淺談《海洋大地與控制測量》教學(xué)改革舉措

常亮+朱衛(wèi)東+郭立新+馮貴平

【摘 要】《海洋大地與控制測量》課程是上海海洋大學(xué)海洋測繪專業(yè)在《大地測量學(xué)基礎(chǔ)》課程基礎(chǔ)上發(fā)展起來的重要本科專業(yè)課程之一。通過近幾年來的《大地測量學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)，以及本學(xué)年度《海洋大地與控制測量》教學(xué)，提出了基于編程、制作PPT和出試卷互考等教學(xué)舉措，以期提高學(xué)生對海洋大地測量等相關(guān)知識的理解與掌握。

【關(guān)鍵詞】大地測量學(xué)；教學(xué)改革；海洋測繪

0 前言

《海洋大地與控制測量》是上海海洋大學(xué)海洋測繪專業(yè)最新成立的專業(yè)必修課程之一。近半世紀(jì)以來，人民對開發(fā)海洋和利用海洋資源的需求越來越高，海洋科學(xué)及其在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用是世界各國重點發(fā)展的學(xué)科之一。海洋大地與控制測量》課程的開設(shè)是在我國不斷重視海洋權(quán)益的背景下，其前身是《大地測量學(xué)基礎(chǔ)》。她是在原有《大地測量學(xué)基礎(chǔ)》課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進一步側(cè)重講述大地測量技術(shù)在海洋測繪中的應(yīng)用?！洞蟮販y量學(xué)基礎(chǔ)》是一門古老而又活躍的學(xué)科 ，研究和確定地球的形狀、大小、重力場、整體與局部運動和地球表面點的幾何位置以及它們的變化的理論和技術(shù)的學(xué)科[1]。通過本學(xué)年度的《海洋大地與控制測量》本科課程教學(xué)發(fā)現(xiàn)，課程講授結(jié)束后學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解還不充分，特別是對本課程的重點內(nèi)容——投影變換的認(rèn)識仍有所欠缺。因此，為及時掌握與了解教學(xué)過程中學(xué)生對重點內(nèi)容的理解程度，有必要對《海洋大地與控制測量》的教學(xué)方法進行改革。本文首先介紹了《海洋大地與控制測量》的課程內(nèi)容與目標(biāo)，然后探討了今后教學(xué)過程中可采取的一些舉措。

1 教學(xué)內(nèi)容與目標(biāo)

本課程理論總學(xué)時為48學(xué)時，其中講授教學(xué)40學(xué)時，討論教學(xué)8學(xué)時。相比原《大地測量學(xué)基礎(chǔ)》課程而言，增加了討論教學(xué)部分的學(xué)時，主要是通過小組討論的方式加強對課程涉及的概念的了解。上海海洋大學(xué)海洋測繪專業(yè)開設(shè)的《海洋大地與控制測量》主要可分為以下5個部分：

（1）緒論：主要介紹大地測量學(xué)的定義、作用、體系和內(nèi)容，以及大地測量學(xué)的發(fā)展簡史及未來技術(shù)發(fā)展展望；重點介紹大地測量學(xué)技術(shù)在海洋測繪領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景。通過該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，需要對大地測量學(xué)的研究內(nèi)容達到更深刻的認(rèn)識與理解。

（2）坐標(biāo)系統(tǒng)與時間系統(tǒng)：主要介紹地球的運轉(zhuǎn)規(guī)律、特點，以及大地測量應(yīng)用中涉及到的時間系統(tǒng)和坐標(biāo)系統(tǒng)。由于在上海海洋大學(xué)海洋測繪專業(yè)的培養(yǎng)方案中，《海洋大地與控制測量》與《GPS原理與應(yīng)用》課程是同時講授與學(xué)習(xí)的，因此，此部分內(nèi)容可以與全球定位系統(tǒng)（GPS）的坐標(biāo)、時間系統(tǒng)一同學(xué)習(xí)。特別地，坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換可以通過程序的方式，讓學(xué)生實際動手，加深對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等相關(guān)知識的認(rèn)識。

（3）地球重力場及地球形狀的基本理論。主要是了解地球重力場的基本原理、高程系統(tǒng)、測定垂線偏差和大地水準(zhǔn)面差距、確定地球形狀等基本概念。本章關(guān)于地球重力場內(nèi)容相對來說難度較大，球諧函數(shù)等相關(guān)理論知識更是研究生的教學(xué)內(nèi)容。但是，本章重力場的知識與海洋重力及相關(guān)應(yīng)用息息相關(guān)。因此，對《海洋大地與控制測量》課程而言，本章學(xué)生更需要對與地球重力場相關(guān)的高程系統(tǒng)、垂線偏差、大地水準(zhǔn)面差距等核心概念進行必要要掌握。

（4）地球橢球及其數(shù)學(xué)投影變換的基本理論。在《海洋大地與控制測量》課程中，本章涉及的大地主題解算、地圖數(shù)學(xué)投影變換、高斯平面直角坐標(biāo)換算等內(nèi)容仍是重中之重的知識點，在后續(xù)海洋大地測量的成果轉(zhuǎn)換與成果的全球統(tǒng)一中，將是不可或缺的。

（5）海洋大地測量基本技術(shù)與方法。海洋的開發(fā)與陸地一樣，也需要測繪各種資料，來保障海運事業(yè)的發(fā)展。海洋大地測量除了需進行包括海洋控制點、邊界測定、海底地形繪制等工作外，還需要為海洋工業(yè)、工程、航運、漁業(yè)等提供保障，并為海洋科學(xué)提供重要資料。海洋大地測量的任務(wù)是精密測定海域的各種控制點（海上和水下）的位置，研究地球潮汐與海洋潮汐的相互作用，潮汐循環(huán)、大氣循環(huán)對地球自轉(zhuǎn)的影響，以及海面地形、大地水準(zhǔn)面和海底地殼的變化等[2]。

2 教學(xué)改革舉措

通過前幾學(xué)期開展《大地測量學(xué)基礎(chǔ)》課程以及本學(xué)期的《海洋大地與控制測量》課程的講授，總結(jié)出以下教學(xué)方法，以期進一步提高教學(xué)效率，促進學(xué)生對相關(guān)知識的掌握與理解。

2.1 程序編寫

由于《海洋大地與控制測量》課程中設(shè)計的理論復(fù)雜，計算公式復(fù)雜，導(dǎo)致學(xué)生對很多重要問題的理解不夠透徹，且經(jīng)常容易將不同知識點的內(nèi)容進行混淆。為提高學(xué)生對書本知識的熟悉程度，以及對相關(guān)參數(shù)計算方法的理解，非常有必要對需要重要了解的知識點進行程序編制。且程序編制前，需要學(xué)生以書面的形式對程序編寫的思路、流程進行總結(jié)與整理。特別地，在課程第4部分內(nèi)容中，坐標(biāo)正反算、大地主題解算、投影換帶等內(nèi)容涉及的公式非常多，更有必要讓學(xué)生理清思路。

2.2 PPT講解

可以在重點章節(jié)、重點內(nèi)容的講解過程中，選定幾個重點概念與知識點，讓學(xué)生在課后通過查閱文獻資料后制作PPT，然后在課堂上以討論的形式將PPT的內(nèi)容進行講解，或者以小組的名義在課堂上進行交流學(xué)習(xí)，對于PPT講解比較突出的同學(xué)，可以通過增加平時表現(xiàn)的分?jǐn)?shù)予以獎勵。

2.3 課堂測試

由于涉及的知識點比較多，很多重要的知識點在課堂上講授后，如果不經(jīng)常復(fù)習(xí)，很容易遺忘。可以要求每個同學(xué)自己看書，然后選出自己認(rèn)為應(yīng)該掌握的內(nèi)容，以試卷的形式給出來。然后選擇一到兩次課的時間，將每個同學(xué)所除的試卷隨機發(fā)放給其他同學(xué)進行測試。這樣的方式既能讓學(xué)生充分閱讀書本知識，又能提高學(xué)生的積極性。同時，還可以將學(xué)生編寫比較合理的題型和題目，選入最終的期末考試中進行測驗。

2.4 結(jié)論

在本文中，對上海海洋大學(xué)《海洋大地與控制測量》的教學(xué)方法改革進行了探討，通過加強教師與學(xué)生的互動，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，以期改善《海洋大地與控制測量》課程教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。通過編程、制作PPT和出試卷互考等舉措，使學(xué)生深入了解并掌握本專業(yè)的理論知識。在今后《海洋大地與控制測量》課程教學(xué)中，我們還需將進一步探索海洋大地測量學(xué)的教學(xué)改革方法，提高海洋測繪及相關(guān)專業(yè)學(xué)生對海洋大地測量技術(shù)的理解和認(rèn)識，為我校的“海洋特色”添磚加瓦。

【參考文獻】

[1]孔祥元，郭際明，劉宗泉.大地測量學(xué)基礎(chǔ)[M].武漢：武漢出版社，2010.

[2]薄志鵬.關(guān)于海洋大地測量[J].武測資料，1984，1：1-13.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]