公路工程测量课程改革研究.doc

公路工程测量课程改革研究张坤宜(广东工业大学土木系510090)【摘要】本文提出了改革公路工程测量课程的传统教学程序，探索了课程知识结构新体系的设想。论证了绪论和有关课程篇章的基本内容，阐述了实现该课程的新颖教学系统所必需的渐进性顺序和严密性安排，以及合理利用科技成果，增强课程先进性和适应性的教学效果。http;/测绘信息网一、前言随着现代科学技术的发展，测绘新仪器、新技术、新方法日益普及，测量学科在国民经济建设中的作用越来越大，公路工程测量在交通土建工程中的重要性越来越引起人们的重视。面对新时代新要求，为了提高教学质量，几年来我们在公路工程测量课程教学中进行了比较全面的改革尝试。http;/测绘信息网二、以定位引入绪论的基本内容一门课程的绪论是学科的入门指示。公路工程测量绪论基本内容应当具备上述的功效，同时应根据教学体系的改革思路，把握绪论有关原理性概念的导向程序。1. 基本内容的引入基本内容的引入围绕着测量学概念的核心测定地面点位置，即定位。由此展开说明测量学的产生和发展，测量多分支学科的形成及现代测量技术对社会发展的贡献，然后在工程测量学的概念叙述中回到公路工程测量的主题，阐述测量学科在公路、桥梁工程中的地位，把学习公路工程测量的重要意义摆到学生面前。http;/测绘信息网2. 基本内容的形成概念核心定位的引入，要注意三方面的引导性概念，即(1) 定位在地球上进行，必须涉及到地球体的有关概念；(2) 必须理解定位所具备的坐标系统和高程系统；(3) 定位对象是点位，必须有确定点位的技术过程、基本工作和原理等概念的介绍。这些概念的引入便展开了绪论的基本思路(如图1)，形成绪论的基本内容。http;/测绘信息网3. 强调坐标系统及高程系统的概念经常应用国家基础测绘的点位坐标、高程参数和图件是交通土建专业性质所确定的。强调高斯平面直角坐标系统及高程系统的概念，简明叙述高斯投影几何意义、投影带的特点、坐标系的形成和坐标意义等知识，便于理解和用好国家基础测绘的点位坐标、高程参数和图件，同时与课程后续内容涉及的大地测量技术相呼应，对增加公路工程测量技术的精密性和完整性有着重要的意义。图14. 测量定位的四项原则测量定位的四项原则是在归纳各类测量学教材以及总结经验的基础上提出的，即：等级原则、整体原则、控制原则、检核原则。(1) 等级原则。不只是从高级到低级的一般原则，应是现代测量技术条件下强调测量工作的等级要求和与之相一致的技术水平，说明测量技术工作必须符合相应的等级要求，不容许违背等级要求的不合格测量。(2) 整体原则。不仅仅是从整体到局部的一般原则，同时指出测量基地及工程的整体概念和地面点定位的整体原则意义。(3) 控制原则。不局限在从控制到碎部的一般原则，重要的是给出了控制的基准意义，指出先控制在整个工程和其他测量工作的重要作用。(4) 检核原则。是测量技术工作的重要组成部分，是重要措施，目的是消灭错误。http;/测绘信息网四项工作原则的提出有利于统揽全局，加深理解公路工程测量课程中的原理和方法，后续的学习过程也会反过来加深对原则的理解，这是绪论应当达到的目的之一。http;/测绘信息网三、着眼测绘技术的渐进性着眼测绘技术的渐进性，即以测绘技术方法为主要特征的教学思路，按循序渐进的要求逐步构筑公路工程测量课程的完整性体系。我们通过分析有关测量学教材教学思路的利弊，探索测绘新技术在课程结构上的关系，逐渐形成自有特色的教学思路。1. 有利于学生加强测量技术的学习图2是角度测量、距离测量、高程测量的渐进性思路。从图2中可以看出，教学由浅入深的过程，同时又体现当代测量技术工作的关系。角度测量作为测量第一基本工作，在教学安排上以光学经纬仪为重点，强调角度测量(水平角、竖直角)技术原理及仪器的基本应用，由于角度测量仅涉及光学经纬仪及测角原理，有关的技术思路比较简单，易于理解和掌握，同时又为光电测距平距化算、三角高程测量和光电测角(全站测量)提供了技术原理上的准备。图22. 有利于加强学生对测量技术工作完整性的理解测角、测距、测高是测量三项基本工作，在传统上可以各自独立完成。但在现代技术发展中，三项基本工作虽然存在独立的成分，但同时又可以互相联系。例如，在交通土建工程中很有应用价值的光电三角高程测量技术，由于涉及到竖直角及距离的测量，技术上比较复杂。因此，三角高程测量的内容安排在角度测量和距离测量之后的高程测量中，易于学习、理解和掌握。3. 有利于加强测量技术知识的深化过程教学上在角度测量、距离测量、高程测量的基础上增加全站测量的课程，这是现代测量技术发展和应用的结果。由于全站测量包括有高速数据处理功能，故全站测量不是角度测量、距离测量、高程测量的简单结合，而是若干测量技术的有机合成。在教学内容的编排上全站测量不是机械地排在高程测量之后，简单地与光电测距或光电测角拼合，而是放在控制测量和地形测绘的后面，即全站测量是建立在对地面点位参数x、y、h计算原理及作用的充分讲解和理解的基础上。全站测量和角度测量、距离测量、高程测量一样，作为一章重点讲述光电测角、全站仪及全站测量概念、数字化测量原理及gps技术原理，这样便把现今工程测量技术集中到全站的意义上，使由浅入深讲解测量基本技术的渐进性深化过程一目了解。http;/测绘信息网着眼测绘技术的渐进性，还体现在公路工程测量各个技术环节在整个课程中的有机结合，充分发挥各技术环节的互补性，提高课程讲解的效率。在绪论，高斯投影几何意义比较形象地反映高斯平面直角坐标系的形成，同时又为后续讲述观测值改化原理打下基础。光电测距不仅为后续水准测量提供视距的测量方法，而且为碎部测量视距公式提供原理准备。高程测量一章设立的水准测量和三角高程测量计算为后续的平差技术预先开设简单的计算实例，课程改革中的这种测绘技术的渐进性思路贯穿于整个课程中。四、注重测量技术的严密性http;/测绘信息网在交通土建工程中，由于公路桥梁建设的大网络、高等级要求比较突出，因此，公路工程测量技术上的严密性和精密性也明显地体现出来。公路工程测量课程改革应当根据这个特点，以当代交通土建工程的技术需求为基础，把大地测量技术和精密工程测量技术适当地结合到整个课程中。我们为此做了如下的工作。1. 引入大地测量数据初级处理的内容在高等级公路、大桥及隧道工程中会涉及到大地测量初级数据处理的技术内容，如高斯投影基本知识、方位角的确定、观测值的改化、地面点坐标换带原理和方法等。把这些技术内容结合到公路工程测量的整个课程中，不可能长篇大论，比较实用的办法是注重理论结果，注重几何意义，注重应用方法。教学改革实践表明，在公路工程测量中设立观测成果的初级处理一章，适当地引入大地测量初级数据处理的技术内容是完全必要的，这样做比较好地加强了测量技术的完整性和严密性，同时有利于加强工程测量技术工作的球面意识。2. 引入条件平差原理http;/测绘信息网设立测量误差与平差一章，内容结构是误差与精度误差传播和平均值带权平均值条件平差。教学思路如图3。比较多种平差原理和实施的办法，选用条件平差作为公路工程测量课程中最基本的严密计算理论与方法。图33. 引入精密的计算方法http;/测绘信息网测量学中涉及的重要计算在方法上的共同特点是近似计算。这类近似计算在原理上不严密，计算误差大，同时又存在降低测量成果精确度的情况已经不适合当代计算技术的要求，也不能满足现今交通土建工程的高等级水平的需要。公路工程测量课程在这方面的改革从工程控制测量技术入手引入精密的计算原理与方法，教学的基本思路如图4。图4五、完善路桥工程测量技术的内容构成在教学中经过试验逐步形成的公路工程测量课程改革的总思路(图5)，明确了教学内容的主线，即按测量基本工作原理、控制与测绘技术内容和路桥工程测量技术形成公路工程测量课程的知识结构系统。实现这个系统，必须打破“老三件”(水准仪、经纬仪、钢尺)传统思路的束缚，根据各章实际要求和特点认真完善教学内容的构成。例如路桥工程测量技术的内容构成，具体做法有：1. 选好突破口，改善技术思路http;/测绘信息网路桥工程是涉及路、桥、隧道三类不同构筑物的工程，等级类型丰富，技术环节复杂，选好突破口就是抓技术关键，目的在于从中寻找引导性的技术思路，以便实现教学举一反三的效果。例如公路的中线测量，选择公路线型点位参数为突破口，推演了若干基本线型在直角坐标系中的基本特征参数和点位参数表达式，调整公路中线测量的技术知识环节，使公路中线测量的教学内容建立在严密性很强的数学基础上，使线路测量技术方法规律性明显，获得较好的教学效果。2. 重技术知识骨干，完善教学题材在公路工程各类构筑物工程中，都存在从控制测量到施工测量的一般技术过程。教学上的重技术知识骨干，就是在其中把注意力集中到重点技术题材上，比较精练地反映必需的测量技术原理，实现触类旁通，避免重复叙述。如图6，明确桥梁测量的技术知识骨干由控制测量、地形与断面测量、施工测量、变形测量等构成。类似这样的骨干思路与具体的工程相结合，正确处理一般与特殊的关系，有效地解决重点问题，使之教学思路明确，题材新颖，教学的吸引力强。图53. 注意特点，理顺关系，增强教学目的注意工程特点，理顺公路测量与公路工程的关系是搞好公路工程测量教学的基础。为此在教学上采取“扼要讲解工程概念在先，介绍测量技术要求在后”；“理顺公路测量与公路工程关系在先，叙述测量技术工作在后”的原则。虽然有关特点与关系的叙述性内容不多，但对于增强教学目的，提高学习积极性有着明显的意义。http;/测绘信息网图6六、合理利用技术进步成果吸取技术进步成果，努力实现教学内容的先进性，是公路工程测量课程改革的主要目标。因此，必须全面改革旧教学体系，按照新的教学系统重组和探索教学新内容，扩充当代测量新技术。必须看到，课程改革中采取的每一个措施，或引入某一个新技术素材，将有可能涉及整个课程的渐进性程序和严密性教学安排。我们本着“全面、适当、先进、简明”的优化原则要求，在教学的过程中合理利用先进技术成果。http;/测绘信息网1. 加强光电测距技术根据交通土建工程的实际，以光电测距和全站测量技术为重点，在教学上加强光电测量技术内容，充实数字化测量、gps等新技术素材，增加应用能力的训练机会，提高光电测量技术在公路工程测量课程中的地位。2. 利用矩阵理论早在70年代末，我国在测量学科中引入了矩阵理论，促进平差技术的发展，促进了教学进步。但是在普通测量学书中没有见到应用的明显效果，原因之一是传统教学思路和内容陈旧，占用的教学时数多，效果不佳。上述提到引入条件平差技术就必须解决这个问题。通过我们的试验，说明利用矩阵理论有利于增强条件平差原理及有关公路中线点参数推证原理的理解和应用，有利于增强整个课程的数学基础，有利于精练讲解，优化教学过程。3. 增强电算技术的应用引进测量学科先进计算技术，增强电算技术的应用是公路工程测量课程的基本内容。在讲清原理的基础上，精练方法，加强训练。特别对于公路工程测量课程严密性的计算内容，力求实现电算化的解决办法，尽量减少教学环节，简化教学过程，收到了明显的教学效果。http;/测绘信息网4. 吸取交通土建有关学科的成果测量为公路，公路有测量。吸取交通土建的学科成果往往更有利于改善公路工程测量课程内容的效果。以复曲线测设为例，把测量技术原理与公路曲线特点和汽车运行特征联系起来，使教学内容中的缓和曲线长度求解与测设技术原理的叙述和方法归纳起来更加符合逻辑要求。实践说明公路工程测量课程改革的过程也是不断向交通土建有关学科吸取营养的过程。我的大学爱情观1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（1） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。因此，明确自己的目标，规划自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。（2） 树林正确的恋爱观提倡志同道合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于谈情说有爱而放松了学习。 相互理解、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻为我们敲响警钟，不再让悲剧重演。生命只有一次，不会重来，大学生一定要树立正确的爱情观。（3） 发展健康的恋爱行为 在当今大学校园，情侣成双入对已司空见惯。抑制大学生恋