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【国家级一流课程】 测绘与城市空间信息学院本科课程 ——《误差理论与测量平差基础》

部门:教务处 供稿:丁克良 审核:韩淼、许鹰 发布时间:2023-07-03 阅读次数:

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编者按:

近期,我校5门课程获得第二批国家级一流本科课程认定,标志着我校在课程建设方面取得新成果。党委宣传部(新闻中心)和教务处共同开设专栏,展示一流课程的建设成果和经验,以引领广大教师坚持立德树人根本任务,持续加强课程建设,建设出更多的优秀课程,培养出更多的优秀人才。

一、课程介绍

《误差理论与测量平差基础》为我校测绘工程专业核心课,面向测绘工程、地理信息工程及遥感科学与技术等测绘类专业开设。课程以培养创新型城市智能测绘人才为目标,学生通过课堂学习和数据处理实践训练,掌握从事测绘工程技术所需要平差基础理论、数据处理方法和数据分析技能,实现理论知识与数据处理实践技能融会贯通;树立工程思维,提升解决复杂城市测绘工程问题能力。

二、团队成员

课程负责人:丁克良,团队成员:王坚、蔡剑红、邱冬炜、黄鹤。本课程主讲教师5名,其中教授2名,副教授2名,讲师1名。教学团队成员授课经验丰富,专业能力强,曾获北京建筑大学教学名师,北京市优秀专业课主讲教师,北京市高层次引进人才,霍英东教育基金会优秀青年教师等荣誉。

三、课程特色

(1)问题驱动,案例引导,能力培养贯穿始终

以测绘工程实践中要解决的问题为契入点,将平差理论教学转化为寻找、学习、利用平差理论解决测量问题的过程,在解决问题中,着重引导、训练和培养创新思维及解决复杂工程问题的能力;将将北斗导航定位、超高层建筑测量、高速铁路测量、轨道交通工程等现代测量数据处理模型等引入课堂;通过教学揭示现代城市测绘隐含的平差理论,促进学生学习平差的理论的积极性和自觉性。引入现代测量规范限差教学,让学生既理解了规范制定的理论依据,又潜移默化地接受了规范意识教育,将学生的知识学习、能力培养与职业素养、责任担当的价值融合培养,实现教书育人目标。

卫星定位控制网平差问题答疑

(2)师生共建立体教学资源,线上线下混合推进学习模式转变

全体学生以不同方式参与课程建设,充分利用现代教学工具、信息技术、仿真技术与互联网深度融合,弥补线下课堂教学、纸质教材的不足;将知网、百度、抖音、测绘专业自媒体、专业微信公众号等专业相关公共互联网资源引入在线课堂,通过授权将虚拟仿真测量系统引入测量平差教学,创造性的将与平差教学内容相关的公共资源诸如测绘工程动画、实景、工程实践等引入线上课堂,构建课程新生态。

师生共建课程知网资源引入课程

(3)价值教育引领专业教育,构建微观、宏观层面思政教学模式

结合专业知识点,建设大国工程测量、学科发展与测绘产业升级、测绘与国防、建大校训传承等系列思政教学案例,构建宏观、微观层面专业思政教学模式。

结合北京建筑大学测绘类专业的特色和平差课程的特点,从宏观、微观层面构建专业课程思政。从学科发展历史、测绘历史名人、测绘重大历史事件、重大测绘工程、首都工程建设等诸多视角,建设了大国工程测量系列、建大精神传承系列、不忘初心系列、国家版图系列、测绘产业升级与学科前沿等系列专业课程思政案例20余个。在专业教学的细微之处恰当地融入思政元素,做到学生在获得测绘专业知识的同时,能够领悟到其中蕴含的价值和精神,引导学生崇尚科学,积极向上,树立工程意识与责任担当。

四、课程建设情况

为实现预定的课程教学目标,从课程内容体系重构、立体资源建设、专业思政融入等三方面着手构进行课程建设,并在实际教学中灵活应用各种资源不断更新、优化课程内容。

(1)教学内容更新优化

从理论教学和能力培养角度重构课程内容,体现平差理论现代工程应用的广泛性和实践性特点,充分考虑现代城市测绘对人才的需求、现代测量数据处理实际需求,融合北京建筑大学人才培养定位,以全新视角对课程内容进行优化。在内容组织上体现经典理论、现代工程应用,创新应用三个层次。误差理论部分增加隧道贯通测量误差预计、现代测量规范与标准应用、超高层建筑测量等现代工程案例;平差模型部分增加基准方程,高铁基桩控制网模型,轨道交通、桥梁GNSS控制网、现代测量坐标转换,北斗导航定位等现代测量数据处理模型,并引入现代测量标准规范,注重经典平差理论的现代应用教学。

边长数据处理模型测量误差与测量规范

(2)课程立体资源建设

根据课程内容、课程目标,聚焦测量平差教学中的难题,充分应用现代教学工具、教学平台和互联网技术,构建以学生学习为中心,以提高能力为目标的线上、线下、实践基地、仿真系统多层次立体教学资源,聚焦测量平差教学中的难题。

在线课程建设遵从教育规律,秉承以学生学习为中心的理念,按照FD-QM在线课程建设标准建设。课程内容安排依照知识点进行,从对知识点的认知、理解、应用、创新四个层面进行多层次资源建设。创建基础、中阶、高阶三级试题320余个,建设专业思政案例20余个。针对每章、每节的重要知识点给出导学、自主学习任务书、视频精讲、课件阅读、电子教案、章节目标、学习指导,扩展阅读、疑难答疑等多个学习项目,供学生自主选择使用。对每个重要知识点采用学生易于接受的方式进行了点评,使学生在学习之前对其有所了解。每章学习结束要求学生以不同方式进行知识归纳总结,实现知识的内化提升。

在线授课误差传播规律

(3)建立平差教学实践基地:理论和实践结合,体现平差课程实践特征

结合北京建筑大学的校园基本布局和虚拟测量实验室基本状况建设了平差教学基地,作为线上教学、课堂教学的辅佐基地。为此,建设了校园鲁班柱高程测量、校园GNSS控制网、地面水准测量沉降监测网、轨道交通测量仿真模型、超高层建筑测量仿真模型等实践教学场地,满足了方差-协方差传播律、水准测量、测方向边角网平差模型、轨道交通隧道测量等平差理论教学需要。根据相应理论教学内容,通过现场参观、仿真模型参观、数据采集、数据整理、平差计算,巩固平差理论。图5-图6为平差教学中使用的部分基地。

校园鲁班广场三角高程测量校园GNSS控制网

(4)系列课程思政资源

测绘类专业涉及国民经济建设的方方面面,测绘工程技术是各项工程建设精准施工、管理、运营的关键。结合测绘类专业的特色和平差课程的特点,从宏观、微观层面构建专业课程思政。从学科发展历史、测绘历史名人、测绘重大历史事件、重大测绘工程、首都工程建设等诸多视角,建设了大国工程测量系列、建大精神传承系列、不忘初心系列、国家版图系列、测绘产业升级与学科前沿等系列专业课程思政案例20余个,并嵌入到教学大纲和教案的相关知识中。实际教学中,灵活通过在线教学、课堂教学、习题作业等教学工作的各个环节和细微之处,潜移默化地融入专业教学,做到学生在获得测绘专业知识的同时能够领悟到其中蕴含的价值和精神。

五、课程效果及获奖

《误差理论与测量平差基础》通过线上、线下立体教学资源,解决了平差教学缺乏系统化的参考资料问题,将抽象的平差理论工程案例化,解决了目前的平差教学与工程需求脱节实际问题。通过混合式教学模式和思维方式方面的训练和启发,引导学生不断改进学习方法,加深了学生对专业和测量平差课程的理解,克服了课程学习中存在的所谓难度高、强度大等恐惧心理,实现平差知识学习与数据处理能力、工程素养和科学素养的同步提高。

该课程是我校较早进行数字化教学的课程,2017年以课程教学实践发表的教学论文荣获中国建设教育协会优秀教育研究论文一等奖,2019年荣获北京建筑大优秀教学奖一等奖,课程教案认定为优秀教案。

课程负责人丁克良2022年评为北京建筑大学教学名师,北京高等学校优秀专业课主讲教师,课程获评北京市优质本科课程重点项目,2023年经评审认定为国家级混合式一流本科课程。

编辑:高蕾





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