王　巖，劉茂華，楊立君

(1. 沈陽(yáng)建筑大學(xué)交通工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110168； 2. 南京郵電大學(xué),江蘇 南京 210023)

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“控制測(cè)量學(xué)”和“GNSS原理”同步教學(xué)方法的研究與實(shí)踐

王巖1，劉茂華1，楊立君2

(1. 沈陽(yáng)建筑大學(xué)交通工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110168； 2. 南京郵電大學(xué),江蘇 南京 210023)

針對(duì)控制測(cè)量技術(shù)和GNSS技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合高校測(cè)繪專(zhuān)業(yè)教學(xué)的實(shí)際情況，在廣泛調(diào)查的基礎(chǔ)上，提出了“控制測(cè)量學(xué)”與“GNSS原理”課程同步教學(xué)的方法，從理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、課程考試3個(gè)方面進(jìn)行了改革，從而達(dá)到了促進(jìn)教學(xué)、提升學(xué)生專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的目的。實(shí)踐證明，同步教學(xué)方案是可行的、有效的。

控制測(cè)量學(xué)；GNSS原理；同步教學(xué)；教學(xué)改革

“控制測(cè)量學(xué)”是測(cè)繪工程本科專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課之一，一直以來(lái)均以學(xué)時(shí)多、理論深、內(nèi)容廣、難度大等特點(diǎn)而備受測(cè)繪專(zhuān)業(yè)學(xué)生和教師的關(guān)注與重視。如何改進(jìn)教學(xué)手段、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、提升教學(xué)效果一直都是擺在授課教師面前的一道難題[1]。

“GNSS原理”是隨著GLONASS系統(tǒng)和北斗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全球定位或區(qū)域定位功能之后，由原“GPS原理”課程逐步轉(zhuǎn)變而來(lái)的測(cè)繪專(zhuān)業(yè)的另外一門(mén)重要課程。特別是隨著衛(wèi)星技術(shù)的逐漸成熟，衛(wèi)星定位精度逐漸提高，“GNSS原理”課程在測(cè)繪工程本科專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的地位也逐步提升。

在技術(shù)應(yīng)用方面，隨著衛(wèi)星技術(shù)的逐漸成熟，控制測(cè)量的布網(wǎng)工作也從傳統(tǒng)的以三角測(cè)量為主轉(zhuǎn)變?yōu)镚NSS技術(shù)占據(jù)壟斷地位，因此，“控制測(cè)量學(xué)”和“GNSS原理”兩門(mén)課程結(jié)合日益緊密，原有的教學(xué)方法已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)階段學(xué)習(xí)與實(shí)踐的需要，需要探討新的教學(xué)、實(shí)踐與考核方法[2]。

一、課程現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的“控制測(cè)量學(xué)”主要解決控制測(cè)量的基準(zhǔn)，三角網(wǎng)與導(dǎo)線網(wǎng)的布設(shè)方法、觀測(cè)方法，控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、成果歸算，控制網(wǎng)平差等方面的問(wèn)題，已形成了完整、嚴(yán)密的理論和精密可靠的實(shí)踐方法，為確定大地點(diǎn)的精確位置、研究地球形狀和大小、大陸漂移、海洋面高度和地殼變化等作出了特殊的貢獻(xiàn)。然而，隨著以GNSS技術(shù)為代表的現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的興起與成熟，傳統(tǒng)的三角測(cè)量等控制測(cè)量方法已逐漸淡化，控制網(wǎng)的布設(shè)逐步被GNSS技術(shù)所壟斷。

“GNSS原理”課程是主要解決衛(wèi)星定位系統(tǒng)的定位原理、測(cè)量方法、數(shù)據(jù)處理方法、GNSS網(wǎng)布設(shè)方法等方面的問(wèn)題。目前大多數(shù)高校在此課程的教學(xué)過(guò)程中均偏重于理論，特別是偏重于數(shù)據(jù)處理，導(dǎo)致學(xué)生一方面對(duì)GNSS的操作不夠熟悉、對(duì)GNSS網(wǎng)的布設(shè)方法理解不夠深入，另一方面在數(shù)據(jù)處理理論方面花費(fèi)了過(guò)多的時(shí)間，容易造成理論與實(shí)踐脫節(jié)的后果。

因此，針對(duì)兩門(mén)課程的教學(xué)現(xiàn)狀和當(dāng)前測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展情況，并結(jié)合多年“控制測(cè)量學(xué)”與“GNSS原理”課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，本文創(chuàng)造性地提出兩門(mén)課程同步教學(xué)方法。所謂的課程同步教學(xué)是指將“控制測(cè)量學(xué)”與“GNSS原理”兩門(mén)課進(jìn)行三同步，即同步教學(xué)、同步實(shí)踐、同步考核，根據(jù)兩門(mén)課程的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，以便解決目前教學(xué)中存在的諸多問(wèn)題。[3-5]

二、同步教學(xué)方案

1. 同步教學(xué)方案的設(shè)計(jì)

同步教學(xué)方式實(shí)施后，首先需要制訂一套合理的實(shí)施方案，并需要對(duì)兩門(mén)課程中當(dāng)前的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，旨在更加注重對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，適應(yīng)當(dāng)前測(cè)繪工作的需要，將理論教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)充分結(jié)合。

方案的制定既要滿(mǎn)足兩門(mén)課程基本的教學(xué)要求，完成教學(xué)大綱所要求的各項(xiàng)內(nèi)容，又要充分考慮生產(chǎn)實(shí)踐的實(shí)際情況和用人單位對(duì)學(xué)生技能的基本要求，同時(shí)還要考慮在校學(xué)生的接受水平和時(shí)間安排。因此，制定同步教學(xué)方案的流程如圖1所示[6]。

制訂方案必須在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上進(jìn)行，因此，通過(guò)對(duì)測(cè)繪生產(chǎn)單位控制測(cè)量工作現(xiàn)狀、相關(guān)高校開(kāi)課方法、在校測(cè)繪專(zhuān)業(yè)本科生對(duì)待兩門(mén)課程看法，以及測(cè)繪專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生信息反饋的調(diào)研，參照用人單位對(duì)畢業(yè)生基本技能的要求與建議，結(jié)合“控制測(cè)量學(xué)”和“GNSS原理”課程的現(xiàn)狀，筆者制訂了初步的同步教學(xué)方案。按此方案組織教學(xué)，結(jié)課后要對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面的了解，學(xué)生畢業(yè)后要跟蹤對(duì)用人單位進(jìn)行回訪，并根據(jù)反饋信息對(duì)同步方案進(jìn)行修改，不斷完善方案的內(nèi)容與細(xì)節(jié)。

2. 理論教學(xué)的同步

理論教學(xué)的同步是指對(duì)“控制測(cè)量學(xué)”和“GNSS原理”兩門(mén)課程進(jìn)行調(diào)整，使其同步授課、同步結(jié)課、同步試驗(yàn)。

首先，將“控制測(cè)量學(xué)”和“GNSS原理”兩門(mén)課程調(diào)整至同一學(xué)期授課，在“控制測(cè)量學(xué)”課程中弱化三角測(cè)量的理論與方法及數(shù)據(jù)處理的手段，強(qiáng)化導(dǎo)線測(cè)量和GNSS測(cè)量的相關(guān)內(nèi)容，與生產(chǎn)實(shí)踐充分結(jié)合，重點(diǎn)突出GNSS布網(wǎng)流程與方法[7]。

然后，“GNSS原理”課程進(jìn)一步突出GNSS控制網(wǎng)的布設(shè)方法和注意事項(xiàng)，特別是GNSS控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)解算方法，并根據(jù)工程控制測(cè)量的要求，著重講授不同等級(jí)的GNSS控制網(wǎng)所能達(dá)到的精度指標(biāo)和適用環(huán)境。

最后，兩門(mén)課程適當(dāng)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，將相關(guān)的內(nèi)容安排在同樣的時(shí)間段進(jìn)行，如將控制測(cè)量學(xué)中的控制網(wǎng)布設(shè)方法與GNSS原理中的GNSS網(wǎng)布設(shè)方法安排在同一時(shí)間段進(jìn)行授課，然后根據(jù)授課內(nèi)容安排試驗(yàn)環(huán)節(jié)[8]。

3. 實(shí)踐環(huán)節(jié)的同步[9]

“控制測(cè)量學(xué)”和“GNSS原理”兩門(mén)課程都是理論與實(shí)踐并重的課程，都包含16—24學(xué)時(shí)的試驗(yàn)和3—4周的教學(xué)實(shí)習(xí)。實(shí)行同步教學(xué)之后，對(duì)于實(shí)踐環(huán)節(jié)作出了較大改動(dòng)，兩個(gè)課程的試驗(yàn)與實(shí)習(xí)統(tǒng)一安排，每次試驗(yàn)由原有的2學(xué)時(shí)增加至4—6學(xué)時(shí)，長(zhǎng)學(xué)時(shí)的試驗(yàn)可以有更多實(shí)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行安排。在保留原有試驗(yàn)內(nèi)容的同時(shí)，增加了試驗(yàn)的要求，對(duì)于“控制測(cè)量學(xué)”中的控制網(wǎng)選點(diǎn)與布設(shè)試驗(yàn)，在原來(lái)的三角網(wǎng)與導(dǎo)線網(wǎng)選點(diǎn)與布網(wǎng)的基礎(chǔ)上，增加了GNSS網(wǎng)的選點(diǎn)與布網(wǎng)，著重練習(xí)GNSS網(wǎng)控制點(diǎn)選點(diǎn)的注意事項(xiàng)；對(duì)于“GNSS原理”中的靜態(tài)GNSS網(wǎng)觀測(cè)試驗(yàn)，由原有的“三臺(tái)接收機(jī)四點(diǎn)一時(shí)段”改為“三臺(tái)接收機(jī)六點(diǎn)一時(shí)段”，著重練習(xí)GNSS網(wǎng)的布網(wǎng)形式與觀測(cè)方法，并增加數(shù)據(jù)處理的難度。

同時(shí)，對(duì)于兩門(mén)課程的實(shí)習(xí)時(shí)間也作了相應(yīng)的調(diào)整，將兩門(mén)課程的實(shí)習(xí)時(shí)間放在同一學(xué)期，并前后銜接，共計(jì)連續(xù)6周的實(shí)習(xí)。實(shí)習(xí)內(nèi)容根據(jù)同步教學(xué)的要求進(jìn)行了調(diào)整，挑選空曠區(qū)域，布設(shè)10～12點(diǎn)的控制網(wǎng)，利用同樣的控制點(diǎn)進(jìn)行了四等三角網(wǎng)、一級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)、E級(jí)GNSS網(wǎng)的布設(shè)與觀測(cè)，并分別進(jìn)行了解算。第一，擴(kuò)大了控制網(wǎng)的規(guī)模，更有利于學(xué)生掌握控制網(wǎng)的布設(shè)方法；第二，同一套控制點(diǎn)利用不同方法進(jìn)行觀測(cè)，可以分別進(jìn)行精度評(píng)定，通過(guò)對(duì)不同方法下的精度指標(biāo)的對(duì)比，可以很好地對(duì)3種方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析；第三，連續(xù)6周的實(shí)習(xí)使學(xué)生系統(tǒng)地掌握了專(zhuān)業(yè)知識(shí)，增強(qiáng)了專(zhuān)業(yè)技能。

4. 課程考核的同步[10]

同步教學(xué)中重要的一環(huán)即為課程考核的同步，主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：一是試卷命題時(shí)打破了課程的限制；二是增加實(shí)踐環(huán)節(jié)在成績(jī)中所占的比重；三是量化實(shí)踐環(huán)節(jié)考核分?jǐn)?shù)。

(1) 試卷命題

同步教學(xué)初期，試卷命題時(shí)以本學(xué)科知識(shí)點(diǎn)為主，增加了對(duì)方學(xué)科的相關(guān)內(nèi)容，尤其是與實(shí)踐環(huán)節(jié)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，以促進(jìn)學(xué)科的交融。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，待時(shí)機(jī)成熟，可以將兩門(mén)課程考試合并為一張?jiān)嚲?，增加試卷的總分值，命題以實(shí)例為主，讓學(xué)生真正理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

(2) 增加實(shí)踐環(huán)節(jié)的比重

課程考核的總分采用“6-3-1”模式來(lái)計(jì)算，即試卷分?jǐn)?shù)占總分的60%，實(shí)踐環(huán)節(jié)成績(jī)占總分的30%，其余平時(shí)成績(jī)占總分的10%。“6-3-1”模式充分顧及了各方面的因素，特別是實(shí)踐環(huán)節(jié)，使得學(xué)生對(duì)實(shí)踐教學(xué)越來(lái)越重視，動(dòng)手能力隨之增強(qiáng)，達(dá)到教學(xué)改革的目的。

(3) 量化實(shí)踐環(huán)節(jié)考核得分

以實(shí)習(xí)為代表的實(shí)踐環(huán)節(jié)一直以來(lái)都存在考核不夠透明化、給分隨意性較強(qiáng)、個(gè)別同學(xué)反響較大的問(wèn)題，因此需要研究新的實(shí)踐環(huán)節(jié)考核辦法。

在實(shí)踐環(huán)節(jié)考核中，采用四方評(píng)分制，即外業(yè)考核評(píng)分、教師評(píng)分、實(shí)習(xí)小組組長(zhǎng)評(píng)分、實(shí)習(xí)小組組員互評(píng)4個(gè)環(huán)節(jié)。4個(gè)環(huán)節(jié)評(píng)分均采用百分制，打分之后根據(jù)其所占的比例進(jìn)行折合，可以用如下公式來(lái)表示

S=Wa+Tb+Lc+Md

(1)

式中，S代表考核總分；W代表外業(yè)考核評(píng)分；L代表組長(zhǎng)評(píng)分；M代表組員互評(píng)分?jǐn)?shù)；a、b、c、d分別代表每一項(xiàng)評(píng)分在實(shí)踐考核總分中的比例，其應(yīng)滿(mǎn)足如下要求

a+b+c+d=1

(2)

三、結(jié)束語(yǔ)

“控制測(cè)量學(xué)”和“GNSS原理”課程同步教學(xué)改變了各專(zhuān)業(yè)課單一授課的模式，將關(guān)系密切的兩個(gè)學(xué)科進(jìn)行同步教學(xué)、同步實(shí)踐、同步考核。實(shí)踐證明，兩門(mén)課程的同步教學(xué)對(duì)促進(jìn)教學(xué)改革、改善教學(xué)效果、增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力、提升學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)均有著良好的效果，而且此方案在目前大多數(shù)開(kāi)設(shè)測(cè)繪工程本科專(zhuān)業(yè)的高校中是可行的。

[1]丁士俊,郭際明,程新明,等.“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”課程啟發(fā)法教學(xué)幾個(gè)問(wèn)題的解釋[J].測(cè)繪通報(bào),2014(3):124-127.

[2]邢會(huì)敏,楊福芹.高校轉(zhuǎn)型下測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)《控制測(cè)量學(xué)》教學(xué)改革探討[J]. 河北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2015,12(1):7-9.

[3]趙鶴,王懷寶,張文春. 控制測(cè)量學(xué)課程教學(xué)體系優(yōu)化研究[J]. 吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2012,29(6):81-83.

[4]孫文彬,趙學(xué)勝. “控制測(cè)量學(xué)”教學(xué)改革的探討[J]. 礦山測(cè)量,2009(1):71-73.

[5]趙威成,馬福義,葉欣. 應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下《控制測(cè)量學(xué)》課程建設(shè)研究[J]. 礦山測(cè)量,2014(4):98-100.

[6]杜子濤,王德軍,徐洋,等. 基于GPS技術(shù)的測(cè)量學(xué)實(shí)踐教學(xué)控制網(wǎng)的構(gòu)建[J]. 科技資訊,2013(34):197-198.

[7]曾振華,劉傳立,任海峰,等. 從GPS定位技術(shù)的發(fā)展談《控制測(cè)量學(xué)》課程的改革[J]. 海洋測(cè)繪,2005,25(3):76-77.

[8]謝振紅,付博,王忠禮,等. 控制測(cè)量學(xué)理論與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的整合與優(yōu)化[J]. 吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2011,28(6):11-14.

[9]李淑慧,王淑晴,付宗堂,等. 注冊(cè)測(cè)繪師考試對(duì)“控制測(cè)量學(xué)”教學(xué)改革的啟示[J]. 中國(guó)地質(zhì)教育,2009,18(4):145-147.

[10]史大起,冷亮. 《控制測(cè)量學(xué)》教學(xué)改革實(shí)踐與效果[J]. 測(cè)繪與空間地理信息,2015,38(5): 196-201.

Research and Practice of the Method of Synchronous Teaching with Control Surveying and GNSS Principle

WANG Yan,LIU Maohua,YANG Lijun

王巖，劉茂華，楊立君.“控制測(cè)量學(xué)”和“GNSS原理”同步教學(xué)方法的研究與實(shí)踐[J].測(cè)繪通報(bào)，2016(10)：141-143.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0350.

2016-04-14

遼寧省教育評(píng)價(jià)協(xié)會(huì)課題(PJHYYB15092)；遼寧省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃立項(xiàng)課題(JG15DB335)

王巖(1979—)，男，碩士，講師，研究方向?yàn)?S技術(shù)的綜合應(yīng)用。E-mail：wyan413@163.com

G64

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0494-0911(2016)10-0141-03