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中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)04(b)-0149-01
貴州民族大學是一所民族類院校,開設了建筑工程學院,作為工科類學院,測量學是土木類各專業的專業基礎課,學習本門課程不僅能培養學生的動手能力,更重要的是為學生在從事勘探、設計、施工方面打下基礎。
測量學涉及的內容比較多,傳統的測量學實踐教學主要選擇水準儀、經緯儀等常規測量儀器,在一定區域按四等水準測量精度,要求通過角度、高差、視距等觀測,確定測量區域的控制導線,然后進行區域的碎部測量,最后獲得測量區域的平面圖。[1]
但是傳統的知識體系與教學方法已經滯后于現代土木工程專業的人才培養目標。近幾年來,全站儀的廣泛應用,它是集自動測角、測距、測高于一體,實現對測量數據進行自動獲取、顯示、存儲、傳輸、識別、處理計算的三維坐標測量系統。電子全站儀現已廣泛應用于控制測量、工程放樣、安裝測量、形變監測、地形測繪等領域,成為實現測量工程內外一體化、自動化、智能化的關鍵系統。測繪技術的作用領域不斷擴大,社會對測繪的重視程度也不斷提高,這一切都向測量學課程教學提出了更高的要求,如何滿足土木工程人才培養的目標以及測量學的最新發展動態,以適應土木工程專業的就業需要,所以土木工程專業測量課程實踐教學改革勢在必行。
1 測量學課程教學過程中面臨的問題
1.1 教材的選取
目前測量學書籍琳瑯滿目,選擇性很廣,從現有土木工程專業的測量教材來看,很多教材的內容落后于生產現場的需要。教材的更新速度很慢,對于新測繪技術的引入部分較少,重點在水準儀和經緯儀的講解,新測繪內容只是作為了解內容,概括性的進行介紹,不能滿足社會和科技的要求。
1.2 課時安排的矛盾
“土木工程測量”教學一般只有36個學時,其中還包括理論課程與實踐環節,而我們要完成測量學的基本概念、水準測量、角度測量、距離測量及直線定線、測量誤差的基本知識、地形圖的基本知識、小地區控制測量、大比例尺地形圖的測繪、地形圖的應用、施工測量的基本工作、建筑場地的施工控制測量、工程建筑物的施工測量等教學任務。理論課程的學習占據很大一部分學時,實踐環節的課時就相對薄弱,學生的實踐能力得不到提高。
1.3 實驗室器材的滯后
近年來,建筑業的發展日新月異,新儀器在不斷的發展與進步,這就要求測量學課程教學也要進一步完善。一般院校能滿足水準儀與經緯儀的實驗要求,但是對于新儀器、新技術應用還有很大的難度。
1.4 教師知識儲備的不足
“土木工程測量”這門課程要求操作性比較強,在各種新技術、新方法和新儀器不斷涌現的情況下,其時效性亦很明顯。這就需要教師不斷更新自己的知識儲備,與時俱進,這樣學生在畢業后進入工作崗位,能很快的進入工作狀態。[2]
1.5 施工工程中理論性與實踐性的差異
理論知識與實際工程還是有很大的差異,很多剛進入工作崗位的學生都有一個疑惑,書本上的知識和實際操作還是有很大的區別,土木工程測量作為一門實踐性很強的課程,就應該減少施工中理論性與實踐性的差異。因此在教學過程中,針對土木工程專業的學生應該加強學生在工業與民用建筑施工測量。
2 測量學在土木工程專業教學中改革的思路
各種問題的存在要求我們必須對土木工程測量這門課程進行教學方法的改革。需要對高校的實驗室、實習,教師能力培養以及課程的教學內容、教學方法等方面進行積極的探索和改革,尋求更加合理的教學模式,以提升教學效果,提高學生的學習能力、實踐能力和適應發展能力,以適應社會的需要。
2.1 調整教學內容
在課時不能增加的情況下,有針對性的進行教學,重點放在水準測量、角度測量和距離測量的基本技能掌握、地形圖的識讀與應用、建筑場地的施工測量上,并在理論講授的同時與實踐結合,只有通過實踐教學環節才能加深學生對理論部分的認知。其他章節的內容可以作為了解內容進行簡單的講解,這樣可以緩解課時的緊張。
2.2 新儀器的引進與應用
測量教學儀器的落后和數量不足,已經嚴重影響了工程測量的教學和學生實踐能力的培養。加快測量實驗室建設,電子經緯儀、高智能全站儀、GPS等先進儀器尚須添置。在教學中應當增加新儀器理論和應用的內容。需要增加:(1)全站儀及數字一體化測圖技術。(2)GPS定位技術及測量方法。(3)建筑物變形監測模型化。有效緩解教材內容更新速度慢、課程內容跟不上科技發展的壓力,這些內容的引進為學生畢業后在工作中運用新儀器打好堅實的基礎。
2.3 教學質量提高及內容的多元化
(1)教師自身素質,目前高校教師一般是剛走出學校的碩士生、博士生,理論知識扎實,但是在實踐方面能力不足,教師應該在努力提高教學水平的同時,積極參與科研、投身生產,不斷完善自身的知識結構和能力結構,積極承擔或參與科研課題,從事生產項目,不斷積累實踐經驗,以便增強科研和生產能力,促進工程測量實踐教學質量的進一步提高。
(2)錄像教學,在教學過程中可以讓學生觀看一些具體工程實例,如:線路放樣、渠道測量、地形圖測圖等的錄像。并且把水準儀、經緯儀、全站儀的操作步驟也制作成錄像。用觀看錄像的方式教學,既可以提高學生學習的興趣,又可以提高感性認識。
(3)儀器技能大賽,采用儀器技能比賽的形式,提高學生實驗的積極性。每年定期舉行校級的土木工程專業測繪儀器操作技能比賽,這項制度使學生對測量實驗更積極主動,經過較長時間鍛煉后,學生的動手能力明顯增強。
3 結論
工程測量課程教學改革是一項長期而艱巨的任務。面對社會發展對新儀器、新技術的要求,教師只有通過艱苦的努力,堅持對《土木工程測量》課程進行深層次的教學改革,充分考慮現代測繪科學技術發展和不同專業方向對測量技術的應用狀況,才能從根本上保證土木工程測量課程的教學質量,培養出合格的適應現代測繪技術的綜合型技術人才。
2.中職土木工程測量教學改進措施
對于教學中存在的問題,要及時的解決,使用先進的教材,引進先進的儀器設備,對老師進行在職培訓,提高老師的實際操作能力,促進教學質量的提高。
2.1使用與教學目標相符的教材
根據學校學科自身的特點選擇適合的教材,優化教材的內容,使教學內容更加具體,更加系統。采用偏向實踐的教材,進行操作技術的講解,體現學科的實用性。教材要采用先進的傳媒形式,利用多媒體教學,使教學內容更加生動,提高課堂的效率。教學內容要及時進行更新,要跟得上社會體制與信息技術的發展,增強學生對先進技術的了解。
2.2加大設備投資,加強設備的管理
學校要及時購進最先進的測量儀器,讓學生掌握先進儀器的使用。添置測量儀器,保證儀器可以供學生使用,讓學生掌握儀器使用的技巧。對于測量儀器數量較少的學校,要進行合理地配置,讓學生可以高效的使用,鍛煉學生的動手能力。定期對設備儀器進行維修,保證儀器的正常使用,提高課堂效率。
2.3提升教師的專業素質
學校要加強對老師的培訓,提高教師的專業素質,彌補教師實踐能力較低的不足。吸收一些具有實際經驗的教師,增強教師隊伍的整體素質。可以利用假期的時間,將老師分配到實際工作單位,讓老師掌握最先進的操作技術。加強對外交流,安排教師到相關的院校進行學習與培訓,向學生傳授最先進的理論技術。教師進行教學方法的改變與創新,激發學生的創新能力,進行儀器展示與使用講解,提高課堂效率。
2.4提高學生的實踐能力
中職是一種特殊的學校,接收的學生多是初中畢業,或是初中還未畢業,是為了學習一門技術。學生的基礎較差,尤其是數學上的知識,對一些函數的了解較少,在土木工程測量應用講授時有一定的困難,要結合學生的自身特點,進行知識的講解。教師要發揮學生的主體地位,充分調動學生的積極性,激發學生對于土木工程學習的興趣。教學時,要注意留給學生充分的時間,老師講授完理論知識后,讓學生及時地進行練習,趁熱打鐵,讓學生把握操作技術。
我校土木工程測量課程采用的教材是覃輝主編,同濟大學出版“十一五”國家級規劃教材《土木工程測量》。教材第一章緒論的一些基本原理來源于假設,概念抽象,學生難理解。學生一般是大一或大二年級,缺泛工程知識。怎樣講好緒論內容,把學生引領入門,將原理深入淺出,統領全課程,是課程教學改革的基礎。
1.1利用Google地球開始講授緒論
打開Google地球,找到校園的Google地球上的圖像,以及校園數字化地形圖,展現給同學,學生對校園很熟悉,了解校園的地形分布情況,開始講授測量學的定義,使學生對地物、地貌、地形以及地形圖的概念一目了然;結合學校整體規劃圖以及學校在建工程,講授測定和測設的基本原理,土木工程測量的任務和作用。學生通過本課程的學習,能夠掌握地形圖的測繪和應用,施工測量的原理和方法,變形觀測,竣工測量等基本知識。從地球的形狀、大小開始,講授重力與鉛垂線的概念,水準面、水平面、大地水準面、參考橢球的概念及關系,由此引入測量基準線和基準面的概念。抓住重點與難點,緒論的重點內容是確定地面點位(X,Y,H)的概念,難點是高斯坐標系的建立過程,要求學生掌握三維坐標的概念:X=地面點到地球赤道的鉛垂距離;Y=帶號(前二位)+500KM+地面點到所處帶中央子午線的垂直距離;H=地面點到大地水準面的鉛垂距離。
1.2總結緒論內容提示后續章節內容
總結緒論內容并講授與后續章節內容的關系,起到承前啟后的作用。本課程的基本問題是確定地面點的三維坐標(X,Y,H),這三個量不能直接測出,要通過測量高差、角度、距離間接求得。后續章節內容是三項基本工作的測量原理,儀器的構造,儀器的使用,測量方法,計算方法,誤差的基本知識等。課程的主線表示為“緒論——測量基本工作——控制與測繪——土木工程測量技術”。
2.綜合理論教學內容
綜合理論教學內容在于精心備課,教案是衡量教學質量的基本內容,是課堂教學效果的基本保證,是調動學生聽課興趣的基本保障。以確定地面點位(X,Y,H)為中心,測量的三項基本工作為主線,通領全教材。正確處理傳統理論知識與現代測量技術之間的關系,既要考慮傳統教學方法,又要考慮現代教學方法,從而調動學生的學習興趣,保證學生學到與時代相應的測繪科學知識。
2.1整合傳統測量內容
打破各章節的順序和界限,合理地安排授課內容。例如將水準測量、角度測量、距離測量有機地聯系在一起,重點講授原理、儀器操作、觀測計算方法;簡單介紹儀器內部結構,儀器的檢驗與校正,誤差來源等。一些內容可以不講或讓學生自學,本教材附有光盤,方便學生自學拓展知識面。講授誤差基本知識時,分析三項測量基本工作的誤差來源、誤差分類,要求學生重點掌握偶然誤差的特性、衡量精度的指標等內容。控制測量是本課程的難點,是三項基本測量工作的綜合運用。在講授本章節前,先回顧緒論中的測量工作概述,使學生對測量工作的原則有初步認識。在控制測量概述中,講清楚什么叫控制測量?為什么要作控制測量?怎么作控制測量?再對照校園數字化地形圖,把校園看成一個測區,講授控制測量方法,控制點選點的要求,求控制點(X,Y,H)的方法,然后講授具體的導線測量、三角測量方法,三四等水準測量、三角高程測量方法。控制測量的實質是求地面點的(X,Y,H),測區大小不同,精度等級不同;把全國范圍當測區,在全國范圍內作控制測量,讓學生進一步理解全國坐標系統和高程系統的概念。講授地形圖部分時,對著校園數字化地形圖,講授地形圖的基本知識,地形圖的測繪方法,地形圖在工程建設中的應用。
2.2引進現代測量技術內容
通過對傳統內容的優化整合,能節省較多的課時用于現代測量技術的講授,內容包括全站儀和數字化測圖技術,GPS原理與方法,GIS的基本知識,先進儀器的的原理復雜,但操作簡單,采用現場示范或參觀教學等方法。引導學生理解現代測繪技術的發展方向:自動化、數字化、統一化和高精度化,讓學生了解測繪新技術及其應用,培養學生的想象力和創造力。
2.3結合案例分析講授施工測量
施工測量是測量的三項基本工作的原理與方法在工程建設中的應用。結合學校在建工程案例,講授施工測量內容,通過講解每個案例把相關知識串起來,帶學生到工程項目上現場講解操作,這樣不但能使學生理解專業知識,而且能夠留下牢固的印象。強調測量技術原理在土木工程測量中的應用,測量技術方法與土木工程施工的密切關系,注重吸取土木工程學科的成果,使土木測量技術更好地為土木工程服務。施工測量按技術應用分為:工程用圖、測設方法、工程測量、變形測量、和儀器檢校;按工程類型分為:建筑工程、道路工程、橋梁工程、隧道工程、路線工程等五種類型。
3.優化實踐教學內容
土木工程測量實踐教學由課間實驗和綜合實習兩部分組成。本校土木工程測量的教學時數為56學時,其中理論教學為40學時,課間實驗為16學時(8個實驗項目),綜合實習為2周。為了提高實踐教學質量,在有限的學時情況下,必須優化實踐教學內容。掌握土木工程測量的基本知識、基本原理、基本方法;掌握常用測量儀器:水準儀、經緯儀、測距儀、全站儀等的使用,儀器的安置、瞄準、讀數、記錄、計算等基本操作方法,儀器的檢驗校正、維護,獲得測、算、繪的基本技能。
3.1明確實驗內容精選實驗項目
課間實驗內容分三部分:水準儀的認識與水準測量;經緯儀的認識與角度測量;全站儀的認識與距離測量。刪掉了一些過時的,或工程實際中很少使用的項目,如鋼尺量距、羅盤儀的使用等。水準儀測量部分開設了:(1)DS3水準儀的認識與使用;(2)普通水準測量。經緯儀測量部分開設了:(3)DJ6經緯儀的認識與使用;(4)測回法測水平角;(5)豎直角測量;(6)視距測量。全站儀測量部分開設了:(7)TOPCON全站儀的認識與使用及距離測量;(8)全站儀三維坐標測量,測量儀器的檢校列入看錄像課程。調整了一些實驗項目到綜合實習中,如DJ2儀器的使用、四等水準測量、導線測量等。每次實驗對儀器性能的介紹、操作都在課堂內進行演示和講解,采用教師手把手的演示和錄像片、多媒體體課件播放相結合的方式,可以將復雜、繁瑣的文字敘述變為容易接受的感性操作,縮短學生對知識的理解過程,提高學生的學習積極性。
3.2根據專業特色按排實習內容
土木工程測量的綜合實習是2周的停課實習,在校園內進行。實習內容分兩部分進行,一部分是控制測量和地形圖測繪,是每個專業必作內容。控制測量——平面控制采用閉合導線,設6-7個點,角度用DJ6經緯儀觀測二測回,全站儀測距,給定已知點坐標,按圖根導線精度要求,計算各導線點坐標;高程控制測量采用四等水準測量按閉合路線求各點的高程。地形圖測繪——在控制點上用經緯儀測繪1:500地形圖,每個小組應完成16個方格的地形測繪任務。另一部分是與土木各專業方向相結合的施工測量實習。施工測量實習分以下幾個方面:(1)建筑工程方向要求學生在已完成的地形圖上作斷面圖、求土石方量、設計坡度線,簡單房屋的基礎平面圖放樣。(2)道路橋梁方向要求學生在已完成的地形圖上作曲線設計和放樣,縱橫斷面圖測繪等。(3)規劃建筑各專業要求學生能應用地形圖作規劃設計等內容。
4.建立合理的教學考核制度
土木工程測量的成績評定分理論教學成績和實踐教學成績。理論成績根據試卷考試成績、平時作業情況、課間實驗、考勤情況等綜合評定。實踐教學成績以組為單位進行,建立了統一的評價體系。將成績評定分為多個部分,根據小組上交的資料,個人的成果資料,出勤情況,實踐動手能力,實踐知識掌握程度,儀器操作考核等方面進行評定。課間實驗不單獨計成績,是理論課程成績的一部分,一般占理論課程成績的30%,根據實驗過程中的表現,儀器操作情況,實驗報告情況等進行評定。
2針對性與時效性強的教材
教材在教學中占非常重要的位置,其質量直接影響到教學效果。鑒于此,我們專門編寫了普通高等教育土木類專業“十二五”規劃教材,由鄭州大學出版社出版,并與2012年入選國家級“十二五”規劃教材,該教材結合土木工程各專業的生產實踐,突出以下五個特色:(1)以往傳統測量教材通常重“測定”、輕“測設”,而土木工程各專業的實際需要與這種偏向于測繪的教材編排結構相反,因此,教材中壓縮“測定”,強化“測設”;(2)將土木工程施工驗收規范中的測量控制標準引入測量教材;(3)關鍵詞采取中英文對照形式;(4)突出工程安全監測的重要意義,將工程變形測量單獨成章,并引入詳細的工程實例;(5)根據土木工程各專業方向,設置相關章節針對性介紹施工測量(測設)。
3教學方法和手段的改革
在教學過程中著眼于突出學生工程測量的實踐能力,在課堂教學上采用靈活多樣的教學方式,并且注重課堂教學與實踐教學相結合。
3.1課堂教學在課堂教學中,我們通過信息量大的多媒體課件,采用啟發式、講解式、討論式講解工程測量的基礎知識和方法,并在教學過程中插入大量的儀器操作動畫和圖片,從而加深學生的感性認識。通過有效的課堂教學,夯實學生的工程測量的基礎知識,并為其它教學方法的開展打下堅實基礎。
1.引言
土木工程專業是為培養掌握土木工程基本理論知識,畢業后能從事設計、施工、監理和房地產開發管理等實際工作的人才為目標的。工程測量要求學生掌握建筑工程測量的基本知識和基本操作技能,使學生具有應用有關測繪資料和測量手段解決工程實際問題能力,并具備應用地形圖的基本技能和進行建筑物定位放線的技能。作為一門基礎實踐課,其中的基礎理論和基礎知識的掌握對于本課程以及本專業的學習有著不容忽視的作用。本文針對目前的工程測量課程教學中存在的問題進行分析,并對教學改革進行研究。
2.當前課程教學的現狀
目前工程測量課程采用的教材的主要內容包括緒論、水準測量、角度測量、距離測量、坐標測量、地形圖基本知識和測量誤差的基本知識等基礎,同時還包括建筑工程施工測量、線路工程測量、橋梁工程測量等應用性較強的知識。而一般該課程安排一個學期的學習時間,除去專業課程設計、課程實習的時間,總共約32個學時,包括理論和實驗課時。為了在規定的時間授完教材所有內容,每一個章節的內容基本要在兩個課時全部講完,緊接著進行分組實驗,學生需要在練習使用儀器的同時完成測量任務。而測量學要求學生首先掌握基礎的理論知識,再通過不斷增加實踐經驗來提高熟練程度,學時不足造成學生在理論學習階段對基礎知識的吸收掌握不夠,在實踐環節存在困難。有些學生雖然能勉強完成測量任務,但是并沒有真正理解測量理論,只是比葫蘆哦畫瓢,無法做到舉一反三,具體問題具體分析。加上實踐環節的教學并沒有增加師資,在有限的時間內不能對學生一一輔導并檢查他們的掌握程度。造成最后的教學效果就是,基礎知識不扎實,應用性知識一知半解,實踐練習不熟練,影響測量結果的精度。
3.教學改革的內容和措施
3.1教材編排。目前的工程測量教材內容非常豐富,在包含測量的基本知識外,大多盡可能多地涵蓋工程項目中的多種測量方法。但是每個章節的內容,尤其是原理分析講解的部分缺少例子,以及詳細解讀。為了能確保每個學生掌握最基礎的測量知識,教材的編排應把重點放在最基本的原理講解上,將每一步的推導過程都以較通俗的語言進行描述。同時列舉盡可能多的不同情況下的例子,附有詳細的分析,幫助不同學習程度的學生理解。
3.2教學計劃制定。著名的教育學家布魯姆認為,只要給予足夠的時間和適當的教學,幾乎所有的學生對幾乎所有的內容都可以達到掌握的程度(通常能達到完成80%——90%的評價項目),這就是掌握學習模式。所以制定教學計劃的時候應體現“厚基礎”的原則,增加基礎理論的課時安排比重,給學生足夠的時間來消化吸收本學科中最基礎的內容,練好基本功。加強實驗教學環節也是提高學生知識應用能力的途徑。強化實驗過程中的實際操作能力的訓練,注重實驗的真實性和實用性。另外針對不同程度的學生,例如普通本科、三本、專科以及專升本的學生所具有的知識掌握水平有所差異,要分別制定有區別的教學計劃,做到因材施教。
3.3課程內容調整。在課程內容的選擇上要滿足專業知識的層次結構,同時需要進行調整以適應市場經濟對人才的要求。首先,加強對學生進行測量原則方面知識的教育,使學生養成良好的測量習慣,以便更好地完成測量任務。其次,在重視基礎知識的前提下,盡可能擴大學生的知識面,補充專業外延的知識。最后,在實驗課上,盡可能發揮學生的主動性,體現學生的主體地位,引導學生討論、設計和總結,以達到滿意的教學效果。
3.4實驗教學方法改進。為了保證大部分學生都能掌握常見的測量儀器的使用方法,能夠完成基礎的測量任務,做好外業數據采集和內業計算,能夠通過檢查發現測量工作中出現的問題,并進行改正。在實驗課上,教師加強對學生的指導和監督,爭取做到每一個組逐個進行現場指導,對學生出現的問題及時指出,引導他們通過自我反思和自我改正,把問題解決掉。
3.5加大資金投入。隨著國家經濟的發展,航天航空技術、計算機技術、網絡通信技術和信息技術的飛速發展,測繪技術也發生了重大變化,傳統的測量儀器已經不能滿足實際需要。因此,用于實驗教學的儀器應與教學內容相配合,加快實驗儀器的更新,在資金允許的情況下,加大對新儀器設備的采購、更新。在教學資金有限的條件下,應根據班級的上課安排,合理組織實驗,以錯開使用儀器的時間,提高儀器設備的使用效率。
3.6課程考核方式改革。改變傳統的試卷考試形式,采取理論與能力考核相結合的方式,加大實驗考核成績的比重,作為學生最終的考試成績。在具體的實驗考核過程中,應更加體現出對每項實驗的基本操作的掌握和熟練程度,著重考察學生在外業的數據讀取、記錄和內業的數據分析、處理和糾錯的能力。
結語
測量學課程教學改革是一項長期的工作,學校應加大資金投入,與時俱進,引進測繪行業最新的儀器設備,為學生提供優質的硬件條件。同時制定合理的教學督導制度,完善考核機制,激勵教師更有效地進行教學改革。教師則要根據教學實踐和學生的實際情況不斷調整,不斷嘗試新的教學方法,教學形式,逐步提高教學質量,培養出更多適應社會需求的優秀人才。
參考文獻:
[1]殷玲等.土建類專業測量學課程教學改革的初探[J].呼倫貝爾學院學報,2012,20(5).
Abstract: as everyone knows measurement is any construction must be done before a project, can say to do not have any engineering measurement will be out of the question. A good measurement results in a project quality plays a role. Along with the development of engineering survey technology in various fields of action is strengthened ceaselessly, it has become an independent discipline, course of Surveying and Mapping Engineering in large part or service in civil engineering. In engineering construction and operation phase, also close and measurement engineering together, in order to ensure the safe use of the building, we need to regularly carries on the observation, in order to provide the first hand information, make analysis of buildings, when necessary, take appropriate measures. This paper mainly introduces the civil engineering measurement definition, task, content and Engineering Surveying in civil engineering construction status and function.
Key words: Civil Engineering; measurement; principle; content
中圖分類號:S969.1文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)
大家都知道在國民經濟和社會發展規劃中,測量信息是最重要的基礎信息之一,各種規劃及地籍管理,首先要有地形圖和地籍圖。另外,在各項工農業基本建設中,從勘測設計階段到施工、竣工階段,都需要進行大量的測繪工作。在國防建設中,軍事測量和軍用地圖是現代大規模的諸兵種協同作戰不可缺少的重要保障。至于遠程導彈、空間武器、人造衛星或航天器的發射,要保證它精確入軌,隨時校正軌道和命中目標,除了應測算出發射點和目標點的精確坐標、方位、距離外,還必須掌握地球形狀、大小的精確數據和有關地域的重力場資料。在科學實驗方面,諸如空間科學技術的研究,地殼的變形、地震的預報等都要應用測繪資料。即使在國家的各級管理工作中,測量和地圖資料也是不可缺少的重要工具。一、土木工程測量學的定義、任務及內容
那么土木工程測量學是如何定義的呢?我們給出以下一些定義:工程測量學是研究各種工程在規劃設計、施工建設和運營管理階段所進行的各種測量工作的學科;工程測量學主要研究在工程、工業和城市建設以及資源開發各個階段所進行的地形和有關信息的采集和處理,施工放樣、設備安裝、變形監測分析和預報等的理論、方法和技術,以及研究對測量和工程有關的信息進行管理和使用的學科,它是測繪學在國民經濟和國防建設中的直接應用;工程測量學是研究地球空間(包括地面、地下、水下、空中)中具體幾何實體的測量描繪和抽象幾何實體的測設實現的理論、方法和技術的一門應用性學科。
1、土木工程測量是研究土木工程建設在勘察設計、施工建設及運營管理等階段中各項測量工作,它的主要任務:
①研究測繪地形圖的理論和方法;
②研究在地形圖上進行規劃、設計的基本原理和方法;
③研究建(構)筑物施工放樣、建筑質量檢驗的技術和方法;
④對大型建筑物的安全性進行位移和變形監測。
2、土木工程測量學的內容:
①模擬或數字的地形資料的獲取與表達;
②工程控制測量及數據處理;
③建筑物的施工放樣;
④大型精密設備的安裝和調試測量;
⑤工業生產過程的質量檢測和控制;
⑥工程變形及與工程有關的各種災害的監測分析與預報;
⑦工程測量專用儀器的研制與應用;
⑧工程信息系統的建立與應用等。
二、工程測量學在土木工程建設中的地位及作用
土木工程技術人員明確測量科學在工程建設中的重要地位,熟練掌握測量基本理論和技術原理,熟練掌握和應用工程測量基本理論和方法,是進行交通土木工程技術工作的基本條件。測量學在軍事、國土管理、地籍測量與房產測量、資源勘察與開發、工程建設中是一項基礎性、前期和超前期的工作,直接為工程建設項目的設計與施工服務。其在土木工程建設中的地位及作用:
①在勘測設計階段:在測區范圍內測繪大比例尺地形圖或電子地圖,然后在地形圖上進行工程規劃、選址和設計;
②在施工階段:將設計的建(構)筑物的空間位置測設于實地,依據建(構)筑物的要求開始進行變形觀測,為保護建筑物提供資料;進行竣工測量,為今后的改建、擴建、修建提供依據;;
③在峻工階段: 進行竣工測量,為工程的擴建、改建提供竣工圖;
④在運營階段: 進行維護測量,以便對工程進行維護保養,確保運營安全。
三、工程測量的工作原則
工程測量工作實質上就是一門幾何學,是平面和高程分開計算的幾何。為了避免誤差的積累,使得整個測區的誤差分布均勻且傳遞合理,便于整個測區同時或分期開工,另外無論是測繪地形圖還是施工放樣,要在某一點上測繪該地區所有的地物和地貌或測設建筑物的全部細部是不可能的,必須連續的逐個設站,所以測量工作應按一定的原則進行。
1、在精度上遵守等級原則:由高級到低級。等級規定是工程建設中測量技術工作成果質量的標準,是嚴格科學態度與實際測量技術水平的象征;離開甚至違背技術等級要求的不合格測量工作是不能容許的。
2、在布局上遵守整體原則:由整體到局部。整體,指的是測量對象是一個個互相聯系的個體所構成的完整測量基地;指的是測定位置參數 不是孤立的,而是從屬于工程建設整體對象的參數。
1)從工程建設的全局出發實施定位的技術過程;
2)定位技術過程得到的點位置必須在數學或物理的關系上符合工程建設的整體要求。
3、在程序上遵守控制原則:先控制后碎部。控制,實際上是等級原則下為工程建設自身提供定位的基準。以控制測量技術建立的基準設施是工程建設的基礎,是工程建設中地面點定位的測量保證。
4、在過程中遵守檢核原則:步步有檢核。測量成果準確可靠是測量工作以及所涉及的土木工程優質的基礎,沒有經過檢核證明正確的測量成果是不可取的。
這就是測量工作應該遵守的重要原則。目的是為了防止測量誤差的逐漸傳遞及累積增大,保證測量結果滿足精度要求。
總之,工程測量是建筑施工和建筑工程中一項非常重要的工作服務于建筑工程建設的每個階段貫穿于整個建筑工程的始終。測量工作貫穿于工程建設的整個過程是一項具有先導性的工作。測量工作的質量直接關系并決定了工程建設的速度和質量。而我們在實際工程中必須認識到工程測量的重要性,做到科學管理讓工程測量為整個建筑工程的沒到工序更好的服務嗎,提高施工質量和建筑物的品質和安全系數。
參考文獻
[1] 覃輝等,《土木工程測量》(第二版),上海:同濟大學出版社,2007年
[2] 過靜珺,《土木工程測量》(第二版),武漢:武漢理工大學出版社,2003年
0引言
土木工程測量是建筑工程專業學生不可缺少的一門重要的專業技術基礎課程,也是相關工科專業學生必修或選修的專業基礎課。在工程建設中,工程測量貫穿于工程建設全過程,它具有應用領域廣泛,技術要求高,綜合應用研究性強,與實際生產結合緊密等特點。在科技日新月異的時代,筆者所在學校現行的教學方法和教學設備等都難以適應社會快速發展的需要,因此必須進行教學改革并添置新的儀器設備等方法來適應社會發展需要。在新的教學模式下,達到培養出來的學生才能盡快與社會接軌、盡快適應本職工作的目的。結合土木工程測量的現行教學實踐課程談幾點體會。
1轉變教學觀念,改進教學方法,激發學生的學習興趣
1.1傳統的教學方法
傳統的實驗教學以驗證性為主,設計性、綜合性實驗僅為輔助教學的一種方法,具體表現為輕實踐的教學觀念為主導,實踐教學受限于時間而不得為之。現行的教學方法是爭取課堂講授,課外分組練習完成某項實驗內容。按照課程安排,一般單項實驗內容的時間是兩個課時,由于受儀器設備數量的限制,每小組5人共同使用一臺儀器。學生多且時間短,小組人員在有限的條件下完成的實驗質量多數達不到預期,上交的實驗報告基本是相似或者修改的,達不到人人動手操作、個個熟悉儀器的目的。這限制了學生個性的發揮,求知欲和好奇心都得不到滿足,實驗效果不理想,儀器使用率極低。
1.2改進實驗教學方法
針對傳統的教學方法存在的問題,實驗教師必須抱著負責任的態度來改變現狀,必須改進教學方法,激發學生的學習興趣,調動學生的學習積極性,以提高教學水平、教學質量為己任。“在高校實驗教學中,實驗教師是實驗教學的主導,學生則是實驗教學的中心,主導必須圍繞中心做好實驗教學工作”^[1]。因此,實驗教師務必創造條件,為學生創建寬松的學習條件來滿足學生需求。于是測量實驗自2009年起嘗試開放式教學方法,具體做法:(1)實驗課的時間選取在能用四節課連上的時間,延長實驗課時,常規內容不變,但要求變嚴格,要求學生必須獨自完成實驗;(2)學生可利用課余時間外借儀器自行訓練,熟悉儀器使用,提高操作技能;(3)上課前,抽查學生對上次實驗的掌握程度,找出存在問題,及時解決,起到糾正錯誤和鞏固知識的作用;(4)現場示范操作、現場考勤、現場提問的方法嚴肅紀律、檢查教學效果,對學生起到言傳身教的幫助作用,加強教師與學生的互動交流,增進師生感情;(5)鼓勵學生進行設計性與綜合性實驗,提高實操能力。
1.3學習興趣加強,自信心明顯提高
通過以上幾項教學方法的改進,學生的學習時間延長和實際操作時間增多,自然而然會對測量實驗感興趣。通過設計性、綜合性的實驗,學生自信心明顯得到加強,學習積極性也明顯提高。
1.4改進教學方法收到的成效
通過開放式教學試驗,學生在完成規定的實驗教學任務后,能夠主動自覺地設計出適合自己的實驗項目,主動聯系生產單位實習到工地施工放線、施工測量,提高操作技能,為今后工作打下良好基礎。2014年,作者所在學校首次組織學生參加廣東工業大學舉辦的第七屆廣州大學城校際實驗綜合技能競賽,榮獲I1工程測量實驗(非專業性)項目二等獎,指導老師榮獲優秀指導獎。
2教學過程結合生產實踐,是一件讓學生最感興趣的教學方法
2.1學習興趣
興趣是學習動力的源泉,學生對所學課程感興趣,才會有興趣地學下去[2]。興趣主要來源于自己的感受,怎樣才能讓學生去感受,激發學生的興趣呢?筆者認為當人們在對自己沒有深入了解的事物上是產生不了興趣的,通過他人講解并理解事物的來龍去脈,然后自己親身去實踐,去體驗、去感受,才能理解新事物的本質,激發對事物的興趣。
2.2了解課程性質和作用
測量學課程對學生來說是聞所未聞的,感性認識上是在野外工作,不了解其性質和作用。那么,教師在授課時有必要講清楚測量是貫穿工程施工全過程的重要性,把自己的工作經驗、工作經歷和工程事例分享給學生,讓學生深入了解測量工作的重要性和作用。2.3幫助學生解決實習工地幫助學生尋找實習工地,讓學生去體驗測量在工程施工過程中的重要性。通過實習,大部分學生從感性認識升華到理性認識,自然而然會對測量工作慢慢地感興趣。
3情系學生,教書育人
3.1情系學生,關心學生成長
教師的主要職責是教書育人,教好書、育好人是核心、是根本。這就要求教師應有廣博的專業知識,強烈的責任心和使命感。情系學生,關心他們的成長,在平常的教學過程中,讓學生感受到老師的真心愛護和奉獻精神。例如:土木工程系學生按學校教學計劃測量實驗課僅有12節課時,在短短的時間里要完成各項實驗教學任務,是無法完成的,怎么辦?擺在老師面前只有一條路,那就是延長實驗時間,讓學生有充足的時間去做好每項試驗,達到實驗教學目的。
3.2教書育人不僅是“智”,更注重“德”
教師是人類靈魂的工程師,對一名教師而言,既要重視“智育”,更要重視“德育”。先要學會做人,才能更好地做事。那么,教師在學生面前,言必行、行必果、實事求是、不夸夸其談、不擺花架子、認真做好本職工作、樹立形象、愛崗敬業。鼓勵學生學好專業知識外,還必須引導學生樹立正確的人生觀和價值觀,做一名遵規守紀、克己奉公、勤奮上進、熱愛祖國、熱愛人民、對社會有作為有貢獻的人。
3.3勤于思考,不斷改進教學方法
在教學過程中,深知教師的責任重大,每上一堂課不但是教書,還注重育人。注重理論聯系實際,注重學生思維能力訓練,力求幫助學生打破思維框架。不定期自查教學效果,發現問題,及時改進,力求學生真正學到知識。
4完善考核方法,提高學生的動手能力
4.1測量實踐內容
土木工程測量實踐課程包括實驗與實習兩部分,目前考核方法是平時實驗成績占30%,實習成績占70%。實驗項目以驗證性為主,設計性、綜合性為輔,實習內容主要是施工放樣、地形圖測繪及坐標計算、高程測設等,都是比較實用的專業基礎技能。實習目的主要是檢驗學生對該課程的理性理解和感性認識,提高實操能力。
4.2課程考核內容
課程考核主要看學生綜合運用知識的能力、動手解決問題能力、完成任務情況、實習報告的質量等,以上考核基本可以反映學生的能力和水平。但同一小組人員,由于實習任務、測量地段、測量項目是一樣的,實習報告中相同的內容較多,在考核問題上增加了難度。為了公平公正地真實體現學生的實驗水平和工作能力,筆者自2010年以來增加了儀器考核的方法,到野外草坪上考核學生安裝儀器的熟練程度和進行角度測量。老師根據安裝儀器時間長短、儀器調平、對中、測量精度、操作儀器的熟練程度進行綜合評分。這更能體現出個人能力,完善了考核方法,調動了學生學習的主動性與積極性,提高了教學質量。
5存在問題與思考
開放式實踐教學模式是教學改革發展中受學生歡迎的一種模式,測量實驗室自2011年開始嘗試和探索,收到一些成效,也帶來了一些問題。(1)實踐時間延長了,儀器設備的使用率提高了,學生受益良多,但由于教師人數少,工作量的增加導致教師工作任務重,超負荷運轉。以廣東石油化工學院為例,全校有六個工科專業,每屆合計14個班要上測量實驗與實習課程。現有實驗室一個,一名實驗老師,儀器設備臺套數僅能供二個班同時使用,而每學期最少7個班要上課,實驗老師必須要完成全部班級的實驗與實習的教學任務,還要批改作業、檢查維修儀器設備,工作任務之重可想而知,這對教師的身心健康是極大的考驗。(2)儀器設備配套數少,難以滿足教學要求。(3)設備落后,雖然學校不斷更新、購置新儀器,但是總體上而言,還是滿足不了日新月異的測繪科技發展。(4)實踐場地空間小,沒有專門的測量實踐場所,校內空地無法滿足學生的實習需要。
6結束語
土木工程測量專業的特點和社會對人才的需求不斷提高,迫切需要高校培養出的學生能盡快適應社會工作。那么,高校在培養學生方面有必要不斷地調整教學方法,因需而教、學以致用,增加實踐教學的課時,提供學生自由發揮的實驗平臺,鼓勵學生到生產企業去實習鍛煉,是培養適應社會的市場人才需求的有效途徑。
參考文獻
二、啟發式教學模式
在工程測量的教學中采用啟發式教學模式,例如,從為什么經緯儀需要對中、整平來引導學生了解經緯儀的軸線,進而掌握經緯儀的檢驗和校正方法;引導學生思考為什么水準測量和角度測量實驗數據無法閉合,以此來進行誤差的分析和判斷等。從而使學生能夠自覺地、獨立地進行思考,融會貫通所掌握的知識和技能,提高思維能力和創新能力。
三、采取開放式實驗項目
工程測量是一門實踐性很強的學科,因此在課內實驗環節將學生分為4人一組,教師給出實驗目的,由學生根據所掌握的理論方法設計測量方案,每組上交各組根據實驗目的設計的實驗名稱、所需儀器、實驗內容和方法、可能出現的錯誤和注意事項,并同時提交根據上述內容所測實驗數據。在測量實訓環節則進一步加強學生的自主能力,仿照工程施工測量,給出施工圖紙,由學生編制測設方案并進行實地模擬測設及定線放樣。在考核方法上,采取單獨考核的方式,每個學生水準測量的儀器操作成績+角度測量的儀器操作成績+理論考試成績為工程測量的成績。通過實驗方法和考核方法的改革,學生的工程測量成績和操作技能的熟練程度都得到了大幅度的提升。表1是3年來土木工程專業學生的工程測量考核成績。
四、充分重視專業認識實習和專業實習
為了增強學生對工程測量的興趣和重視程度,在專業認識實習的參觀過程中有意識地引導,讓學生了解到測量對于工程建設的重要性。在專業實習階段,根據工地的不同進度讓學生進行施工控制測量和施工放樣,熟練掌握在各類土木工程建設中需要的測量基本理論、基本方法和基本技能。與此同時,為學生從事土木工程勘測、設計、施工、管理奠定基礎。
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在21世紀的今天,科學技術不斷進步,各個高校以往的知識體系和教學方法現在看已經難以滿足土木工程專業人才培養的需要。然而針對土木工程專業工程測量是面向土木工程各專業都開設的專業技術基礎課程,它具有較強的專業性、實用性和實踐性。這是一個比較傳統的專業,有很高的技術含量而且又很有強的實踐性。大一開基本的課程,有土木工程制圖,高等數學,理論力學,大學物理,大二有房屋建筑學,材料力學,大學物理,還有相關的課程,比如說CAD制圖,C語言的編程。大三會有結構力學。這個專業最大的特點就是永遠也不會離開物理和數學,邏輯性很強。要有很好的數學功底和物理思維能力,要不然學生學起來會很吃力。還有就是你必須有足夠的耐心與堅持不懈的毅力,及協作精神。本文針對教學現狀,以及對將來的實踐存在的問題和教學改革措施提出以下見解。
1 土木工程專業工程測量教學的現狀
本專業主要培養掌握土木工程學科的基本理論和基本知識,獲得工程師基本訓練并具有創新精神的高級專門人才。學生畢業后,能從事建筑工程的施工、設計、管理、勘測、項目規劃、研究開發與土木工程教育等工作。具有深厚的基礎理論知識和寬口徑的土木工程學科基本理論和基本知識,并具有較強的應用、研究和創新能力,懂技術、會經營、善管理的工程管理高級技術人才。
通俗地說,就是教給你怎么在土木工程(房建、道橋、水利設施建設等)建設中如何測量的學科,譬如要建設一座大橋,你要確定線路位置、橋墩位置等,才能再去修橋,又比如建一座大樓,你也要確定其位置、高度、形狀等,這都是測量學的內容。就算是砌磚墻,這塊磚往哪個位置放是準確的,這也屬于測量的內容。
在這里,工程測量是非常重要的一門課,學生們在學習的過程中一定要認真掌握理論,這樣在實踐中才會得心應手,否則就會很吃力。一般學校都會有兩到四個星期的測量實習,就是把學校的平面圖測出來。測量一般水準儀,經緯儀,全站儀都要用到。我校是按照課程安排會有三周的實訓周,把理論與實踐相結合,在平時教學中也會有儀器的熟悉與操作,水準儀、經緯儀、全站儀。這里建議學生把全站儀要加深印象去學好熟用,在以后的社會工作中應用是十分廣泛的。
2 土木工程專業工程測量教學中存在問題
土木工程專業工程測量在實際應用過程中,施工測量結果的精準率與否都會直接影響到工程構筑物的位置定位及結構間關系,往往一些工程事故的發生也是因為工程測量不準所造成的,如果工程測量沒有獲得有效的監控,學生在學習理論知識無法達到理論聯系實際,就無法保證準確的施工測量結果,進而所要達到的工程目標就難以實現。第一:在學科教學中,課程理論內容偏深,篇幅大,教材內容過于陳舊,已經難以適應當今社會的需求。第二:學科所要求的與現實生活中的施工項目的需求相矛盾,走進施工工地現場,筆者對施工和監理等單位進行考察之后,對目前工程測量的教學目標及重難點的傾向出現了偏差。如果在這樣教學下去,即將畢業實習的學生或已經畢業站在工作崗位中的工作人員而言,學習和工作的壓力是顯而易見的,實踐告訴我們工程測量教學的重點在于實地儀器、地形圖的應用、施工放樣、變形觀測和竣工測量等,對地形圖的測繪幾乎沒有需要而在教學中地形的測繪仍然是重點內容。最后,大學里本學科的學時減少與學科實踐的信息量的增加之間存在矛盾。要及時準確地更新教學觀念是目前要研究的一項重要課題。
3 土木工程專業工程測量教學中改進的措施
高校的測量教學應加強課內教學和實驗,改革校內實踐,借助校內實踐基地和“校企合作”、“工學交替”平臺,使學生能掌握夠用的理論知識,又有相對突出的測量基本能力和工程應用能力,達到“學”與“用”的統一,實現學校和企業的無縫對接,增強學生就業競爭力,完成“現場工程師”的培養目標。
3.1 加強實驗基地的建設,增加先進儀器
以身作則,關注學生在實驗基地的實際操作。實踐是對理論的驗證、成才做事的基礎和前提。因此,測量一定要抓住學生在應用中的準確度和使用方法是否準確這是教育的根本,時時事事處處突出嚴謹。首先,教師要作表率和楷模,用良好的道德形象取信于學生。其次,實踐教學要隨時注重誠信教育的培養。再次,在實踐中提高理論的應用實踐意義。讓學生充分體會實踐是離不開理論的,時刻要在理論課上加強學習,在實踐課上才能得心應手地加以運用。要讓學生做到,三準:眼準、手準、腦準。腦準指測量方法預測思維一定要清晰,不能含有半點馬虎。在實踐中教師要講清測量后果及對施工方、對社會的危害。
提高自我管理能力,隨著高校素質教育的逐步推行,學生的自立意識、自我教育、自我管理、自我評價的能力提高。要引導大學生自覺認識土木工程專業工程測量的教育的必要性、重要性和緊迫性;引導學生干部、大學生黨員以身作則,作誠實守信的模范來研究、探究新一代工程測量的前景和必要改進,進而提升工作質量。
3.2 親身體驗施工工地,指導教師帶隊
現階段學校的實驗基地仍然存在著局限性,在教學過程中要加強大學生的工程測量實踐環節。很多大學生總覺得“社會的工程測量,對我來說很容易的”。所以要號召所有高校可與企事業單位等建立“校企合作”真正做到校企無縫對接,為學生提供親身體驗、感受測量職業的玄機,并不是我們想象中那么容易,需要我們細致耐心地學習,才能學有所成。需特別強調的是,大學生只有在法律制度、現代信用制度不斷完善的保障下,在學校和社會企事業的積極配合下,才能達到最佳的教育效果,順利實現使當代大學生的學術,即土木工程專業工程測量教學的相關問題徹底得以解決。
在實施這一項具體活動中,師生必須并肩作戰,要有集體主義精神,要有團結合作精神。測量是一項要求縝密細微的工作,不能有半點馬虎。必須按照測量要求完成各測段的距離、高程、高差的測量,還得對各測區范圍的地形、地物、地貌進行精確的測量和描繪出來,其中包含了大量的內業計算及各種數據的校對、處理、復核;并且還要把各個測點按一定的比例在方格網上放出來,而這些工作都得差不多同時進行,這就更需要我們的各組成員分工合作,團結一致。要在實踐學習中查缺補漏,是我們的理論運用到實際中更加合理化。
3.3 教學內容具體化,加強實踐性和實效性
結合學生的就業情況分析,崗位需求大致可以分為工程施工、工程設計、工程管理三大類型,在側重點上,崗位只需要一般工程施工測量的能力,在教學上要加強對施工放樣測量和線路測量的講解,以及測量新技術在現代技術的發展,教材的編寫與培養的目標要相互一致,應對理論進行適當刪減。測量教材應增加如下新內容:全站儀原理與使用;電子水準儀原理與使用;廣義測量平差概念;定位;數字化機助成圖;激光指向儀;水準儀、經緯儀、全站儀;準直儀等;在教學上教師要轉變以往的教學觀念,要采用靈活多變的教學方法和教學手段,處理好經典內容和新技術之間的關系,打破課堂完全教室化的格局,讓學生變被動學習為主動學習,將課堂教學和實踐教學結合起來,使學生最終能將理論與實際充分地結合起來,做到心中有數。
在二十一世紀科學技術不斷發展的今天,高校教師研究大學生土木工程專業工程測量教學的體會和反思勢在必行。理論與實際不符,學子功底不深,不僅敗壞學校名聲,更阻礙社會發展和科技的進步。加強研究這一問題,既是人才培養本身的迫切需求,也是全面提高高等教育質量的必然要求。總而言之,這樣的問題需要我們嚴肅對待,需要廣大的教育者擬定一個合理并值得推廣的方案,這樣眾多學子才會找到正確的航標,乘風破浪駛向成功的彼岸。
參考文獻
[1] 楊國華.工程測量課程教學改革研究[J].遼寧教育行政學院學報,2009(10).
[2] 李方娟,陳雷.景介文.《工程制圖》課程教學改革探討[J].機械管理開發,2010(1).
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)03-0220-03
一、引言
測量學是一門歷史悠久的學科,有其經典的理論和方法。測繪新技術正向數字化、信息化、自動化和網絡化方向發展,進而使測量學為科技、經濟、工程建設和社會發展的服務領域不斷地擴大。以地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)、遙感技術(RS)為代表的3S技術正在滲透到各種工程建設中。在測量學科中已經應用了最先進的科技成果:光電測距、電子計算、衛星定位、航天遙感等,這些成果促進了測量學理論和方法的發展[1]。在計劃經濟體制的影響下高校專業越分越細,測量學的學時數也不斷壓縮,一般為50~60學時,實習期限在1~2周,北京工業大學的土木工程、水務工程、城市規劃等專業的《測量學》課時目前僅為32學時,實習周為1周。盡管土木工程、水務工程、城市規劃等專業的學生學習《測量學》并不是要求其成為測量學科的專家學者,但是對測量學的知識還得了解并能夠熟練運用。因此,《測量學》教學應著眼于讓學生充分了解測量學在各自專業領域中的地位和作用及如何為工程建設服務。這不僅是各工程學科的發展對測繪學科提出的新要求,而且也是測繪學科的飛速發展迫使測量學要改革,還是市場需要復合型人才的現實要求。對于各專業來說,學習測量的實質就是應用測量學,強調的是致用[2]。針對課時量減少的現狀,各高校的專業教師對于測量學的教學改革各抒己見。
二、傳統教學模式的局限
《測量學》主要內容包括測量基本工作、地形測量,教學環節包括理論教學、課間實驗和實習三方面。《測量學》對培養學生測圖、讀圖、放樣等方面的基本技能和實踐動手能力,以及分析問題、解決問題的能力起著極其重要的作用。近年來,生產上對土木工程測量的要求發生了較大變化,傳統教學中的某些不適應及缺陷也逐步顯現出來,迫切要求重新認識和改革《測量學》的教學,以滿足生產需要[3]。傳統的《測量學》教學模式存在不少局限。第一,隨著計算機科學和電子技術的迅速發展,現代測繪工程使用儀器設備、觀測技術、手段和數據處理方法亦有了巨大發展,對于測量學內容,不再是只介紹一般的測角、量距、測圖、用圖和放樣。第二,在傳統的教學模式下,非測量專業的學生對測量學與本專業的聯系認識不清晰;由于測繪新理論、新技術、新儀器和新方法的不斷涌現,原有的許多手工測量工作逐步被信息化測繪技術所取代,人的因素逐漸減弱,從而出現學習興趣和熱情不高的情況。第三,教學與實踐脫節,《測量學》是一門實踐性很強的學科,實踐性是測量學的靈魂。雖然在課程中有6學時的課間實驗與1周的集中實習,但由于時間短、儀器和場地的限制,學生的知識完善、操作水平提高很有限。第五,教學方式單一,考核模式過于死板。傳統的教學模式中,老師講,學生聽,“填鴨式”的教學。考核模式大多“終考定全局”。不能真實地反映學生的能力,更不能激發學生的學習熱情,出現作業抄襲、考試作弊、“抱佛腳”等現象[4-5]。
三、研究性教學
教學方法是一個不斷探索、不斷更新的問題,傳統教學理念的相對滯后已成為現代教育發展的瓶頸。培養具有創新精神和創新能力的高科技人才已經成為當今知識經濟時代國家對大學教育的根本要求,因此研究性教學方法已成為現代高等教育改革亟待解決的核心問題。研究性教學是指教師積極主動地探索教學問題,把教學變為創造性的、有意義的探究性活動,使教學推陳出新,促進教師和學生的發展。研究性教學既能發揮教師的主導作用,又能發揮學生的主體作用;既能培養學生的學習興趣,激發學生思維,又能培養學生提出問題、分析問題、解決問題的能力;既能使學生掌握系統扎實的基礎知識,又能培養學生的實際操作能力,克服接受性教學的缺陷[6-7]。為適應國家對創新型、工程型人才的培養需求,進一步提高《測量學》教學水平和教學質量,按照學校的教學要求,亟需在教學中開展測量學課程研究性教學研究與實踐。
四、課堂研究性教學探索
1.保持教學內容的邏輯性、連貫性。盡管測量學的許多知識是根據工程實踐經驗總結出來的,敘述性內容較多。但作為一門課程,其無論是在整體內容的組織上,還是在各章節內容的組織上是有邏輯可循的。目前,測量學的內容基本上都是圍繞“確定地面點空間位置”和“開展測量工作”來組織的,整體脈絡清楚。在《測量學》課程內容中,第一章內容是提出課程的研究對象和解決問題的思路,及測量工作的基本程序和原則。第二至四章,圍繞“確定地面點的空間位置”,具體介紹3個基本觀測量獲取的原理和方法。第五章介紹觀測3個基本觀測量過程中產生誤差的原因以及評定精度問題。第六章之后圍繞“開展測量工作”展開內容。從控制測量到碎部測量,從測定到測設。除此,各章節內容的取舍和組織上具有很強的內在邏輯性。如對3個基本觀測量獲取的介紹,從概念、原理到儀器的認識和操作,最后到內外業工作如何進行來展開,由淺入深,具有很強的邏輯性。將內容上的內在邏輯性在教學中很好地反映出來,可以避免學生產生內容繁雜無章的感覺,達到提高教學效果的目的。
2.加強互動式教學,培養學生創新思維能力。針對目前測量課時減少,教學信息量相對增加的現狀,采用啟發式、討論式和現場模擬式的教學方法教學效果顯著。教師在努力搞好教學的同時,應積極參與科研和生產工作,不斷提高理論水平和豐富實踐經驗,從而達到深入淺出、生動活潑的教學效果。如何激發學生的求知欲望和學習興趣,讓學生由被動聽變為主動學,需要教師采用靈活多變的教學方法和手段,處理好經典內容和新技術之間的關系,既要發揮教材的作用,又要向學生傳遞測繪新技術、新儀器的信息。如,講解水準測量原理及儀器使用時,將儀器帶到教室現場講解,學生理解接受快。圖表多、計算公式多時可結合多媒體,將步驟分解,引導學生步步思考。
3.抽象的理論與工程實例相結合。測量學理論是生產生活實踐中積累的相關知識理論化和系統化的產物。在教學實踐中,若只講述測量學的基本概念、原理、方法,而不結合相應的規范、工程實例,就會造成理論知識與工程實踐脫節。相反,若只是講述規范與實例,那么學生在沒有掌握理論知識基礎的情況下,不可能真正理解和應用工程測量學相關理論,更不必說具有創造能力。因此,在《測量學》教學中,結合相應的規范及典型的工程實例,做到理論與實踐相結合,使學生掌握測量的基本原理、方法和及其在工程實踐中的應用。
4.利用多媒體、錄像等教學手段,豐富教學形式。測量學是一門實踐性很強的科學,僅通過口述、板書,學生很難理解學習內容。利用多媒體的圖片和錄像能夠更直觀、更具體、更有效地傳達信息。如,儀器的造型除了現場演示也可用圖片展現;用錄像來表達儀器的具體操作和工程實例;用計算機演示測量相關軟件的操作;這樣既開闊了學生的視野,又彌補了目前先進設備不足的問題。我單位為申請北京市土木工程示范中心測量分中心,制作了多媒體演示講稿并到實驗基地進行了錄像,在多媒體教室進行教學,并將《測量學》課件逐步在校園網上登載,供學生在網上復習和自學,以此提高教學效率,激發學生的學習熱情。
5.增加測繪新技術、新設備的內容。測繪新技術帶來了測量儀器設備的革新,新儀器的代表為全站儀、電子水準儀和GPS,要向學生講解它們的基本原理以及在土木工程中的應用,如全站儀用于施工放樣和變形測量,電子水準儀用于沉降觀測,GPS用于測定點位3維坐標等。通過老師的正確引導,讓學生自主性學習是研究性教學的目標之一。在“測量新技術”的教學中,將學生分組,各組選擇一種新技術主題,通過自主學習,準備多媒體課件上講臺向全體學生講述,將會充分發揮學生的自主學習積極性,同時也讓學生最大限度地了解測繪科學的新技術與應用及進展,也達到了把本學科領域的最新技術引入教學內容的目的。
6.產學研相結合。在教學過程中,鼓勵并引導學生對某一具體問題做更深入的研究,鼓勵學生、發明專利并參與到科研項目中,做到教學與科研相結合。如,GIS處理數據、GIS在水資源管理中的應用,基于GPS的滑坡等地質災害的監測、全站儀在土木工程施工中的應用,等。土木工程方向的教師負責、參與各類土建工程項目,也鼓勵學生積極參加教師的橫向企事業單位的項目。
參考文獻:
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