淺談“測量平差”課程教學(xué)改革＊

李飛

（楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽 712100）

“測量平差”是高職工程測量技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課程[2]，本課程的研究對象是測量數(shù)據(jù)，在外業(yè)的基礎(chǔ)上通過內(nèi)業(yè)對數(shù)據(jù)分析處理和應(yīng)用，是測量計算的基礎(chǔ)，在工程測量技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中起到承前啟后的作用。由于會直接影響之后幾個學(xué)期所開的其他專業(yè)課的學(xué)習(xí)，所以該課程對學(xué)生專業(yè)課學(xué)習(xí)及職業(yè)生涯發(fā)展都影響巨大[3]。

1 課程現(xiàn)狀

1.1 教材現(xiàn)狀

1.1.1 概念難理解、公式繁多、模型復(fù)雜

“測量平差”課程涉及的概念難理解、公式多，推導(dǎo)過程煩瑣、模型復(fù)雜多樣，內(nèi)容枯燥且抽象，理論性較強(qiáng)，要求學(xué)生有一定的測量基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。絕大多數(shù)學(xué)生還沒開始學(xué)就已經(jīng)有了厭倦、學(xué)也學(xué)不懂的想法，對學(xué)好本課程失去了信心。

1.1.2 理論與實(shí)踐脫節(jié)

十余年的教學(xué)經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)，“測量平差”課程無論是理論教學(xué)還是前導(dǎo)課程安排都相對成熟合理，完全能夠滿足理論教學(xué)的需求[4]。然而，課堂講解配合課后習(xí)題練習(xí)，不能使學(xué)生達(dá)到完全理解和靈活運(yùn)用；同時，教學(xué)及練習(xí)中涉及的算例太過簡單，與當(dāng)今多樣化測量手段使用方法不適配，理論與實(shí)踐脫節(jié)。

1.2 教學(xué)現(xiàn)狀

1.2.1 學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱

測量數(shù)據(jù)處理對學(xué)生的數(shù)學(xué)知識水平有較高的要求，需應(yīng)用的高等數(shù)學(xué)及線性代數(shù)的基礎(chǔ)理論廣泛，對于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生有一定的難度，也加大了教師的教學(xué)難度。

1.2.2 教學(xué)內(nèi)容算例單一

經(jīng)查閱發(fā)現(xiàn)，教材中數(shù)據(jù)解算案例以水準(zhǔn)網(wǎng)和測角網(wǎng)居多，但當(dāng)今工程案例中使用光電測距技術(shù)和GNSS 較多，形成的導(dǎo)線網(wǎng)和GNSS 算例幾乎沒有，與實(shí)際生產(chǎn)嚴(yán)重脫節(jié)。教師教學(xué)以教材為主，教材急需更新。

1.2.3 教學(xué)方法缺乏創(chuàng)新

各大院?！皽y量平差”課程的教學(xué)方法缺乏創(chuàng)新[5]，依舊以講授、演示、練習(xí)等為主，該課程理論較多，教師講解學(xué)生被動學(xué)習(xí)，不利于學(xué)生思考，演示局限于教師推導(dǎo)公式，未使用儀器，外業(yè)數(shù)據(jù)獲取、內(nèi)業(yè)計算一體化體現(xiàn)了“學(xué)”與“用”脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)無效果，未能學(xué)以致用。

1.2.4 實(shí)踐教學(xué)與工程項(xiàng)目聯(lián)系不緊密

工程測量技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)單位主要是中鐵、中交、中水等建設(shè)單位，今后工作中涉及較多的是控制網(wǎng)布設(shè)及施工放樣。在教學(xué)中實(shí)踐環(huán)節(jié)的算例多數(shù)由教師直接給出，學(xué)生對數(shù)據(jù)的來源、獲取方式不了解；理論教學(xué)中，反復(fù)講述計算與公式推導(dǎo)，未能與生產(chǎn)單位的具體工程案例相結(jié)合，理論與實(shí)踐脫節(jié)，學(xué)生對項(xiàng)目中遇到的問題無從下手。

2 課程教學(xué)改革建設(shè)

2.1 精選教材

高職院校的學(xué)生大部分討厭上理論課，但喜歡實(shí)操、軟件應(yīng)用。根據(jù)學(xué)生的興趣，筆者選了由張慧慧主編，東北大學(xué)出版社出版的教材《測量平差》，本教材結(jié)合高職學(xué)生的實(shí)際情況和“測量平差”課程的特點(diǎn)，運(yùn)用大量的實(shí)例介紹如何應(yīng)用測量平差方法，理論與實(shí)踐相結(jié)合，實(shí)用性強(qiáng)。

2.2 設(shè)計教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)工程測量技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案、“測量平差”課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)生參加工作后要具備的基本能力，以滿足工程實(shí)際需求等教學(xué)理念為前提，將本課的教學(xué)設(shè)計內(nèi)容總結(jié)為12221（1 個平差原則，最小二乘原則；2 個平差任務(wù)，求觀測值的最佳估值和精度評定；2 個傳播定律，協(xié)方差傳播率和協(xié)因數(shù)傳播率；2 個平差方法，條件平差和間接平差；1個誤差分析，誤差橢圓），優(yōu)化知識體系，減輕學(xué)前心理壓力，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

2.3 探索教學(xué)方法

2.3.1 上好第一節(jié)課

良好的開端是成功的一半，在介紹“測量平差”課程時，要準(zhǔn)確定位好該課程，突出該課程在整個專業(yè)學(xué)習(xí)中的重要性，讓學(xué)生們明白為什么要學(xué)習(xí)“測量平差”，學(xué)習(xí)此課程有什么好處，可以解決什么問題，要怎么學(xué)習(xí)等。告知學(xué)生碰到復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式時不要恐慌，不要自我暗示自己不會[6]，公式復(fù)雜不怕，關(guān)鍵是會正確套用公式，可舉幾個例題讓學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，就會變得簡單，即便真的比較復(fù)雜，也不用害怕，有教師的幫助，只要學(xué)生們認(rèn)真地跟著教師一點(diǎn)一滴的學(xué)習(xí)，就一定能學(xué)會、學(xué)好、用好，緩解他們焦慮害怕的情緒。

2.3.2 課前在優(yōu)慕課平臺上搶答計分，導(dǎo)入本節(jié)所講內(nèi)容

課前在優(yōu)慕課平臺以搶答題的方式進(jìn)行復(fù)習(xí)。要求學(xué)生們根據(jù)教師的問題去教材上找相關(guān)的內(nèi)容，寫好總結(jié)上傳到優(yōu)慕課平臺，如提問“測量觀測值有哪些，是間接的還是直接的，并舉例說明”，就要求學(xué)生們根據(jù)觀測值的含義及使用的儀器來說明，又如提問“條件平差與間接平差的異同點(diǎn)時”，要求學(xué)生根據(jù)自己對2種平差方法的掌握情況，用自己的話歸納總結(jié)。

課前復(fù)習(xí)提問有以下幾點(diǎn)好處：復(fù)習(xí)上節(jié)課的內(nèi)容，可以將前面的知識點(diǎn)和后續(xù)的知識點(diǎn)連接起來，使知識點(diǎn)有一定的連貫性，不會出現(xiàn)“斷點(diǎn)”的情況；將上節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容作為新知識點(diǎn)導(dǎo)入；督促學(xué)生們課后或下次上課前對復(fù)習(xí)課堂知識，達(dá)到自主學(xué)習(xí)的效果，并且可以把回答問題的情況納入到平時成績考核中。

2.3.3 簡化公式推導(dǎo)，重視公式的應(yīng)用

考慮到高職學(xué)生的具體情況，課堂上會為學(xué)生們適當(dāng)補(bǔ)充些數(shù)學(xué)知識，如矩陣的基礎(chǔ)運(yùn)算，但部分學(xué)生的學(xué)習(xí)效果仍不好。而公式的推導(dǎo)需要學(xué)生有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)邏輯推理能力和數(shù)學(xué)功底，因此要適當(dāng)簡化公式的推導(dǎo)過程，把重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到公式的具體應(yīng)用上，通過做適量的課堂練習(xí)，加強(qiáng)學(xué)生對公式的理解和實(shí)際應(yīng)用，可以提高教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)的成就感。

2.3.4 尋找所學(xué)知識之間的聯(lián)系、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣

作為教師，激發(fā)學(xué)生的興趣，化被動為主動是筆者一直思考的問題，筆者認(rèn)為找到測量知識之間的聯(lián)系，在一定的程度上可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，比如，使用中誤差、相對誤差和極限誤差作為精度評定的指標(biāo)，在實(shí)際測量中，什么時候會用到中誤差？什么時候會用到相對誤差？什么時候會用到極限誤差呢？這就會涉及到測量中常見的觀測值，即角度觀測值、距離觀測值和高差觀測值。一般而言.對于相同觀測條件下的角度觀測，常用中誤差衡量精度。而距離觀測常用相對誤差來衡量，測量100 m 和測量1 000 m，都是1 cm 的誤中差，明顯兩個精度是不一樣的，測量1 000 m 有1 cm 的中誤差時的精度高，此時用到的就是相對精度指標(biāo)。建筑工程施工及變形監(jiān)測中常用到極限誤差。又比如在講解“權(quán)”的概念及定權(quán)時，可以聯(lián)系到測量基礎(chǔ)中水準(zhǔn)測量的誤差分配的問題。每個測段的路線長度不同，對整個閉合差的影響是不一樣的，這也就是它的“權(quán)值”不一樣。擴(kuò)展知識面，聯(lián)系教學(xué)將相關(guān)知識融合在一起且系統(tǒng)化，既復(fù)習(xí)了相關(guān)知識，又學(xué)到了新知識，兩全其美。

2.3.5 優(yōu)化考核指標(biāo)

在線教學(xué)的開展，為學(xué)生課前、課后提供了便利，如何切實(shí)有效督促學(xué)生保質(zhì)保量地完成線上預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)，是筆者們一直在思考的問題。通過建立完善的考核系統(tǒng)，量化考核指標(biāo)，激勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

3 結(jié)語

本文針對“測量平差”課程教學(xué)目前存在的問題，通過精選教材、設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，探索教學(xué)方法環(huán)節(jié)，以期提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用，同時作為專業(yè)課教師，要與時俱進(jìn)，不斷提升自我，在教學(xué)中不斷總結(jié)，改革探索，在后續(xù)教學(xué)實(shí)踐中提出更先進(jìn)、更有效的教學(xué)模式，提高教學(xué)質(zhì)量。