閉合導(dǎo)線測(cè)量實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案分析
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摘要：閉合導(dǎo)線測(cè)量實(shí)驗(yàn)是高校農(nóng)學(xué)等專業(yè)測(cè)量學(xué)課程實(shí)驗(yàn)的重要內(nèi)容，是了解和掌握導(dǎo)線測(cè)量的重要方法。通過(guò)分析研究閉合導(dǎo)線測(cè)量實(shí)驗(yàn)教學(xué)，了解測(cè)量測(cè)繪儀器和工具的構(gòu)造和性能，掌握外業(yè)測(cè)量工作和內(nèi)業(yè)計(jì)算方法，確定合適的教學(xué)方法和合理課時(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)；閉合導(dǎo)線測(cè)量；外業(yè)測(cè)量；內(nèi)業(yè)計(jì)算
隨著測(cè)繪新理論的快速發(fā)展和測(cè)繪新技術(shù)的不斷應(yīng)用，測(cè)繪儀器和工具的更新?lián)Q代步伐加快，測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)方法不斷推陳出新，測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容也日益豐富，測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)操作性日顯突出，為了適應(yīng)測(cè)量學(xué)課程教學(xué)需要，測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法也需要不斷優(yōu)化。閉合導(dǎo)線測(cè)量實(shí)驗(yàn)是高校農(nóng)學(xué)等專業(yè)測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，是學(xué)習(xí)和掌握導(dǎo)線測(cè)量的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。閉合導(dǎo)線測(cè)量方法比較簡(jiǎn)單易行，可以在比較短的時(shí)間內(nèi)完成外業(yè)測(cè)量任務(wù)，能達(dá)到比較好的測(cè)量效果，其特點(diǎn)是外業(yè)測(cè)量主要是測(cè)距、測(cè)角和直線定向，工作量不大，但內(nèi)業(yè)計(jì)算比較繁瑣［1］。結(jié)合農(nóng)學(xué)專業(yè)實(shí)際需要和閉合導(dǎo)線測(cè)量實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)，提出以下閉合導(dǎo)線測(cè)量實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案。
1外業(yè)測(cè)量
閉合導(dǎo)線測(cè)量實(shí)驗(yàn)外業(yè)測(cè)量主要是以測(cè)量角度和距離為基礎(chǔ)，形成一個(gè)閉合的多邊形，一般是在小范圍進(jìn)行測(cè)量，布設(shè)成獨(dú)立的閉合導(dǎo)線。最好使用先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器，加快測(cè)量速度，提高測(cè)量精度，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成外業(yè)測(cè)量實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。1．1測(cè)量?jī)x器和分組（1）測(cè)量?jī)x器主要有全站儀或經(jīng)緯儀、對(duì)中桿等，所使用儀器最好是全站儀，測(cè)量速度較快，精度較高，可以更好地掌握全站儀的性能及其使用方法。在草地等野外環(huán)境下測(cè)量時(shí)需要測(cè)釬定點(diǎn)，在硬化地面測(cè)量時(shí)，只需使用測(cè)量鋼釘即可。（2）實(shí)驗(yàn)分組根據(jù)班級(jí)實(shí)際人數(shù)、儀器數(shù)量及學(xué)生對(duì)課程的理解程度等實(shí)際情況來(lái)分組，一般采用4～5人一組，組長(zhǎng)一名，其他同學(xué)為組員。在測(cè)量時(shí)一人負(fù)責(zé)操作全站儀，一人負(fù)責(zé)操作對(duì)中桿，一人負(fù)責(zé)記錄，組長(zhǎng)掌控全局，在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中每次都要輪換，讓每一名同學(xué)都能有機(jī)會(huì)使用測(cè)量?jī)x器和工具，在實(shí)踐中得到鍛煉。
1．2測(cè)量步驟
（1）場(chǎng)地選擇。根據(jù)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)和外業(yè)測(cè)量要求，在外業(yè)測(cè)量實(shí)驗(yàn)開始前，對(duì)校園周邊環(huán)境進(jìn)行實(shí)地踏查，選擇較為理想的外業(yè)測(cè)量實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，場(chǎng)地選擇直接影響到外業(yè)測(cè)量進(jìn)度和效果。外業(yè)測(cè)量實(shí)驗(yàn)要求選擇地勢(shì)較開闊，通視良好，有利于測(cè)量角度，容易架設(shè)儀器的硬化地面或草地，給測(cè)量工作帶來(lái)便利［2］。在選擇外業(yè)測(cè)量場(chǎng)地時(shí)，最好離測(cè)量測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室能近些，能節(jié)省時(shí)間，加快測(cè)量進(jìn)度。（2）測(cè)距和定向。外業(yè)測(cè)量時(shí)一般選擇4～6點(diǎn)，建立一個(gè)由閉合導(dǎo)線構(gòu)成的多邊形，布設(shè)成獨(dú)立導(dǎo)線。具體方法是：在測(cè)量場(chǎng)地附近事先測(cè)量某一控制邊并標(biāo)記，方便測(cè)量時(shí)使用，在導(dǎo)線定向時(shí)只需測(cè)量其連接邊和連接角，就可以確定導(dǎo)線方向。閉合導(dǎo)線各邊都要進(jìn)行距離測(cè)量，要求每邊距離至少在50米以上，用全站儀單向測(cè)量即可，但要保證其測(cè)量精度［3］。（3）測(cè)角和觀測(cè)方向。角度觀測(cè)是測(cè)量閉合導(dǎo)線各水平內(nèi)角，用全站儀觀測(cè)角度時(shí)，只需用盤左位置觀測(cè)盤左角值即可，全站儀盤左位置觀測(cè)更加方便，以節(jié)省時(shí)間，提高工作效率。觀測(cè)方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍鲗?dǎo)線點(diǎn)也為逆時(shí)針排列，導(dǎo)線點(diǎn)為A、B、C、D、E等標(biāo)注形式，在測(cè)量過(guò)程中要畫草圖，把導(dǎo)線點(diǎn)和各個(gè)內(nèi)角編號(hào)標(biāo)注到草圖上。（4）現(xiàn)場(chǎng)校核和數(shù)據(jù)記錄。在外業(yè)測(cè)量實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，難免會(huì)存在一定的誤差，必須在外業(yè)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行校核。具體方法為在測(cè)量完所有內(nèi)角之后，要計(jì)算內(nèi)角之和、角度閉合差及其允許值，如果角度閉合差小于或等于其允許值，則數(shù)據(jù)可信，可以進(jìn)行下步工作；如果角度閉合差大于其允許值，則成果不合格，說(shuō)明在觀測(cè)值中存在一定誤差，應(yīng)仔細(xì)檢查數(shù)據(jù)記錄，分析原因，部分或全部返工重測(cè)。在測(cè)量過(guò)程中要詳細(xì)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，掌握記錄方法和野外測(cè)量表格制作方法，在記錄時(shí)采用重復(fù)報(bào)數(shù)的記錄方法，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄錯(cuò)誤，在出現(xiàn)筆誤時(shí)，要在記錯(cuò)處劃線，在原始記錄數(shù)據(jù)上方重寫。要求字跡清晰，書寫規(guī)范，格式正確。外業(yè)測(cè)量工作完成后，教師審查原始記錄數(shù)據(jù)，審核通過(guò)后教師簽字，方可結(jié)束外業(yè)測(cè)量實(shí)驗(yàn)。
2內(nèi)業(yè)計(jì)算
外業(yè)測(cè)量工作結(jié)束后，需仔細(xì)檢查外業(yè)測(cè)量原始數(shù)據(jù)，確認(rèn)無(wú)誤后，及時(shí)進(jìn)行內(nèi)業(yè)計(jì)算工作。內(nèi)業(yè)計(jì)算過(guò)程包括課堂講解和課余計(jì)算兩部分。課堂講解可以結(jié)合撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求，對(duì)數(shù)據(jù)整理、計(jì)算和繪圖、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論等一些關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講解，使學(xué)生在課余時(shí)間能較好地完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。（1）數(shù)據(jù)整理。在外業(yè)測(cè)量實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，記錄了大量的原始數(shù)據(jù)資料，以小組為單位，共享原始數(shù)據(jù)資料，要求學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。原始數(shù)據(jù)資料主要包括閉合導(dǎo)線外業(yè)測(cè)量手簿、相關(guān)草圖、測(cè)量外業(yè)校核數(shù)據(jù)等，對(duì)這些原始數(shù)據(jù)資料進(jìn)行整理和核對(duì)，要體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上，完成實(shí)驗(yàn)后續(xù)工作。（2）計(jì)算和繪圖。根據(jù)外業(yè)測(cè)量原始數(shù)據(jù)資料，按照外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)相關(guān)要求，多采用列表計(jì)算，并根據(jù)列表計(jì)算結(jié)果進(jìn)行繪圖工作。列表計(jì)算內(nèi)容主要有改正后角值、方位角、增量計(jì)算值、改正后增量和坐標(biāo)計(jì)算，表格中有計(jì)算數(shù)據(jù)的，要在表格之外寫出計(jì)算公式和計(jì)算過(guò)程，并計(jì)算導(dǎo)線測(cè)量精度。圖表材料主要有閉合導(dǎo)線計(jì)算表和閉合導(dǎo)線測(cè)繪圖等，測(cè)繪圖可以采用角度或?qū)Ь€點(diǎn)坐標(biāo)等方法繪圖［4］。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和討論。根據(jù)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中相關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)和圖面材料，分析測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，探討出現(xiàn)問(wèn)題的原因，找出問(wèn)題的關(guān)鍵因素，結(jié)合測(cè)量學(xué)理論和實(shí)踐，提出自己的見解、體會(huì)和收獲，及對(duì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)意見。
3教學(xué)方法
本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較豐富，有室外實(shí)際操作，有室內(nèi)計(jì)算和繪圖，有較強(qiáng)的目的性，比較注重實(shí)驗(yàn)效果，教學(xué)方法靈活多樣。根據(jù)閉合導(dǎo)線平面控制測(cè)量實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，在教學(xué)中主要采用以下幾種教學(xué)方法：（1）實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。在實(shí)驗(yàn)課程開始之前，要求學(xué)生必須對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有必要的知識(shí)儲(chǔ)備。預(yù)習(xí)的內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮途唧w要求，了解和掌握儀器的構(gòu)造、性能和使用方法；弄清實(shí)驗(yàn)原理，了解誤差產(chǎn)生的原因，掌握現(xiàn)場(chǎng)校核方法；認(rèn)真閱讀教材相關(guān)內(nèi)容和查閱有關(guān)資料，掌握外業(yè)測(cè)量和內(nèi)業(yè)計(jì)算方法，寫好預(yù)習(xí)報(bào)告［5］。（2）演示講解。在外業(yè)測(cè)量實(shí)驗(yàn)教學(xué)開始之時(shí)，學(xué)生對(duì)測(cè)量?jī)x器和工具都不了解，教師要針對(duì)測(cè)量?jī)x器和工具構(gòu)造、性能和使用方法進(jìn)行詳細(xì)的講解，演示外業(yè)測(cè)量方法和具體操作過(guò)程，明確外業(yè)測(cè)量實(shí)驗(yàn)任務(wù)，確定測(cè)量路線，提出具體要求，要理論聯(lián)系實(shí)際，深入淺出，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。（3）現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)和巡視糾錯(cuò)。在外業(yè)測(cè)量過(guò)程中，學(xué)生會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，教師必須隨時(shí)在場(chǎng)，做到隨叫隨到，全程巡視檢查，答疑解惑，現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，糾正錯(cuò)誤，并且督促測(cè)量進(jìn)度，察看學(xué)習(xí)態(tài)度，記錄課堂表現(xiàn)。（4）分組教學(xué)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，以班為單位進(jìn)行分組教學(xué)，組內(nèi)共享原始數(shù)據(jù)和資料，便于互幫互學(xué)和團(tuán)結(jié)協(xié)作，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)獨(dú)立工作能力。每組要選出責(zé)任心強(qiáng)、學(xué)習(xí)較好的同學(xué)為組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)保管儀器，組織實(shí)驗(yàn)工作，合理安排測(cè)量時(shí)間，掌握實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，匯報(bào)實(shí)驗(yàn)情況。
4課時(shí)安排
合理安排實(shí)驗(yàn)課時(shí)是保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果、完成教學(xué)任務(wù)的重要基礎(chǔ)，在確定實(shí)驗(yàn)課時(shí)時(shí)，要充分考慮測(cè)量?jī)x器、場(chǎng)地和學(xué)生動(dòng)手能力等諸多因素，確保實(shí)驗(yàn)?zāi)茉谝?guī)定的時(shí)間內(nèi)按時(shí)完成，并取得較好效果。根據(jù)閉合導(dǎo)線平面控制測(cè)量實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際情況，所需課時(shí)一般為4課時(shí)左右，具體安排見下表：在實(shí)際外業(yè)測(cè)量過(guò)程中，最好能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成各項(xiàng)工作，但由于各組外業(yè)測(cè)量進(jìn)度不同，如果外業(yè)測(cè)量速度緩慢，可以適當(dāng)延長(zhǎng)外業(yè)測(cè)量時(shí)間，直到測(cè)完為止。
5結(jié)論
閉合導(dǎo)線測(cè)量實(shí)驗(yàn)是高校農(nóng)學(xué)等專業(yè)測(cè)量學(xué)課程實(shí)驗(yàn)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，對(duì)測(cè)量學(xué)課程理論學(xué)習(xí)和深刻理解平面控制測(cè)量起到了重要作用。在外業(yè)測(cè)量實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，根據(jù)專業(yè)需要和實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，結(jié)合目前測(cè)繪生產(chǎn)實(shí)際，使用先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器和工具，更好地掌握先進(jìn)的測(cè)量方法，提高測(cè)量工作效率。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，無(wú)論是實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和內(nèi)業(yè)計(jì)算都要統(tǒng)籌規(guī)劃和精心準(zhǔn)備，對(duì)每一實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)都能合理安排、嚴(yán)格要求，爭(zhēng)取達(dá)到比較好的實(shí)驗(yàn)效果［6］。在測(cè)量測(cè)繪新理論新儀器不斷創(chuàng)新的形勢(shì)下，測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也要與時(shí)俱進(jìn)，充實(shí)更新測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，優(yōu)化整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，全面提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，理論聯(lián)系實(shí)際，突出實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，提高測(cè)量學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)合格的應(yīng)用型人才。
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作者：楊風(fēng) 吳艷 單位：淮南師范學(xué)院 生物工程學(xué)院