非測繪專業(yè)全站儀教學(xué)課程優(yōu)化實(shí)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）

非測繪專業(yè)全站儀教學(xué)課程優(yōu)化實(shí)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(duì)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(gè)全站儀室內(nèi)實(shí)踐性教學(xué)設(shè)計(jì)方案，在教學(xué)模式、過程考核及評(píng)價(jià)、課后教學(xué)及補(bǔ)充上形成一個(gè)系列的全站儀學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系.實(shí)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(shí)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、專科學(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(duì)測量學(xué)的定位為專業(yè)技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)領(lǐng)域，其中對(duì)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(shí)推薦為2課時(shí)，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(duì)邊、懸高、后方交會(huì)和面積測量等程序測量功能.且全站儀的型號(hào)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(jì)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(duì)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(duì)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(duì)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(xiàng)目教學(xué)、多媒體教學(xué)、理實(shí)一體化教學(xué)、案例教學(xué)法[4]、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法[5]、全站儀模擬器、以老帶新（高年級(jí)同學(xué)帶低年級(jí)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(gè)問題：理論、實(shí)踐、教學(xué)時(shí)間.因此，有效取舍、將各教學(xué)方法融合，同步解決理論、實(shí)踐、教學(xué)時(shí)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(jí)，在2013-2015年內(nèi)對(duì)6個(gè)班級(jí)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(shí)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(shí)的學(xué)時(shí)數(shù).這說明了要么從單個(gè)知識(shí)點(diǎn)的深度、要么從知識(shí)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(shí)間有限.扣除理論講解時(shí)間、給學(xué)生答疑的時(shí)間、熟悉儀器設(shè)備的時(shí)間，課內(nèi)學(xué)生可以完成有效的全站儀測量時(shí)間不足1學(xué)時(shí)，很難達(dá)到掌握全站儀使用的教學(xué)要求.

（3）理論與實(shí)踐不易同步，板書及多媒體，有助于學(xué)生對(duì)理論的認(rèn)知，缺少對(duì)測量工具的直觀認(rèn)識(shí)，實(shí)踐類的教學(xué)活動(dòng)，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(duì)其他專業(yè)知識(shí)的影響較大，對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)要求較高.

2 教學(xué)設(shè)計(jì)

總結(jié)各種教學(xué)方法的優(yōu)劣，考慮利用手機(jī)這個(gè)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(jì)：

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(shí)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(píng)估教學(xué)成果；第五階段課外補(bǔ)充，獨(dú)立練習(xí)，社會(huì)實(shí)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(shí)、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(dòng)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(dòng)：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(jí)進(jìn)行人員分組，5～6人1組，每組1臺(tái)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(tái)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(duì)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(diǎn)與相鄰站點(diǎn)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(jì)計(jì)算除本站外的其余各站點(diǎn)對(duì)中點(diǎn)連線的面積，用手機(jī)有CAD功能的APP進(jìn)行測站點(diǎn)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(diǎn)的對(duì)中點(diǎn)坐標(biāo).

表1 教學(xué)內(nèi)容補(bǔ)充

各站點(diǎn)學(xué)生用教師碎部測量本站對(duì)中點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行測站設(shè)置，由學(xué)生后視教師演示測站點(diǎn)，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(diǎn)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(duì).

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(diǎn)，進(jìn)行偏心測量練習(xí)，由其他站點(diǎn)的同學(xué)完成測量結(jié)果驗(yàn)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(duì)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(jì)的特點(diǎn)

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

解決懸高測量的檢查與評(píng)價(jià)：教材內(nèi)的懸高測量一般選擇空中某點(diǎn)，如電線、路燈等，檢查評(píng)定工作費(fèi)時(shí)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(diǎn)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(yàn)，同學(xué)們相互之間的檢驗(yàn)，對(duì)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(shí)間較長，主要花在對(duì)中、整平上，用本方案進(jìn)行教學(xué)的時(shí)候，碎部測量點(diǎn)、轉(zhuǎn)站坐標(biāo)點(diǎn)、后視點(diǎn)均有全站儀，無需重新對(duì)中整平.

教學(xué)時(shí)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(duì)邊、懸高、后方交會(huì)和面積測量等程序測量功能，每項(xiàng)功能演示教學(xué)約3～4分鐘，演示一遍需要1課時(shí)時(shí)間，而每次演示教學(xué)工作大約只有10幾個(gè)人能在1臺(tái)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(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)開始，全班各分組均實(shí)時(shí)參與到教學(xué)活動(dòng)中來，增加了有效的設(shè)備操作時(shí)間、學(xué)習(xí)時(shí)間.

完成整個(gè)教學(xué)過程，對(duì)全站儀的大部分使用功能均能有所涉及，實(shí)踐講解時(shí)間只需1次，以往3～4學(xué)時(shí)的教學(xué)時(shí)間，現(xiàn)用2學(xué)時(shí)即可完成，且教學(xué)活動(dòng)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(shí)點(diǎn)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(shí)，一舉多得.

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

測站都擺在室內(nèi)，可以體會(huì)測站間的最小觀測距離、說明書推薦觀測距離的原因，同時(shí)避免天氣變化對(duì)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(dòng)手能力，豐富應(yīng)用型本、專科學(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(dòng)，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(dòng)中體會(huì)社會(huì)的進(jìn)步、教育的與時(shí)俱進(jìn).

3 教學(xué)評(píng)價(jià)

作為過程性考核其中的重要組成部分，這在測量實(shí)踐過程中一直是難點(diǎn)，實(shí)踐引入課堂內(nèi)，在課內(nèi)完成考核評(píng)價(jià)，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(shí)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(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表2.

表2 課堂考核成績評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

通過項(xiàng)目的課堂考核評(píng)價(jià)，調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)全站儀測量實(shí)踐技能的學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)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(shí)，在認(rèn)知中學(xué)會(huì)自我評(píng)價(jià)，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(gè)多站同維度設(shè)站練習(xí)教學(xué)方案設(shè)計(jì)，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(gè)教學(xué)方案的設(shè)計(jì)過程中，體會(huì)在不同條件下，用不同解決方式來面對(duì)問題.以往講應(yīng)用型教學(xué)改革方向，是要與實(shí)踐相結(jié)合，貼近生產(chǎn)實(shí)踐、貼近工程應(yīng)用，向生產(chǎn)實(shí)踐看齊.但從這個(gè)方案上講，教學(xué)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，不等同于生產(chǎn)實(shí)踐的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，教學(xué)要完成的，是理論的由淺入深，研究對(duì)新實(shí)物的認(rèn)知過程變化，讓學(xué)生建構(gòu)一個(gè)知識(shí)體系，需要一個(gè)針對(duì)教學(xué)的獨(dú)立項(xiàng)目設(shè)計(jì).因此，應(yīng)用型教學(xué)改革的方向，是讓同學(xué)們?nèi)妗⑾到y(tǒng)的了解理論的基礎(chǔ)上，了解工程應(yīng)用，會(huì)分析工程實(shí)際對(duì)理論知識(shí)的需求，并在此基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)認(rèn)知、學(xué)會(huì)合作、學(xué)會(huì)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(bào),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(shí)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(dòng)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(bào)（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(shí)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(shí)踐——以《測量學(xué)》課程為例（JGXM201519）