大地测量学基础课程教学与实践改革研究

  本文关键词：大地测量学基础课程教学与实践改革研究，由笔耕文化传播整理发布。

第１６卷第１期
２００７年２月

测绘工程
ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＯＦ ＳＵＲＶＥＹＩＮＧ Ａ ＮＤ ＭＡＰＰＩＮＧ

ｖ０１．１６№．１ Ｆｅｂ．．２００７

大地测量学基础课程教学与实践改革研究
丁士俊，郭际明，刘宗权，苏新洲
（武汉大学测绘学院，湖北武汉４３００７９） 摘要

：大地测量学基础是测绘工程专业的骨干课程与专业基础课程之一，在学科体系中占有相当重要的地位。从 测绘学科的教学与实践改革的实际出发，介绍了大地测量学基础教学与实践改革研究的主要内容，指出目前教学与 实践中存在的问题，提出解决问题的对策。 关键词：测绘工程；大地测量学基础；教学与实践；教学改革
中图分类号：Ｇ６４２．０ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９４９（２００７）０１—００７３—０３

Ｔｅａｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｒｅｆｌ０Ｉｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｆＯｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ｏｆ ｇｅｏｄｅｓｙ
ＤＩＮＧ ＳｈｉＩｊｕｎ，，ＧＵＯ Ｊｉ—ｍｉｎｇ，ＬＩＵ Ｚｏｎｇ—ｑｕａｎ，ＳＵ Ｘｉｎ—ｚｈｏｕ
（ｓｃｈ００ｌ ｏｆ Ｇｅｏｄｅｓｙ ａｎｄ Ｃｋ棚ａｔｉｃｓ，Ｗｕｈａｎ Ｕ－ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈｎ ４３００７９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ

ｆｕｎｄ踟ｅｎｔａｌｓ

ｏｆ ｇｅＯｄｅｓｙ

ａｒｅ

ａｎ

ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ａｎｄ ｍａｉｎ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ

ｃｏｕｒＳｅ

ｆｏｒ ｇｅｏｄｅｓｙ，ｇｅＯｍａｔｉｃｓ，

ｇｅ。ｐｈｙｓｉｃｓ，ｓｕｎ，ｅｙｉｎｇ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ａｎｄ
ｐｒａｃｔｉｃｅ

ｐｈｏｔｏｇｒ狮埘ｅｔｒｙ．Ｔｈｉｓ

ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅＳ ｍａｉｎ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｔｅａｃｈｉｎｇ ａｎｄ

ｒｅｆｏｍｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ，ａｎｄ

ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｎｅｓ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｒ、，ｅｙｉｎｇ

ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｆｕｎｄ锄ｅｎｔａｌｓ

ｏｆ ｇｅＯｄｅｓｙ；ｔｅａｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ；ｔｅａｃｈｉｎｇ

ｒｅｆｏｍａｔｉｏｎ

大地测量学是地球科学的重要学科分支之 一，是大地测量、工程测量、摄影测量与遥感、地图 以及地理信息等专业的基础学科。近些年来，随 着测绘技术的快速发展，测绘学科的教学与实践 改革已是必然。在大地测量、工程测量、摄影测量 与遥感等相关测绘专业合并为一个测绘专业的背 景下，面对测绘技术与测绘教育新形势，按照全国 测绘教学指导委员会关于编写测绘工程专业系列 基础教材的计划和要求，《大地ｉ见０量学基础》是专 为测绘工程专业本科学生编写的一门基础性的教 材。该教材以现代大地溟４量学理论体系为基础， 以现代大地测量学的新成就和未来发展为出发 点，正确处理好经典内容和现代发展的关系，全书 以传统《应用大地测量学》、《椭球大地测量学》、 《控制测量学》等多种版本教材为基础，以几何大 地测量学、物理大地测量学及现代空间大地测量 学为基本体系框架的?基础上编写的，教材大量删 减了过时的内容，引进最新的大地测量新成果，提 出未来发展方向，较为系统地阐述了大地测量学 的基本概念、基本理论和测量技术与方法。

１教材的基本内容与特点
《大地测量学基础》是专为测绘工程本科专业学 生编写的教材，基本内容较为全面，重点较为突出， 总体上来看，其内容体系完整。教材第１章侧重于 大地测量学的基本概念，介绍了大地测量学的定义 和内容、地位与作用、发展简史及未来展望，扩展了 经典大地测量定义的内涵，并赋予大地测量学新的 定义。在第２章地球重力场基本原理中，较为详细 介绍了地球重力位、地球重力、正常重力位、正常重 力、高程系统以及大地测量常用坐标系等基本概念， 概括性的讲述了利用该理论及现代人造地球卫星手 段确定地球形状、大小及其变化的基本原理。第３ 章介绍了地球椭球的数学性质，大地主题解算原理 及方法，详细介绍了高斯平均引数法与白塞尔解算 方法。对地图数学投影的基本概念、椭球投影变换 基础理论、高斯投影、兰勃特投影与ＵＴＭ投影的基 本原理及计算，坐标邻带换算等方面的基本理论作 了重点详细的介绍。第４章是大地坐标系的建立原 理，大地基准参数，参心地固坐标系（５４北京坐标 系、８０西安坐标系、新５４北京坐标），地心地固坐标

收稿日期：２００６—０８—０９

作者简介：丁士俊（１９６２～），男，副教授，博士

万方数据 　

测绘工程

第１６卷

系（ＷＧＳ一８４、ＩＴＲＦ），ｉ贝０站坐标系，坐标系之间的 相互关系等方面的基本理论，引进了一些大地测量 的新概念。第５章以各种测量仪器设备等为主线， 介绍了经典与现代测量技术与方法，包括水平角测 量与天顶距测量、距离测量、高程测量、天文测量、重 力测量与ＧＰＳ定位。全书对当今大地测量的基本 概念、基本理论、基本技术方法给予了较为充分阐
述。

解疑、归纳的作用。这样可以在短时间内消化大量 的教学内容，又可以调动激发学生学习的主动性，达 到事半功倍的效果。另外充分利用现代教学手段， 进一步改进教学方法，提高教学效率，在授课过程 中，对复杂公式的推导、讲课的图表等内容采用多媒 体进行教学，真正达到省时、清晰、易懂的效果。 ４）加强实验环节，注重理论与应用。根据多年 教学经验，对学生的知识的运用和能力培养方面的 内容逐渐形成３个层次的实验教学，其一强化课堂 基础实验，对于一些理论性应用性较强的计算问题 必须要学生熟练掌握，如大地主题的正反算、高斯投 影正反算（兰勃特投影与ｕＴＭ投影计算）、高斯投 影邻带换算、常见空间与平面坐标系之间坐标换算 等。一方面可以帮助学生加深对理论的理解，另一 方面可以通过学生自主编写程序，提高解决实际问 题能力，帮助学生认识自己在学习中存在的问题与 不足。其二，加强综合技术的练习实习，使理论在实 践中不断深化。综合技术的实习包括高精度距离测 量、水平角观测（即方向观测）、ＧＰＳ测量、精密二等 水准测量等，让学生熟练掌握上述几种ｉ贝０量方法观 测及其数据处理方法，把基本理论与实践紧密地结 合在一起，通过综合实习的练习，把在课堂上未完全 掌握与理解的知识在实习环节中加以进一步吸收、 消化。同时通过实习，可以反馈一些指导教学的重 要信息，有利于进一步提高课堂的教学质量。其三 是课程设计综合训练，课程设计综合训练的目的是 对学生掌握知识、灵活的运用知识、激发创新思维、 培养创新能力的重要环节。该内容一般课程结束 后，利用专门的集中实习来完成，其内容主要包括控 制网的设计与精度估算、控制网的实际观测与数据 处理（包括常规控制网与ＧＰＳ控制网），让学生真正 做到学以致用。 ５）建立一套较为完整的学习辅导教材、学习课 件以及学习辅导软件等，便于学生自学、自评、自查。 通过几年教学实践表明，辅导教材能够起到帮助学 生自学，自我检查与评估的作用，帮助学生自身确定 对知识的掌握程度。
３

２教学与实践改革研究的主要内容
全书是以几何大地测量、物理大地测量学以及 现代空间大地测量学为基本体系框架基础上编写， 全书共５章２８节，４０多万字，计划在５０～７０学时 讲完，与过去教学相比较，其内容大幅度增加，教学 课时大幅度减少，为了解决其突出矛盾，保证其教学 质量，因此其教学与实践必须作相应的改革。 １）以不同的专业方向精选教学内容。以本学科 的教学目的和课程的内在体系为依据，以现代大地 测量的成就和未来发展为着眼点，精选教学内容，重 点要突出，其涵盖的内容要适当广泛，对于基本概 念、基本理论、基本技术方法要加以充分讲解，把教 学内容分为基本内容、选学内容和自学内容，其基本 内容应该包含其专业方向所涉及到的大地测量学的 基本理论与基本技术，选学内容和自学内容应该根 据专业与学生的能力以及今后的发展需要来加以确 定。其次突出重点难点，对于重点内容要讲深讲透， 难点内容主要从提出问题、分析问题以及解决问题 的方法人手，让学生了解其过程，理清其思路，如本 教材强化了高斯投影族概念，使学生对高斯投影理 论体系有了全面的了解。重点介绍高斯投影、兰勃 特投影与ＵＴＭ投影的基本原理、变形规律及其适 用范围等。 ２）突出科学思维辩证逻辑方法，注意到前后课 程的分工和内在联系。避免课程内容之间的重复， 对于涉及先前课程有关内容与后续相关学科有关的 理论和应用要进行分析总结，使学生在深入透彻地 理解和消化课程内容的同时，拓宽视野。 ３）以培养学生的能力为目的，调整课堂的教学 方式与方法。过去在教学内容与时间基本相符的情 况下，课堂的教学基本上是填鸭式的教学。为了提 高学生学习的主动性与创造性，改变过去那种一统 式的教学方式，将教学内容与时间分为老师主讲课、 学生自学课、专设讨论课等部分，在自学课与讨论课 的环节中，其内容要有针对性，教师在教学过程中要 积极加以组织，学生是学习的主体，教师起到引导、 万方数据 　

目前存在的问题与解决对策
通过几年教学实践，从事该课程教学的专业教

师对教学中的薄弱环节有了一个比较清醒的认识， 需要研究与解决的问题也较为明确，主要表现在以 下几个方面： １）首先就教材内容体系上来讲，有些知识点在 教材章节上存在前后交叉现象，有些章节过于繁琐，

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丁士俊，等：大地测量学基础课程教学与实践改革研究

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而有些章节的内容又过于简练而不够系统全面，同 时在有些内容前后安排的顺序上也需要作相应的调 整等。２００５年《大地测量学基础》再版，较好地克服
了旧版教材的不足。

成，使学生在每个实习环节中都得到较好的锻炼。

４结束语
测绘工程专业基础学科的教学与实践存在一系 列有待解决的问题，大地测量学基础课程的教学更 是如此。因此，积极进行大地测量学基础课程教学 与实践的改革研究，不但对本校测绘专业的教学具 有指导意义，而且对于全国测绘专业及其相关专业 都会起到一定的推导作用。２００５年《大地测量学基 础》被评为国家优秀教材，基本课程建设已经完成， 课程的相关建设正在进行之中，尽可能在较短的时 间内补充、完善其相关内容，使该课程的教学与实践 步人正规化、规范化的轨道，改变目前本科教学中存 在的问题，使得本科教学上一个的新的层次，为进一 步提高教学质量奠定坚实的基础。实现本科教学重 基础与能力、重素质与创新有机结合，为培养适应现 代经济和社会发展所需的创造型复合人才而努力。 参考文献
［１］孔祥元．大地测量学基础［Ｍ］．武汉：武汉大学出版社，
２００１．

２）其次《大地测量学基础》教材所涉及的内容较 广，知识点较多，理论强，让学生在有限的时间内消 化吸收其主要内容，需要建立一套较为完整的教学 体系，组织编写《大地测量学基础实习与习题集》辅 导教材是目前需要解决的主要任务，也是大地测量 学基础教学与实践改革研究的主要成果之一，其中 内容应包括《大地测量学基础》实习大纲与任务书， 课程设计，课堂基础实验以及各章节的习题等。 ３）缺少必要的教学辅导软件。《大地测量学基 础》课程教学中存着大量适用强的计算问题，其中许 多计算问题所涉及的理论性较强、计算较繁琐，计算 的精度与准确性要求较高，众多的计算问题学生还 不能按照要求加以掌握，即使勉强能够编程计算，往 往计算精度上达不到要求。因此，编写适合教学的 辅导软件，一方面可以用来检验或学生自查计算结 果的准确性；另一方面可以随时随地提供某些关键 算法的原程序模块，让学生来加以消化吸收，帮助学 生提高解决实际问题的能力。从多年教学的效果来 看，该方面是目前教学的又一薄弱环节，需要在今后 的教学中来加以补充与完善。 ４）加强实习场地的建设，目前由于实习场地的 限制，除ＧＰＳ测量受实习场地限制较小外，其它如 精密二等水准测量、导线测量、边角三角测量等几大 实习环节得不到应有的保障，使学生对于这些传统 的测量方法的基本技能得不到很好的掌握。同以往 相比较，重视的程度也不够，其教学质量不佳是显而 易见的。因此，改变目前实习条件不理想的困境，提 高实践教学质量，也是目前急需解决的主要问题。 因此，对于上述几大实习环节必须要引起足够的重 视，让学生明确实习的目的与任务，编写详细的实习 指导书，在教师的引导下，让学生自己准备、组织、完

［２］许捍卫，李浩．测绘工程专业中地理信息系统基础课程的 教学方法探讨［Ｊ］．现代测绘，２００５，２８（２）：４６—４８． ［３］孔祥元，刘宗泉，张松林，等．“大地测量学基础”课程建设 和教学改革［Ｊ］．测绘信息与工程，２００３，２７（６）：３９—４０． ［４］李惠敏，刘泽华，陈刚．新课程背景下的课程设计改革与
实践［Ｊ］．湖南科技学院学报，２００６（１）：２４６—２４８．

［５］花向红，汪志明，许才军，等．测绘工程本科专业实验教学 改革实践与思考［Ｊ］．高等理科教育，２００３（６）：５８—６０． ［６］黄张裕，黄晓时．工科专业测绘实践性教学的探讨［Ｊ］．实 验技术与管理，２００６，２３（２）：９２—９４． ［７］邱卫宁，王新洲，陶本藻．测量平差教学体系的设计与研 究［Ｊ］．测绘通报，２００６（２）：６７—６９． ［８］花向红，汪志明，许才军，等．测绘工程实验教学评价体系 的建立与实践［Ｊ］．测绘工程，２００４，１３（２）：５３—５６．

［责任编辑：刘文霞］

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大地测量学基础课程教学与实践改革研究
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数： 丁士俊， 郭际明， 刘宗权， 苏新洲， DING Shi-jun， GUO Ji-ming， LIU Zong-quan ， SU Xin-zhou 武汉大学,测绘学院,湖北,武汉,430079 测绘工程 ENGINEERING OF SURVEYING AND MAPPING 2007,16(1) 5次

参考文献(8条) 1.孔祥元 大地测量学基础 2001 2.许捍卫;李浩 测绘工程专业中地理信息系统基础课程的教学方法探讨[期刊论文]-现代测绘 2005(02) 3.孔祥元;刘宗泉;张松林 "大地测量学基础"课程建设和教学改革[期刊论文]-测绘信息与工程 2003(06) 4.李惠敏;刘泽华;陈刚 新课程背景下的课程设计改革与实践[期刊论文]-湖南科技学院学报 2006(01) 5.花向红;汪志明;许才军 测绘工程本科专业实验教学改革实践与思考[期刊论文]-高等理科教育 2003(06) 6.黄张裕;黄晓时 工科专业测绘实践性教学的探讨[期刊论文]-实验技术与管理 2006(02) 7.邱卫宁;王新洲;陶本藻 测量平差教学体系的设计与研究[期刊论文]-测绘通报 2006(02) 8.花向红;汪志明;许才军 测绘工程实验教学评价体系的建立与实践[期刊论文]-测绘工程 2004(02)

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引证文献(5条) 1.蒋金豹.孙文彬.袁德宝 "大地测量学基础"课程教学改革探讨[期刊论文]-矿山测量 2011(2) 2.李欣 近景摄影测量集中实习教学内容与方法研究[期刊论文]-测绘信息与工程 2008(4) 3.林明华 大地测量学课程的教学研究[期刊论文]-测绘通报 2011(11) 4.丁士俊.杨艳梅.史俊波.程新明 大地主题解算几种不同算法在计算中应注意的问题[期刊论文]-黑龙江工程学院

学报（自然科学版） 2013(3) 5.姚吉利.刘科利.王志勇 大地测量学基础计算教学系统开发与应用[期刊论文]-测绘科学 2011(1)

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