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土木工程测量课程教学质量研究 

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土木工程测量课程教学质量研究 

土木工程测量是土建类专业的一门重要专业技术基础课程,随着社会的发展和科技的进步,过去的一些教学内容和教学方法已不能适应社会对人才的需求,课程的教学必须不断进行改革。教学工作既要立足于现在,更要着眼于未来。深化教学改革,提高教学质量,培养合格人才,是教学工作者的职责。笔者结合教学实际,探讨了如何对《土木工程测量》这门课程进行教学研究改革。

1.讲好绪论内容,把学生引领入门

我校土木工程测量课程采用的教材是覃辉主编,同济大学出版“十一五”国家级规划教材《土木工程测量》。教材第一章绪论的一些基本原理来源于假设,概念抽象,学生难理解。学生一般是大一或大二年级,缺泛工程知识。怎样讲好绪论内容,把学生引领入门,将原理深入浅出,统领全课程,是课程教学改革的基础。

1.1利用Google地球开始讲授绪论

打开Google地球,找到校园的Google地球上的图像,以及校园数字化地形图,展现给同学,学生对校园很熟悉,了解校园的地形分布情况,开始讲授测量学的定义,使学生对地物、地貌、地形以及地形图的概念一目了然;结合学校整体规划图以及学校在建工程,讲授测定和测设的基本原理,土木工程测量的任务和作用。学生通过本课程的学习,能够掌握地形图的测绘和应用,施工测量的原理和方法,变形观测,竣工测量等基本知识。从地球的形状、大小开始,讲授重力与铅垂线的概念,水准面、水平面、大地水准面、参考椭球的概念及关系,由此引入测量基准线和基准面的概念。抓住重点与难点,绪论的重点内容是确定地面点位(X,Y,H)的概念,难点是高斯坐标系的建立过程,要求学生掌握三维坐标的概念:X=地面点到地球赤道的铅垂距离;Y=带号(前二位)+500KM+地面点到所处带中央子午线的垂直距离;H=地面点到大地水准面的铅垂距离。

1.2总结绪论内容提示后续章节内容

总结绪论内容并讲授与后续章节内容的关系,起到承前启后的作用。本课程的基本问题是确定地面点的三维坐标(X,Y,H),这三个量不能直接测出,要通过测量高差、角度、距离间接求得。后续章节内容是三项基本工作的测量原理,仪器的构造,仪器的使用,测量方法,计算方法,误差的基本知识等。课程的主线表示为“绪论——测量基本工作——控制与测绘——土木工程测量技术”。

2.综合理论教学内容

综合理论教学内容在于精心备课,教案是衡量教学质量的基本内容,是课堂教学效果的基本保证,是调动学生听课兴趣的基本保障。以确定地面点位(X,Y,H)为中心,测量的三项基本工作为主线,通领全教材。正确处理传统理论知识与现代测量技术之间的关系,既要考虑传统教学方法,又要考虑现代教学方法,从而调动学生的学习兴趣,保证学生学到与时代相应的测绘科学知识。

2.1整合传统测量内容

打破各章节的顺序和界限,合理地安排授课内容。例如将水准测量、角度测量、距离测量有机地联系在一起,重点讲授原理、仪器操作、观测计算方法;简单介绍仪器内部结构,仪器的检验与校正,误差来源等。一些内容可以不讲或让学生自学,本教材附有光盘,方便学生自学拓展知识面。讲授误差基本知识时,分析三项测量基本工作的误差来源、误差分类,要求学生重点掌握偶然误差的特性、衡量精度的指标等内容。控制测量是本课程的难点,是三项基本测量工作的综合运用。在讲授本章节前,先回顾绪论中的测量工作概述,使学生对测量工作的原则有初步认识。在控制测量概述中,讲清楚什么叫控制测量?为什么要作控制测量?怎么作控制测量?再对照校园数字化地形图,把校园看成一个测区,讲授控制测量方法,控制点选点的要求,求控制点(X,Y,H)的方法,然后讲授具体的导线测量、三角测量方法,三四等水准测量、三角高程测量方法。控制测量的实质是求地面点的(X,Y,H),测区大小不同,精度等级不同;把全国范围当测区,在全国范围内作控制测量,让学生进一步理解全国坐标系统和高程系统的概念。讲授地形图部分时,对着校园数字化地形图,讲授地形图的基本知识,地形图的测绘方法,地形图在工程建设中的应用。

2.2引进现代测量技术内容

通过对传统内容的优化整合,能节省较多的课时用于现代测量技术的讲授,内容包括全站仪和数字化测图技术,GPS原理与方法,GIS的基本知识,先进仪器的的原理复杂,但操作简单,采用现场示范或参观教学等方法。引导学生理解现代测绘技术的发展方向:自动化、数字化、统一化和高精度化,让学生了解测绘新技术及其应用,培养学生的想象力和创造力。

2.3结合案例分析讲授施工测量

施工测量是测量的三项基本工作的原理与方法在工程建设中的应用。结合学校在建工程案例,讲授施工测量内容,通过讲解每个案例把相关知识串起来,带学生到工程项目上现场讲解操作,这样不但能使学生理解专业知识,而且能够留下牢固的印象。强调测量技术原理在土木工程测量中的应用,测量技术方法与土木工程施工的密切关系,注重吸取土木工程学科的成果,使土木测量技术更好地为土木工程服务。施工测量按技术应用分为:工程用图、测设方法、工程测量、变形测量、和仪器检校;按工程类型分为:建筑工程、道路工程、桥梁工程、隧道工程、路线工程等五种类型。

3.优化实践教学内容

土木工程测量实践教学由课间实验和综合实习两部分组成。本校土木工程测量的教学时数为56学时,其中理论教学为40学时,课间实验为16学时(8个实验项目),综合实习为2周。为了提高实践教学质量,在有限的学时情况下,必须优化实践教学内容。掌握土木工程测量的基本知识、基本原理、基本方法;掌握常用测量仪器:水准仪、经纬仪、测距仪、全站仪等的使用,仪器的安置、瞄准、读数、记录、计算等基本操作方法,仪器的检验校正、维护,获得测、算、绘的基本技能。

3.1明确实验内容精选实验项目

课间实验内容分三部分:水准仪的认识与水准测量;经纬仪的认识与角度测量;全站仪的认识与距离测量。删掉了一些过时的,或工程实际中很少使用的项目,如钢尺量距、罗盘仪的使用等。水准仪测量部分开设了:(1)DS3水准仪的认识与使用;(2)普通水准测量。经纬仪测量部分开设了:(3)DJ6经纬仪的认识与使用;(4)测回法测水平角;(5)竖直角测量;(6)视距测量。全站仪测量部分开设了:(7)TOPCON全站仪的认识与使用及距离测量;(8)全站仪三维坐标测量,测量仪器的检校列入看录像课程。调整了一些实验项目到综合实习中,如DJ2仪器的使用、四等水准测量、导线测量等。每次实验对仪器性能的介绍、操作都在课堂内进行演示和讲解,采用教师手把手的演示和录像片、多媒体体课件播放相结合的方式,可以将复杂、繁琐的文字叙述变为容易接受的感性操作,缩短学生对知识的理解过程,提高学生的学习积极性。

3.2根据专业特色按排实习内容

土木工程测量的综合实习是2周的停课实习,在校园内进行。实习内容分两部分进行,一部分是控制测量和地形图测绘,是每个专业必作内容。控制测量——平面控制采用闭合导线,设6-7个点,角度用DJ6经纬仪观测二测回,全站仪测距,给定已知点坐标,按图根导线精度要求,计算各导线点坐标;高程控制测量采用四等水准测量按闭合路线求各点的高程。地形图测绘——在控制点上用经纬仪测绘1:500地形图,每个小组应完成16个方格的地形测绘任务。另一部分是与土木各专业方向相结合的施工测量实习。施工测量实习分以下几个方面:(1)建筑工程方向要求学生在已完成的地形图上作断面图、求土石方量、设计坡度线,简单房屋的基础平面图放样。(2)道路桥梁方向要求学生在已完成的地形图上作曲线设计和放样,纵横断面图测绘等。(3)规划建筑各专业要求学生能应用地形图作规划设计等内容。

4.建立合理的教学考核制度

土木工程测量的成绩评定分理论教学成绩和实践教学成绩。理论成绩根据试卷考试成绩、平时作业情况、课间实验、考勤情况等综合评定。实践教学成绩以组为单位进行,建立了统一的评价体系。将成绩评定分为多个部分,根据小组上交的资料,个人的成果资料,出勤情况,实践动手能力,实践知识掌握程度,仪器操作考核等方面进行评定。课间实验不单独计成绩,是理论课程成绩的一部分,一般占理论课程成绩的30%,根据实验过程中的表现,仪器操作情况,实验报告情况等进行评定。

5.结束语

通过多年的教学实践,笔者认识到,教师是课程教学质量的重要保证。教师必须有很强的责任心,要把握好课堂教学内容,让学生能听懂讲授的内容,要处理好课堂教学与实践教学的关系,土木工程测量的教学内容要紧贴土木工程建设所必需,为社会培养综合素质高的土木工程技术人才。

作者:叶巧云 单位:湖南城市学院市政与测绘工程学院