花向紅，向 東，鄒進貴

(武漢大學 測繪學院，武漢 430079)

數(shù)字地形測量學教學方法的創(chuàng)新探索與實踐

花向紅，向 東，鄒進貴

(武漢大學 測繪學院，武漢 430079)

給出了與數(shù)字地形測量學課程體系相適應(yīng)的講練結(jié)合和多媒體教學、自主式、啟發(fā)和案例式、研究式等多種形式優(yōu)化組合的教學方法。實踐表明：這些教學方法的實施有助于學生基本技能的培養(yǎng)，對學生的后續(xù)學習有很大的促進作用。

數(shù)字地形測量學；教學方法；探索；實踐

教學方法是教學過程中活躍并重要的因素，它既是體現(xiàn)教師主導(dǎo)作用的重要渠道，又是影響學生發(fā)揮主體作用的關(guān)鍵因素。教學方法在為教學內(nèi)容服務(wù)的同時，在培養(yǎng)創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力上具有重要的獨立價值。因此，應(yīng)大力開展教學方法改革與創(chuàng)新，積極倡導(dǎo)、掌握和推廣研究性教學，引導(dǎo)學生開展探究性學習，綜合運用多種教學方法，使學生了解掌握本專業(yè)的基礎(chǔ)理論、基本技能及其發(fā)展動態(tài)，努力推進學科交叉、專業(yè)融合，為學生的自由、自主學習與發(fā)展提供條件與環(huán)境[1]。

數(shù)字地形測量學是測繪類專業(yè)的八大主干課程之一，是一門理論性和實踐性都很強的技術(shù)基礎(chǔ)課。與該課程緊密配套的數(shù)字測圖實習既是學生掌握測量基本技能的必要手段，也是培養(yǎng)學生動手能力和分析問題、解決問題能力的有效途徑，是本專業(yè)高質(zhì)量人才培養(yǎng)的一個重要方面，抓住這一關(guān)鍵進行教學研究將會收到事半功倍的效果。為此，本文結(jié)合數(shù)字地形測量學教學目標，通過研究各種教學方法的優(yōu)缺點，組合搭配的可能性，依據(jù)教學目標、教學內(nèi)容特點、學生實際特點、教師的自身素質(zhì)、教學環(huán)境條件，提出了與數(shù)字地形測量學課程體系相適應(yīng)的講練結(jié)合和多媒體教學、自主式、啟發(fā)和案例式、研究式等多種教學方法，以及課堂講授和課間實驗和集中實習穿插進行的教學方法。

1 數(shù)字地形測量學教學方法探索

數(shù)字地形測量學課程教學的目的是使每個學生掌握繪制和閱讀數(shù)字地形圖基本能力,為后續(xù)課程的學習打下必要的基礎(chǔ)[2]。它除了原理和理論的知識性、應(yīng)用性教學外，更多具有實踐性環(huán)節(jié)、計算機繪圖能力、軟件掌握以及嚴謹細致工作作風的培養(yǎng)，實際操作和計算機內(nèi)業(yè)成圖是該課程教學非常重要的一環(huán)。因此，科學、合理地選擇和有效地運用教學方法非常重要[3]。在教學方法的創(chuàng)新過程中，既要遵循教學的原則和規(guī)律，又要符合學生學習可能性和個別差異。教學方法包括教師教的方法和學生學的方法,兩者相輔相成[4]。

1.1 教師教的方法

教師教的方法主要有課堂講授法、多媒體教學法、啟發(fā)式和案例教學法、研究式教學等。

1)課堂講授法：教師運用生動的語言，把學生所學內(nèi)容以系統(tǒng)的形式呈現(xiàn)給學生，包括講述、講解等基本方式。適當?shù)卦谑谡n中利用討論的形式，讓學生發(fā)現(xiàn)問題，通過分析解決問題。

2)多媒體輔助教學法：利用計算機輔助教學，采用電子教材、網(wǎng)絡(luò)、CAI課件等多媒體技術(shù)制作演示講稿。既可以利用圖像和文字進行說明，又可以結(jié)合聲音和動畫，將測定、測設(shè)原理等口述難以說明白的內(nèi)容清晰直觀地演播給學生。如關(guān)于角度測量原理、電磁波測距原理、儀器的內(nèi)部構(gòu)造等內(nèi)容可以充分發(fā)揮多媒體的優(yōu)勢，加大授課信息量。

3)啟發(fā)式和案例教學法：在課堂教學中，教師在課堂上將知識的重點和難點講清講透的前提下，教師提出問題，用問題引導(dǎo)教學，引導(dǎo)學生的學習。在教學中，教師通過與教學內(nèi)容緊密相關(guān)的案例給學生以示范，讓學生在對案例的挖掘和思考中進行學習，幫助學生深化理解教學內(nèi)容。

4)研究式教學：以研究為基礎(chǔ)，讓學生就自己感興趣的課題進行研究，并撰寫研究報告等。該教學方法的優(yōu)點是能夠引導(dǎo)學生對相關(guān)問題進行深入的研究，更加牢固地掌握知識。

1.2 學生學的方法

學生學的方法主要有自主式學習、合作式學習、探究式學習等。

1)自主式學習：以學生作為學習的主體，教師起引導(dǎo)和指導(dǎo)的作用。這是學生學習過程中主要的一種實踐活動，通過學生獨立的實踐、分析、質(zhì)疑、創(chuàng)造等方法來實現(xiàn)學習目標。對培養(yǎng)學生嚴謹、認真、負責的工作態(tài)度具有重要的作用。

2)合作式學習：合作學習的形式在于構(gòu)建一個團隊，讓學生成為團隊的一員，從不同的角度討論問題，解決問題。學生在合作學習中不僅能夠?qū)W會認知，而且還能學會組織、學會表達，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神。

3)探究式學習：教師提出問題或?qū)W生發(fā)現(xiàn)問題，由學生去研究，教師給予必要的指導(dǎo)。學生通過調(diào)查和實驗、采集與處理信息、表達與交流等活動，獲取知識和培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

2 數(shù)字地形測量學教學方法的創(chuàng)新實踐

教學方法的創(chuàng)新關(guān)鍵在于教師作用的充分發(fā)揮和教師現(xiàn)代教學理念的真正樹立[3]。教師除了具有深厚的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，一定的生產(chǎn)實踐和科學研究能力外，還需將現(xiàn)代教學理念、教書育人、為人師表體現(xiàn)在教學中。建立良性的教與學的互動關(guān)系，不斷加強師生之間的情感溝通，大膽進行教學方法的創(chuàng)新探索和實踐，熟練地把握各類教學方法的特性，開展適合該門課程特點的各種教學方法。經(jīng)過多年的實踐，取得了較好的效果，深受學生的喜愛。

2.1 課堂教學方法

課堂教學采用講練結(jié)合和多媒體教學、自主式、啟發(fā)和案例式、研究式等多種方法，巧妙設(shè)計課堂進程[2]。對于一些原理性較強、需要理解和計算的內(nèi)容，采用傳統(tǒng)教學方法；對于一些介紹性的內(nèi)容，采用PowerPoint、網(wǎng)絡(luò)教學的方法；對學生難以理解的知識，采用動畫的課件來表現(xiàn)；對于難以闡述清楚的實踐性知識，采用現(xiàn)場演示和錄像的方式，使學生易于模仿。

課堂講授突出“三基”即基本概念(原理)、基本方法和基本計算[5]。為了達到“學時少、內(nèi)容新、能力強、效果好”的目標，在教學中合理組織授課內(nèi)容。既不要脫離教材，也不要拘泥于教材，及時將測量新知識、新技術(shù)(如：全站儀、數(shù)字水準儀、 GPS技術(shù)等)傳授給學生，加大測量學知識應(yīng)用的力度。

多媒體教學是目前該門課程課堂授課的主要形式，計算機、投影儀、多媒體課件和繪圖軟件的靈活使用，能夠吸引學生的注意力，幫助學生學習[6]。多媒體課件不是對教材內(nèi)容的復(fù)制，應(yīng)突出重點，邏輯合理。數(shù)字地形測量學課程采用多媒體講授與板書講授有機結(jié)合方式教學，通過兩者的優(yōu)勢互補，實現(xiàn)有關(guān)知識的融合與最佳傳授。多媒體講授主要是針對儀器構(gòu)造、儀器使用、誤差理論、控制測量、碎部測量、數(shù)字地形圖測繪等內(nèi)容，應(yīng)用PowerPoint為主制作教學課件。板書講授主要是針對課程中坐標正反算、導(dǎo)線計算、水準路線計算、誤差傳播定律應(yīng)用等重點和難點內(nèi)容，采用板書形式，結(jié)合PPT,循序漸進。講解中善于提出問題，鼓勵學生回答問題，發(fā)表自己的見解。強化定性分析，突出分析思路與分析方法。使學生懂得“問題是什么”“解決問題的方法是什么”等。加強學生的聯(lián)想能力、發(fā)散思維能力及發(fā)現(xiàn)問題的能力。講解中與學生互動，為學生留出充分的思維空間，改變教師“一言堂”，以便學生主動思考，幫助加深理解[5]。

啟發(fā)式和案例教學是該課程使用的主要教學方法之一[2]。例如在講完角度測量和距離測量后提問：建筑物的高度如何測量？斜拉橋索道管傾角如何測量？等富有啟發(fā)性、思考性問題，啟發(fā)學生運用所學知識解決實際問題。講述大比例尺數(shù)字地形測圖時，讓學生結(jié)合某區(qū)域地形圖測繪案例，啟發(fā)學生從技術(shù)設(shè)計、圖根控制、碎部測量、成果驗收、技術(shù)總結(jié)等相關(guān)技術(shù)問題進行獨立思考與分組討論，再匯報小組討論結(jié)果，由教師歸納總結(jié)。這樣培養(yǎng)學生綜合解決工程問題的能力和創(chuàng)新意識。

2.2 實踐教學方法

實踐教學主要采用課堂講授、課間實驗和集中實習穿插進行的教學方法[7]。目前，數(shù)字地形測量學課堂講授50學時，課間實驗44學時(計劃安排22學時)。對于一些操作性要求較強的內(nèi)容如水準儀的操作、全站儀的操作、測回法、方向觀測法、豎直角測量、三四等水準測量、草圖法、全站儀的放樣方法等，運用現(xiàn)場演示和觀看網(wǎng)上錄像資源的方法進行?？梢允箤W生領(lǐng)會測量操作的要領(lǐng)，對于規(guī)范操作程序、培養(yǎng)良好的工作習慣，提高學生的專業(yè)素質(zhì)很有幫助。所建立的測繪儀器規(guī)范操作視頻網(wǎng)站，提供了相關(guān)測繪儀器操作視頻如全站儀操作、水準儀操作、GPS操作、經(jīng)緯儀操作、國產(chǎn)全站儀操作等，深受學生歡迎。為了提高課間實驗對學生的指導(dǎo)力度和廣度，除了課堂講授教師參加外，還每個班專門配有1～2名實習指導(dǎo)教師。另外，測繪實驗中心還全方位對學生開放，學生課余時間可以借儀器進行實習操作，也可以在信息化測繪創(chuàng)新實驗室三維地形仿真平臺上，學生可以利用周邊觀測墩上的控制點對三維地形測繪仿真模型進行數(shù)字測圖仿真實習，對選定的測區(qū)制定測圖技術(shù)方案。還可以利用模型進行一些數(shù)字測圖技術(shù)的專題研究，研究如何提高成圖的精度，達到成圖的精度要求等。便于學生理解和掌握新技術(shù)，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

為了做好該課程集中教學實習工作，編寫《數(shù)字測圖實習指導(dǎo)書》上、下冊。在指導(dǎo)書內(nèi)對5周的日程安排、工作任務(wù)和工作要求都進行了詳細說明。每年與數(shù)字地形測量學對應(yīng)的數(shù)字測圖實習第一輪實習(2周)安排在學校進行，實習的主要任務(wù)是掌握三維導(dǎo)線測量及三等水準測量的設(shè)計、觀測與計算，主要使用的儀器為全站儀和光學自動安平水準儀。該實習對強化學生使用全站儀和水準儀等基本測量儀器的技能，加深對控制測量基本理論的理解和掌握，提高學生動手能力以及計算、分析、解決問題的能力，培養(yǎng)他們的團隊意識和創(chuàng)新精神具有不可替代的作用。第二輪實習(3周)安排在校外武漢江夏區(qū)大花嶺實習基地進行，通過了解地形地貌條件，編制有關(guān)設(shè)計書，并完成選點、觀測、計算、展點、繪圖、實習總結(jié)等工作。目的在于使學生熟練掌握地物地貌測繪方法，實際體驗地貌與等高線的關(guān)系，地貌特征點跑尺的技巧。通過業(yè)內(nèi)數(shù)字測圖軟件，形成符合規(guī)范的1∶500大比例尺數(shù)字地形圖，提高學生綜合分析問題和解決問題的能力。在教學實習中，學生每4～5人分成一組，每組都安排有教師進行野外測量外業(yè)指導(dǎo)和室內(nèi)內(nèi)業(yè)成圖輔導(dǎo)。教學實習結(jié)束后，各組上交外業(yè)觀測記錄資料、內(nèi)業(yè)計算資料及成果、實習總結(jié)與體會等資料，指導(dǎo)教師根據(jù)每組學生的任務(wù)完成情況、上交的資料和每名學生的實習表現(xiàn)進行評分，給出數(shù)字測圖實習這門課程的成績[8]。

此外，學院每年開展測繪技能大賽，意在促進學生將測繪理論知識與測繪實踐很好地結(jié)合起來，強化學生的實踐動手能力。測繪技能大賽分為5個板塊，其中實踐技能(含二級電磁波測距三維導(dǎo)線測量及計算、三等水準測量及計算)和數(shù)字測圖內(nèi)業(yè)成圖兩個板塊屬于數(shù)字地形測量學課程的內(nèi)容。在2012年測繪技能大賽中，共有300多名選手參加。作為測繪技能大賽的重要組成部分，比賽對提高學生動手能力、培養(yǎng)團隊協(xié)作意識起到極大的促進作用，達到了以賽代練的效果。其中有120名獲獎?wù)摺?012年第二屆全國普通高等學校大學生測量技能競賽中我院代表隊憑著深厚的理論功底，嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L，對測量成果精益求精的精神，取得了一級電磁波測距導(dǎo)線測量二等獎、四等水準測量三等獎、數(shù)字測圖一等獎以及團體一等獎的好成績。

3 結(jié)束語

創(chuàng)新教學方法不是一個簡單的工作，可以說是一項系統(tǒng)工程。教學方法創(chuàng)新[9]立足于現(xiàn)有教學方法的優(yōu)化組合，以及教學觀念的轉(zhuǎn)變，還有教學條件的保障等方面?？茖W技術(shù)手段的發(fā)展，必然促使教學手段的更新，包括電教手段、計算機輔助教學和儀器設(shè)備等，不僅對教學方法的改革提出了新的要求，而且也為教學方法的改革提供了新的可能。教師在運用現(xiàn)代化教育手段的過程中，不僅要把它作為教育的工具，更要把它作為學生的用具。總之，要在教學中靈活運用多種手段、多種形式、多種方法, 以提高學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，提高教學質(zhì)量。

[1]別敦榮.大學教學方法創(chuàng)新與提高高等教育質(zhì)量[J].清華大學教育研究，2009(4)：1-4.

[2]竇世卿，張曉宇.礦業(yè)類專業(yè)測量實踐課程教學與創(chuàng)新教育的改革與實踐[J].礦山測量，2010(4)：94-96.

[3]劉智運.必須重視大學教學方法的改革與創(chuàng)新教學研究[J].教學研究，2010(1)：33-37.

[4]岳建平，方露.“工程測量學”課程教學方法探討[J].測繪通報，2011(1)：91-93.

[5]宋利杰，張永彬，田桂娥.高等院?！稊?shù)字測圖原理與方法》教學改革探討[J].礦山測量，2009(4)：94-96.

[6]高井祥，杜培軍.《測量學基礎(chǔ)》課程教學改革與課程建設(shè)[J].煤炭高等教育，2000(6)：61-62.

[7]翟翊，郝向陽，趙夫來，等.提高“現(xiàn)代測量學”實踐教學質(zhì)量的研究[J].測繪通報，2012(2)：41-43.

[8]曾紹炳，劉小寶.測量學教學改革的思考[J].理工高教研究,2002,21(6)：107-108.

[9]花向紅，鄒進貴.《數(shù)字測圖原理與應(yīng)用》精品課程建設(shè)的實踐與思考[J].測繪工程，2008，17(3)：74-77.

Innovation and Practice of Teaching Methods in Digital Topographic Surveying

HUA Xianghong, XIANG Dong, ZOU Jinggui

( School of Geodesy and Geomatics, Wuhan University， Wuhan 430079，China )

According to the target and requirements of Digital Topographic Surveying, the variety of optimization and combination of teaching methods of including combining speaking with practice, multimedia teaching, autonomous type, and inspiration and case type, research type are provided in this paper. Practice shows that the implementation of these methods of teaching helps to cultivate students’ basic skills and have a great role in promoting in their future study.

digital topographic surveying；teaching method innovation；exploration; practice

2014-02-21

湖北省高等學校省級教學研究項目資助(2013009)；武漢大學測繪學院本科專業(yè)綜合改革教學研究項目;武漢大學實驗教學中心開放實驗項目。

花向紅(1963-)，男，博士，教授，測繪實驗中心主任，主要從事工程測量與測量數(shù)據(jù)處理和測繪工程教學研究工作。

G642.4

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.01.016