浅谈非测绘专业测量学课程实践教学改革途径

　　在高等教育中，测量学是一门理论性与实践性结合很强的应用科学，是理论与实践并重的专业基础课程，是学好其他相关学科或专业的基础科学，也是一门实用性极强、应用面较广的专业基础课程。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010 2020年)》的战略主题中明确提出：教育的重点是面向全体大学生、促进大学生全面发展，着力提高大学生服务国家和服务人民的社会责任感、勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力。其中，实践能力是大学生应具有一定的动手操作能力，也是一种有目的、有意识地改造主观世界和客观世界的意识与能力。实践是工程技术的灵魂，实践教学是造就工程科技人才的主要因素之一，更能引起大学生的学习兴趣，启迪思维，培养创造精神和创新能力。法国诺贝尔奖获得者贝尔纳曾经说过：创造力是没法教的，必须在实践中让大学生动手，有机会把自己的创新思想付诸实施。
　　实践教学是根据测量学课程特点制定的教学内容，目的是在实践教学过程中培养大学生的操作技能，进一步巩固加深对测量学理论的理解，通过提高大学生的实际操作能力，改变过去高分低能的状态，使理论教学与生产实践紧密结合，为大学生毕业后的工作打下一定专业基础，使他们能迅速适应工程实践的需要。针对在实践教学中存在的主要问题，提出测量学实践教学的解决方案，以期进一步提高测量学实践教学质量。为了让大学生将理论知识运用到实际中，提高大学生实际测量操作水平，针对测量学实践教学中存在的主要问题，结合沈阳农业大学测量学实践教学的具体情况，对非测绘类专业测量学实践教学进行研究，旨在总结出一套适合测量学课程实践教学改革的教学模式。
　　一、提升测量学课程地位和影响
　　高等农林院校测量学课程因为实践性强，要求大学生不仅要掌握牢固的基础知识，而且还要具有丰富的实践经验和较强的动手操作能力。因此，测量学实践教学是测量学课程重要、必不可少的教学环节。对于非测绘专业而言，实践教学是测量学课程体系中的重要组成部分，是大学生掌握测量基本技能的必要手段，是培养大学生分析、解决问题和动手能力的有效途径。相对于理论教学更具有直观性、实践性、综合性和创新性，测量学实践教学质量的好坏直接影响相关专业人才的培养质量，是提高应用型本科人才培养质量的重要途径。据中国测绘学会测绘教学研究委员会统计，在全国一千余所普通高等院校中，有四百所以上开设测量学课程。测量学课程教学效果的好坏在很大程度上取决于实践教学质量的高低。
　　目前，测量学课程在非测绘专业中属于专业基础课，不是专业主干课程，导致部分大学生的学习主动性不强，对其重视程度不够，缺乏学习兴趣，大部分大学生认为，测量学课程可学可不学，只要学好主要专业课程就可以，一部分大学生只满足测量学课程及格即可，甚至采用补选其他课程充当学分。针对大学生这样的学习情况，首先，教师让大学生充分认识测量学实践教学在相应专业中的重要性，在授课中增加真实的具体工程案例，采用案例教学激发大学生的学习积极性，增强大学生的动手能力;其次，鼓励大学生参与教师的生产与科研活动，为大学生提供一个真实的工程项目;也可将测量学实习融入相应的专业实际生产中，做到理论联系实际、学以致用。
　　二、构建多媒体网络教学平台
　　在高等农林院校非测绘类专业中，由于测量学是一门专业基础课，学校或学院层面对其重视程度不够，教学仪器设备不仅数量有限，而且比较陈旧，基本上是传统的光学仪器。新仪器设备价格昂贵，导致新仪器设备更新缓慢，先进的测绘仪器设备甚少，远远滞后于一些生产单位和科研院所。尤其多媒体及网络技术等现代教育技术的广泛应用，已成为当今高等教育教学发展的主要趋势，能较好地解决测量学教学内容多和学时少的矛盾，为提高测量学实践教学质量提供了广阔的发展空间。测量学课程充分利用现代教育技术等教学手段，让大学生清楚地认识、了解测绘的基本工作内容、仪器设备的基本操作步骤等。同时，在暂时缺少新仪器、新设备的条件下，通过计算机模拟技术教学课件，在一定程度上缓解测绘科技的迅速发展与教学设备老化的矛盾，建立现代化实践教学平台，大学生可随时点击学习，并且可以进行讨论、交流和留言，这样极大地提高大学生的学习积极性，取得良好的教学效果。
　　三、全方位开放实验室
　　农林院校测量学课程虽然在多个专业开设，但是实践教学内容基本一致，没有根据不同专业性质，有针对性开设各具特色的实践教学。实践教学主要还是以传统的水准仪、光学经纬仪、钢尺为主的相关实验、实习，各个专业的实验内容基本一致，现代测绘技术大都未应用于大学生实验或实习中。目前，许多院校实验与实习还是采用传统的测量方法，未能体现出新技术、新方法所产生的巨大优势，从而影响测量实验、实习的教学效果和大学生的学习积极性，限制测量学教学质量的提高，影响大学毕业生快速进入职业角色。
　　测量仪器在实践教学中具有非常重要的作用，大学生通过实验掌握仪器的基本原理、基本操作方法，了解可能的误差来源及注意事项。但是由于课堂实验时间短，教学学时少，不能满足仪器使用需求。沈阳农业大学测量实验室对大学生实行全天开放，利用实验室开放时间，大学生可以更好地了解、练习仪器设备操作，同时，大学生对实验课上做不完或实验结果不合格的实验进行补做或重做，弥补课堂时间的不足。另外，指导教师对每次实验进行讲解、示范操作之后，留给大学生自我学习的时间较少，要完成实验目标难度较大。让大学生利用开放实验室，课余时间做实验，巩固所学测量学知识，掌握常规及先进测量仪器的操作方法。通过开放实验室，增加大学生测量学实验的时间，增加选作实验内容，从而督促大学生由被动学习转为主动学习，缓解大学生人数多与教学仪器少的矛盾，进一步提高教师的教学效率、教学仪器设备数量及其利用率，对提高大学生的实践技能起到良好的促进作用。另外，高等农林院校应加大投入先进的测量学仪器设备，加快现代化仪器设备更新换代步伐，以便适应测绘新技术的快速发展。同时，教师可以与仪器经销商联系，定期为大学生举行仪器展示，请销售人员讲解仪器使用及发展状况，开阔大学生测量学设备领域的认知视野，以便大学生熟悉更多的先进测量仪器设备。
　　四、标准化建设实践基地
　　测量学是实践性强的应用科学，要求大学生必须要亲自实践，具备发现、分析和解决问题的能力。测量学课程实践教学的开展必须依托于稳定的实践教学基地。所以，实验实习基地建设直接关系到实践教学质量，对大学生实践能力和创新能力的培养具有十分重要的作用，对于课程体系建设和课程教学改革具有重要意义。实验基地的教学场地是做好测量学相关实验的重要场所，测量学实践没有好的场地，实验随意性很大，大学生随便找个目标、做记号进行观测，这不仅影响校园环境的秩序，而且也存在一定的安全隐患。尤其测量学实验结束后，教师没有供大学生比照参考的标准化数据，导致大学生无法验证自己观测结果正确与否，无法衡量自己测绘结果的精度，甚至容易导致大学生自己编造虚假数据，而教师也无法发现、辨别其真伪。这样更导致大学生对测量学实验课学习积极性不高，动手能力差，以至于影响后续课程的专业学习。
　　因此，稳定的实践教学基地是保证实验教学顺利开展和提高实验教学水平的基础。建设规范化实验实习场地，使大学生实验实习数据有据可依，教师也可以形成一套较为准确的评价标准，客观地评定大学生测量学实践的学习成绩。2002年沈阳农业大学校内测量学课程实验、实习基地建成，可以满足水电、水利、土地管理等18个相关专业的测量学课程教学实践。在校园周围布设固定的测站点，固定的觇标，教师事先将这些数据测出来，作为依据，同时，对校园进行全数字化测图。通过建立固定实验场地，使得测量学实验教学纳入规范化教学，而且教师可以随时检查、验证大学生的实验成果。另外，大学生实习完毕后，指导教师利用电子地图衡量大学生的实习成果，保证成果的精度和质量。校内实习基地不仅可以满足大学生的教学实习，还可以为学校的规划、建设提供依据。建立稳定的教学实习基地可以在很大程度上限制指导教师对教学实习的随意性，有利于掌握大学生的实习情况，提高实践教学质量。让大学生在思想上重视测量学实践课，极大地调动大学生学习测量学的积极性和自觉性，从根本上杜绝大学生在教学实践、实习过程中编造测量数据，稳步提高测量学实验教学效率，保证测量学实践教学质量，同时，也可以作为大学生实践考核、测绘竞赛场地。
　　实践教学证明，校内教学实验实习基地建设是一项重要的教学基本建设，是提高教学质量的重要因素之一。校内实验实习基地能有效地督促大学生真正掌握测量学的基本理论、基本知识：一是能进行小区域平面、高程控制网的布设、观测及数据处理;二是能独立组织大比例尺地形图的测绘工作，并掌握地形图在城市建设各项工程中的应用;三是能掌握线路施工等工程中的测设及施工测量方法;四是掌握大比例尺地形图的测绘方法及应用，掌握土木工程、管线和道路等工程测量的主要内容及方法;能正确使用常规测量仪器进行普通测量工作;五是根据《工程测量规范》要求，能正确进行控制测量计算和施工放样时所需的测设数据。
　　五、改革测量学实践教学方法
　　随着大学教学模式改革，非测绘专业测量学课程总学时不断被压缩，大多数高等农林院校测量学课程学时数减少20~30学时，教学内容多、学时少的矛盾突出，传统实践教学模式已难以满足教学的需求。以沈阳农业大学测量学课程为例，测量学课程总学时从70多学时减少到46学时，其中实验教学20学时，理论教学的学时严重不足，教师认为教学内容多、学时少，理论和实践教学学时分配难以兼顾。同时，随着近年来测绘新技术、新仪器和新方法的普遍应用，传统的测量仪器、实践教学内容已难以适应当前工程技术生产的实际需要，测量学应用领域给测量学教学提出更高的要求，如何在有限的学时内保证测量学课程的实践教学质量，是任课教师关注的焦点。测量学课程作为沈阳农业大学专业基础平台课，涉及到18个专业教学任务，其中十多个专业还有一周到两周课程集中实习，测量课程教学团队教师少，承担着繁重的教学和实习任务。
　　(一)改革测量学课堂实验
　　测量课堂实验是教学中很重要的一个环节，实验的成功与否，不仅影响测量理论教学的掌握程度，而且直接影响教学实习的质量。测量实验教学内容的调整、更新，要结合测量学实验室的资源、最新学科发展动态展开，必须注重因地制宜、各有侧重的教学原则。近年来，随着测绘科技水平的不断提高，测绘新仪器、新技术广泛地应用在各行各业。传统测绘的部分内容已经不适应当前工程施工管理的实际需要。因此，在满足必须操作技能的基础上，测量学实验内容充分利用实验室设备条件，兼顾现代测绘技术，根据不同专业培养大学生的专业差异性，将实验内容分为两部分：一部分为必做实验，是各个专业必须要完成的实验内容，涉及传统仪器的原理和操作方法。通过这些基本内容的学习，大学生可以受到良好的基本测量技能训练，只有在这个基础上，大学生才能更好地掌握先进仪器设备的使用方法;另一部分为选做实验，根据不同专业特点对测绘技术需求的不同，采取选择性完成，涉及相关新仪器的使用，总实验学时保持不变。选做实验也是在教师指导下完成，这样针对性比较强，同时，也能激发大学生的学习积极性和专业好奇心。
　　(二)改革测量学教学实习
　　测量学教学实习在测量学教学环节中起着举足轻重的作用，是课程结束后对所学知识的一种检验，是理论联系实际的桥梁和纽带，是一项实践性很强的集体活动。目前，沈阳农业大学根据不同的专业，测量学教学实习采用常规的光学仪器、电子经纬仪和全站仪三种仪器进行操作。将实习基地分成若干区域，区域间均有相互的重叠部分，同时相邻区域间都有两个以上的已知控制点，大学生在自己的实习范围内进行踏勘选点、测角、测距、内业计算、图根加密、数据采集和内业编图，实践内容完全是步入社会前的实际生产演练。这样变大学生被动学习为主动学习，可以提高大学生的实际操作技能，以及发现问题、分析问题和解决问题的综合能力，培养大学生团队合作精神、创新能力和综合素质。三种不同的设备对相同区域分别进行测绘，可以从精度、速度和图纸的整洁性，形成鲜明的对比。另外，在有条件的情况下，教师可以与相关的生产单位联系，进行校企联合的测量学实践实习。
　　六、创新测量学实践教学考核方式
　　目前，测量学课程对大学生实践成绩没有统一的量化考核标准，无法客观地考核大学生实验实习成绩，导致做好、做坏，甚至不做结果都差不多，在实践教学过程中致使大学生不认真对待测量学实践，出现大学生不认真操作仪器、随意修改测量数据，甚至逃课等现象。所以，创新测量学实践教学考核方式，形成对教师和大学生的双重检验作用，一方面考核模式决定教师如何教学、指导大学生操作;另一方面大学生根据评价方式决定如何去面对测量学实践操作，如何去掌握测量学的基本技能。因此，创新测量学课程对实践教学的考核方式，从而提高大学生实践教学的积极性和主动性，增强大学生解决实际问题的能力，以满足社会对人才培养的需求。
　　(一)创新课堂实验考核方式
　　大学生实验成绩考核是测量学教学的重要一环，考核促使大学生认真做好测量实验的每一个环节，并能起到检查实践教学效果的作用，只有通过实践教学考核，教师才能客观准确评价每个大学生的成绩，杜绝个别大学生思想上对实验教学的不重视、学习不认真的现象。
　　测量学实验成绩的评定多以大学生实验报告的写作质量，或在考卷上出实验题的做法来体现。这种方法，对实验成绩的评定存在随意性和片面性，不能真实反映大学生实验能力。改革后成绩的评定分为四个项目，即考勤纪律、实验过程、实验成果(即实验报告)和仪器操作考核，其权重为1 3 2 4，每一个评定项目又细分为若干小项，并将考核的每项内容都予以量化。以仪器操作考核为例，分为操作时间、操作步骤的准确性和观测数据的精度三项内容。通过采取这种考核方式，引起大学生的高度重视，极大地提高大学生实验的积极性，也使实验成绩的评定有据可依，更客观、公正地保证了实验成绩的真实性。这项测量学实验成绩的评定工作一般在学期中间进行。
　　(二)创新集中实习考核方式
　　为了达到全面提高测绘技能的目的，防止、杜绝个别大学生实习中投机取巧、偷懒懈怠现象，实习成绩评定应该从多方面、多角度考查大学生实践能力，不仅要求大学生撰写实习报告，还要求大学生附上实习期间每天的实习日记。实习以由组长统一协调指挥，教师现场指导的形式进行。教学实习必须保证每个小组成员轮流进行各种实际操作，力求使每个大学生都全面掌握实习内容和基本技能，以便于实践考核。集中教学实习一般为两周，两个学分，是专业必修课，另一方面成绩的高低直接影响大学生奖学金的评定以及学分基点的多少。根据目前现有的条件，该成绩的评定主要从以下几个方面进行。
　　1.实习出勤、纪律和过程大学生的出勤率是完成实习的重要保障，实习分组进行，人员比较分散，没有严格的考勤，不但实习无法完成，而且大学生的安全也难以保证，该项出勤率考核成绩为5%。测量是团队配合的结果，组员间要认真进行测量实习，互相帮助，协同作业，不允许组员之间因为技术、生活等产生矛盾，实习纪律考核成绩为5%。大学生严格按照实习的总体布置进行，仪器安置要正确，点位选择要恰当，不至于产生危险，否则扣掉该项成绩5%;爱护仪器，严格按照仪器说明和实习指导书进行操作，否则扣掉该项成绩5%。实习过程占考核总成绩的20%。
　　2.实习成果、报告和操作实习成果主要以每组提供的1 500地形图为依据，该项成绩共为40%，重点检查以下内容：测图精度、地物地貌的完整性、符号表达的准确性和地形图整理等项目。实习报告是教师对大学生提供的实习报告进行评分，依据实习报告的完整性、实习方案的可行性、报告书的整洁规范性以及图表数的准确性，该项成绩为10%。实践操作主要在大学生实习过程中进行，每位大学生要考核个人对仪器操作的熟练程度，记录是否规范、整洁，计算的速度和准确度，该项成绩为20%。
　　实习总成绩为以上六项的总和。通过实习考核，在评定实习成绩时教师有明确的考核依据，使实习成绩公开、公正和公平，真正客观地反映大学生在教学实习中的学习情况和实际能力。
　　测量学课程是一门科学，更是一门教学艺术，是需要花大功夫研究。随着测绘新技术、新方法的应用，通过多方位、多角度地对测量学实践教学改革，不仅增强大学生对测量学课程的学习积极性，提高大学生实践操作能力，而且使测量学教学内容更符合测绘科技发展的需求，测量学教学更加规范化、科学化和现代化，从而推动高等农林院校非测绘专业测量学实践教学科学发展。