測(cè)量平差課程教學(xué)改革探討與實(shí)踐

1、    測(cè)量平差課程教學(xué)改革探討與實(shí)踐    曹元志摘 要： 本文根據(jù)現(xiàn)有測(cè)量平差課程的普遍特點(diǎn)，對(duì)測(cè)量平差課程在課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面的改革進(jìn)行了探討，提出了本門課程進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量的教學(xué)改革思路。關(guān)鍵詞： 測(cè)量平差 教學(xué)改革 教學(xué)實(shí)踐測(cè)量平差是測(cè)繪類專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程學(xué)習(xí)的質(zhì)量和效果將直接影響到后續(xù)各專業(yè)課程如控制測(cè)量、攝影測(cè)量、工程測(cè)量、gps的學(xué)習(xí)效果。因此，它是一門非常重要的理論基礎(chǔ)課程。測(cè)量平差課和測(cè)繪工程專業(yè)其他專業(yè)課程相比較，具有自己的特點(diǎn)，理論性強(qiáng)，公式多、難度大。它是一門應(yīng)用數(shù)學(xué)理論與計(jì)算方法

2、進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)處理和檢驗(yàn)的課程。對(duì)測(cè)量平差教學(xué)的老師來說，如何通過教學(xué)讓學(xué)生更好、更透徹地掌握測(cè)量平差的理論和方法則是關(guān)鍵。在教學(xué)中要求學(xué)習(xí)者具有較豐厚的數(shù)學(xué)理論知識(shí)和較強(qiáng)的邏輯推理能力，學(xué)會(huì)應(yīng)用數(shù)學(xué)的思維方法解決測(cè)量觀測(cè)數(shù)據(jù)處理的實(shí)際問題。對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較弱的學(xué)生而言，自學(xué)也有一定的難度。測(cè)量平差是一個(gè)數(shù)據(jù)處理的過程。測(cè)量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理過程，也就是一個(gè)消除矛盾的過程，故稱之為測(cè)量平差，它有獨(dú)特的處理方法和理論。除了學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)難度很大外，隨著新的測(cè)繪儀器的推廣和使用，加上大量測(cè)繪數(shù)據(jù)處理軟件的開發(fā)和一些儀器自帶測(cè)量數(shù)據(jù)后處理軟件的使用，使得測(cè)量平差課程內(nèi)容體系建立及教改面臨如何適應(yīng)培養(yǎng)應(yīng)用型人

3、才需要的新問題。根據(jù)測(cè)量平差課程的特點(diǎn)和存在的問題，筆者結(jié)合多年從事測(cè)量平差課教學(xué)的體會(huì)，現(xiàn)介紹該門課程的教學(xué)改革各項(xiàng)思路和方法，從而進(jìn)一步提高該門課程的教學(xué)質(zhì)量。1.測(cè)量平差課程體系的改革在教學(xué)過程中，根據(jù)測(cè)量平差課程的基本理論體系，結(jié)合測(cè)繪學(xué)科的最新發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)教材體系進(jìn)行改革。在改革測(cè)量平差課程體系的過程中應(yīng)考慮到以下情況：（1）完整反映測(cè)量平差的基本理論體系完整反映測(cè)量平差的基本理論體系，強(qiáng)化誤差理論的基本知識(shí)，拓寬測(cè)量平差方法及理論的實(shí)際應(yīng)用面，以適應(yīng)現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)數(shù)據(jù)處理和后續(xù)專業(yè)課程控制測(cè)量、攝影測(cè)量、工程測(cè)量、gps等學(xué)習(xí)的需要。隨著測(cè)繪高新技術(shù)的迅速發(fā)展，測(cè)繪應(yīng)用領(lǐng)域向其他相關(guān)

4、學(xué)科的伸展愈來愈多，對(duì)測(cè)量誤差理論和數(shù)據(jù)處理方法提出了新的要求，其研究范圍、內(nèi)容必然有很大的擴(kuò)展。為了測(cè)繪學(xué)與其他相關(guān)學(xué)科結(jié)合的需要，在教學(xué)過程中，需要加入除測(cè)量平差現(xiàn)有內(nèi)容以外的其他數(shù)據(jù)處理方法。如近代平差理論和實(shí)用軟件數(shù)據(jù)處理方法等。（2）注重測(cè)繪專業(yè)發(fā)展的最新成果測(cè)繪工程專業(yè)是受計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展影響比較大的學(xué)科，為此，對(duì)課程力求理論知識(shí)和范例的多樣性和實(shí)用性的教學(xué)改革是緊迫的。通過單一的常規(guī)控制網(wǎng)為例的講解、算例已經(jīng)無法承載測(cè)繪技術(shù)的進(jìn)步，以3s等為基本內(nèi)容的理論和算例應(yīng)該成為測(cè)量平差課程教學(xué)的主體，這樣才能適應(yīng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需要。2.測(cè)量平差教學(xué)內(nèi)容的改革由于測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用，測(cè)量平差

5、課程的教學(xué)內(nèi)容需要不斷更新，教學(xué)內(nèi)容改革應(yīng)符合人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，處理好傳統(tǒng)內(nèi)容與現(xiàn)代內(nèi)容的關(guān)系，大力補(bǔ)充新知識(shí)、新技術(shù)、新成果，積極探索用現(xiàn)代教育觀點(diǎn)和教育方法改造傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的新路子。同時(shí)，廣泛吸收先進(jìn)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，積極整合優(yōu)秀教改成果。教學(xué)內(nèi)容的選取不但要參照最新的優(yōu)秀教材，還要與科研、生產(chǎn)和社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合。（1）通過以教材內(nèi)容為主線組織安排教學(xué)內(nèi)容。應(yīng)按教學(xué)大綱的要求結(jié)合高職高專學(xué)校的人才培養(yǎng)目標(biāo)和特點(diǎn)，進(jìn)行合理的安排。例如近年來，畢業(yè)生的就業(yè)單位主要是大的工業(yè)企業(yè)，控制網(wǎng)和放樣方案設(shè)計(jì)等是涉及較多的工作內(nèi)容。因此，在教學(xué)內(nèi)容安排上要重點(diǎn)考慮誤差理論在實(shí)際中的應(yīng)用，并且應(yīng)配合實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)的

6、講解。又如隨著gps應(yīng)用于工程實(shí)際的情況越來越多，建立的各種控制網(wǎng)的平差及精度評(píng)定，都是由設(shè)備自帶的后處理軟件自動(dòng)完成的，這些平差的基本原理和相關(guān)理論都是基于誤差理論和平差基本方法，因此，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)根據(jù)學(xué)生所掌握的平差理論知識(shí)，結(jié)合平差軟件的使用及功能原理介紹，使學(xué)生能更好地學(xué)習(xí)和使用平差軟件。（2）教學(xué)內(nèi)容與科研、生產(chǎn)和社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合是為了理論聯(lián)系實(shí)際，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。比如，對(duì)秩虧網(wǎng)平差內(nèi)容的教學(xué)安排，要結(jié)合沉降控制網(wǎng)應(yīng)用的工程實(shí)例，也可以結(jié)合我國(guó)首次南極考察建立南極長(zhǎng)城站的實(shí)例；對(duì)協(xié)方差傳播律教學(xué)內(nèi)容的安排，可以舉例說明其在后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)中的具體應(yīng)用情況；講測(cè)量程序

7、設(shè)計(jì)與應(yīng)用時(shí)，結(jié)合相關(guān)的測(cè)量控制網(wǎng)自動(dòng)平差軟件等。這樣的結(jié)合，不僅豐富了同學(xué)們的知識(shí)，而且使他們認(rèn)識(shí)到了學(xué)習(xí)測(cè)量平差的重要性。3.測(cè)量平差教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革測(cè)量平差這門課，傳統(tǒng)方式是教師講課，學(xué)生聽課的比較呆板的教學(xué)方法，使得學(xué)生掌握知識(shí)比較差。測(cè)量平差這門課的特點(diǎn)是公式多、圖表多和符號(hào)多，在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中花費(fèi)大量時(shí)間在板書上，使教學(xué)效果也受到一定的影響。所以，對(duì)測(cè)量平差這門課的教學(xué)方法的改革是必然的。（1）將傳統(tǒng)的教學(xué)方法改變?yōu)榛?dòng)式、交流式的教學(xué)方法。這種教學(xué)方法是在教師的引導(dǎo)下，通過教師和學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的互動(dòng)交流完成的課堂教學(xué)。對(duì)課程新內(nèi)容的導(dǎo)入是在學(xué)生已掌握知識(shí)的基礎(chǔ)上提

8、出新問題讓學(xué)生思考，使學(xué)生集中注意力，進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。例如，在講觀測(cè)誤差這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)結(jié)合同學(xué)們?cè)跍y(cè)量教學(xué)實(shí)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的水準(zhǔn)測(cè)量中為何變換儀器高前后所測(cè)的兩點(diǎn)間高差不相等、三角形內(nèi)角和為什么不等180°等問題，提出問題：測(cè)量中為什么存在這些差異？通過學(xué)生間討論和教師對(duì)學(xué)生的啟發(fā)，自然地引出了觀測(cè)誤差的概念。通過這樣的教學(xué)模式，從課堂教學(xué)的開始就可以活躍課堂氣氛，從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。（2）考慮到該門課的特點(diǎn)，主要采用ppt的形式制作課件，以多媒體的形式把教師、學(xué)生從大量的公式、圖表和符號(hào)中解放出來。這種模式雖然簡(jiǎn)便，但要求課件形式靈活，使用方便，有重點(diǎn)地介紹課程內(nèi)容，在較短的時(shí)

9、間內(nèi)進(jìn)行多角度的、對(duì)不同的平差過程進(jìn)行歸類比較，同時(shí)特別要注意小班教學(xué)，配以點(diǎn)睛式的板書加以補(bǔ)充，這樣才能達(dá)到完美的授課效果。4.強(qiáng)化測(cè)量平差教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)測(cè)量平差這門課主要側(cè)重于理論的講授，實(shí)踐環(huán)節(jié)少，在某種程度上來說，雖然大量習(xí)題可以強(qiáng)化學(xué)生的應(yīng)用能力，但是還不足以讓學(xué)生更透徹地理解測(cè)量平差的實(shí)質(zhì)。因此，在課程教育中不僅要結(jié)合學(xué)科知識(shí)特點(diǎn)，更要有明確具體的目標(biāo)，也要有十分明確的過程性目標(biāo)和體驗(yàn)性目標(biāo)，以期讓學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。例如，在平差教學(xué)課程設(shè)計(jì)中，要求學(xué)生對(duì)一個(gè)具體的控制網(wǎng)，按間接平差法在計(jì)算機(jī)上完成權(quán)陣的建立，誤差方程和法方程的建立，求解未知參數(shù)平差值及其方

10、差陣，求解觀測(cè)值平差值及其方差陣，求解待定三角點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差，并繪制它們的誤差橢圓，評(píng)定一些邊長(zhǎng)和方位角的精度，最后以報(bào)告形式提交平差成果，在課堂上通過學(xué)生間的交流和教師的點(diǎn)評(píng)，肯定課題完成的優(yōu)點(diǎn)和不足，由教師給出考核結(jié)果。這樣不僅在日常教學(xué)實(shí)現(xiàn)了理論聯(lián)系實(shí)際，而且提高了學(xué)生對(duì)后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)的興趣和了解。5.結(jié)語通過測(cè)量平差教學(xué)改革，提高了教師的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。同時(shí)，該門課程作為一門技術(shù)基礎(chǔ)課，學(xué)生牢固掌握誤差理論的基本知識(shí)，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打好了基礎(chǔ)，同時(shí)利用誤差理論的基本知識(shí)和平差方法能夠解決工程實(shí)際中的具體問題，由此可以看出進(jìn)行測(cè)量平差課程教改的重要性。測(cè)量平差課程教學(xué)改革是一項(xiàng)綜合性的系統(tǒng)工程，只有認(rèn)真、扎實(shí)、持之以恒地努力工作，在測(cè)量平差教學(xué)中堅(jiān)持改革，才能培養(yǎng)出高質(zhì)量、技能型的測(cè)繪應(yīng)用型人才。參考文獻(xiàn)：1武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院平差學(xué)科組.誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)m.武漢：武漢大學(xué)出版社，2003.2梁玉保，何保喜.高職高專測(cè)量平差基礎(chǔ)課程教學(xué)探討j.測(cè)繪通報(bào)，2006（5）：75-76.3李征航，黃勁松.