制網選點與布設試驗，在原來的三角網與導線網選點與布網的基礎上，增加了GNSS網的選點與布網，著重練習GNSS網控制點選點的注意事項；對于“GNSS原理”中的靜態GNSS網觀測試驗，由原有的“三臺接收機四點一時段”改為“三臺接收機六點一時段”，著重練習GNSS網的布網形式與觀測方法，并增加數據處理的難度。

同時，對于兩門課程的實習時間也作了相應的調整，將兩門課程的實習時間放在同一學期，并前后銜接，共計連續6周的實習。實習內容根據同步教學的要求進行了調整，挑選空曠區域，布設10～12點的控制網，利用同樣的控制點進行了四等三角網、一級導線網、E級GNSS網的布設與觀測，并分別進行了解算。第一，擴大了控制網的規模，更有利于學生掌握控制網的布設方法；第二，同一套控制點利用不同方法進行觀測，可以分別進行精度評定，通過對不同方法下的精度指標的對比，可以很好地對3種方法的優缺點進行分析；第三，連續6周的實習使學生系統地掌握了專業知識，增強了專業技能。

4. 課程考核的同步[10]

同步教學中重要的一環即為課程考核的同步，主要體現在3個方面：一是試卷命題時打破了課程的限制；二是增加實踐環節在成績中所占的比重；三是量化實踐環節考核分數。

(1) 試卷命題

同步教學初期，試卷命題時以本學科知識點為主，增加了對方學科的相關內容，尤其是與實踐環節相關的知識點，以促進學科的交融。長遠來看，待時機成熟，可以將兩門課程考試合并為一張試卷，增加試卷的總分值，命題以實例為主，讓學生真正理解相關知識點。

(2) 增加實踐環節的比重

課程考核的總分采用“6-3-1”模式來計算，即試卷分數占總分的60%，實踐環節成績占總分的30%，其余平時成績占總分的10%。“6-3-1”模式充分顧及了各方面的因素，特別是實踐環節，使得學生對實踐教學越來越重視，動手能力隨之增強，達到教學改革的目的。

(3) 量化實踐環節考核得分

以實習為代表的實踐環節一直以來都存在考核不夠透明化、給分隨意性較強、個別同學反響較大的問題，因此需要研究新的實踐環節考核辦法。

在實踐環節考核中，采用四方評分制，即外業考核評分、教師評分、實習小組組長評分、實習小組組員互評4個環節。4個環節評分均采用百分制，打分之后根據其所占的比例進行折合，可以用如下公式來表示

S=Wa+Tb+Lc+Md

(1)

式中，S代表考核總分；W代表外業考核評分；L代表組長評分；M代表組員互評分數；a、b、c、d分別代表每一項評分在實踐考核總分中的比例，其應滿足如下要求

a+b+c+d=1

(2)

三、結束語

“控制測量學”和“GNSS原理”課程同步教學改變了各專業課單一授課的模式，將關系密切的兩個學科進行同步教學、同步實踐、同步考核。實踐證明，兩門課程的同步教學對促進教學改革、改善教學效果、增強學生的動手能力、提升學生的專業素質均有著良好的效果，而且此方案在目前大多數開設測繪工程本科專業的高校中是可行的。

[1]丁士俊,郭際明,程新明,等.“大地測量學基礎”課程啟發法教學幾個問題的解釋[J].測繪通報,2014(3):124-127.

[2]邢會敏,楊福芹.高校轉型下測繪工程專業《控制測量學》教學改革探討[J]. 河北交通職業技術學院學報,2015,12(1):7-9.

[3]趙鶴,王懷寶,張文春. 控制測量學課程教學體系優化研究[J]. 吉林建筑工程學院學報,2012,29(6):81-83.

[4]孫文彬,趙學勝. “控制測量學”教學改革的探討[J]. 礦山測量,2009(1):71-73.

[5]趙威成,馬福義,葉欣. 應用型人才培養模式下《控制測量學》課程建設研究[J]. 礦山測量,2014(4):98-100.

[6]杜子濤,王德軍,徐洋,等. 基于GPS技術的測量學實踐教學控制網的構建[J]. 科技資訊,2013(34):197-198.

[7]曾振華,劉傳立,任海峰,等. 從GPS定位技術的發展談《控制測量學》課程的改革[J]. 海洋測繪,2005,25(3):76-77.

[8]謝振紅,付博,王忠禮,等. 控制測量學理論與實踐教學環節的整合與優化[J]. 吉林建筑工程學院學報,2011,28(6):11-14.

[9]李淑慧,王淑晴,付宗堂,等. 注冊測繪師考試對“控制測量學”教學改革的啟示[J]. 中國地質教育,2009,18(4):145-147.

[10]史大起,冷亮. 《控制測量學》教學改革實踐與效果[J]. 測繪與空間地理信息,2015,38(5): 196-201.

Research and Practice of the Method of Synchronous Teaching with Control Surveying and GNSS Principle

WANG Yan,LIU Maohua,YANG Lijun

王巖，劉茂華，楊立君.“控制測量學”和“GNSS原理”同步教學方法的研究與實踐[J].測繪通報，2016(10)：141-143.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0350.

2016-04-14

遼寧省教育評價協會課題(PJHYYB15092)；遼寧省教育科學“十二五”規劃立項課題(JG15DB335)

王巖(1979—)，男，碩士，講師，研究方向為3S技術的綜合應用。E-mail：wyan413@163.com

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0494-0911(2016)10-0141-03