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土木工程專業工程測量課程教學存在諸多問題,這些問題都會給教學質量帶來一定的影響。土木工程專業測量課程的定位不明確,許多的學生在畢業之后并不能找到專業對口的工作,學生對課程設置的原則及其實質性內容也不是很了解,在長期的學習過程中,學生容易對該門課程產生抵觸厭倦心理,認為這門學科的學習對自己今后人生發展的道路的意義并不大。在教學過程中,學生關于該門學科作用的思考問題也沒有得到很好地解決。學校的教學方法比較老舊,學生在學習的過程中主要是以被動學習為主,學生在課堂學習中喪失了主動思維的能力。師資力量水平不足,導致教師的專業知識和能力普遍不高,教學質量不高,課堂學習效率也受到了影響[1]。此外,現代技術與傳統技術相矛盾,新的技術和方法不能及時地在教學中體現出來。學校教學只注重對基礎知識的理解,導致教學實踐與教學內容嚴重脫節。學校對測量的儀器投入資金不足,儀器設備不能跟上市場需求。
2.改革的實踐措施
2.1明確土木工程測量課程的定位
高等院校有必要對該門學科的定位進行規范化,使其定位方向清晰。院校要向學生介紹學習該門課程的意義在哪里,告訴學生課程的開設與學習能夠有效地幫助學生后續專業的學習,為后面的學習打下良好的學習基礎。院校在進行土木工程專業工程測量時,要適應市場需求發展變化,適應我國基礎測繪成果的發展需要,把培養學生的實踐能力,提高學生的專業技能放在教學中的重中之重,以此來提高學生的專業知識能力,使得學生能夠全面發展,適應市場需求變化,提高就業率,為社會更好地服務。
2.2優化教學模式,注重實踐教學
院校要對教學模式進行優化,在教學過程中注重啟發式教學的運用,提高學生發現問題和解決問題的能力。教學要注重與實際的練習,提供學生的工程意識。院校應該加強硬件設施的投入,對測量儀器進行及時性地改革換代,要盡快地擁有獨立的規范化的測量產地,方便為學生的實踐教學服務。院校在教學中藥注重教學內容與實際實踐教學相結合,使得書本知識內容的學習能夠被學生運用到實踐中去,進而提高學生的動手能
2.3優化教學方法,加強師資隊伍建設
傳統的教學方法導致學生在學習的過程中以被動學習為主,對學習內容缺乏主動性和熱情,導致課堂學習效率普遍不高,教學質量水平低下。工程測量課程的教學一般比較枯燥難懂,教師可以運用現代多媒體技術以及一些相關的圖片視頻來使得教學內容更加具有直觀性,幫助學生對學習內容的了解,提高學生對學習的積極性,進而提高課堂學習效率。院校應該要注重對教師的再次培訓,提高教師的專業素質能力,教師在課堂教學中要注重提高學生學習興趣,培養學生獲取知識的能力,以及分析問題、解決問題的創造性思維。教師應該要自覺地參加教學科研活動和生產,并運用最新的科研成果投入到教學中去,以此來增強自身的科研能力,提高自身的專業素質,進而促進教學質量的提高。
3.結束語
1.講好緒論內容,把學生引領入門
我校土木工程測量課程采用的教材是覃輝主編,同濟大學出版“十一五”國家級規劃教材《土木工程測量》。教材第一章緒論的一些基本原理來源于假設,概念抽象,學生難理解。學生一般是大一或大二年級,缺泛工程知識。怎樣講好緒論內容,把學生引領入門,將原理深入淺出,統領全課程,是課程教學改革的基礎。
1.1利用Google地球開始講授緒論
打開Google地球,找到校園的Google地球上的圖像,以及校園數字化地形圖,展現給同學,學生對校園很熟悉,了解校園的地形分布情況,開始講授測量學的定義,使學生對地物、地貌、地形以及地形圖的概念一目了然;結合學校整體規劃圖以及學校在建工程,講授測定和測設的基本原理,土木工程測量的任務和作用。學生通過本課程的學習,能夠掌握地形圖的測繪和應用,施工測量的原理和方法,變形觀測,竣工測量等基本知識。從地球的形狀、大小開始,講授重力與鉛垂線的概念,水準面、水平面、大地水準面、參考橢球的概念及關系,由此引入測量基準線和基準面的概念。抓住重點與難點,緒論的重點內容是確定地面點位(X,Y,H)的概念,難點是高斯坐標系的建立過程,要求學生掌握三維坐標的概念:X=地面點到地球赤道的鉛垂距離;Y=帶號(前二位)+500KM+地面點到所處帶中央子午線的垂直距離;H=地面點到大地水準面的鉛垂距離。
1.2總結緒論內容提示后續章節內容
總結緒論內容并講授與后續章節內容的關系,起到承前啟后的作用。本課程的基本問題是確定地面點的三維坐標(X,Y,H),這三個量不能直接測出,要通過測量高差、角度、距離間接求得。后續章節內容是三項基本工作的測量原理,儀器的構造,儀器的使用,測量方法,計算方法,誤差的基本知識等。課程的主線表示為“緒論——測量基本工作——控制與測繪——土木工程測量技術”。
2.綜合理論教學內容
綜合理論教學內容在于精心備課,教案是衡量教學質量的基本內容,是課堂教學效果的基本保證,是調動學生聽課興趣的基本保障。以確定地面點位(X,Y,H)為中心,測量的三項基本工作為主線,通領全教材。正確處理傳統理論知識與現代測量技術之間的關系,既要考慮傳統教學方法,又要考慮現代教學方法,從而調動學生的學習興趣,保證學生學到與時代相應的測繪科學知識。
2.1整合傳統測量內容
打破各章節的順序和界限,合理地安排授課內容。例如將水準測量、角度測量、距離測量有機地聯系在一起,重點講授原理、儀器操作、觀測計算方法;簡單介紹儀器內部結構,儀器的檢驗與校正,誤差來源等。一些內容可以不講或讓學生自學,本教材附有光盤,方便學生自學拓展知識面。講授誤差基本知識時,分析三項測量基本工作的誤差來源、誤差分類,要求學生重點掌握偶然誤差的特性、衡量精度的指標等內容。控制測量是本課程的難點,是三項基本測量工作的綜合運用。在講授本章節前,先回顧緒論中的測量工作概述,使學生對測量工作的原則有初步認識。在控制測量概述中,講清楚什么叫控制測量?為什么要作控制測量?怎么作控制測量?再對照校園數字化地形圖,把校園看成一個測區,講授控制測量方法,控制點選點的要求,求控制點(X,Y,H)的方法,然后講授具體的導線測量、三角測量方法,三四等水準測量、三角高程測量方法。控制測量的實質是求地面點的(X,Y,H),測區大小不同,精度等級不同;把全國范圍當測區,在全國范圍內作控制測量,讓學生進一步理解全國坐標系統和高程系統的概念。講授地形圖部分時,對著校園數字化地形圖,講授地形圖的基本知識,地形圖的測繪方法,地形圖在工程建設中的應用。
2.2引進現代測量技術內容
通過對傳統內容的優化整合,能節省較多的課時用于現代測量技術的講授,內容包括全站儀和數字化測圖技術,GPS原理與方法,GIS的基本知識,先進儀器的的原理復雜,但操作簡單,采用現場示范或參觀教學等方法。引導學生理解現代測繪技術的發展方向:自動化、數字化、統一化和高精度化,讓學生了解測繪新技術及其應用,培養學生的想象力和創造力。
2.3結合案例分析講授施工測量
施工測量是測量的三項基本工作的原理與方法在工程建設中的應用。結合學校在建工程案例,講授施工測量內容,通過講解每個案例把相關知識串起來,帶學生到工程項目上現場講解操作,這樣不但能使學生理解專業知識,而且能夠留下牢固的印象。強調測量技術原理在土木工程測量中的應用,測量技術方法與土木工程施工的密切關系,注重吸取土木工程學科的成果,使土木測量技術更好地為土木工程服務。施工測量按技術應用分為:工程用圖、測設方法、工程測量、變形測量、和儀器檢校;按工程類型分為:建筑工程、道路工程、橋梁工程、隧道工程、路線工程等五種類型。
3.優化實踐教學內容
土木工程測量實踐教學由課間實驗和綜合實習兩部分組成。本校土木工程測量的教學時數為56學時,其中理論教學為40學時,課間實驗為16學時(8個實驗項目),綜合實習為2周。為了提高實踐教學質量,在有限的學時情況下,必須優化實踐教學內容。掌握土木工程測量的基本知識、基本原理、基本方法;掌握常用測量儀器:水準儀、經緯儀、測距儀、全站儀等的使用,儀器的安置、瞄準、讀數、記錄、計算等基本操作方法,儀器的檢驗校正、維護,獲得測、算、繪的基本技能。
3.1明確實驗內容精選實驗項目
課間實驗內容分三部分:水準儀的認識與水準測量;經緯儀的認識與角度測量;全站儀的認識與距離測量。刪掉了一些過時的,或工程實際中很少使用的項目,如鋼尺量距、羅盤儀的使用等。水準儀測量部分開設了:(1)DS3水準儀的認識與使用;(2)普通水準測量。經緯儀測量部分開設了:(3)DJ6經緯儀的認識與使用;(4)測回法測水平角;(5)豎直角測量;(6)視距測量。全站儀測量部分開設了:(7)TOPCON全站儀的認識與使用及距離測量;(8)全站儀三維坐標測量,測量儀器的檢校列入看錄像課程。調整了一些實驗項目到綜合實習中,如DJ2儀器的使用、四等水準測量、導線測量等。每次實驗對儀器性能的介紹、操作都在課堂內進行演示和講解,采用教師手把手的演示和錄像片、多媒體體課件播放相結合的方式,可以將復雜、繁瑣的文字敘述變為容易接受的感性操作,縮短學生對知識的理解過程,提高學生的學習積極性。
3.2根據專業特色按排實習內容
土木工程測量的綜合實習是2周的停課實習,在校園內進行。實習內容分兩部分進行,一部分是控制測量和地形圖測繪,是每個專業必作內容。控制測量——平面控制采用閉合導線,設6-7個點,角度用DJ6經緯儀觀測二測回,全站儀測距,給定已知點坐標,按圖根導線精度要求,計算各導線點坐標;高程控制測量采用四等水準測量按閉合路線求各點的高程。地形圖測繪——在控制點上用經緯儀測繪1:500地形圖,每個小組應完成16個方格的地形測繪任務。另一部分是與土木各專業方向相結合的施工測量實習。施工測量實習分以下幾個方面:(1)建筑工程方向要求學生在已完成的地形圖上作斷面圖、求土石方量、設計坡度線,簡單房屋的基礎平面圖放樣。(2)道路橋梁方向要求學生在已完成的地形圖上作曲線設計和放樣,縱橫斷面圖測繪等。(3)規劃建筑各專業要求學生能應用地形圖作規劃設計等內容。
4.建立合理的教學考核制度
土木工程測量的成績評定分理論教學成績和實踐教學成績。理論成績根據試卷考試成績、平時作業情況、課間實驗、考勤情況等綜合評定。實踐教學成績以組為單位進行,建立了統一的評價體系。將成績評定分為多個部分,根據小組上交的資料,個人的成果資料,出勤情況,實踐動手能力,實踐知識掌握程度,儀器操作考核等方面進行評定。課間實驗不單獨計成績,是理論課程成績的一部分,一般占理論課程成績的30%,根據實驗過程中的表現,儀器操作情況,實驗報告情況等進行評定。
5.結束語
高校學生在傳統課堂中只能獲得書本上的知識理論,特別是土木工程專業的學生,如果能獲得第一手的實踐鍛煉就顯得尤為重要。隨著科學技術的不斷進步,測量技術不斷發展,土木工程專業的測量教學也有了新的使命,傳統的教學內容和教學方式已經不能適應新的社會需求,我們必須不斷開拓思路,變換教學模式,探索出新的教學方法,培養學生動手能力和實踐經驗,進而讓他們能夠成功地走向未來工作崗位。
2當前土木工程測量課程教學中存在的問題
首先,課程定位混亂。諸多高校的土木工程專業學生,畢業之后并沒有從事這方面的工作,這使得同學們對這門課程的設置和實質內容不了解,甚至產生抵觸情緒,認為這門課程的出路不大。究其原因,這是由于學科定位不明確,院校難以考慮到專業之間的結合問題,也沒有解答學生們對于類似問題的疑問。
其次,教學理念落后問題。諸多院校依然采用著老式教學的方法,學生只是被動接受知識,沒有真正參與到教學環節當中去,難以親身體驗。課堂中往往以老師為中心,以課本和課堂為中心,并沒有讓學生去主動思考,可以說這種填鴨式教育成為當前教育改革最大的絆腳石。
第三,教學內容設置問題。當前高校教育中,難以對施工測量等學科的重要方面做詳細講解,由于課程學時的限制或者教學資源的限制等原因,教師難以對這些重要內容完整地對學生闡述清楚,讓學生不能深入掌握。
第四,現代技術與傳統技術相矛盾。隨著現代測繪學不斷發展,新的技術和方法不能及時地在教學中體現出來,難以迅速形成完整、專業、合理的教學體系。第五,教學與實踐的嚴重脫節問題。由于部分院校缺乏資金,因此實驗儀器設備陳舊,使得學生不能獲得第一手實踐操作經驗。另外還有部分院校堅持過去的辦學思路,讓學生死讀課本,或者根本不安排學生的實踐課程,使學生對儀器設備并不了解,更不能對書本知識深化了解。
3土木工程專業工程測量課程教學改革的幾點建議
首先,明確土木工程測量課程的定位。院校要對這門學科的定位作出明確解釋,測量課程的開設是為了學生未來后續專業打下基礎,隨著土木專業以及國家基礎測繪成果的發展,測量學的教學目的已經轉變成為培養學生的實踐操作能力和理論知識運用途徑。其次,優化教學模式。院校必須要摒棄傳統的教學模式,改用啟發引導式的教學模式,讓學生自己發現問題,并在老師的幫助下解決問題,通過討論、自問自答等方式,攻克知識的難點、重點。另外,要聯系工程實際,在教學過程中不斷培養學生的工程意識。第三,加強硬件建設。高校應盡量建立獨立的規范的測量場地,這樣的做法有助于學生們進行實踐課程。在日常教學中,要注意更新儀器設備,將實習儀器與教學內容結合起來。
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