摘要:“工程與工業(yè)攝影測(cè)量”是一門現(xiàn)勢(shì)性、應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。課程設(shè)置為選修課，課時(shí)量較小。如何在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生掌握該課程的理論知識(shí)，是一件非常重要的事情。本文結(jié)合作者在中南大學(xué)為期5年的“工程與工業(yè)攝影測(cè)量”課程教學(xué)實(shí)踐，分析了“工程與工業(yè)攝影測(cè)量”課堂講解的重點(diǎn)和難點(diǎn)，提出在教學(xué)過程中充分利用案例教學(xué)和互聯(lián)網(wǎng)查找知識(shí)的有利條件，課堂上通過案例教學(xué)逐步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和讓學(xué)生掌握每個(gè)知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，課下通過對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)布置作業(yè)和讓學(xué)生組成興趣小組自行進(jìn)行實(shí)際工程的設(shè)計(jì)加深學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的知識(shí)和自主學(xué)習(xí)能力，合理安排實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握工程與工業(yè)攝影測(cè)量的相機(jī)檢校和內(nèi)外業(yè)操作。在近幾年的教學(xué)實(shí)踐過程中，發(fā)現(xiàn)該方法有效地提高了學(xué)生對(duì)該課程內(nèi)容的掌握程度和學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效果超越往屆學(xué)生，實(shí)踐結(jié)果充分證明了該方法的有效性。
關(guān)鍵詞:工程與工業(yè)攝影測(cè)量;案例教學(xué);教學(xué)改革;互聯(lián)網(wǎng)
0引言
“工程與工業(yè)攝影測(cè)量”是一門現(xiàn)勢(shì)性、應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。該課程在學(xué)校的培養(yǎng)方案里設(shè)置為選修課，是學(xué)生選修攝影測(cè)量后，后續(xù)深入學(xué)習(xí)的一門拓展課程。該課程的理論知識(shí)將為學(xué)生從事近景目標(biāo)測(cè)量工作或相關(guān)科研和教學(xué)工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。從1996年至今，數(shù)字近景攝影測(cè)量的研究及應(yīng)用已步入成熟期，研究的重點(diǎn)從幾何量測(cè)精度轉(zhuǎn)為實(shí)時(shí)性、全自動(dòng)化和測(cè)量結(jié)果的深加工(三維建模與虛擬現(xiàn)實(shí))等，尤其是激光掃描技術(shù)的發(fā)展，使多傳感器數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)融合等問題倍受關(guān)注。目前，我國(guó)專家學(xué)者在三維信息的快速獲取、攝影測(cè)量與計(jì)算機(jī)視覺的融合、不同儀器設(shè)備的集成等方面開展了深入的研究取得了豐碩的成果。隨著普通數(shù)碼相機(jī)的普及，計(jì)算機(jī)技術(shù)和空間信息技術(shù)的發(fā)展，近景攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，極大地推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步。數(shù)字近景攝影測(cè)量技術(shù)在文物考古、工程建設(shè)和人工智能等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但因?yàn)樵撜n程在高校培養(yǎng)方案設(shè)置為選修課，課時(shí)量較小，學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣不是很高。一方面是課程內(nèi)容的重要性和復(fù)雜性，一方面是學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的減弱，如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣讓學(xué)生重視該課程的學(xué)習(xí)，如何高效地在有限的課堂時(shí)間和實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生掌握課堂知識(shí)，采用合理高效的教學(xué)方法就顯得非常的重要。本文結(jié)合作者在“工程與工業(yè)攝影測(cè)量”課程教學(xué)的實(shí)踐，提出在教學(xué)過程中充分利用案例教學(xué)和互聯(lián)網(wǎng)查找知識(shí)的有利條件，有效利用有限的課堂教學(xué)時(shí)間采用案例教學(xué)法進(jìn)行課程內(nèi)容的講解，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，有效利用互聯(lián)網(wǎng)課下布置作業(yè)提高學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力，有效利用實(shí)驗(yàn)課程時(shí)間完成內(nèi)外業(yè)操作及相機(jī)檢校，讓學(xué)生快速高效地掌握該課程學(xué)習(xí)內(nèi)容。
1“工程與工業(yè)攝影測(cè)量”講解的難點(diǎn)和重點(diǎn)
該課程在學(xué)校的培養(yǎng)方案里設(shè)置為選修課，是學(xué)生選修攝影測(cè)量后，后續(xù)深入學(xué)習(xí)的一門拓展課程。從學(xué)生的角度看該課程，他們可能會(huì)認(rèn)為該課程與攝影測(cè)量所講內(nèi)容一樣，有非常大的重復(fù);從課程設(shè)置來說，該課程為選修課程，課時(shí)量比較少，只有18個(gè)講課課時(shí)和6個(gè)實(shí)驗(yàn)課時(shí)。前者導(dǎo)致學(xué)生對(duì)該課程內(nèi)容及新知識(shí)的興趣不大，上課似是而非似懂非懂的聽講，后者導(dǎo)致該課程在學(xué)生心目中地位降低，進(jìn)而對(duì)該課程學(xué)習(xí)不重視，有些竟然純粹為湊學(xué)分而選修。另學(xué)生對(duì)前期所修的攝影測(cè)量課程掌握程度也會(huì)影響他們對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。從該課程教學(xué)內(nèi)容來說，該課程教學(xué)知識(shí)點(diǎn)相比攝影測(cè)量有很大的不同，有它的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn):比如如何設(shè)計(jì)及實(shí)施攝影測(cè)量外業(yè)拍攝方案，確定和控制不同的攝影測(cè)量外業(yè)拍攝方案的精度，進(jìn)行外業(yè)拍攝;如何布置外業(yè)控制點(diǎn)，確定和控制外業(yè)控制點(diǎn)布設(shè)的精度。相比攝影測(cè)量，近景攝影測(cè)量的精度要高很多，內(nèi)業(yè)外業(yè)需同時(shí)掌握。除此之外，學(xué)生還必須學(xué)會(huì)如何選擇合適的攝影方式，了解相機(jī)的設(shè)置及知識(shí)(如景深、光圈等攝影知識(shí))，如果所使用相機(jī)不是量測(cè)相機(jī)，如何對(duì)非量測(cè)相機(jī)進(jìn)行內(nèi)外方位元素的確定。因此，在該課程的教學(xué)過程中，需要把學(xué)生學(xué)過的測(cè)繪知識(shí)和攝影測(cè)量的知識(shí)綜合起來，對(duì)學(xué)生對(duì)前面課程的掌握程度又有一定的要求。該課程達(dá)成目標(biāo)為學(xué)生可以獨(dú)立進(jìn)行外業(yè)攝影測(cè)量觀測(cè)和方案制作及精度評(píng)定，并且可以根據(jù)外業(yè)觀測(cè)進(jìn)行內(nèi)業(yè)的計(jì)算。對(duì)教師來說，如何對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理和整合，如何糾正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣，如何在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)把這些知識(shí)傳遞給學(xué)生并讓學(xué)生掌握，確實(shí)是一個(gè)挑戰(zhàn)。對(duì)于學(xué)生來說，如何掌握各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，如何把所學(xué)內(nèi)容連接起來，則是一件非常重要的事情。
2在現(xiàn)有培養(yǎng)模式基礎(chǔ)上充分利用案例教學(xué)和互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)
根據(jù)“工程與工業(yè)攝影測(cè)量”課程講解的重點(diǎn)和難點(diǎn)，作者在該課程課堂教學(xué)中充分融入案例教學(xué)和互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)，以期提高學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣和知識(shí)掌握能力:
1)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣:在教學(xué)初期，教師以某一實(shí)際工程為例啟發(fā)學(xué)生，如果他們要完成這個(gè)工程，需要做哪些事情，需要補(bǔ)充哪些知識(shí)，老師加以引導(dǎo)，學(xué)生跟著思路一起思考，逐步明白，原來工程與工業(yè)攝影測(cè)量可以做這樣的工程，可以達(dá)到這樣的目的，工程的實(shí)際操作中每一步都有這樣那樣的要求，都要學(xué)習(xí)這樣那樣的知識(shí)。接下來對(duì)該課程的應(yīng)用前景和市場(chǎng)需求進(jìn)行分析和介紹，學(xué)生會(huì)逐步明白該課程學(xué)習(xí)完畢后自己可以做哪些事情，這些事情具有哪些實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，通過案例教學(xué)法迅速提高學(xué)生對(duì)該課程學(xué)習(xí)的興趣。
2)課堂中應(yīng)用案例教學(xué)法將教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)化:在后續(xù)講課內(nèi)容中把該工程繼續(xù)拿出來示例，告訴學(xué)生，你學(xué)習(xí)到了哪一步的知識(shí)內(nèi)容，這些知識(shí)內(nèi)容在該工程實(shí)際中是如何應(yīng)用的，有什么樣的應(yīng)用價(jià)值，你該學(xué)會(huì)哪些具體的計(jì)算和設(shè)計(jì)。通過這樣的教學(xué)，學(xué)生可以搞清楚每個(gè)知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際工程中的應(yīng)用價(jià)值和如何實(shí)際應(yīng)用每個(gè)知識(shí)點(diǎn)，可以把所學(xué)的知識(shí)連接起來系統(tǒng)化。在教學(xué)中，教師不僅要告訴學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握的每個(gè)知識(shí)點(diǎn)，還要站在一定高度把所有教學(xué)內(nèi)容連接起來系統(tǒng)化，讓學(xué)生明白這些知識(shí)點(diǎn)是這么運(yùn)用的，在實(shí)際工程中處于哪個(gè)環(huán)節(jié)。
3)布置作業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)讓學(xué)生掌握重要的知識(shí)點(diǎn)和進(jìn)行實(shí)際的工程應(yīng)用:因?yàn)檎n時(shí)有限，課下學(xué)習(xí)就非常有必要了，對(duì)重要的知識(shí)點(diǎn)布置作業(yè)，比如課程中的重要內(nèi)容基線量測(cè)，讓學(xué)生進(jìn)行公式推導(dǎo)和量測(cè)實(shí)施過程要點(diǎn)的書寫，通過做作業(yè)學(xué)生可以快速掌握學(xué)習(xí)的內(nèi)容。同時(shí)教學(xué)過程中不可能把所有的工程都給學(xué)生講解，鑒于知識(shí)的相通性，在具體講授知識(shí)點(diǎn)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生思考該知識(shí)點(diǎn)在其他工程中該如何具體實(shí)施，并根據(jù)實(shí)際工程種類，將學(xué)生設(shè)置不同的興趣小組針對(duì)某一類工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，讓學(xué)生把所學(xué)的知識(shí)綜合運(yùn)用起來，達(dá)到教學(xué)目的。
4)合理安排實(shí)驗(yàn)課:第一個(gè)實(shí)驗(yàn)做近景攝影測(cè)量相機(jī)檢校，因?yàn)檫@屬于攝影測(cè)量者工作的第一步;第二個(gè)實(shí)驗(yàn)做外業(yè)攝影測(cè)量方案的實(shí)際及實(shí)施，并進(jìn)行精度評(píng)定，要求學(xué)生使用攝影測(cè)量軟件進(jìn)行點(diǎn)云的生成和三維建模，試驗(yàn)要求學(xué)生掌握設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)際外業(yè)工作，并對(duì)所做結(jié)果進(jìn)行精度評(píng)價(jià);第三個(gè)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生進(jìn)行DLT編程，讓學(xué)生掌握如何計(jì)算DLT中的參數(shù)，并學(xué)會(huì)如何應(yīng)用計(jì)算的參數(shù)計(jì)算未知像點(diǎn)的坐標(biāo)，進(jìn)行點(diǎn)云的生成，達(dá)到掌握內(nèi)業(yè)處理的目的。這3個(gè)實(shí)驗(yàn)本身涵蓋和綜合了這門課的主要內(nèi)容，因此，在3次實(shí)驗(yàn)做完后，學(xué)生切實(shí)地掌握了課程內(nèi)容，達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo)。
3結(jié)束語
“工程與工業(yè)攝影測(cè)量”是一門現(xiàn)勢(shì)性、應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生切實(shí)掌握該課程的內(nèi)容并學(xué)會(huì)應(yīng)用是一件非常重要的事情。本文通過綜合運(yùn)用案例教學(xué)和互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)，提高了學(xué)生的興趣，讓學(xué)生明白每個(gè)知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際工程中的應(yīng)用價(jià)值并學(xué)會(huì)如何應(yīng)用，同時(shí)讓學(xué)生組成興趣小組，對(duì)某一工程的設(shè)計(jì)實(shí)施內(nèi)業(yè)處理精度評(píng)定等進(jìn)行一整套的自主學(xué)習(xí)，3個(gè)課程實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握相機(jī)檢校、外業(yè)實(shí)施和內(nèi)業(yè)計(jì)算，讓學(xué)生系統(tǒng)性地掌握了該課程的教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到了課程的教學(xué)目標(biāo)。通過教學(xué)信息反饋和畢業(yè)生用人單位評(píng)價(jià)可知，學(xué)生及用人單位對(duì)該課程的教學(xué)效果反映較好。雖然作者已在該課程教學(xué)研究上做了一些工作，但今后仍需繼續(xù)在新的教學(xué)方法和手段上進(jìn)行有益的探索，以期進(jìn)一步完善“工程與工業(yè)攝影測(cè)量”的本科教學(xué)方法，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新思維能力。
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