应用型高校摄影测量学教学改革.pdf
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1、西部素质教育2023 年 9 月第 9 卷第 17 期应用型高校摄影测量学教学改革付红云,王小美,张明媚(山西能源学院,山西 晋中,030600)摄影测量学是测绘学科的重要组成部分,它是利用摄影机或其他传感器采集被测对象的图像信息,经过加工处理和分析,获取有价值的可靠信息的理论和技术。经过一百多年的发展,已经从模拟摄影测量发展到数字摄影测量阶段,并得到了广泛的应用。近年来,随着无人机、大数据、人工智能等技术的发展,快速、高精度的空间大数据处理模式已被广泛应用。摄影测量作为空间大数据的重要采集方式自然存在大量社会需求,同时这对摄影测量人才的数量和技术也提出了更高的要求。基于此,高校对于摄影测量人
2、才的培养也必须顺应社会需求发展,即在摄影测量学课程设计方面需要进行改革和创新。理论和实践的深度结合是摄影测量学课程改革和创新的关键,故高校在开设传统摄影测量课程以促使学生理解和掌握复杂抽象理论的同时,还要开设如三维模型构建、无人机航测应用和近景摄影测量等实践性较强的课程,并采取即时更新教学内容、丰富教学方式、细化教学考核等措施,这样能更好地提高学生对于摄影测量学知识的理解,进而能够培养出兼具理论与实践能力,且具备创新思维的高质量摄影测量人才1-5。经调研,山西省内应用型高校一般只开设摄影测量学一门课程,与此相关的课程开设较少,且起步晚、师资力量与配套软硬件比较欠缺,导致学生难以将摄影测量学理论
3、和实际相结合,从而影响了山西省高质量摄影测量人才的培养。对此,本文以山西能源学院(以下简称“学院”)为研究对象,分析摄影测量教学中存在的问题,并有针对性地提出了教学改革措施,以期为相关院校优化应用型技术人才培养模式提供参考及借鉴。一、应用型高校摄影测量学教学现状(一)知识抽象且学时有限,导致学生理解不深摄影测量学主要包括以下内容:影像信息科学的组成及影像信息的获取方法;摄影测量的基本原理和方法(单像解析、双像解析、解析空三、数字摄影测量基础、像片纠正与正射影像图等)6-8,涉及内容较广。目前,摄影测量学课堂教学方式一般以教师现场讲授为主,内容涉及不同坐标系的转换、大量公式推导等,知识点多且极为
4、抽象9-10,尤其在透视变换的教学过程中,这种单一的教学方式往往使教师疲于应付,进而导致学生难以理解该知识点。学院测绘工程 2017 级本科专业开设了摄影测量学课程,并且后续开设了数字摄影测量学、工业测量(其中 8 学时涉及近景摄影测量内容)两门相关课程,共计 80 学时,但从学生反映的情况和期末考核结果可以发现,学生很难系统地掌握课程理论知识。在通识教育背景下,为了与其他专业课程相协调,2018 级以后,本课程课时被进一步压缩,仅安排 48 学时(理论 40 学时、实验 8 学时),且无其他相关课程安排。对于一门对数学功底和空间变换思维能力有较高要求的课程来说,单一的教学方式、有限的学时是制
5、约课程教学质量提升的关键因素11。(二)实践教学与生产脱节对于摄影测量学教学,除基础理论知识的讲授,学院还安排了包括摄影像片内定向实验、相对定向与绝对定向实验、立体匹配及编辑实验、空中三角测量实验、4D 数据产品生产实验等在内的实践教学。但是,在实践教学过程中存在实践和生产脱节的问题。内业实践教学主要将数字摄影测量软件作为教学工具,大部分学生只使用系统自带数据,按照软件DOI:10.16681/ki.wcqe.202317040作者简介:付红云(1987),女,讲师,硕士。研究方向:摄影测量学技术。注:本文系 2022 年山西省高等学校教学改革创新项目(编号:J20221265,J202212
6、56);山西能源学院教学改革创新项目(编号:NJ202018)。摘要:文章以山西能源学院为例,首先分析了应用型高校摄影测量学教学现状,然后论述了应用型高校摄影测量学教学改革,包括企业调研,明确教学目标;优化理论教学内容,满足教学要求;优化实践教学环节,适应行业发展;等等。关键词:摄影测量学教学;应用型高校;实践教学中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:2095-6401(2023)17-0161-04西部素质教育2023 年 9 月第 9 卷第 17 期系统的作业流程来完成实验课程学习,这种不处理实际外业航拍数据的“纸上谈兵”式实验,会让学生日后在遇到意外情况或特殊问题时,觉得“心有
7、余而力不足”,难以满足测绘行业用人单位的需求。外业实践教学包括像片控制点的布设、野外像片控制点的选刺、整饰及像片联测、像片的解译与调绘。实践教学活动旨在加深学生对摄影测量学基础理论知识的理解与掌握,培养学生的摄影测量学基本作业技能和实践动手能力。但一般只安排 1 周的实践教学活动,实验学时偏少且教学内容的设置仅限于航摄内容,不涉及用人单位常用的无人机摄影测量、三维建模等内容,缺乏创新性,不利于学生对摄影测量学基本理论知识和整个作业流程的全面理解,达不到外业实践教学目的。(三)考核形式单一,学习过程考核不足目前,摄影测量学的学习过程考核主要从到课率、课后作业及课堂实验三方面考虑。到课率方面,由于
8、课程教学内容多、教学时间有限,且课堂提问等课堂活动次数较少,不能客观反映学生课堂学习质量;课后作业方面,部分学生完成课后作业时不自主思考,存在抄袭情况,不能真实反映其课后学习情况;课堂实验方面,实验过程及结果基本不做考核,实验成绩以实验报告为主,不能对学生的动手能力进行有效评价。这种流于形式的考核方式难以反映学生在整个教学过程中的综合表现及学生的真实能力12-13,导致学生平时学习动力不足。二、应用型高校摄影测量学教学改革针对上述提到的摄影测量学课程教学中存在的不足,结合省内应用型本科院校摄影测量学课程教学的实际情况及生产单位对摄影测量人才的实际需求,本文以学院为例,从优化教学内容、丰富教学方
9、式,以及改进考核方式等方面逐步探索、实现摄影测量学课程的教学改革。(一)企业调研,明确教学目标教学目标是统领教学全过程的基本依托。在摄影测量学教学改革过程中,明确教学目标是保证教学改革成效的前提。因此,首先教师需要通过座谈、单位实地调查、电话及网络等形式,调研国土、能源、煤炭、水利、电力、建筑、交通等多个行业单位对摄影测量人才的需求情况,并分析某一段发展时期内的人才需求变化趋势。然后将调研结果整理成报告,并邀请相关领域实践经验丰富的专家、单位管理层、各生产一线部门技术人员进行多次研讨,以厘清各领域对相关专业毕业生的专业素质要求,从而明确具体的人才培养目标及课程教学目标。最后,根据学校实际情况,
10、提炼总结出如下摄影测量学课程教学目标。淤掌握摄影测量的基本原理、方法和内涵;掌握地学信息调查的重要载体和手段涉及的基本原理。于具备影像信息获取、识别、处理、提取和表达的知识和技能。盂掌握数字摄影测量的基本知识,了解从影像获取到最终成图的全过程。教师只有明确摄影测量学课程教学目标,才能为后续教学把好航向,提升摄影测量学课程教学的质量,保证摄影测量学课程教学的成效14-15。(二)优化理论教学内容,满足教学要求无论是传统的摄影测量还是无人机倾斜摄影测量、近景摄影测量等,基本原理都是基于共线条件、共面条件来解求被摄物体的几何信息。因此,传统摄影测量方面的基础理论仍需受到重视,如方坐标系与物方坐标系的
11、定义及它们之间的关系,摄站、像点及对应地面点之间的共线关系,解析空中三角测量等16-18。同时,在不更改学时的基础上,依据应用型高校培养要求,要增加摄影测量的外业工作内容,构建以从影像获取、外业控制到影像信息加工处理的生产流程为主线的课程框架。在信息时代背景下,学生获取知识的途径非常丰富,故课后自主学习的重要性便突显出来。基于此,可利用学院搭建的网络教学平台建设网络资源,增加无人机倾斜摄影测量等当前行业应用的热点内容,在不占用课堂学时的基础上引导学生自主学习当前的热门前沿技术,以此培养能够紧跟行业发展需求的摄影测量人才19。基于以上内容框架,结合能源、交通等行业专家的意见,根据学院实际,对摄影
12、测量学教学大纲进行修订,确定了相关内容的学时分配,如表 1 所示。根据实际情况,部分内容要让行业专家参与讲授,以保证与实际生产项目同步。(三)优化实践教学环节,适应行业发展依据企业调研结果,经专家指导,调整、确定本专业人才培养目标框架下的课程结构设置和实践教学环节,合理进行专业课程实验教学内容设计,调整实验项目、实验内容。实践教学为课内 8 学时加一周课程实习,实践内容如表 2 所示。课内实验以样例数据为主,如依据课程内容可安排影像定向及解析空中三角测量等项目,以帮助学生理解课堂基础理论内容。西部素质教育2023 年 9 月第 9 卷第 17 期为期一周的集中实习分为野外数据采集和室内生产作业
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