花向紅，向　東，鄒進貴，趙　嵐

(武漢大學　測繪學院，武漢　430079)

?

從測繪技能大賽引導數字地形測量學課程實踐教學改革

花向紅，向東，鄒進貴，趙嵐

(武漢大學測繪學院，武漢430079)

摘要從測繪技能大賽的經驗和教訓出發(fā)，探討了數字地形測量學課程教學改革的必要性和意義，給出了數字地形測量學課程在實踐教學內容、實踐教學環(huán)境、實踐教學環(huán)節(jié)，實踐教學方法等方面改革的措施。

關鍵詞測繪技能大賽；數字地形測量學；實踐教學；改革措施

實踐教學是整個測繪工程專業(yè)的重要組成部分，是學生獲得測繪的基本技能、培養(yǎng)動手能力和解決實際問題能力最有效的方法，對提高測繪工程專業(yè)的教學質量起著至關重要的作用。

數字地形測量學是測繪工程專業(yè)的一門實踐性強的專業(yè)基礎課，也是該專業(yè)核心課程之一。它是由測量學[1]到數字測圖原理與方法[2-5]，通過改革、實踐、修改、補充、創(chuàng)新而發(fā)展起來的一門適應現(xiàn)代測繪技術和社會生產需要的新課程。為了培養(yǎng)學生的實踐能力，我院不僅安排了大量的課間實驗和實習課程，而且還安排了為期5周的集中實習，除此以外，圍繞數字地形測量學實踐內容，學院從2006年開始，每年舉辦測繪實踐技能大賽。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(yè)技能鑒定指導中心和中國測繪學會聯(lián)合主辦“全國高等學校測繪技能大賽”，2009年首屆在河南理工大學舉行，共有32個代表隊參加比賽[6]。2012年第二屆在北京建筑大學舉行，共有55個代表隊參加比賽。2014年第三屆在河南城建學院舉行，共有76個代表隊參加比賽。我院均派代表隊參加，取得了較好的成績，但也存在一些問題，為此本文從測繪技能大賽成功經驗和教訓出發(fā)，就如何進行數字地形測量學教學改革進行探討，提出了實踐教學內容、實踐環(huán)節(jié)教學、實踐實習基地、實踐教學手段等方面的改革措施。

1測繪技能大賽經驗和教訓

開展大學生測繪技能大賽，對于提高大學生的實踐操作能力，提高測繪工程人才培養(yǎng)質量具有重要意義。

1.1學院測繪實踐技能大賽

學院測繪實踐技能[7]由測繪學院分團委精心策劃和組織，學院老師和測繪實驗教學中心老師擔任指導老師和評委。大賽分理論知識和實際操作兩輪進行。理論知識比賽由小組中的兩名隊員參加，實際操作(包括導線測量和三等水準測量)比賽則4名成員集體參加。比賽總分按100分計，理論知識和實際操作分別占總分的20%和80%。大賽要求在已學數字地形測量學課程的基礎之上對實用測繪技能進行更深一層次的掌握，從而促進同學對專業(yè)知識的理解，并且為廣大愛好測繪的同學提供一個展示自己證明自己的大舞臺。主要經驗和教訓有以下3點。1)參賽選手們熟練操練測量儀器，嚴謹務實的記錄和精確的計算勾勒出了一派濃濃的競技和交流氛圍。大賽的另一個亮點就是報名參賽的人數很多。他們積極參與比賽，以鍛煉展示自己的測繪技能，培養(yǎng)自己的專業(yè)興趣。2)許多小組被淘汰的原因之一就是涂改原始觀測數據，比賽規(guī)則是不管計算結果合格與否均淘汰，目的在于讓學生懂得測量數據的重要性，涂改數據或者偽造數據將會給國家建設帶來嚴重的后果，從學校起，就應該養(yǎng)成良好的職業(yè)道德、精益求精的精神。比賽中我們還發(fā)現(xiàn)，一些同學對測量概念還不是很清楚。例如，對水準測量測段的概念不清楚；對閉合導線角度閉合差的分配原理沒有理解等，導致內業(yè)計算成果不符合要求而遭到淘汰。3)一支隊伍要想取得好成績，隊員之間的團結協(xié)作是十分重要的。例如，參賽選手盡管有盡快完成比賽任務、拿到好名次的愿望，但往往是互相幫助不夠，有些參賽隊往往是一個隊員計算，其他幾個隊員在旁邊看；有些參賽隊大家均在計算，但由于配合不好，導致計算結果不正確，延長了計算時間。

1.2全國高等學校測繪技能大賽

全國高等學校測繪技能大賽主要包括四等水準測量、一級電磁波測距導線測量和1∶500數字地形圖測繪3個板塊，2016年，增加了測量軟件設計板塊，全部覆蓋數字地形測量學的教學內容。四等水準測量和一級電磁波測距導線測量競賽，要求參賽隊在1.5小時(內外業(yè))內，4名參賽選手必須輪換進行外業(yè)的測量和記錄工作，共同完成內業(yè)計算。1∶500數字地形圖測繪競賽要求，2009年、2012年采用全站儀草圖法測繪，2014年改成按照GNSS RTK方式測圖，必須在3小時內完成指定測區(qū)的1∶500地形圖測繪。評分主要從參賽隊的作業(yè)速度、觀測質量和計算成果等方面考慮，采用百分制。其中測量及成果質量成績70分，按照相應的競賽細則規(guī)定計算，作業(yè)速度成績30分。主要經驗和教訓：比賽成績反映了學生的訓練水平和教師的指導水平，比賽培養(yǎng)了選手們團結協(xié)作的團隊意識和測繪人不怕苦、不怕累的優(yōu)秀品質,提高了學生的實踐動手能力。問題主要體現(xiàn)在一些代表隊的訓練水平不夠，參賽訓練注重了技能訓練，而忽視了心理素質訓練等[8-9]。

2數字地形測量學課程實踐教學改革

無論是數字地形測量學課程實踐教學，還是測繪技能大賽，其宗旨就是培養(yǎng)學生實踐能力[10-11]。從提高教學質量和測繪技能大賽舉辦的成功經驗和教訓來看，必須對數字地形測量學實踐教學模式[12]進行改革。主要改革措施有如下4個方面。

2.1實踐教學內容改革

數字地形測量學課程實踐教學包括兩部分內容：一是授課過程中穿插的課間實驗；二是集中實習。對這兩部分內容的改革,不僅要體現(xiàn)出學生基本實踐能力的培養(yǎng)，而且應反映出測繪新技術的發(fā)展，涵蓋測繪技能大賽比賽內容,體現(xiàn)目前生產單位測圖方式，很好地與生產實際相結合。因此，實踐教學內容除了保持全站儀測圖內容外，應加強GPS RTK測圖方式實踐教學，增加GPS RTK測量課間實習和集中實習，使學生學會不同的地形場合采用不同的作業(yè)模式，通過數字測圖軟件，從而測繪形成符合規(guī)范要求的1∶500數字地形圖。

2.2實踐教學條件建設

實踐教學條件建設主要包括儀器設備、數字測圖軟件和實習場地建設。首先，加大測量儀器設備更新和購置的力度，完善以武漢大學校園為基礎的數字測圖外業(yè)場地基礎測量設施，構建專門的數字測圖軟件實驗室，升級數字測圖軟件，以滿足學生實習數據采集和內業(yè)成圖的需要。完善和擴大以學生信息化創(chuàng)新實驗室為基礎的室內數字測圖模擬場地，滿足學生利用課余時間到實驗室操練的需要。其次，學院積極加大建設校外實習基地，先后與多個生產單位聯(lián)合建立實習教學基地，如大花嶺實習基地等。2015年6月，武漢大學和湖北科技學院簽約了合作共建測繪地理信息實習基地協(xié)議，基地經過4個月的建設于當年11月初通過驗收。11月中旬，學院測繪工程專業(yè)2014級330名本科生赴該實習基地開展了為期2周的數字測圖集中實習，圓滿完成了實習任務。該實習基地投入使用，不僅解決了數字地形測量學集中實習場地問題，而且也是測繪技能大賽理想場地，同時也為測繪工程專業(yè)及相關專業(yè)其他課程的實習提供了實驗環(huán)境。

2.3實踐教學環(huán)節(jié)改革

1)數字地形測量學課程每次集中實習都更新實習指導書，并及時分發(fā)給每個學生，使學生了解實習各個階段的實習任務和目的要求。每次實習都要安排學院主管教學的副院長進行實習總動員，強調實習的重要性，要求學生們牢固樹立團隊協(xié)作精神，確保人身和儀器安全。

2)心理輔導和技術指導相結合，是實踐教學環(huán)節(jié)全過程監(jiān)控的核心。一方面，考慮到實習外業(yè)強度大，外界干擾因素多，學生們需要攜帶測繪儀器進行實習工作，教師要注重學生的心理輔導和溝通，使學生保持良好的心態(tài)和體能，保質保量地完成實習任務，也為今后參加類似的技能大賽打下良好的基礎。除此以外，教師要注重學生的技術指導。既要強調對測量中“三基(基本概念、基本計算、基本方法)”能力的訓練，又要注意學生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，如在圖根控制測量控制點的分布，數字測圖中外業(yè)跑點技巧等，這些都關系到數字測圖成果質量。注意發(fā)揮組長和骨干作用，在實習的每一個階段及時召開組長會議，以便教師及時掌握各組情況，隨時隨地解決實習中學生遇到的各種技術問題。另一方面，從測繪技能大賽比賽情況來看，成果質量至關重要，而要保證成果質量，必須在每一個環(huán)節(jié)按照規(guī)范要求執(zhí)行。因此，在學生實習的時候，就應嚴格按照操作規(guī)程進行正確的觀測和記錄，對誤差超限和錯誤的數據要及時發(fā)現(xiàn)、及時重測，避免出現(xiàn)誤測、誤記、漏記的現(xiàn)象，更不允許偽造數據，應確保數據的準確和真實。

3)嚴把實習報告質量關和實習考核，也是實踐教學環(huán)節(jié)必不可少的環(huán)節(jié)。實習結束前，集中一天的時間對學生進行動手能力、計算能力和基本技能等考核，有利于掌握學生實習成效。實習報告的撰寫必須符合實習指導書的要求。報告中必須有數據處理和分析、成果質量評價、遇到問題的解決方案、實習工作情況及個人的心得體會等。對不符合要求實習報告需要重寫,杜絕抄襲。

2.4實踐教學手段改革

實踐教學手段改革以培養(yǎng)學生的實踐動手能力為目標，將“講課、實驗、討論、答疑”等有機結合起來，形成了多媒體、網絡、錄像和虛擬仿真教學等多種教學方法和教學手段[13-15]。先后建立數字地形測量學網站和地面數字化測圖模擬與仿真平臺，供學生自主學習。現(xiàn)正在以申報國家測繪虛擬仿真實驗教學中心為契機，借助于學院購置的一套虛擬現(xiàn)實設備“公共安全可視化分析系統(tǒng)” ，利用系統(tǒng)所提供的二次開發(fā)功能，開發(fā)虛擬數字測圖實習平臺，將虛擬數字測圖實習平臺與傳統(tǒng)數字測圖實習相結合，構造虛擬測繪實驗儀器和虛擬數字測圖實習環(huán)境。通過該平臺，學生可以在一個虛擬的環(huán)境中較快捷地熟悉全站儀等測繪儀器的使用，并提前了解一些錯誤操作可能帶來的不良影響，掌握水平角觀測、垂直角觀測、距離測量、水準測量、導線測量、碎部測圖等方法，為實地測量做好相關準備。

3結束語

實驗實習作為數字地形測量學課程的重要組成部分，是理論聯(lián)系實際的橋梁和紐帶，對掌握測繪的基本技能和基本方法，培養(yǎng)學生的實踐能力、團隊協(xié)作意識、耐心和不怕苦、不怕累的優(yōu)秀品質等方面起著非常重要的作用。論文從提高教學質量和測繪技能大賽舉辦的成功經驗和教訓，對數字地形測量學實踐教學如何改革提出了有效的措施，對高等學校教學改革有一定的借鑒作用。

參 考 文 獻

[1]郭保生，何瑞珍，張雅梅.加強測量學實踐教學環(huán)節(jié)是提高教學質量的有效途徑，實驗室科學，2013(4):162-164.

[2]陳允芳，成樞，柳林，等.數字測圖原理與方法課程教學探討，測繪通報，2013(11):121-124.

[3]宋利杰，張永彬，田桂娥.高等院?！稊底譁y圖原理與方法》教學改革探討[J].礦山測量，2009(4):93-96.

[4]李曉莉，彭景晶.“數字測圖”實驗教學的探索與實現(xiàn)[J].實驗室研究與探索，2007(6):92-94.

[5]花向紅，鄒進貴.《數字測圖原理與應用》精品課程建設的實踐與思考.測繪工程，2008，17(3)：74-76.

[6]寧津生，翟翊，宋偉東.深化教學改革，加強實踐教學“首屆全國大學生測繪技能比賽”經驗總結[J].測繪通報，2009(10)：1-4.

[7]陳雪豐，張仁杰，許才軍，等.綜合性高校測繪技能大賽實踐與思考.測繪信息與工程，2010(2)：50-51.

[8]翟翊，魏忠邦.高等學校大學生測繪技能競賽的組織與實施.測繪通報，2013(1)：97-100.

[9]姜留濤，翟翊.測繪類技能大賽的若干關鍵問題的分析與探討.測繪通報，2012(1)：102-104.

[10]徐子東，王崇倡，任東風.綜合實踐技能競賽在學風建設中的引導作用—以測繪學科為例[J].礦山測量，2011(6):100-102.

[11]焦明連.測繪工程專業(yè)大學生綜合技能競賽的實踐與創(chuàng)新.測繪工程，2013(6):92-94.

[12]花向紅，向東，鄒進貴，等.信息化測繪體系下“數字地形測量學”教學模式.實驗室研究與探索，2014，33(1)：186-189.

[13]汪金花，張永彬.工科實踐教學五星模式的應用研究—以測繪實踐教學為例.測繪通報，2011(8)：92-94.

[14]郭敏，韋四江，馬春艷.測繪實習的網絡課堂構建，實驗室研究與探索.2009，28(5)：146-150.

[15]王衛(wèi)國.虛擬仿真實驗教學中心建設思考與建議，實驗室研究與探索，2013，32(12)：5-8.

收稿日期:2014-06-29；修改日期: 2014-08-19

基金項目：湖北省高等學校省級教學研究項目資助(2013009)；武漢大學測繪學院本科專業(yè)綜合改革教學研究項目項目資助;2016武漢大學實驗教學中心開放實驗項目資助。

作者簡介：花向紅(1963-)，男，博士，教授，主要從事工程測量與三維激光掃描數據處理方向和測繪工程教學研究工作。

中圖分類號G642；P21

文獻標志碼A

doi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.03.020

Discussion on the Teaching Reform of the Digital Topographic Surveying Based on Geomatics Skill Competition

HUA Xianghong，XIANG Dong，ZOU Jingui，ZHAO Lan

(School of Geodesy and Geomatics, Wuhan University，Wuhan 430079，China)

AbstractBased on the experiences and lessons of geomatics skill competition, the necessity and significance of teaching reform for the digital topographic surveying are discussed in this paper.The reform measures of the digital topographic survey course are given in the practice teaching content, practice teaching environment，practice teaching process and practice teaching methods.

Key wordsgeomatics skill competition；digital topographic surveying；practice teaching；reform measures