“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”實(shí)踐教學(xué)考核方法改革

蔣金豹，孫文彬，袁德寶

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院， 北京 100083)

一、引 言

“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”是測(cè)繪工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是工程測(cè)量、攝影測(cè)量、礦山測(cè)量(地下工程測(cè)量)、地籍測(cè)量實(shí)施的基礎(chǔ)與骨架[1]。根據(jù)我校實(shí)際情況以及測(cè)繪人才培養(yǎng)要求，在新版教學(xué)大綱中把原來(lái)的“控制測(cè)量學(xué)”提升為“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”：一方面充分適應(yīng)現(xiàn)代大地測(cè)量技術(shù)的發(fā)展；另一方面也與中國(guó)礦業(yè)大學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)特色的要求相一致。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)為了培養(yǎng)具有能源工業(yè)精英潛質(zhì)的高素質(zhì)創(chuàng)新人才，正在加強(qiáng)“創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)”的建設(shè)，要求學(xué)生在掌握專業(yè)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)具體實(shí)踐培育其創(chuàng)新思維，鍛煉其創(chuàng)新能力，提高其創(chuàng)新素養(yǎng)。如何在此背景下把“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”實(shí)踐內(nèi)容落到實(shí)處，盡可能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性與創(chuàng)造性，是一個(gè)值得研究與探討的問(wèn)題。

二、“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”課程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改革

隨著教學(xué)改革不斷推進(jìn)，“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”課程總學(xué)時(shí)為64學(xué)時(shí)，其中教學(xué)56學(xué)時(shí)，課堂實(shí)習(xí)8學(xué)時(shí)，另外在暑假安排3周野外集中實(shí)習(xí)。

1. 課堂實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容及考核方法改革

新教學(xué)大綱僅安排8個(gè)學(xué)時(shí)進(jìn)行課堂實(shí)習(xí)，對(duì)于傳統(tǒng)的光學(xué)經(jīng)緯儀認(rèn)識(shí)、行差檢驗(yàn)等內(nèi)容均不再安排課堂實(shí)習(xí)。主要安排理論部分重點(diǎn)講述且野外測(cè)量中常用的操作技能，如安排方向觀測(cè)法與電磁波測(cè)距實(shí)習(xí)(4學(xué)時(shí))、精密水準(zhǔn)儀認(rèn)識(shí)與二等水準(zhǔn)路線測(cè)量實(shí)習(xí)(4學(xué)時(shí))，為集中實(shí)習(xí)導(dǎo)線測(cè)量與二等水準(zhǔn)測(cè)量打下良好基礎(chǔ)。

以前對(duì)課堂實(shí)習(xí)的考核一直是個(gè)難題。如根據(jù)學(xué)生的實(shí)習(xí)態(tài)度與表現(xiàn)評(píng)定成績(jī)，指導(dǎo)教師也很難對(duì)每個(gè)學(xué)生的實(shí)習(xí)情況進(jìn)行全程了解，且主觀性較強(qiáng)；如根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行評(píng)判，由于結(jié)果是整個(gè)小組的成果，無(wú)法準(zhǔn)確判定個(gè)人實(shí)習(xí)成績(jī)。為了更合理、公平地評(píng)價(jià)學(xué)生的課堂實(shí)習(xí)效果，在結(jié)合實(shí)習(xí)報(bào)告成績(jī)的基礎(chǔ)上，同時(shí)也把相關(guān)實(shí)習(xí)內(nèi)容列入期末試題中。為防止部分學(xué)生死記硬背實(shí)習(xí)步驟與方法，結(jié)合實(shí)習(xí)中出現(xiàn)的問(wèn)題、規(guī)范要求對(duì)考題進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)，如為考查學(xué)生對(duì)精密水準(zhǔn)儀認(rèn)識(shí)與二等水準(zhǔn)測(cè)量知識(shí)掌握情況，在考題中把某站測(cè)量的8個(gè)讀數(shù)(后尺4個(gè)，前尺4個(gè)，分別是上絲、下絲、主分劃中絲與輔助分劃中絲讀數(shù))全部列出來(lái)，讓學(xué)生判斷該數(shù)據(jù)是否符合二等水準(zhǔn)測(cè)量的要求。學(xué)生只有全面掌握了二等水準(zhǔn)測(cè)量的限差規(guī)范要求、測(cè)量方法，且真正完成實(shí)習(xí)任務(wù)的基礎(chǔ)上，才能夠正確回答該題，反之亦然。通過(guò)這種手段，促使學(xué)生端正了課堂實(shí)習(xí)態(tài)度，也提高了學(xué)生課堂實(shí)習(xí)的積極性與效果。

2. 集中實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容改革

由于目前測(cè)繪工程專業(yè)單獨(dú)開(kāi)設(shè)了GPS相關(guān)課程并安排1周集中實(shí)習(xí)，“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”課程集中實(shí)習(xí)不再安排GPS實(shí)習(xí)內(nèi)容，時(shí)間也從4周改為3周(15天)。實(shí)習(xí)在河北易中國(guó)礦業(yè)大學(xué)野外實(shí)習(xí)基地進(jìn)行，每個(gè)實(shí)習(xí)小組安排5人，主要任務(wù)是獨(dú)立完成一個(gè)城市一級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)(環(huán))與一條二等水準(zhǔn)路線的測(cè)量與數(shù)據(jù)處理工作。

為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)導(dǎo)線網(wǎng)布設(shè)及精度估算方面知識(shí)的掌握，同時(shí)也為調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性與創(chuàng)造性，允許學(xué)生自主設(shè)計(jì)導(dǎo)線網(wǎng)形。城市一級(jí)導(dǎo)線要求布設(shè)成包含20個(gè)控制點(diǎn)的閉合導(dǎo)線或附合導(dǎo)線，其中15個(gè)點(diǎn)必須選擇已埋設(shè)水泥樁，其余允許學(xué)生自行埋設(shè)臨時(shí)控制點(diǎn)，學(xué)生設(shè)計(jì)控制網(wǎng)網(wǎng)形及精度估算結(jié)果作為評(píng)價(jià)小組實(shí)習(xí)成績(jī)的指標(biāo)。

水準(zhǔn)網(wǎng)是由5個(gè)點(diǎn)組成的閉合環(huán)，共有5個(gè)測(cè)段，要求每個(gè)學(xué)生獨(dú)立測(cè)量1個(gè)測(cè)段，并記錄1個(gè)測(cè)段。

三、“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”集中實(shí)習(xí)基地建設(shè)

實(shí)習(xí)基地建設(shè)是“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”實(shí)踐教學(xué)的前提與基礎(chǔ)，其條件直接影響實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量。受時(shí)間和經(jīng)費(fèi)的影響，課堂實(shí)習(xí)安排在校內(nèi)進(jìn)行。為了確保集中實(shí)習(xí)的效果與質(zhì)量，集中實(shí)習(xí)安排在中國(guó)礦業(yè)大學(xué)河北易縣野外集中實(shí)習(xí)基地進(jìn)行，導(dǎo)線網(wǎng)共選擇了20個(gè)點(diǎn)位，每個(gè)點(diǎn)位埋設(shè)2套水泥標(biāo)石(間隔5～8 m)，共40個(gè)控制點(diǎn)，分別用A1、A2、…、A20，B1、B2、…、B20標(biāo)注，每個(gè)標(biāo)石確保與相鄰導(dǎo)線點(diǎn)都通視，待標(biāo)石穩(wěn)固后，利用GPS精確測(cè)定40個(gè)控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)。每組學(xué)生可以選擇其中15個(gè)點(diǎn)，可自建5個(gè)臨時(shí)點(diǎn)，根據(jù)城市一級(jí)導(dǎo)線的要求，自行在1∶2000地形圖上設(shè)計(jì)閉合或附合導(dǎo)線，并進(jìn)行精度估算與優(yōu)化設(shè)計(jì)。

二等水準(zhǔn)網(wǎng)是一個(gè)包含5個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)的閉合環(huán)，每個(gè)標(biāo)石距離為1 km，中間轉(zhuǎn)點(diǎn)與臨時(shí)點(diǎn)學(xué)生可以自行選擇。

四、“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”集中實(shí)習(xí)考核指標(biāo)設(shè)計(jì)與方法改革

1. 傳統(tǒng)集中實(shí)習(xí)考核方法的不足

客觀、公正地評(píng)定實(shí)習(xí)成績(jī)將會(huì)激發(fā)學(xué)生實(shí)習(xí)的積極主動(dòng)性與創(chuàng)造性，反之就會(huì)影響實(shí)習(xí)效果。目前有些集中實(shí)習(xí)以出勤率作為主要考核指標(biāo)，只要學(xué)生完整參加實(shí)習(xí)，無(wú)論實(shí)習(xí)中是否努力，都可以通過(guò)實(shí)習(xí)[2]；有些集中實(shí)習(xí)側(cè)重于以實(shí)習(xí)態(tài)度和表現(xiàn)評(píng)定成績(jī)，但由于指導(dǎo)教師不可能全面掌握每個(gè)學(xué)生的實(shí)習(xí)情況，再加上老師的個(gè)人因素，很容易出現(xiàn)不客觀評(píng)價(jià)的現(xiàn)象；有些集中實(shí)習(xí)側(cè)重于以操作技能測(cè)試評(píng)定成績(jī)，操作技能并不能夠全面反映一個(gè)學(xué)生的綜合素質(zhì)，反而會(huì)催生反效果，如每個(gè)學(xué)生都愿意操作儀器，無(wú)人愿意扶尺、架反光鏡、內(nèi)業(yè)計(jì)算、設(shè)計(jì)控制網(wǎng)等工作[3]。

2. 集中實(shí)習(xí)考核指標(biāo)體系設(shè)計(jì)

為了更加合理、公平地評(píng)定學(xué)生實(shí)習(xí)成績(jī)，根據(jù)“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”課程集中實(shí)習(xí)內(nèi)容以及實(shí)際情況，在結(jié)合前人研究的基礎(chǔ)上[3-5]，對(duì)考核指標(biāo)進(jìn)行增補(bǔ)、細(xì)化，以便能夠更全面、客觀地反映學(xué)生實(shí)習(xí)情況。集中實(shí)習(xí)具體考核指標(biāo)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 “大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”課程集中實(shí)習(xí)考核指標(biāo)體系

3. 集中實(shí)習(xí)成績(jī)考核改革

(1) 實(shí)習(xí)態(tài)度與表現(xiàn)

該項(xiàng)總分為20分，由出勤率(6分)、實(shí)習(xí)態(tài)度(5分)、協(xié)作能力(4分)及儀器保護(hù)(5分)4個(gè)方面的內(nèi)容組成。出勤率與儀器保護(hù)項(xiàng)由指導(dǎo)教師進(jìn)行考核，指導(dǎo)教師巡視指導(dǎo)時(shí)進(jìn)行出勤率考察；如果儀器出現(xiàn)損壞、丟失等則儀器保護(hù)項(xiàng)將無(wú)法得分。實(shí)習(xí)態(tài)度及協(xié)作能力由全組人員進(jìn)行自評(píng)與他評(píng)成績(jī)加權(quán)平均，組長(zhǎng)的權(quán)重為2，組員的權(quán)重為1，為了確保各組成績(jī)?cè)谌嘟y(tǒng)計(jì)時(shí)具有一致性，對(duì)每組成績(jī)都進(jìn)行歸一化處理。如j同學(xué)實(shí)習(xí)態(tài)度的得分計(jì)算方法為

(1)

式中，SCi代表第i同學(xué)給j同學(xué)的實(shí)習(xí)態(tài)度評(píng)分;Pi代表權(quán)重；SCmax代表本組加權(quán)平均后的最高得分。

j同學(xué)協(xié)作能力得分的計(jì)算方法為

(2)

式中，XCi代表第i同學(xué)給j同學(xué)的協(xié)作能力的評(píng)分；Pi代表權(quán)重；XCmax代表本組加權(quán)平均后的協(xié)作能力最高得分。

(2) 儀器操作技能

該項(xiàng)總分為40分，全站儀測(cè)站考核(20分)主要考查學(xué)生在在導(dǎo)線測(cè)量過(guò)程中對(duì)全站儀操作的熟練程度，實(shí)習(xí)要求每位學(xué)生至少獨(dú)立觀測(cè)4個(gè)測(cè)站點(diǎn)，且數(shù)據(jù)測(cè)站檢查合格。每站都會(huì)記錄開(kāi)始時(shí)間與結(jié)束時(shí)間，取4個(gè)測(cè)站的時(shí)間均值作為該生的成績(jī)，為了便于統(tǒng)計(jì)計(jì)算每個(gè)學(xué)生的該項(xiàng)成績(jī)，要先進(jìn)行歸一化處理，成績(jī)計(jì)算方法為

(3)

式中，Dtmin代表全班導(dǎo)線測(cè)量用時(shí)最短同學(xué)的時(shí)間；Dtj代表j同學(xué)每站導(dǎo)線測(cè)量平均時(shí)間。

水準(zhǔn)儀測(cè)段考核(20分)主要考查學(xué)生對(duì)精密水準(zhǔn)儀操作的熟練程度，通過(guò)記錄1 km測(cè)段的用時(shí)作為該生的成績(jī)，計(jì)算公式為

(4)

式中，Stmin代表全班1 km二等水準(zhǔn)測(cè)量用時(shí)最短同學(xué)的時(shí)間；Stj代表j同學(xué)1 km二等水準(zhǔn)所用時(shí)間。

為了確保學(xué)生記錄時(shí)間的準(zhǔn)確，每組配一臺(tái)手持式GPS接收機(jī)，要求GPS接收機(jī)必須記錄人員持有，根據(jù)GPS記錄的位置與時(shí)間來(lái)判斷實(shí)習(xí)記錄簿上的時(shí)間是否準(zhǔn)確，發(fā)現(xiàn)造假者一律取消實(shí)習(xí)成績(jī)。

(3) 測(cè)量成果質(zhì)量

該項(xiàng)總分為25分，導(dǎo)線網(wǎng)設(shè)計(jì)(5分)根據(jù)小組導(dǎo)線網(wǎng)形設(shè)計(jì)、選點(diǎn)位置合理性與通達(dá)度、精度估算結(jié)果進(jìn)行評(píng)定。導(dǎo)線測(cè)量質(zhì)量(10分)主要考察小組導(dǎo)線測(cè)量的數(shù)據(jù)質(zhì)量、記錄質(zhì)量、內(nèi)業(yè)概算及平差計(jì)算質(zhì)量。水準(zhǔn)測(cè)量質(zhì)量(10分)主要考察小組水準(zhǔn)路線測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量、記錄簿記錄質(zhì)量、內(nèi)業(yè)計(jì)算以及平差結(jié)果的質(zhì)量。

(4) 實(shí)習(xí)報(bào)告

該項(xiàng)總分為15分，語(yǔ)言文字質(zhì)量(5分)主要考察實(shí)習(xí)報(bào)告文字是否通順、語(yǔ)言是否簡(jiǎn)單明了、是否有錯(cuò)別字等。圖表質(zhì)量(5分)主要考察實(shí)習(xí)報(bào)告中的圖是否清晰、結(jié)構(gòu)是否完整、標(biāo)注是否齊全等；表中數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確、表頭以及說(shuō)明是否準(zhǔn)確等。實(shí)習(xí)感想與建議(5分)，根據(jù)學(xué)生對(duì)本次實(shí)習(xí)的認(rèn)知以及學(xué)生提出的建議質(zhì)量進(jìn)行評(píng)判成績(jī)。

五、結(jié)束語(yǔ)

近幾年我?！按蟮販y(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”課程實(shí)踐教學(xué)硬件條件得以改善，野外實(shí)習(xí)基地也已建設(shè)完畢。在教師與學(xué)生的不斷努力下，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及考核方法改革都取得一定的成績(jī)，學(xué)生較為認(rèn)可且反映良好。同時(shí)，在強(qiáng)化我校創(chuàng)新性教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生實(shí)踐情況不斷完善、調(diào)整實(shí)習(xí)考核方法與指標(biāo)，激發(fā)學(xué)生實(shí)習(xí)的主動(dòng)性與創(chuàng)造性，提升學(xué)生實(shí)習(xí)質(zhì)量。

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