软件仿真模拟平台在工程测量学实践课程教学中的优势探讨
时间：2021-02-05 02:00:18 来源：达达文档网 本文已影响 人 
王文
[摘 要] 针对测量实践课程在大学实践课程开展过程中常见的问题，探讨了利用软件仿真模拟平台在测量学实践课程的优势。利用软件仿真模拟平台进行实践课程教学不受天气、环境、地理位置等因素影响，有效地降低了实践课程开展的成本。另外，软件仿真模拟平台为考察学生实践能力提供了新的方法。软件仿真模拟平台实现了教学的智能化、信息化，具有多感知、沉浸式、交互性、构想性等。
[关键词] 工程测量学实践课程;软件平台授课;仿真模拟教学
[基金项目] 2017年度海南教育厅颁布“海南省本科院校应用型转型专业建设项目——三亚学院工程管理专业建设成果”
[作者简介] 王 文（1985—），女，湖南株洲人，硕士，讲师，研究方向为环境污染与防治。
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2020）35-0320-02 [收稿日期] 2020-04-01
一、引言
测量学是许多工程类专业的基础课程，在本科教学当中是一门典型的应用型课程，在实际工程建设过程当中贯穿始终，是保证工程质量的重要环节。测量学的实践环节直接与理论学习相关联是学习测量学的重要教学手段，能加深和巩固课堂所学内容、培养学生独立思考、运用理论知识解决实际问题的能力[1，2]。目前，现代化、智能化的软件仿真实践教学平台已经在工程测量实践教学过程中得到一定的开发和应用[3，4]。软件仿真模拟平台是利用虚拟实训软件，通过模拟各种场景和地势地貌，使操作者有身临其境的感觉，软件在设计过程中明确要求了仪器操作过程的条理性，规范学生的操作步骤及操作方法，使学生养成良好的操作习惯。
二、工程测量学软件仿真模拟平台实践授课教学内容
工程测量学软件仿真模拟平台实践授课教学内容主要分为仪器的认知以及常规仪器操作两部分的教学内容。仪器认知方面主要针对水準仪、经纬仪、罗盘仪、全站仪、GPS-RTK等基础仪器以及了解现今最新的仪器及发展动态。仪器操作部分包括平面控制测量（含导线外业测量和内业计算）、高程控制测量、大比例地形图绘制、GPS-RTK坐标测量。软件仿真模拟平台设计根据常规的测量实习内容，增加了现代测量技术的应用，丰富了教学手段，学习最新的测量技术，提高了实践教学的效果和质量。
三、工程测量学教学软件仿真模拟平台授课的教学优化
1.排除测量外界环境影响
测量学实践课程几乎都是在户外进行，考虑到学生管理及安全等问题，测量学实践课程通常只会把测量学实践教学安排在校园范围内进行，这样的户外教学环境常常会受到人流，车流以及气候环境的影响。另外，常规的校园地形地貌相对比较平坦，建筑元素也较为单一。
只有少部分校园会建立了独立的测量学实习基地。但是即使有了独立的户外测量基地，还是很难排除气候环境的影响。在本校教学过程当中，因为地处于热带海洋性气候带，常常会在户外教学过程当中碰到季节性大雨、海洋性气候带来的高温及紫外线的灼伤。测量学仿真模拟平台不受天气、环境、地理位置等因素影响，仿真模拟环境逼真，虚拟场景包含植物、道路、建筑等元素，丘陵、平原、城区、城郊等不同类型的场景，方便教师实训教学和学生专业核心技能的训练。
2.解决测量设备不足
如今测量相关设备的发展日新月异，设备追求具备更多复合功能和更简便的操作。测量设备的快速发展与目前大部分的高校实验器材不足和实践课时不足的矛盾十分突出。具体问题主要是：第一，学校的设备的储备量有限，只能按小组进行实践练习，几人或者上十人使用一套仪器，这样每节课下来，很多同学都没有足够的时间熟悉仪器。第二，学校考虑到仪器保管的问题，通常不会让学生在没有老师的管理下课后接触仪器，在有限的课时内不能满足学生的熟练使用仪器的要求。第三，现在大部分的高校使用的还是光学的测量设备，要跟上当今仪器发展的步伐，需要付出大量的财力。因此，实际测量工作用到的测量设备在学校很难接触到。软件仿真模拟平台模拟实践教学能够有效地降低实践教学成本，利用学校现有的计算机房，开展实践教学，能实现人手一套模拟测量设备，让学生能够独立思考，全方位锻炼测量技能。软件平台的运用，能让学生更加熟练的掌握设备操作，弥补了测量学实践课时不足的缺陷。另外，模拟平台会根据当今仪器的发展，更新设备动态与实践内容，增强学生对新设备和新技术的认知。
3.提高测量设备学习的直观性
当前测量学的教学手段多以讲授为主，配合多媒体视频等，但能为教学所用的工程测量实操视频软件资源非常有限，因此，测量教学受各种条件限制不能完全展现测量工作主要步骤。软件模拟平台提供测量设备3D立体图像，能360°旋转设备全面查看设备全貌，模拟的施工测量场景逼真，操作条理清晰，学习更为直观明了。并设计了练习模式，实现多屏幕互动，可通过多点触控、手势识别等技术对全站仪、RTK等模型进行选择，拖动，旋转，使用，可实现仪器开机，认知仪器外部结构，仪器使用观测等各种仿真操作。
4.丰富测量实践能力考察方式
大部分学校现在的测量学考察方式都是采用笔试的形式，这样的考察形式会让课程偏重于理论，而忽视了课程实践的重要性，降低了学生对课程是主观认知。有些高校通过开展实习课程考查学生实践能力，但是往往会受到场地和时间的限制。而且实习课程通常是按小组进行，不能对准确地考察个人的学习情况。软件模拟平台根据实际的教学情况安排设计实习内容可以创造不同的场景，在模拟场景中能埋设了导线点，建立了对应的测量导线网，精确的三维坐标和地形图，并且通过设计不同的考察模式，考核学生的仪器设备的认知和实践操作能力，考核方式简单可操作性强，能帮助教师更好地进行测量学实践课程的考核。
5.解决户外测量安全问题
测量学实验实习内容一般是根据地形和实际情况进行实践活动，这些实践活动通常都是在户外环境中进行，测量学实验实习过程中最为常见的问题是由于学生操作不规范引起的仪器损坏。除此之外仪器丢失的情况也常有发生。在本校学生测量过程当中，因地处海南三亚落笔洞自然保护区旁，常会出现蚊虫侵扰，常常出现由隐翅虫毒液引发的皮肤炎症。利用软件仿真模拟平台可以有效地避免这些问题的出现。
6.解决学生管理问题
由于测量学实践实习必须在户外进行，这种特殊性对教学的管理和安排有着特殊的要求。实践课程会安排每班按小组进行，每个小组会散开在学校或者测量实习基地的各个位置，作为测量课程的教师难免会出现分身乏术的现象。学生实践情况把控不到位，常常会出现缺勤或者旷课的情况。但是通过软件模拟平台每位同学自成一组，实践操作可以直接在计算机房完成，实践具体的进程教师可以通过模拟平台进行检查，学生管理非常方便。
四、结论
软件仿真模拟平台作为新引入到本校测量学实践教学的教学软件，其操作简便，教学针对性强。软件仿真模拟平台模拟的场景和仿真仪器图像可以让学生更好地学习测量学的实践操作和仪器的使用，教学使用效果较好。另外随着软件的更新可以实时了解到最新的测量设备和测量技术，帮助高校学生毕业后与社会有效地融合，提高了教学质量和效率。软件仿真模拟平台可克服实践教学过程受天气、环境等外界不利条件的影响，大大弥补传统实践教学过程中存在的一些不足，可作为工程测量实践教学的有力补充，同时鉴于软件仿真模拟平台的直观性和趣味性，可作为工程测量辅助的教学工具使用。
参考文献
[1]邢国起.现代教育技术在测量学实践教学中的应用研究[J].潍坊学院学报，2012（4）：102-104，118.
[2]郭保生，何瑞珍，张雅梅，等.加强测量学实践教学环节是提高教学质量的有效途径[J].实验室科学，2013（4）：162-164.
[3]陈冬冬.仿真软件在电子测量学教学中的运用分析[J].都市家教月刊，2016（10）.
[4]刘善伟，熊展.《测量学》实验教学仿真软件设计与实践[J].高教学刊，2017（17）：84-86.
