浅谈《海洋大地与控制测量》教学改革举措

常亮+朱卫东+郭立新+冯贵平

【摘 要】《海洋大地与控制测量》课程是上海海洋大学海洋测绘专业在《大地测量学基础》课程基础上发展起来的重要本科专业课程之一。通过近几年来的《大地测量学基础》教学，以及本学年度《海洋大地与控制测量》教学，提出了基于编程、制作PPT和出试卷互考等教学举措，以期提高学生对海洋大地测量等相关知识的理解与掌握。

【关键词】大地测量学；教学改革；海洋测绘

0 前言

《海洋大地与控制测量》是上海海洋大学海洋测绘专业最新成立的专业必修课程之一。近半世纪以来，人民对开发海洋和利用海洋资源的需求越来越高，海洋科学及其在相关领域的应用是世界各国重点发展的学科之一。海洋大地与控制测量》课程的开设是在我国不断重视海洋权益的背景下，其前身是《大地测量学基础》。她是在原有《大地测量学基础》课程内容的基础上，进一步侧重讲述大地测量技术在海洋测绘中的应用。《大地测量学基础》是一门古老而又活跃的学科 ，研究和确定地球的形状、大小、重力场、整体与局部运动和地球表面点的几何位置以及它们的变化的理论和技术的学科[1]。通过本学年度的《海洋大地与控制测量》本科课程教学发现，课程讲授结束后学生对教学内容的理解还不充分，特别是对本课程的重点内容——投影变换的认识仍有所欠缺。因此，为及时掌握与了解教学过程中学生对重点内容的理解程度，有必要对《海洋大地与控制测量》的教学方法进行改革。本文首先介绍了《海洋大地与控制测量》的课程内容与目标，然后探讨了今后教学过程中可采取的一些举措。

1 教学内容与目标

本课程理论总学时为48学时，其中讲授教学40学时，讨论教学8学时。相比原《大地测量学基础》课程而言，增加了讨论教学部分的学时，主要是通过小组讨论的方式加强对课程涉及的概念的了解。上海海洋大学海洋测绘专业开设的《海洋大地与控制测量》主要可分为以下5个部分：

（1）绪论：主要介绍大地测量学的定义、作用、体系和内容，以及大地测量学的发展简史及未来技术发展展望；重点介绍大地测量学技术在海洋测绘领域的应用现状与发展前景。通过该部分内容的学习，需要对大地测量学的研究内容达到更深刻的认识与理解。

（2）坐标系统与时间系统：主要介绍地球的运转规律、特点，以及大地测量应用中涉及到的时间系统和坐标系统。由于在上海海洋大学海洋测绘专业的培养方案中，《海洋大地与控制测量》与《GPS原理与应用》课程是同时讲授与学习的，因此，此部分内容可以与全球定位系统（GPS）的坐标、时间系统一同学习。特别地，坐标系统之间的转换可以通过程序的方式，让学生实际动手，加深对坐标转换等相关知识的认识。

（3）地球重力场及地球形状的基本理论。主要是了解地球重力场的基本原理、高程系统、测定垂线偏差和大地水准面差距、确定地球形状等基本概念。本章关于地球重力场内容相对来说难度较大，球谐函数等相关理论知识更是研究生的教学内容。但是，本章重力场的知识与海洋重力及相关应用息息相关。因此，对《海洋大地与控制测量》课程而言，本章学生更需要对与地球重力场相关的高程系统、垂线偏差、大地水准面差距等核心概念进行必要要掌握。

（4）地球椭球及其数学投影变换的基本理论。在《海洋大地与控制测量》课程中，本章涉及的大地主题解算、地图数学投影变换、高斯平面直角坐标换算等内容仍是重中之重的知识点，在后续海洋大地测量的成果转换与成果的全球统一中，将是不可或缺的。

（5）海洋大地测量基本技术与方法。海洋的开发与陆地一样，也需要测绘各种资料，来保障海运事业的发展。海洋大地测量除了需进行包括海洋控制点、边界测定、海底地形绘制等工作外，还需要为海洋工业、工程、航运、渔业等提供保障，并为海洋科学提供重要资料。海洋大地测量的任务是精密测定海域的各种控制点（海上和水下）的位置，研究地球潮汐与海洋潮汐的相互作用，潮汐循环、大气循环对地球自转的影响，以及海面地形、大地水准面和海底地壳的变化等[2]。

2 教学改革举措

通过前几学期开展《大地测量学基础》课程以及本学期的《海洋大地与控制测量》课程的讲授，总结出以下教学方法，以期进一步提高教学效率，促进学生对相关知识的掌握与理解。

2.1 程序编写

由于《海洋大地与控制测量》课程中设计的理论复杂，计算公式复杂，导致学生对很多重要问题的理解不够透彻，且经常容易将不同知识点的内容进行混淆。为提高学生对书本知识的熟悉程度，以及对相关参数计算方法的理解，非常有必要对需要重要了解的知识点进行程序编制。且程序编制前，需要学生以书面的形式对程序编写的思路、流程进行总结与整理。特别地，在课程第4部分内容中，坐标正反算、大地主题解算、投影换带等内容涉及的公式非常多，更有必要让学生理清思路。

2.2 PPT讲解

可以在重点章节、重点内容的讲解过程中，选定几个重点概念与知识点，让学生在课后通过查阅文献资料后制作PPT，然后在课堂上以讨论的形式将PPT的内容进行讲解，或者以小组的名义在课堂上进行交流学习，对于PPT讲解比较突出的同学，可以通过增加平时表现的分数予以奖励。

2.3 课堂测试

由于涉及的知识点比较多，很多重要的知识点在课堂上讲授后，如果不经常复习，很容易遗忘。可以要求每个同学自己看书，然后选出自己认为应该掌握的内容，以试卷的形式给出来。然后选择一到两次课的时间，将每个同学所除的试卷随机发放给其他同学进行测试。这样的方式既能让学生充分阅读书本知识，又能提高学生的积极性。同时，还可以将学生编写比较合理的题型和题目，选入最终的期末考试中进行测验。

2.4 结论

在本文中，对上海海洋大学《海洋大地与控制测量》的教学方法改革进行了探讨，通过加强教师与学生的互动，充分发挥学生的学习主动性，以期改善《海洋大地与控制测量》课程教学效果，提高教学质量。通过编程、制作PPT和出试卷互考等举措，使学生深入了解并掌握本專业的理论知识。在今后《海洋大地与控制测量》课程教学中，我们还需将进一步探索海洋大地测量学的教学改革方法，提高海洋测绘及相关专业学生对海洋大地测量技术的理解和认识，为我校的“海洋特色”添砖加瓦。

【参考文献】

[1]孔祥元，郭际明，刘宗泉.大地测量学基础[M].武汉：武汉出版社，2010.

[2]薄志鹏.关于海洋大地测量[J].武测资料，1984，1：1-13.

[责任编辑：朱丽娜]