“內外互動、賽學互促”模式下數字測圖教學改革研究

王濤　陽利永　曾舉　楊海蘭

摘 要：以測繪技能大賽中的數字測圖項目為契機，結合學校創建地方一流應用型本科，本文主要從數字測圖課程內容設計、學時安排、教學方法、實踐教學、考核方式等方面入手進行課程改革，通過開展校內和參加省級與國家級測繪技能大賽，培養學生實踐能力，激發學生學習興趣，提升學生團隊意識，培養技術過硬和素質良好的應用型人才。

關鍵詞：數字測圖;測繪技能大賽;教學改革;實踐教學

中圖分類號：P217文獻標識碼：A

Abstract：Taking the digital mapping project in the Surveying and Mapping Skills Competition as an opportunity，combined with the school to create a local first-class applied undergraduate，this article mainly starts with the digital mapping course content design，class hours，teaching methods，practical teaching，assessment methods，etc.Reform，by launching school and participating in provincial and national surveying and mapping skills competitions，cultivate students' practical ability，stimulate students' interest in learning，enhance students' team consciousness，and cultivate applied talents with strong skills and good professional quality.

Key words：Digital Mapping，Surveying and Mapping Skills Competition，Teaching Reform，Practice Teaching

1 測繪技能大賽的目的和意義

實踐教學是應用型本科高校轉型發展的重點，數字測圖是測繪工程和土地資源管理等本科專業的基礎課，是一門實踐性和應用性都很強的課程，是學生培養動手能力和解決實際問題能力最有效的方式，開展測繪技能競賽不僅可以提高學生的實踐能力，還可以調動學生主動學習的熱情，培養學生創新思維和創新能力[1]。

由教育部高等學校測繪學科教學指導委員會、國家測繪地理信息局職業鑒定指導中心、中國測繪學會測繪教育委員會主辦的全國高等學校大學生測繪技能大賽，迄今已經舉辦五屆[2]。參賽院校由最開始的31所增至110所，超過1000名參賽隊員，幾乎包含了全國所有測繪學科的學校。通過比賽，可以檢驗實踐教學效果，檢查學生動手能力和基礎知識掌握情況，加強學生之間、教師之間的交流，通過技能競賽可以促使專業教學更新教育理念，進行課程改革。在測繪技能大賽中，比賽項目基本來源于生成一線，高于平時的教學，本文重點從課程內容改革、實踐教學改革、產教研結合三個方面入手，研究探討“內外互動、賽學互促”的數字測圖模式對地方應用型人才培養提升的重要作用。

2 數字測圖教學改革

數字測圖課程內容豐富，實操性強，一方面要求學生能夠將理論知識與實踐操作結合，一方面要求學生適應時代發展需求，滿足企業生成需要。無論是國家基礎測繪，還是工程測量，大比例尺地形圖都是必須的產品，數字測圖已經成為測量技術人員必備的技能之一。

2.1 課程改革

2.1.1 課程內容改革

測繪技能大賽的數字測圖項目主要以1∶500大比例尺地形測量為主，采用GPS-RTK進行外業數據采集，以實際生產為目的，是一個系統連貫的工作過程，而現在大多數的《數字測圖》教材基本以學科知識體系為主線，在測量“三基”的基礎上，按照知識邏輯體系構建，有些內容過于老化，并與生產過程無關，沒有按照地形圖測繪的實際生成進行編排[3]。隨著現代化測繪技術的不斷發展，新的測繪技術像無人機攝影測量等已經在測繪企業中得到了廣泛的應用，因此對于課程內容的改革已經迫在眉睫[4]。本文在人才培養方案的框架下，以職業能力培養為主線，引入企業生產模式，深入分析生產環節，將數字測圖課程內容分解為6個項目單元，對課程內容進行如下設計[4]：

2.1.2 課程學時改革

按照現有的教學計劃，數字測圖的理論學時和實驗學時混合在一起的模式會嚴重制約數字化測圖教學，造成“重理論，輕實踐”[5]。測繪技能大賽的要求重點是數據采集和內業繪圖，因此需要調整數字測圖的學時結構，加強實踐教學，單獨開設數字測圖實驗教學，并在期末采取集中實習的方式，引入企業生產項目，一方面可以掌握并及時發現學生的基本理論知識掌握情況，另一方面可以涵蓋測繪技能大賽的內容，可以很好地與生產實際相結合。

2.1.3 授課方式改革

授課方式改革主要是解決傳統填鴨式教學，以“學生為中心”，調動學生學習的積極性和主動性。在測繪技能大賽數字測圖項目中，一方面要求學生操作得當，一方面要求保證成果質量，這就要求學生要嚴格按照測繪標準和規范進行[6]。以測繪技能大賽為引導，數字測圖課程教學在開展時實行“教、學、練、賽”四位一體，相互融合，針對不同的教學內容，采用多媒體、網絡、示范相結合，突出學生主體作用的混合式教學。

針對理論知識采用采用多媒體，制作教學PPT，在講授過程中結合板書、小組討論進行優勢互補，實現知識的融合，讓學生更容易理解[7]。網絡教學是通過網絡新媒體，針對特殊內容，錄制抖音視頻或者搜集數字測圖新技術、新儀器相關內容和視頻，激發學生學習興趣，了解儀器使用。示范教學主要以案例為主，具體包括儀器介紹、實際操作和項目實施，最大程度地提高教學效果。

2.2 實踐教學改革

實踐教學改革是培養學生的實踐操作能力和團隊配合能力。以測繪技能大賽為導向，采用分組模式，要求學生自行測繪200×200的地形圖，從圖根控制測量開始，對碎步點進行采集和編碼，除了采用全站儀外，加強GPS-RTK測圖方式，有條件的基礎上，引入無人機攝影測量的模式，使學生掌握不同地形條件下的不同作業模式，再通過相應的數字測圖軟件按照規范要求繪制1∶500數字地形圖[8]。

2.2.1 全站儀與GPS-RTK輔助測圖

隨著社會經濟的不斷發展，大范圍、快速、高精度作業已經成為一種趨勢，在實際教學過程中，圖根平面控制測量采用GPS-RTK進行，高程控制測量采用附合水準進行，既保證了平面和高程的精度，又提高了工作的效率[9]。碎部點在較為開闊的地帶采用GPS-RTK直接進行數據采集，隱蔽或信號遮擋嚴重地區采用全站儀進行。兩者的結合可減少作業時間，同時還能有效的控制測量誤差的累積，提高作業效率和精度，最后按照測量規范采用數字測圖軟件繪制1∶500地形圖。下圖2為學生采用全站儀和GPS-RTK相結合采集的外業數據，按照規范繪制的1∶500地形圖。

2.2.2 無人機攝影測量輔助測圖

無人機航測是傳統航空攝影測量手段的有力補充，具有機動靈活、高效快速、精細準確、作業成本低、適用范圍廣、生產周期短等特點，隨著空三技術、影像匹配和特征提取的不斷提高，無人機在小區域和飛行困難地區高分辨率影像快速獲取方面具有明顯優勢，將無人機攝影測量應用到大比例尺數字測圖已然成為一種趨勢。由全國測繪地理信息職業教育教學指導委員會、自然資源部職業技能鑒定指導中心聯合主辦的全國大學生無人機測繪技能大賽已經連續舉辦了三屆，吸引了全國23個省、自治區、直轄市的78所本科高校和職業院校的400余名師生參加了比賽，比賽內容為無人機低空影像數據采集與處理。

實踐教學過程中，可根據已采購的大疆無人機，分別從航線規劃、像控點布設、無人機影像獲取與處理、三維測圖軟件繪制地形圖等方面對學生進行無人機攝影測量相關知識的講解和實際操作演示。同時也根據大賽要求，安排兩人一組進行數據采集和影像處理，充分發揮“以賽促教、以賽促學、以賽促建”的優勢作用。下圖3是采用無人機傾斜攝影生產的三維模型，圖4是根據三維模型采用EPS軟件繪制的1∶500地形圖。

2.3 產教研結合

大多數學校所開設的數字測圖課程實踐基地都是設置在校內，環境較為單一，極大地限制了學生的發揮，因為長期在相同的環境中測圖，有些學生會抄襲高年級同學的數字成果，極大地減弱了學習和掌握數字測圖技能的水平。大型工程和產教研的結合開展，使得大比例尺數字測圖所起的作用更加突出，以測繪技能大賽為契機，學校與測繪企業通過交流，建立合作關系，不僅可以促進產學合作，還能拓寬學生實習和就業[10]。

2.3.1 校企合作開發實踐教學

各類測繪技能大賽除了邀請知名學者擔任評委外，大多還會聘請企業專家擔任評委。校企聯合開發教學案例和實訓指導書等教學資源，利用網絡平臺和現場觀摩，為學生提供更貼近生產的學習，促進學生對知識的理解和掌握。

2.3.2 校企合建實訓基地

測繪技能大賽注重學生實踐技能的掌握和應用能力，加快建設校內外實踐基地勢在必行，加強校企合作，建立具有真實職業場景的校內外實踐基地，組織學生承擔企業測量項目，發揮實踐基地作用，使學生在生產環境中接受鍛煉，加強學生技能訓練，培養學生實際操作能力，使之成為應用型人才。學校與企業的合作也同時為教師提供實踐的機會，讓理論更加貼合實踐，為人才的進一步培養做出貢獻。

2.3.3 大創項目和工程實踐相結合

科研源于教學又反作用教學，可以提升教學的改革和進步，測繪技能大賽很多時候都會展示新儀器和新技術，通過測繪技能大賽，教師和學生可以及時了解發展前沿和研究熱點，結合大學生創新創業項目，將科學研究轉化為教學實踐項目，目前本人指導的項目中已結題1項國家級大學生創新創業項目，在研1項國家級大學生創新創業項目，利用學校和教師資源，讓學生參與到科研和工程項目中，將科研、實踐教學和生產任務相結合，從而實現學生到工程技術人員的轉變，激發學生科研興趣，培養創新能力，使學生在生產實踐和科研訓練中的綜合能力和職業素養得到迅速提高。

2.4 考核方式改革

傳統的教學考核模式較為單一，大多為試卷考試，僅能考查學生的理論基礎掌握情況，考核內容不全面，忽視了數字測圖的實踐能力。綜合測繪技能大賽的比賽項目來看，數字測圖一方面需要團隊合作完成外業數據采集，一方面要進行內業成圖，最終成果主要反映在地形圖上，根據成圖的效果反映學生的整體知識掌握和技能水平。本文根據教學改革的目的，參照測繪技能大賽的評分標準，實行過程和結果考核相結合的模式，將最終課程成績的比重設置為：平時成績×10%+實踐成績×50%（實驗操作×20%+實驗報告×30%+實驗成圖×50%）+卷面成績×50%。平時成績主要由考勤和平時作業組成，實踐成績主要考核學生測量儀器操作的熟練程度、團隊協作、實驗報告的編寫、內業成圖等方面的能力，既可以促進學生自主學習，也能從結果地形圖中了解學生的薄弱點，為下一步的教學措施改革提供方向，試卷考核主要涵蓋數字測圖的基本理論的掌握和相關知識的運用。

3 總結

數字測圖是測繪工程和土地資源管理等專業比較重要的一門專業核心課程，課程的實踐性很強，隨著空間信息技術的不斷進步，怎樣提高數字測圖課程的教學質量是眾多高校一直面臨的問題。為適應學校的轉型發展，創建地方一流應用型本科，培養服務地方經濟發展的應用型人才，筆者以教學改革項目立項為契機，融合數字測圖教學團隊，優化教學內容和教學方法，合理設計教學實踐，聯合企業創建校內外實踐基地，結合生產項目和大創項目，對考試方式進行大幅度改革，降低試卷比重，激發了學生的學習興趣和積極性，提升了學生的實踐能力和團隊創新意識，從而為數字測圖的教學改革趟開一條有益的路徑。

參考文獻：

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[9]張海寧，孫久運，劉超，等.大比例尺數字測圖實驗教學改革研究[J].全球定位系統，2015，40（03）：98-100.

[10]郭榮中.基于職業能力培養的數字測圖技術課程教學改革探討[J].現代農業科技，2016（05）：342+344.

作者簡介：王濤（1987— ），男，碩士，國家注冊測繪師，主要從事無人機影像處理、三維激光點云處理和測繪工程教學研究。

*通訊作者：陽利永（1983— ），男，漢族，湖南衡陽人，碩士，副教授，研究方向：國土資源管理。