水利土木专业工程测量教学改革探讨

[摘要] 《工程测量》是水利土木等专业必选的专业基础课,是学生在今后工作岗位上必需具有的基本技能之一。本文根据测量学科的发展现状及教学中的存在设备陈旧、课时数少、部分内容已过时等问题,对《工程测量》教学改革进行初步探索,提出自由选择合理的教学方法、开放实验室和加强施工放样教学环节,在掌握基本技能和先进仪器及测量方法的基础上,在今后的市场经济中发挥其重要作用。

[关键词] 水利土木专业 工程测量 教学改革

一、引言

《工程测量》是水利土木等专业必学的一门专业基础课,而且是水利土木专业学生在今后工作岗位上所必需的基本技能之一。随着测绘技术的飞速发展,测绘仪器不断更新,计算机技术不断被用在生产实践中,工程测量的方法及应用技术也在不断更新和发展,测量学新知识新理论新技能的增加,这就给测量教学提出了新的要求,同时,也要求当代水利土木等专业的学生掌握更多的新知识新理论新技能,在适应现代化要求的同时,为以后工作增加知识储备。目前工程测量已逐步发展成为将测绘、计算机、光电子、3S乃至5S(即在3S技术的基础上加入DPS数字摄影测量系统和ES专家系统)等技术运用其中的新学科。测绘科学和各项工程建设相互融合,教学信息和教学内容大量增加。而与此同时,以面向21世纪课程体系改革为重点的教学改革已在各高校全面铺开,压缩专业数量、拓宽专业面、淡化专业等系列教学改革正在实施,工程测量教学课时也相应减少。教学内容增加与教学课时减少的矛盾使得工程测量课程教学面临着严峻的挑战。故应根据测量学科的现状及水利土木专业的特点,改进传统教学模式,在经典内容和方法不变的前提下,利用压缩后的有限学时增加现代测绘技术,进行测量教学改革。

二、教学中存在的问题

1.教学方法,辅助设备陈旧

现在测量学教授基本上是沿用传统式的教学模式,对知识的传授基本上是老师讲,学生听。而《工程测量》是和实际情况结合较多的一门学科,一些操作过程光靠抽象地“讲”不仅费时,而且有些问题还难于描述清楚,传统的补救手段就是在课堂上使用大量的挂图和模型,虽然补充了部分不足,但准备起来却非常麻烦;而对一些工程实用的技术和方法,只能在老师的讲解下由学生去想象了,其效果可想而知。对仪器的使用,也是老师亲身演示。由于学生多,实验老师少,效果不是很好,而且对一些仪器内部装置的讲解,由于没有很好的辅助设备,教师讲解起来费时费力,且效果很难令人满意。虽然现在部分采用多媒体课件教学,但多数仅限于PPT幻灯片,表现形式单一,没有体现出多媒体的优势和多种表现形式,教学结果常常是事倍功半。

2.部分内容已过时,在实际中很少使用,急需调整教学内容

由于测量新技术和新知识的迅速发展,一些传统的测量工具和方法,在工程建设中已不再使用,取而代之的是一些省时省力、精度高,而且不受外界气候条件影响的新仪器、新方法。例如,现代数字测图中,一些新的软件对测图面积的计算和测量,已经达到了精确化和自动化。而机械求积仪、电子求积仪等仪器在现代测量中已不在使用,但在教学中还占有一定的章节;而光电测距仪、全站仪及3S技术的飞速发展,已经替代了费时、劳动强度大的钢尺量距方法。同时,随着这些新仪器的出现和发展,一些老式的误差理论分析方法也与之不相适应,相伴生的是一些新的误差理论分析方法。这就给测量教学提出了新的要求,急需调整教学内容。

3.大量先进仪器闲置

为了跟上现代测量技术的发展,加强实验室测量仪器的建设,院校二级单位,也为实验室购置了一些电子水准仪、全站仪、GPS以及数字测图的软硬件等设备,但是,这些仪器在教学中却只充当被用来演示或用于参观的角色,原因有三:一是有限的学时数不允许他们。

有过多的时间去使用;二是仪器的购买数量跟不上学生的扩招数。由于现代测绘仪器价格都比较贵,好不容易购置几台,却有几百个学生等着使用,几班平均不到一台,所以不能保证人人动手使用;三是仪器的管理比较落后,实验室对仪器的管理还是传统的管理方式,即上课发仪器,下课收仪器,平时学生不能借仪器,由于有限的实验实习课,对于常规仪器的使用已是非常紧张,更不用说先进仪器,故使大量先进仪器不能为学生所用。

4.实验实习课时数少,仪器使用不过关

在测量教学中,普遍存在学时少的问题,而且,水利与土木专业尤为突出。一门50个学时的工程测量学,既要讲基础理论,基本仪器操作,又要讲工程应用,所以实验学时只有12～16学时,新的仪器技术不断出现,使测量教学任务日益加重,加之教学辅助设备陈旧,课堂内容容量难以增加,为了使学生了解更多的新知识,新理论,实验课常常还要被压缩成课堂教学,故使基本的水准仪、经纬仪等使用不能达到应有的要求,而实验室的老式管理,也关闭了学生进一步想练习和熟练仪器的大门。其中有一些动手能力差的学生常常实验任务不能完成,却无弥补的机会,更不用说是熟练使用仪器。对于实习,原是以传统的水准仪、经纬仪设计的,要完成这些任务,先进的全站仪、GPS及数字测图工具,就没有使用的时间。

5.施工放样教学不足

施工放样是水利土木专业学生要掌握的基本技能之一,也是工程建设中常用的,但在教学中,却只有2～4个学时,无实验课,也无实习课。教学与生产发生严重脱节,学生毕业后难以胜任工程建设需要。

三、改革的方法

1.改进教学方法,改善教学效果

随着测量知识的飞速发展,传统教学方式的课堂容量有限。在测量教学学时不变的条件下,采用多媒体教学是一个比较好的出路。但是,多媒体教学虽有传统教学不可比拟的优点,但它也有其缺点,如对一些公式的推导,误差分析等方面,就不如教师带领学生一步步边思考边推导的效果好。所以,我们应去传统教学之短处,取多媒体之长处,采用传统教学与多媒体教学相结合的方法。对一些理论的讲解与公式的推导部分,采用传统式教学;利用幻灯片或录像将水准测量、角度测量、距离测量、控制、碎部测量等原理、方法和步骤,系统、清晰地演示给学生,使学生全面、直观地了解这些内容的原理、方法、作业程序,最终形成一个清晰的逻辑概念,然后通过实践来加强感性知识。这种办法效果较好,同时也可以激发学生的学习积极性。在这个过程中,关键技术是如何有效地通过多媒体对测量知识的展示问题。由于测量学是一门实践性很强的专业课程,对多媒体的制作可以采用计算机模拟技术,3D动画技术,录像视频等,制作基于多种表现手段于一体的多媒体课件,使学生全面、直观地了解这些内容的原理、方法、作业程序,最终形成一个清晰的逻辑概念,然后通过实践来加强感性知识。

2.优化整合教学内容体系,解决好新理论、新技术与传统内容的关系

近几年,测量学科发展迅速,新理论、新技术不断涌现。在道路桥梁专业工程测量课程教学内容中引进新理论、新技术已经成为学界共识。但是如何引进这些新内容,其深度、广度如何,对于传统的教学内容如何进行取舍,如何兼顾传统与现代值得探讨。要解决这些问题,在教学内容安排方面,必须打破理论教学与实践教学界限,在理论教学环节体现实践教学,培养学生具备较强的实践能力。在工程实践中用的比较少而且陈旧的知识要大胆删除,在工程实践中已经得到普遍应用的新知识、新技术要及时引进。在测量教学中,对于一些过时的章节,应删除不讲。对于在实际生产应用中使用少的,应大胆给予删减,压缩其课时数,为新仪器、新知识的教学提供更多的时间。《工程测量》前几章均为传统测量的教学内容,如水准测量、角度测量、距离测量等等,应采用讲清基本原理和方法,结合测量课实践教学,让学生尽快掌握,使其具有一定的操作技能。而目前进行测角、量边、测高程时,所使用的光电测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪的有关知识要加入教学内容中去,占用一定的时间去讲,使学生了解当前测量手段的更新情况和发展趋势。在讲小地区控制测量时,要把GPS,RS 技术应用内容适当传授给学生。为与社会发展相适应,测绘技术发展的新知识要详细讲解;在介绍新技术的同时,引导学生注意测绘发展新动态,使其向本学科的深度钻研。如有条件,可把3S技术作为任选课在这些专业开设,为学生更好地适应现代工程建设需要打下良好的基础。

3.开放实验室

测量课程是一种实践性很强的课程,而仪器使用的熟练程度是衡量学生测量学习的一项重要指标。面对高校扩招,学上数量多,仪器数量少,更新换代慢的特点,实验室的开放成为解决这些问题的重要环节。开放实验室可给学生更多的机会和时间去了解和掌握各类测量仪器,使他们在今后的工作岗位中得心应手。对此,实验室可制定相应的管理规章制度,如收费制度和损坏赔偿制度,以加强实验室管理。这样做有诸多好处:其一,解决了课堂实验中人多仪器少的矛盾,为课堂上得不到训练或训练不充分的学生提供了更多的机会;其二,学生通过课堂和课余时间熟练掌握了仪器的使用方法和步骤,为日后的教学实习顺利进行打下了良好的基础;其三,促进了理论与实践教学的结合,使学生加深了对理论教学内容的理解。

4.加强施工放样教学

由于测量课学时的限制,施工放样部分常常是有教学而无实习,更没有时间去工地现场实习。对此,其一,可在两周集中实习中拿出一天到两天的时间做施工放样实习,使学生掌握基本的放样方法。其二,一般土木、水利专业的学生在高年级时都有工地实习的安排,可就此机会安排测量教师随同,现场讲解其应用。通过测量在各工程上的一些应用实例,激发学生获得科学知识的兴趣,激发他们的学习欲望。同时,可将国内外一些典型的工程实例介绍给学生,使他们学到工程测量的一些实测方法和原理,知道如何在水利工程、工业与民用建筑中使用测量知识;如何进行施工放样和工程检查,提高他们的学习兴趣,使之自觉地到施工现场去考察,并带着问题和老师交流。

四、结束语

在测量教学中,应就存在的问题进行各项改革,合理优化教学内容,充分利用各种设备资源,努力迎合测绘技术发展的新水平、新理论、新仪器,结合水利与土木专业生产实际,使《工程测量学》课程在整体结构和内容上迈上新台阶,实现先进性、系统性、实用性、专业性于一体的整合,使学生在今后的工作中得心应手,尽快适应现代化建设需要,为社会培养合格的人才。

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