卫星定位测量项目式实践教学模式探讨

王果+刘小强+蒋瑞波

摘要：根据地方性本科院校毕业生就业市场的要求和卫星定位测量与数据处理课程的特点，以提高学生项目实践核心技能为根本，对卫星定位测量项目式实践教学进行探讨。以项目为牵引，在团队协作和评比竞争的环境中，学生自主组建项目组并参与完成项目，激发了学生实习的积极性和创造性，同时感受到实际责任并维持必要压力，较为全面地训练了学生的工程能力。

关键词：项目式；卫星定位测量；实践教学；模式探讨

基金项目：煤化工资源利用与污染治理河南省工程实验室开放基金项目（502002-B02、502002-B03）、河南工程学院博士基金（D2015040）

中图分类号：N4。文献标识码：A

一、引言

实践教学是本科人才培养的基础工作，也是当前高等工程教育改革与发展的关键[1]。卫星导航定位技术应用日益广泛，为培养适应社会需求的测绘工程技术高级应用人才，《卫星导航定位》、《GPS原理与数据处理》、《GPS原理与应用》等课程已成为高校测绘工程专业必修课和核心专业课之一[2-3]，然而，卫星定位测量课程由于具有技术理论较深，涉及知识面广等特点，学生在接触相关课程内容时往往存在理解和应用困难[4]，而随着经济社会发展，社会对应用型人才的需求越来越大[5]，地方性本科院校测绘工程专业以培养应用型人才为主，毕业生很多从事一线测绘工作，经常会接触和使用GPS相关知识和技能，如进行控制测量数据采集和处理，这就要求学生不仅掌握仪器操作和数据处理技能，同时要掌握项目实施过程中的整个环节。伴隨着教学改革的推进和不断深入，项目式教学法成为了热门话题[6]。笔者结合教学实践，对卫星定位测量与数据处理课程进行项目式实践教学模式进行探讨。

二、卫星定位测量项目式教学的构建

卫星定位测量项目式实践教学是一种以项目任务驱动为核心的教学模式，其目的是培养学生掌握卫星定位测量与数据处理的核心技能，缩短甚至消除学生适应实际工作岗位所需要的时间。

（一）构建方法

以完成项目为引导目标，将预备知识和基础知识在实习前进行讲解说明，把理论教学的内容融入实践操作的项目中，其余的内容穿插到项目式实践教学各个环节中。以学生为项目完成的主体，让学生在实习过程中，真正明白实习过程中需要做什么以及怎么做，避免被动机械地按照教师精心准备的实习指导书按步骤开展实习，指导教师全程参与，对学生在实习过程中出现的问题进行讲解和点评。

（二）实习内容安排

结合《卫星导航定位》课程，根据工程项目中卫星定位测量所起的作用，将实习分为GPS静态控制测量实习和GPS-RTK实习，其中GPS-RTK测量实习作为课堂实习内容，GPS控制测量实习作为一周的集中实习内容，进行项目式教学，包括选点埋设标志、方案设计（仪器设备、人员配备、制定外业调度方案）、外业观测、内业数据处理（基线解算、网平差、高程拟合）、最终以实习报告的形式进行项目技术总结，具体内容分配如下图所示。

（三）项目情景设置

按照实习大纲，以河南工程学院本部和南校区及其周边作为控制网布设范围，依据《全球定位系统（GPS）测量规范》，进行选点，埋设标志，观测方案设计，作业调度，数据获取，数据处理等项目实施环节，并最终以控制点坐标、精度分析报告以及实习报告的形式提交项目成果。

（四）考核体系的建立

为了保证整个项目教学的顺利进行，从学生的出勤考核、团队协作、项目完成质量等方面对每个参与完成项目的学生进行监控考核，同时考核每个学生参与完成项目的情况，并根据项目各阶段的不同任务及特点，从大组、小组及个人三个方面制定考核细则。大组的考核内容主要包括测量点选择是否合理（数量、间距、周围环境情况）、网形布设、迁站方案是否合理（质量、效率、成本）和实际作业进度（每个时段观测时间）；小组的考核内容主要包括仪器维护（有无丢失、损坏）、仪器操作是否规范、记录是否清晰完整、数据是否合格、格式是否准确以及团队协作情况。个人考核内容主要包括出勤情况、参与项目完成情况（重点考察数据处理是否独立完成、结果是否正确、实习报告内容是否完整、格式是否规范）。大评分分值划分一般为大组20分、小组30分、个人50分。每位学生的总评成绩中团体考核与个人考核各占50%，这就要求学生在完成教学项目过程中，要有较强的集体观念，积极参与到每个实习内容中，为项目的顺利进行出谋划策。

三、卫星定位测量项目式教学具体实施

（一）引入评比机制的任务分配

将实习学生分为两个大组，以一个校区及周边为项目区，在任务分配过程中，由教师介绍整个教学项目的总体情况、项目的内容、计划安排、具体要求及注意事项等，阐明该项目需要用到的理论知识及操作技能，引导学生自发收集查阅相关材料，进行选点、观测方案制定和数据处理及成果提交，参与实习的两个大组，自行推选出一名项目负责人，征集各小组的意见，对整个项目全程进行调度负责，同时在两个大组之间引入竞争评比制度，对所选点位质量，调度方案以及数据处理和成果等方面进行评比，明确项目实施过程中的规章制度，制定考核标准体系，如图2所示，指导教师全程参与，发现实习中存在的问题，并予以纠正。

（二）设备材料准备

以大组为单位，组员自行讨论完成本次实习内容所需要的仪器设备以及所需要的材料，指导教师对学生所选的仪器设备和材料进行分析，作为引导者帮助学生在设备材料方面做出正确选择。使得学生充分融入到实践教学项目中，真正明白实习过程中需要做什么以及怎么做，避免了学生被动机械地按照教师精心准备好的实习指导书按步骤开展实习，从而锻炼了学生独立思考、自主完成实习的目的。

（三）控制点布设

由各大组长组织所有小组组员根据任务要求利用测区影像图或者数字线画图中初步选点，然后根据初步点位进行测区踏勘，并在实地对初选点位进行标记，指导教师在选点过程中对初选点位进行评取舍，并现场讲解点位取舍的原因，让学生深刻理解如何合理的选择点位，并对最终确定的点完成埋石标记。

（四）方案设计

在教师讲授网形设计及观测方案设计的基本原则和注意事项的基础上，要求每位学生独立完成一套方案设计。然后以小组为单位，通过小组内部讨论比较分析每位组员所设计的方案，并推荐1～2个方案作为大组内备选方案。最后，由指导教师对大组内的备选方案进行点评，并确定每个大组的最终实施方案。

（五）外业调度及数据采集

根据最终确定的设计方案，由各大组长组织，通过对讲机进行联络，制定各小组分工、具体时间安排和迁站等，共同完成外业数据采集。指导教师在此环节，全程跟踪，作为观察员，观察记录学生的基本操作技能，团队协作技能，并及时发现和纠正学生在实习过程中出现的问题和错误。

（六）数据传输和数据处理

指导教师制作数据处理视频教程，要求每个小组完成数据的传输，并按照标准命名方法对数据进行命名，然后大组长负责收集本大组内所有数据，并将数据转发给所有组员。选择静态数据处理软件对外业采集数据进行基线解算、网平差等步骤数据处理，指导教师在此过程中作为咨询者帮助学生解决数据处理过程中出现的问题。

（七）实习总结

由教师制定实习总结报告模板，明确报告主要内容以及撰写方法，要求每位学生独立完成项目总结报告，并以实习报告的形式提交。同时，以大组为单位，制作PPT进行项目总结汇报，此过程全体学生参与，指导教师作为评价者，对各个大组汇报内容进行提问、点评，同时依据考核体系对项目总体完成情况和大组内的协作情况，进行评比和考核。

四、结束语

测绘工程专业是一门实践性很强的专业，针对测绘工程专业实践教学中学生积极性不高和实习效果差的问题，将项目教学法引入《卫星定位测量与数据处理》实践课程教学中，设计了实践课程项目教学体系，制定了过程监控及考核标准，形成了“以项目为导向，以学生为中心，以教师为主导”的课程教学模式。通过2012级、213级和2014级的教学实践表明，采用该课程教学模式能够激发学生的学习积极性并培养其团队协作意识，使学生在牢固掌握卫星导航定位理论知识与实际操作技能的同时，锻炼了发现问题、分析问题和独立思考解决实际问题的能力，因而受到学生的好评。