| 应用技术型本科《误差理论与测量平差基础》分类体系教学改革探讨 |
《误差理论与测量平差基础》是测绘类专业的核心课程,其理论方法是学生后期学习专业课的基础,也是测绘工作和研究中所必备的,而其内容的延伸和发展又和测绘科学的发展紧密相连[1]。该课程的特点是理论性、逻辑性强,与基础课及专业课联系较多,如高等数学、线性代数、概率论与数理统计、数字测图原理与方法等课程,后续许多公式的推导、专业概念都需要用到这些课程。
对于学生而言,要想学好《误差理论与测量平差基础》这门课,必须把上述先导课程学好,否则测量平差课程将无法讲授[2]。但应用技术型本科的学生,普遍数学基础较薄弱。因此必须构建合适的课程体系,实行分类培养,考虑学生的学习能力和学习需求,为应用技术型学生锻造职业技能,为学术研究型学生夯实理论基础,充分考虑学生的个体差异,做到以人为本。基于此培养目的,应当对教学内容进行合理选取,对考核方法进行适当改进,对教学实践进行加强,扫除学生“不想学、害怕学”的心理障碍[3],提高学生学习积极性,从而从各个环节促进学生的学习效果。本文根据教学经验,从这几方面分别探讨宿迁学院《误差理论与测量平差基础》的分类体系教学改革与实施情况。
1 课程体系与教学内容改革《误差理论与测量平差基础》这门课,因其重要性与内容多,本校教学为72课时。因为公式多、计算量大,对于应用技术型本科的学生而言,即使这么多课时,要把教学大纲规定的所有内容完全理解掌握也是相当困难的。因此对课程设置和教学内容做了如下改革。
1) 课程拆分为《误差理论与测量平差基础》和《测量平差强化》两门课,分别为64和24课时,课程分别设置在第五和第七学期。前者为必修课,教学对象为全部学生,课程内容的难易程度适中,在讲授过程中淡化数学证明、公式推导,向学生强调结论的内涵和应用的限制条件[4]。因此结合实际应用,删掉条件平差等部分内容,更改为64课时。最终教学内容修订为绪论、误差分布与精度指标、协方差传播律及权、平差数学模型与最小二乘原理、间接平差、附有限制条件的间接平差[5]等六章。
《测量平差强化》主要针对考研的学生,作为选修课在大四上学期开设。教学目的是《误差理论与测量平差基础》这门课的深化,把其中概念性、灵活性、技巧性以及比较难的内容都在该选修课中体现。在带领考研学生复习基本知识点的基础上,重点讲解条件平差、附有参数条件平差、误差椭圆、统计假设检验等内容,并增加一部分近代平差内容。教学体系和内容经过这样改革,既满足了应用技术型人才培养的需要,又照顾了考研学生的需求。
2) 高等数学、线性代数、概率论与数理统计等数学课程是全校的公共基础课。对于全校工科专业,教学内容没有差别,有些测绘专业需要掌握的数学知识,甚至属于选讲内容,然而这部分内容不掌握,学生在学习测量平差时很困难。针对这个需求,开设了《高等数学选讲》,把公共课中不讲、但测绘专业需要的数学知识纳入教学内容中,如泰勒级数、多元函数条件极值、最小二乘原理、统计假设检验等。
2 考试考核与教学方法改革1) 理论课程考核。以前的考核方法,一般只有一次期末闭卷考试,形式单调,是“一张试卷定终身”[6]。很多学生缺乏自律,一个学期敷衍过去,指望考前临阵磨枪,但因为课程性质,考前突击效果不理想。为了督促学生学习,加强学习效果,该课程施行了分阶段考试:第一次考试设置在协方差传播定律;第二次考试设置在间接平差原理;第三次考试为期末考试,考试内容为全部教学内容。三次考试成绩按照3:3:4的比例加权平均作为该课程最终的卷面成绩。根据六年考试情况(09级至11级只考一次,12级至14级分阶段考试),统计历年学生期末考试卷面平均分,为进行对照,同时统计12级至14级分阶段考试的加权平均分。
2) 课程设计考核。该课程在学期末开设有为期一周的课程设计,要求学生完成一个大型导线网的平差计算,采用手算、编程与平差软件结合的方式。以前的课程设计全班一道题目,如果监督不严,难免出现抄袭现象。现更改为一人一题的形式,每个人的数据不一样,从而杜绝了抄袭。另外增加了口试答辩和笔试环节,针对课程设计内容和涉及到的相关知识点,在课程设计结束时进行,这样评定课程设计成绩时,不再只根据课程设计报告和考勤情况,口试答辩的表现和笔试成绩更能全面地反映学生的学习情况。
3) 教学方法改革。现在大部分课程都采取多媒体教学,但《误差理论与测量平差基础》公式繁多,采用传统的板书教学方式效果更好[7],教师演示公式推导的过程,学生可以跟着思考,如果采用课件,一页一页很快就翻过去了,学生甚至来不及看,更别提理解了。但有的地方也可以板书与课件结合,比如水准网条件方程的列立,采用“擦线法”来列条件方程,在课件上展示“擦线”的动画过程,在黑板上列出方程效果非常好。
除了理论教学,增加上机实践教学。传统的课堂教学,受时间限制,例题和课后习题都较简单,适合手算。但实际测量数据处理中,网形复杂,完全手算是不可能的。理论教学时,穿插进行上机教学,一方面使学生能掌握平差软件的使用;另一方面为培养学生创新能力,将测量平差程序设计内容融合到测量平差教学中[8],鼓励学生采用C语言、MATLAB、EXCEL等完成平差计算过程。
3 结束语教学本身就是一个推陈出新的过程[9],每上一遍这个课程,都有新的体会,不同班级的学生性格特点也不同,因此教学上都要作出相应的调整。测绘学科是不断发展的,测量平差作为测绘学科的重要组成部分,也必须要发展才能适应时代和社会需求[10]。本文结合教学实践情况,从课程体系与教学内容、考核方法与教学方法等方面探讨了教学改革与实施情况,以促进该课程更好、更快地发展。
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2019, Vol. 44

