测量平差教学体系的设计与研究1-武汉大学.PDFVIP

测量平差教学体系的设计与研究1 邱卫宁、王新洲、陶本藻 (武汉大学测绘学院，湖北 武汉 430079) The Design and Research for Surveying Adjustment Teaching System QIU Weining, WANG Xinzhou, TAO Benzao 摘要：介绍了测量平差教学体系的设计思想以及测量平差本科教学的三个阶段，论述了测量平 差教材建设的基本原则，交流了测量平差课堂教学的实际经验。对测量平差课程教学的深入改 革将起到推动作用。 关键词：测量平差，教学改革，人才培养，教学方法 测量平差是测绘学科重要的专业基础课，学生对测量平差知识掌握的好坏，直接关系到测 绘专业人才培养的质量。因此在高等院校测绘类专业培养方案里，历来都是将测量平差作为测 绘类专业的一门重要的必修课，测量平差的课程建设和教学体系改革，也得到教学管理部门的 高度重视。 测量平差的发展是与测绘学科的发展紧密相连的。随着观测数据多源化、测绘仪器的精密 化、测量手段的多样化，测量平差的研究对象和计算方法也将不断发展。这就给测量平差教学 的改革与研究提出了新的要求。2003 年以来，我们在湖北省高等学校教学研究项目 “测量数据 处理系列课程的改革与设计”的资助下，对测量平差课程的体系设计、教材建设和教法改革等 方面进行了深入系统的研究，本文介绍该研究的部分成果。 一、 测量平差教学体系的设计 教学体系的设计和人才培养目标有着紧密的联系。在培养 “宽口径、厚基础、强能力、高 素质”人才的指导思想下，专业选修课大大增加，各专业课的学时大大压缩。针对这些情况， 我们制定了测量平差教学体系设计的基本思路，即三十字方针：“加强基础理论、扩展应用领域、 跟踪学科前沿、介绍必威体育精装版成果、培养动手能力”。使学生不仅具有扎实的理论基础，而且具有开 阔的思路和较强的解决实际问题的能力。为此，我们将测量平差本科教学设计为三个阶段。 第一阶段：在学生学习了 《测绘学概论》、《高等数学》、《线性代数》、《概率论与数理统计》 以及《数字测图原理》等课程，已初步建立了 “误差”的基本概念，具备了必要的数学基础知 识后，在大学二年级的第二学期开设测量平差的入门课程 《误差理论与测量平差基础》，并将其 作为一门必修的专业基础课，以培养学生掌握测量平差的基本原理和基本方法。这门课程的研 究对象仅局限于测量中的随机误差。这一阶段的教学和以往的教学有一个很大的不同就是计算 方法的改变。在以往的教学中，法方程的解算是一个重要内容，往往花费了大量学时讲解如何 计算。而在现在教学中早已采用矩阵推导公式，用计算机实现计算，整个过程只需几个公式即 可。因此，这一部分有限的学时的主要放在基础理论和基本原理的学习上。通过简单易算的范 例掌握基本原理和方法。经过优化，这一阶段约需 54 个学时。 第二阶段：通过上一个教学环节的学习，学生已掌握了测量平差的基本原理和方法，但离 实际应用、解决复杂的测量平差问题还有一定的距离。针对这个问题，我们设计了“测量平差 课程设计”这一教学环节。该教学环节用时 1~2 周，安排在 《误差理论和测量平差基础》及 《计 算机程序设计》等课程学习结束之后，其 目的是培养学生理论联系实际，解决实际测量问题的 能力。通过课程设计，拓宽学生在测量平差方面的知识面，提高学生处理生产实际问题的能力。 该环节要求学生针对复杂的平差问题，用经典的误差理论和平差原理进行正确的求解，并利用 已学的计算机知识编制实用程序，或用 Matlab 数学工具软件进行计算。为了达到这一环节的教 学目的，我们研制了 “测量平差课程设计教学软件”。该软件可根据课程设计任务书提出的具体 1 本文得到湖北省高等学校教学研究项目“测量数据处理系列课程的改革与设计”资助。 1 要求，方便地设计出相同题型、相同要求，不同数据的课程设计题目。使每个学生在相同的要 求下，各自处理的内容都不一样，以培养学生独立解决实际问题的能力。将计算中所用的部分 计算编制成函数，供学生编程时调用。通过实践，这一环节的教学效果很好，学生们非常欢迎。 第三阶段：在完成以上两个教学环节的基础上，为了开阔学生的视野，培养学生的研究创 新能力，我们将测量平差的研究对象由偶