數字測圖課程項目引導、任務驅動教學模式的研究與實施

王躍賓 李 陽 陳家華 曹 赟 劉 麗

（[1]中國地質大學（北京）土地科學技術學院 北京 100083；[2]北京師范大學地理科學學部 北京 100875）

0 前言

數字測圖課程是測繪工程、測繪地理信息系統(tǒng)等測繪類專業(yè)的專業(yè)核心課程，通過該課程的學習要求學生掌握地形圖的基本知識、數字地形圖的測繪的原理及方法，建設工程項目時，能夠熟練正確應用數字地圖完成規(guī)劃、設計和施工各階段中的量測、計算和繪圖等工作。地形測繪是測繪專業(yè)學生的基本技能之一，因此，如何更好的進行數字測圖課程的教學需要相關專業(yè)課教師深入研究并付諸實踐。

1 數字測圖課程的背景、性質及內容

1.1 數字測圖的背景

首先，我們要了解數字測圖的背景，電子技術和計算機技術的飛速發(fā)展，帶動了測繪行業(yè)的巨大技術變革。野外數據采集系統(tǒng)逐漸由20 世紀80 年代產生的電子數據終端和電子速測儀構成。它不受許多不利因素的影響，精度大大提高。測量工作從過去的非自動轉向自動化發(fā)展。同時，計算機技術使得內業(yè)的處理計算和成圖更加方便。將野外數據采集系統(tǒng)與機助制圖相結合，構成了一套完整的從野外數據采集到內業(yè)制圖的綜合測量制圖系統(tǒng)，通常稱該系統(tǒng)為數字測圖系統(tǒng)。

1.2 數字測圖的性質

數字測圖使得地面的地形信息和地理信息數字化，使得外業(yè)的測量過程自動化或半自動化，測圖成果信息化。數字化測圖可以數字化、信息化的形式存儲豐富的地形信息和地理信息，節(jié)省了保存空間，便于以后的對成果進行更新和進一步加工利用，以各種形式輸出來滿足不同的需要，適應當前經濟建設的需求。在數字測圖的野外作業(yè)中，測量結果自動記錄，解算結果自動完成。這縮短了野外測圖時間和內業(yè)處理時間，降低了勞動強度，提高了結果的精度。目前，數字測圖可以完全取代傳統(tǒng)的地形測繪工作。

1.3 數字測圖的內容

數字測圖的課程內容是以數字測圖的外、內業(yè)工作為主線，主要介紹數字測圖和地圖數字化的基本理論、基本原理以及應用。課程包括數字測圖系統(tǒng)、數字測圖的基本方法、數字測圖的作業(yè)過程、數字地形圖野外數據采集、運用成圖軟件進行內業(yè)編輯成圖、地形圖數字化、航空攝影測量及遙感成圖簡介、數字地形圖的應用等。

基于數字測圖課程的背景、性質及內容，應如何開展課程的教學工作才能讓學生全面掌握理論知識并具備很強的動手能力呢？

2 教學工作的開展

2.1 對教材內容進行序化和重構

我們要對教材內容的章節(jié)進行序化及重構，課程內容的構建前，我們對企業(yè)進行了調研，分析了地理信息技術發(fā)展方向，以就業(yè)前景和方向為指導，在培養(yǎng)學生能力和技能的基礎上，根據企業(yè)職業(yè)崗位的需要，以促進提高學生綜合素質的和規(guī)劃職業(yè)生涯發(fā)展為培養(yǎng)的中心任務。我們對數字測圖技術進行了“崗位職責與崗位技能”的分析，職業(yè)能力培養(yǎng)目標是結合企業(yè)所需的實際工作技能和工作情境設定的，模塊化的課程內容構建緊緊圍繞著職業(yè)素質和實際崗位技能的需要，因此，構建的教學內容更有職業(yè)和崗位適用性。

以應用技術為主的課程體系和教學內容的專業(yè)體系開發(fā)，以工作流程和任務為導向，通過課程內容的重構我們清晰的看到數字測圖課程實際上最后完成的完整項目是“大比例尺數字測圖”，該項目由5 個任務模塊組成，5 個模塊共包括14 個基本內容（表1），而這些內容是打破了教材有序的章節(jié)內容依據模塊重組完成。通過把這些內容進行整合，按照實際工作生產一線的作業(yè)流程組織了教學內容，緊緊貼合生產實際工作創(chuàng)設了教學工作任務情景，各模塊任務獨立又接續(xù)，在每項任務下又分為若干單項技能內容，充分體現(xiàn)教學知識的連貫性和技能延續(xù)性，體現(xiàn)了課程培養(yǎng)學生綜合素質的職業(yè)能力。

表1

2.2 精心設計教學方法

要精心設計教學方法，本課程應用項目引導、任務驅動的教學模式，以學生為主。通過教師指導學生完成項目中的具體任務的教學模式，發(fā)揮教師積極引導的作用，充分激發(fā)學生對課程的興趣，能夠有效地將理論知識與實踐結合起來，以提高學生的綜合素質為教學目標，利用現(xiàn)代教學技術，可以豐富教學方法，使學生對學習內容與實踐技術有了更加直觀和清晰的認識，實現(xiàn)從職業(yè)能力的單項技能、專項技能和綜合技能的逐漸突破，踐行層進式教學的成果。

項目模塊一可以采用直觀教學形式，比如教師在教室給同學們展示已有的地形圖成果，帶領學生認真的去閱讀地形圖，也可以帶學生參觀地形沙盤，引導學生正確識讀地形沙盤，從而對地形圖有完整的認識，教師也可以引導性的提問學生列舉學生熟悉的環(huán)境內的地物地貌等，通過這樣直觀的教學形式提高了學生對地形圖完整內容的認知及興趣，這樣的教學形式可以取代枯燥單一的講解形式，然后在引導學生要想測繪這樣的地形圖就得認真學習大比例尺地形圖圖式規(guī)范及外業(yè)數字測圖技術規(guī)程。

項目模塊二可以采用現(xiàn)場教學的方法，組織學生以小組為單位繪制本組測區(qū)的地形草圖，組內自檢后交由教師檢查，現(xiàn)場指出錯誤并更正。圖根控制測量及數據采集過程分別是教師完成對應內容的理論講解及實際操作后，學生先進行室內模擬訓練，進行平面高程控制測量數據計算的訓練及全站儀數據采集步驟的模擬，下一步是各小組共同配合完成測區(qū)內的圖根控制測量及分組進行本小組測區(qū)的地物地貌數據的采集。儀器設備要求RTK 及全站儀均會應用。

項目模塊三也是采用在機房現(xiàn)場教學的方法，教師需給學生講解CAD的基本知識，講解地形圖繪圖軟件的使用，學生按要求練習后還需計時完成教師指定的圖形測試，通過測試找出軟件使用中存在的問題，可以有效的避免分組內業(yè)作業(yè)時遇到相同的問題。項目模塊四可以靈活應用案例教學法，教師可以提供學生完整的電子地形圖或要求學生使用本組完成的電子地形圖，針對各種地形圖的應用問題全面提問，先讓學生對地形圖應用問題有一定的認知，然后由教師引導解決綜合問題，單一的小問題可以留給學生互相討論實踐后解決。這樣的引導式及探究式有利于激發(fā)學生多動腦及靈活解決問題的能力。

最后一個項目模塊可以采用情景教學法，由教師給學生設定測區(qū)位置及概況，然后交由本組學生積極討論，教師分組指導學生按要求進行技術設計書的編寫，學生如有疑問實時答疑，最后匯總各組技術設計書，這對提高學生解決問題的能力特別有幫助。

以上綜述了數字制圖課程的教學模式、項目指導和任務驅動。分述了各個項目任務適合采取的教學方法，分層遞進教學模式不僅突出了學生的主體地位，又使學生的數字測圖的單項技能、專項技能和綜合技能都得到了有效訓練，學生的專業(yè)能力大大提高。

2.3 通過綜合課程設計全方位培養(yǎng)人才

數字測圖課程以項目為單位按上述教學形式及教學方法進行完成后，最后需有一到兩周課程設計內容，通過綜合課程設計任務的完成又能將各個項目進行綜合靈活的應用，有效的鞏固了課上學到的內容，還能應用于假期間實習工作及就業(yè)后的工作崗位中。測試學生對實踐教學的反應，測試學生的動手能力和對課程內容的掌握，培養(yǎng)學生熟練操作儀器的能力，并快速有效地進行外業(yè)數據采集以及內業(yè)數據處理等，提高大學生解決實踐問題的綜合能力。

如果學校條件允許的情況下，多組織專業(yè)類比賽也是提高數字測圖課程學習效果的有效方法。測繪地理信息產業(yè)正在快速的發(fā)展，飛速發(fā)展的同時人才缺口大，對理論水平高、軟硬件操作能力強的專業(yè)技術人才需求旺盛，加強和發(fā)展測繪地理信息產業(yè)需要更多的工匠。測繪技能競賽是人才培養(yǎng)的良好平臺，通過參加測繪技能競賽，培養(yǎng)學生在培訓過程中的團隊精神和嚴謹的科學態(tài)度，提高學生的動手實踐能力。參加比賽時，高校測繪教師和學生有交流和交流的平臺和機會，有助于提高測繪人才的整體素質。

數字測圖課程在授課過程中應用項目引導、任務驅動的教學模式，在課程結束后加入課程設計，在有條件的情況下展開專業(yè)學生技能大賽，教學過程堅持以學生為主體，一定會事半功倍，也能有助于學生加強職業(yè)素質及職業(yè)技能，能夠讓學生步入工作崗位后有一技之長。

*通訊作者：曹赟