“大地測量學(xué)”多元化實驗教學(xué)探究

蘇新洲，向 東，黃海蘭

(武漢大學(xué)測繪學(xué)院，湖北武漢 430079）

“大地測量學(xué)”多元化實驗教學(xué)探究

蘇新洲，向 東，黃海蘭

(武漢大學(xué)測繪學(xué)院，湖北武漢 430079）

一、引 言

“大地測量學(xué)”是地球信息學(xué)科，其基本任務(wù)是測量和描繪地球及其變化，為人類活動提供地球等行星體的空間信息。它既是基礎(chǔ)學(xué)科，又是應(yīng)用學(xué)科。“大地測量學(xué)”課程是學(xué)習(xí)“空間大地測量”“天文大地測量”“全球定位系統(tǒng)GPS”等專業(yè)課程的基礎(chǔ)，又有建立國家控制網(wǎng)，滿足各種要求的測圖的理論、技術(shù)和方法。因此，它是“測繪工程”專業(yè)學(xué)習(xí)的最重要的課程之一。

“大地測量學(xué)”的實驗教學(xué)，是鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的理論知識，鍛煉和提高學(xué)生的儀器操作能力和實際動手能力，增強(qiáng)綜合運用所學(xué)知識，靈活運用知識的能力；在工程實踐過程中，提高發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決相關(guān)問題的對策與方法的能力；開拓視野，把基本理論與實踐緊密地結(jié)合在一起，對理論知識進(jìn)一步消化與吸收，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的能力，為學(xué)生今后的人生發(fā)展奠定扎實的專業(yè)基礎(chǔ)。

二、“大地測量學(xué)”多元化實驗教學(xué)的理念升華

哈佛校訓(xùn)告訴我們：一個人的成長不在于經(jīng)驗和知識，更重要的在于他是否有先進(jìn)的觀念和思維方式。同樣，創(chuàng)新實驗教學(xué)，首先需有理念的升華。

1.以人才培養(yǎng)目標(biāo)為準(zhǔn)則

“大地測量學(xué)”多元化實驗教學(xué)，以測繪基礎(chǔ)理論為依托，以計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等為工具，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)厚實的“技術(shù)融合，組合創(chuàng)新”的多途徑拓展機(jī)制。

多元化實驗教學(xué)以“高品質(zhì)、國際化、創(chuàng)新型”的人才培養(yǎng)目標(biāo)為準(zhǔn)則，依托數(shù)字化測繪體系，實現(xiàn)大地測量產(chǎn)品的快速獲取和更新、智能化處理，使之為社會提供多尺度、多形式的測繪基準(zhǔn)信息與產(chǎn)品。

多元化實驗教學(xué)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和服務(wù)意識，注重培養(yǎng)自我激勵、自主創(chuàng)業(yè)，敢于創(chuàng)業(yè)，走向社會、服務(wù)社會的人才。

2.要適應(yīng)創(chuàng)新實驗教學(xué)體系

筆者所在單位測繪工程專業(yè)采用“分階段教育、多層次培養(yǎng)、全方位發(fā)展”的創(chuàng)新實驗教學(xué)體系，使學(xué)生具備較強(qiáng)的從事空間信息技術(shù)開發(fā)和測繪服務(wù)社會的工程實踐能力。

多元化實驗教學(xué)在創(chuàng)新實驗教學(xué)體系的大框架下，設(shè)置充分的實踐教學(xué)模塊，在培養(yǎng)學(xué)生基本素質(zhì)的基礎(chǔ)上，有針對性地進(jìn)行專業(yè)素質(zhì)和能力培養(yǎng)。突出實踐能力，激勵個性發(fā)展，拓展學(xué)生素質(zhì)，做到堅持知識、能力、素質(zhì)的辯證統(tǒng)一。積極推進(jìn)學(xué)、研、產(chǎn)相結(jié)合的培養(yǎng)模式以及寬口徑、厚基礎(chǔ)和多渠道相結(jié)合的培養(yǎng)機(jī)制，培養(yǎng)面對各種挑戰(zhàn)均能具有創(chuàng)造、創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)能力的全方位人才。

3.揚棄傳統(tǒng)的實驗教學(xué)

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)多將重點放在對大地測量學(xué)基本理論知識的驗證上，而多元化實驗教學(xué)，豐富了其實驗教學(xué)方法和手段，以設(shè)計性、創(chuàng)造性、拓展性實驗為主，注重調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。當(dāng)然，多元化實驗教學(xué)并不對立于傳統(tǒng)方法，而是繼承和發(fā)揚了傳統(tǒng)實驗教學(xué)中兢兢業(yè)業(yè)的工作態(tài)度，任勞任怨的吃苦精神，嚴(yán)謹(jǐn)求實的工作作風(fēng)等。因此，多元化實驗教學(xué)以傳統(tǒng)實驗教學(xué)為基礎(chǔ)，突出了學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)。

4.注重團(tuán)隊精神的培養(yǎng)

“大地測量學(xué)”實驗，一般需要6人以上組成團(tuán)隊配合完成。而且每人都要輪流完成各個工序或環(huán)節(jié)的實驗任務(wù)，也就是說，每個人在這個工序或環(huán)節(jié)是主角，在其他的工序或環(huán)節(jié)就需充當(dāng)配角。因此，當(dāng)主角時，要有大局意識；當(dāng)配角時，要有服務(wù)精神；而整個團(tuán)隊的核心是協(xié)同合作，凝聚全體成員的向心力，達(dá)到個體利益和整體利益的統(tǒng)一，保證組織的高效率運轉(zhuǎn)的最高境界。使之既能揮灑個性、表現(xiàn)特長，又有明確的協(xié)作意愿和協(xié)作方式，培養(yǎng)團(tuán)隊精神，保證了團(tuán)隊共同完成“大地測量學(xué)”的實驗教學(xué)目標(biāo)。

三、“大地測量學(xué)”多元化實驗教學(xué)遵循的基本原則

1.以最新的大地測量成果標(biāo)志為方向

大地測量學(xué)的基礎(chǔ)理論、手段和方法為測繪學(xué)科的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)，提供了先決條件；大地測量學(xué)的發(fā)展極大地影響和規(guī)定著測繪科學(xué)學(xué)科的發(fā)展。因此，“大地測量學(xué)”多元化實驗教學(xué)以最新的大地測量成果標(biāo)志為方向，根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對大地測量的緊迫需求，緊跟學(xué)科發(fā)展前沿，著力突破重點關(guān)鍵技術(shù)，把最新的成果融入實驗教學(xué)中，形成自己的特色。

2.以提高學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)為核心

“大地測量學(xué)”多元化實驗教學(xué)始終把提高學(xué)生的創(chuàng)新能力擺在突出位置，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，增強(qiáng)他們未來發(fā)展的核心競爭力，為祖國的測繪科技發(fā)展突破重點關(guān)鍵技術(shù)，形成自主知識產(chǎn)權(quán)的科技成果，增加人才儲備。

3.以實現(xiàn)學(xué)研產(chǎn)用相結(jié)合為途徑

“大地測量學(xué)”多元化實驗教學(xué)充分利用學(xué)校與工程單位、科研單位等在人才培養(yǎng)方面的各自優(yōu)勢，把以傳授知識為主的學(xué)校教育與直接獲取實際經(jīng)驗、實踐能力為主的生產(chǎn)、科研實踐有機(jī)結(jié)合的教育形式。利用多種不同教學(xué)環(huán)境和教學(xué)資源，用戶直接參與產(chǎn)學(xué)研合作，以減少技術(shù)創(chuàng)新的盲目性，有效降低技術(shù)創(chuàng)新的風(fēng)險和成本。產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的本質(zhì)，是促進(jìn)科技、教育與經(jīng)濟(jì)的結(jié)合；實現(xiàn)學(xué)研產(chǎn)用相結(jié)合，是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的有效途徑。

4.優(yōu)化統(tǒng)籌多種實驗資源

實驗教學(xué)的資源包括教師、學(xué)生、實驗室、儀器設(shè)備、實驗場地、實驗單位和在研項目等多種。如何優(yōu)化和統(tǒng)籌多種實驗資源，充分發(fā)揮教師在實驗教學(xué)中的宏觀指導(dǎo)和引導(dǎo)作用，營造良好的實驗教學(xué)環(huán)境，實驗室儀器設(shè)備的配置，和在研項目單位的協(xié)同配合，以利建立和完善“大地測量學(xué)”實驗教學(xué)的創(chuàng)新體系。

5.兼顧普適教育與個體差異，促進(jìn)教學(xué)相長

按照大眾化、均衡化和公平化原則，加強(qiáng)普適教育，是不爭辯的事實?！按蟮販y量學(xué)”多元化實驗教學(xué)除此之外，還要尊重學(xué)生的個性差異，努力開展個性突出的差異教育。使得那些天賦異稟的學(xué)生有發(fā)揮特長的空間；同時，教師在教學(xué)與學(xué)術(shù)水平之間存在一個“最近可發(fā)展區(qū)”，而這段區(qū)域的超越主要是在師生互動中完成。這樣就促進(jìn)了教學(xué)相長。

四、“大地測量學(xué)”多元化實驗教學(xué)的獨特實踐

“大地測量學(xué)”課程是筆者所在單位的傳統(tǒng)教學(xué)課程，積淀了幾代教師和幾十年的教學(xué)心血和智慧?！按蟮販y量學(xué)”實驗教學(xué)隨著時代的進(jìn)步和科技的創(chuàng)新，也在不斷地豐富和完善。本文從6個方面探索多元化實驗教學(xué)的獨特實踐。

1

.多途徑的教學(xué)方法

多途徑實驗教學(xué)包括：

1）傳統(tǒng)的課堂講解、實習(xí)(實驗）前指導(dǎo)和實習(xí)現(xiàn)場講解。

2）實習(xí)點評，一是對實習(xí)過程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象進(jìn)行點評；二是對實習(xí)報告點評。

3）借助網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)，對“大地測量學(xué)”完成了全程授課錄像，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)實驗平臺，供學(xué)生隨時學(xué)習(xí)。

4）通過信息化測繪創(chuàng)新實驗室，實驗內(nèi)容開放式、實驗形式自主式的實體化實驗平臺，完成軟件和計算模型實現(xiàn)，既直觀又形象。

5）依托自研設(shè)備、自主軟件打造創(chuàng)新型的實驗平臺，師生互動交流，網(wǎng)上解答問題。

2.多層次的實驗內(nèi)容

“大地測量學(xué)”實驗分為儀器檢校、設(shè)計性實驗和工程實驗3個層次。

儀器檢校主要是按照相應(yīng)規(guī)范的要求，對將要使用的測繪儀器及設(shè)備進(jìn)行檢驗與校正，使之滿足相應(yīng)規(guī)范規(guī)定的限差。

設(shè)計性實驗包含兩部分：①對綜合實驗項目完成技術(shù)設(shè)計，發(fā)掘?qū)W生個人的創(chuàng)新潛能；②利用學(xué)生自己熟悉的計算機(jī)語言，編程實現(xiàn)“大地測量學(xué)”課程中的“高斯投影坐標(biāo)正反算”、“大地主題正反算”等幾個重要的數(shù)據(jù)處理。這兩部分作為實驗的重要內(nèi)容，均以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，提高人才素質(zhì)為目的。

工程實驗，在實習(xí)基地做與工程項目類似的模擬工程實踐，完成工程的全過程，并對結(jié)果進(jìn)行精度評定。另外，可參加到中大項目的工程實踐中，與老師一道，解決實際工程中出現(xiàn)的各種技術(shù)問題，提高學(xué)生分析問題、解決問題的創(chuàng)新工程實踐能力。

3.多場所的實驗環(huán)境

“大地測量學(xué)”實驗教學(xué)分為室內(nèi)、室外、實習(xí)基地和工程測區(qū)4種不同的場所環(huán)境，來完成不同的實驗任務(wù)。如實習(xí)基地和工程測區(qū)的地貌和地物不同，實驗范圍不同，氣象環(huán)境不同，都是對學(xué)生實驗的挑戰(zhàn)，打造和提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

4.多設(shè)備的綜合實驗操作

“大地測量學(xué)”實驗教學(xué)會用到高精度的全站儀(或GPS接收機(jī)）、精密水準(zhǔn)儀和計算機(jī)，完成綜合實驗。用全站儀(或GPS接收機(jī)）完成平面控制網(wǎng)和地形碎部點的測量，用精密水準(zhǔn)儀完成高程控制網(wǎng)的測量，用計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和GIS成圖。讓學(xué)生掌握從控制到成圖的全過程，達(dá)到了熟練掌握各種儀器設(shè)備的動手能力。

5.多資源的嚴(yán)密整合

“大地測量學(xué)”實驗教學(xué)充分發(fā)揮、整合與優(yōu)化各種教學(xué)資源，實現(xiàn)實驗教學(xué)資源的優(yōu)化配置與共享。依托國家級實驗教學(xué)示范中心，建立教學(xué)資源整合與優(yōu)化制度的過程監(jiān)測機(jī)制。主要針對整合與優(yōu)化的過程進(jìn)行監(jiān)測，在實施過程中及時發(fā)現(xiàn)、解決問題。結(jié)合實驗教學(xué)需要，研制的數(shù)字水準(zhǔn)儀、激光準(zhǔn)直儀、GPS天線陣列系統(tǒng)等高層次儀器設(shè)備，填補(bǔ)了部分實驗教學(xué)儀器的空白。

建立評價結(jié)果反饋機(jī)制：包括對整合優(yōu)化結(jié)果的激勵政策。這能促進(jìn)院實驗室進(jìn)行整合優(yōu)化工作，調(diào)動實驗室教師的工作積極性。

多資源整合還包括實驗隊伍的組織、實驗內(nèi)容的組織和實驗器材的組織。實驗器材的組織要與實驗內(nèi)容嚴(yán)密配套，滿足“大地測量學(xué)”實驗的要求。以達(dá)到規(guī)范教學(xué)程序，提高“大地測量學(xué)”實驗教學(xué)水平之目的。

6.師生、生生的多向互動

“大地測量學(xué)”實驗教學(xué)注重創(chuàng)造力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。其實驗教學(xué)效果的好壞是由教師與學(xué)生兩方面的因素決定，教師要了解學(xué)生的心理，關(guān)心他們的學(xué)習(xí)，做到既要教書，更要育人。加強(qiáng)師生雙方的互動與溝通，對學(xué)生提出的問題要耐心細(xì)致的解答，提出的合理意見和建議也要虛心接受，和諧師生關(guān)系。在教與學(xué)的融洽氣氛中，師生之間、學(xué)生之間形成一個資源信息共享、優(yōu)勢互補(bǔ)的良好環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生自主性和創(chuàng)造性的發(fā)揮。使學(xué)生將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為對事物的概括力和洞察力，逐步培養(yǎng)學(xué)生看問題的世界觀和方法論。

五、結(jié)束語

“大地測量學(xué)”多元化實驗教學(xué)豐富了測繪工程專業(yè)人才培養(yǎng)的模式，增加了新的元素和活力。由創(chuàng)新實驗項目所開發(fā)建立的立體地形模型和高精度室內(nèi)三維全景控制場等，在教師和研究生科研中得到應(yīng)用，深受歡迎。

多元化實驗教學(xué)，增強(qiáng)了學(xué)生創(chuàng)新意識與動手能力，初步達(dá)到了創(chuàng)新實驗教學(xué)的設(shè)想。通過學(xué)院組織的畢業(yè)生跟蹤調(diào)查表明：畢業(yè)生基礎(chǔ)扎實，專業(yè)知識系統(tǒng)、知識結(jié)構(gòu)合理，整體素質(zhì)高，應(yīng)用新技術(shù)的能力和工作適應(yīng)性強(qiáng)，有較強(qiáng)的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)的能力。本專業(yè)的人才培養(yǎng)模式在全國起到了示范和引領(lǐng)作用，教學(xué)模式和課程設(shè)置成為國內(nèi)高校測繪專業(yè)的榜樣。

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Diversification of Geodesy Experiment Teaching:Exploration and Discussion

SU Xinzhou，XIANG Dong，HUANG Hailan

闡述了“大地測量學(xué)”實驗教學(xué)的重要性，升華了“大地測量學(xué)”實驗教學(xué)的理念，在建立的5條教學(xué)基本原則的基礎(chǔ)上，從6個方面分析論證了多元化創(chuàng)新實驗教學(xué)的獨特實踐。在近幾年的實驗教學(xué)應(yīng)用中，取得了良好的效果。

大地測量學(xué)；實驗教學(xué)；多元化；創(chuàng)新

G64

B

0494-0911(2014）10-0128-03

2013-08-30

武漢大學(xué)測繪學(xué)院教學(xué)研究項目(201204）

蘇新洲(1957―），男，湖北仙桃人，副教授，主要研究方向為大地測量和GPS定位。

蘇新洲，向東，黃海蘭.“大地測量學(xué)”多元化實驗教學(xué)探究[J].測繪通報，2014(10）：128-130.

10.13474/j.cnki.11-2246.2014. 0349

徠卡測量新技術(shù)應(yīng)用專欄