确定地面点高程教案

确定地面点高程教案一、基本信息1.课程名称：测量学2.授课对象：[具体年级]学生3.授课教师：[教师姓名]4.课时安排：[X]课时二、教学目标1.知识与技能目标学生能够理解高程的概念，掌握绝对高程和相对高程的区别。熟悉水准面、大地水准面和铅垂线的定义及性质。学会使用水准仪进行水准测量的基本操作方法，包括仪器的安置、粗平、瞄准、精平及读数。掌握水准测量的原理，能够根据水准测量数据计算两点间的高差和高程。2.过程与方法目标通过案例分析和实际操作，培养学生观察、分析和解决问题的能力。在小组合作完成水准测量任务的过程中，提高学生的团队协作能力和实践动手能力。引导学生学会运用所学知识进行数据处理和误差分析，培养科学严谨的思维方式。3.情感态度与价值观目标激发学生对测量学课程的兴趣，培养学生的学习积极性和主动性。培养学生认真负责、实事求是的工作态度，增强学生的职业素养和责任感。通过实践活动，让学生体会测量工作在工程建设中的重要性，培养学生的工程意识和创新精神。三、教学重难点1.教学重点水准测量的基本原理和操作方法。水准仪的正确使用，包括仪器的安置、整平、瞄准和读数。水准测量数据的处理和高差、高程的计算。2.教学难点水准测量原理的理解，特别是视线高程的概念和应用。水准仪的精平操作，要求学生能够熟练掌握并准确完成。消除或减弱水准测量误差的方法，以及如何对测量成果进行精度分析。四、教学方法1.讲授法：讲解高程、水准面、大地水准面、铅垂线等基本概念，以及水准测量的原理和方法，使学生系统地掌握理论知识。2.演示法：通过现场演示水准仪的操作过程，让学生直观地了解仪器的使用方法和步骤，增强学生的感性认识。3.实践法：安排学生进行实际的水准测量操作，让学生在实践中巩固所学知识，提高动手能力和解决实际问题的能力。4.小组合作学习法：组织学生分组完成水准测量任务，培养学生的团队协作精神和沟通能力，促进学生之间的相互学习和交流。五、教学过程（一）导入（5分钟）通过一个实际工程案例导入新课。例如，在修建一条道路时，需要确定道路沿线各个点的高程，以便进行土方开挖和填方作业，保证道路的平整度和坡度符合设计要求。那么，如何准确地确定地面点的高程呢？引出本节课的主题——确定地面点高程。（二）新课讲授（25分钟）1.高程的概念（5分钟）讲解高程是指地面点到某一基准面的垂直距离。介绍绝对高程和相对高程的定义及区别。绝对高程是以大地水准面为基准面的高程，相对高程是以假定水准面为基准面的高程。通过举例说明绝对高程和相对高程在实际测量中的应用。2.水准面、大地水准面和铅垂线（5分钟）利用多媒体课件展示水准面的形成过程，讲解水准面处处与重力方向垂直的性质。介绍大地水准面是通过平均海水面并向大陆延伸所形成的闭合曲面，它是测量工作的基准面。讲解铅垂线是重力的方向线，在测量中用于确定垂直方向。3.水准测量的原理（10分钟）结合水准仪的构造，讲解水准测量的原理。水准仪提供一条水平视线，通过读取竖立于两点上的水准尺读数，来测定两点间的高差，进而求得待定点的高程。推导水准测量高差和高程的计算公式：$h=ab$，$HA=HB+h$，其中$h$为高差，$a$为后视读数，$b$为前视读数，$HA$为待定点$A$的高程，$HB$为已知点$B$的高程。通过实例计算，让学生理解水准测量原理的应用。4.水准仪的使用（5分钟）介绍水准仪的基本构造，包括望远镜、水准器、基座等部分。现场演示水准仪的操作步骤：安置仪器：将水准仪安置在三脚架上，拧紧连接螺旋，使仪器大致水平。粗平：通过调节脚螺旋，使圆水准器气泡居中，使仪器竖轴大致铅垂。瞄准：利用望远镜瞄准水准尺，先调节目镜调焦螺旋使十字丝清晰，再调节物镜调焦螺旋使水准尺成像清晰，然后转动望远镜微动螺旋和水平微动螺旋，精确瞄准水准尺。精平：转动微倾螺旋，使水准管气泡两端影像符合，此时视线水平。读数：在水准尺上读取中丝读数，读数时应从小往大读，先读米数，再读分米、厘米、毫米数。强调操作过程中的注意事项，如仪器的安置要牢固、粗平和精平要准确、读数要清晰准确等。（三）课堂练习（20分钟）1.小组任务布置将学生分成若干小组，每组[X]人。给每个小组发放一套水准仪和水准尺，布置一个简单的水准测量任务，要求小组在校园内选定两个点进行水准测量，并记录测量数据。2.小组操作练习各小组学生按照水准仪的操作步骤，进行仪器的安置、粗平、瞄准、精平及读数等操作，完成水准测量任务。教师在各小组间巡回指导，及时纠正学生的错误操作，解答学生的疑问。3.数据处理与计算小组内成员分工合作，对测量得到的数据进行整理和计算，求出两点间的高差和其中一个点的高程。教师引导学生对计算结果进行分析，检查是否存在计算错误或不合理的数据。（四）课堂小结（5分钟）1.请各小组代表汇报本次水准测量任务的完成情况，包括测量数据、计算结果以及遇到的问题和解决方法。2.教师对本节课的重点内容进行总结，回顾高程的概念、水准面和大地水准面的性质、水准测量的原理、水准仪的使用方法以及数据处理和计算等知识点。强调在实际操作中需要注意的问题和容易出现的误差。3.对学生在课堂练习中的表现进行评价，肯定学生的优点，指出存在的不足之处，鼓励学生在今后的学习中不断提高自己的实践能力和操作水平。（五）课后作业（5分钟）1.书面作业：要求学生完成教材上相关的习题，巩固课堂所学知识。2.实践作业：让学生利用课余时间，选择一个合适的地点，进行一次较为完整的水准测量，并提交测量报告，包括测量目的、测量方法、测量数据、计算结果以及测量精度分析等内容。六、教学内容分析1.本节课在教材中的位置和作用本节课是测量学课程中的重要内容之一，位于高程测量章节。高程测量是确定地面点位置的基本要素之一，对于工程建设、地形测绘等领域具有重要意义。水准测量是高程测量的基本方法，通过本节课的学习，学生将掌握水准测量的原理、仪器使用和操作技能，为后续学习其他高程测量方法以及进行实际测量工作打下坚实的基础。同时，本节课的教学内容紧密联系实际，通过实践操作和案例分析，培养学生的实践能力和解决实际问题的能力，符合测量学课程的教学目标和要求，有助于提高学生的综合素质和职业能力。2.教学内容的组织与安排教学内容按照从理论到实践的顺序进行组织。首先讲解高程的基本概念、水准面和大地水准面等理论知识，使学生对测量基准面有清晰的认识；然后详细介绍水准测量的原理，让学生理解测量的基本原理和方法；接着通过演示水准仪的使用，让学生直观地掌握仪器的操作技能；最后安排学生进行课堂练习，通过实际操作巩固所学知识，提高动手能力。在教学过程中，注重知识的系统性和连贯性，通过案例导入、实例计算、现场演示等多种教学方法，引导学生积极思考、主动参与，逐步掌握教学内容。同时，合理安排教学时间，确保每个教学环节都能顺利完成，达到预期的教学效果。七、教学反思1.目标达成情况通过本节课的教学，大部分学生能够理解高程的概念、水准面和大地水准面的性质以及水准测量的原理，掌握水准仪的使用方法和水准测量的操作技能，基本达成了知识与技能目标。在过程与方法目标方面取得了一定的成效，学生通过案例分析、实际操作和小组合作学习，提高了观察、分析和解决问题的能力，以及团队协作能力和实践动手能力。在情感态度与价值观目标方面，学生对测量学课程的兴趣得到了激发，认真负责、实事求是的工作态度得到了培养，工程意识和创新精神也有所增强。但仍有部分学生在操作的熟练程度和数据处理的准确性方面存在不足，需要在今后的教学中加强指导和训练。2.问题分析在教学过程中，发现部分学生对水准测量原理的理解存在困难，特别是视线高程的概念和应用。这可能是由于理论讲解不够直观形象，学生缺乏实际生活中的感性认识。水准仪的精平操作对于学生来说难度较大，部分学生难以准确掌握精平的技巧，导致测量误差较大。这可能是因为实践操作时间有限，学生练习不够充分，或者教师在演示过程中不够细致。在小组合作学习中，个别小组存在分工不明确、协作不顺畅的问题，影响了测量任务的完成效率和质量。这反映出学生在团队协作方面还需要进一步加强培养。3.方法效果讲授法、演示法、实践法和小组合作学习法相结合的教学方法在本节课中取得了较好的教学效果。讲授法使学生系统地掌握了理论知识，演示法让学生直观地了解了仪器的操作方法，实践法让学生在实际操作中巩固了所学知识，小组合作学习法培养了学生的团队协作能力。但是，在教学方法的运用上还可以进一步优化。例如，在讲解水准测量原理时，可以增加一些动画演示或实物模型展示，使抽象的理论知识更加直观易懂；在实践教学环节，可以增加更多的案例分析和讨论，引导学生深入思考和分析问题；在小组合作学习中，可以加强对小组的组织和指导，提高小组合作的效果。4.学生反馈通过与学生的交流和沟通，了解到学生对本节课的教学内容和教学方法比较感兴趣，认为实践操作环节能够让他们更好地掌握知识和技能。同时，学生也提出了一些建议，如希望增加更多的实践机会、提供更多的案例分析、加强对难点问题的讲解等。针对学生的反馈，在今后的教学中，将进一步优化教学内容和教学方法，满足学生的学习需求。例如，适当增加实践教学的比重，丰富案例资源，加强对学生的个别指导等。5.改进措施在今后的教学中，加强对教学内容的研究和分析，采用更加直观形象的教学手段，如动画、视频、实物模型等，帮助学生理解抽象的理论知识。例如，在讲解水准测量原理时，可以制作一个动画视频，展示水准仪的视线如何在水准尺上读数，以及高差和高程是如何计算的，让学生更加直观地理解测量原理。增加实践教学的时间和次数，让学生有更多的机会进行实际操作练习，提高学生的操作技能和熟练程度。同时，在实践教学过程中，加强对学生操作的指导和监督，及时纠正学生的错误操作，确保学生能够正确掌握仪器的使用方法和测量技巧。进一步加强小组合作学习的组织和指导，明确小组分工，培养学生的团队协作意识和沟通能力。在小组合作学习前，对学生进行分组指导，让每个学生