1課程現狀及存在的問題

1．1課程現狀

目前，中國礦業大學采礦工程專業教材采用高井祥老師編寫的《測量學》，課程主要分為理論課和實驗課兩大部分，其中課堂授課為24課時，實驗課8課時，內容設置如表1所示。實驗課程主要開設水準測量、角度測量及全站儀認識與使用及地形圖認讀等內容。

1．2課程存在的問題

分析課程現狀，目前中國礦業大學采礦工程專業測量學課程的設置存在如下幾個問題:

(1)課程內容較多，而學時較少

從測量基礎理論知識到礦山測量的應用，課程幾乎涵蓋了大部分測量學科的相關知識，但只有24課時的課堂教學明顯無法面面俱到，不得不對部分內容進行縮減，課程內容的連續性不易保證，影響了教學效果。

1制定合理的教學計劃

測量平差課程是測繪工程專業本科的專業基礎核心課程，但由于測繪工程專業本科學生四年要掌握的基礎知識、專業基礎及專業知識比較多，在進行測繪工程專業招生的各高校課程設置中，測量平差課程的課時設置一般并不多，我校為64學時。而測量平差課程教學大綱要求學生了解測量誤差的基本概念、基本理論、主要平差方法，掌握常用的平差方法及各平差方法的適用情況，并能用該課程所學到的理論與方法對常見的控制網觀測成果進行平差計算，求得觀測值及未知量的平差值與精度計算，教學內容比較多。因此，在授課之前制定一份合理的教學計劃，明確該課程的教學內容，安排好教學大綱要求內容的課時分布，是非常重要的。

2講好緒論激發學生的學習興趣

人常說，學一行，愛一行。要學好一門課程，首先就要喜歡這門課程，對于測量平差這門測繪工程專業本科的核心課程，更是如此。在首次上課之前，大部分學生對要學習的課程還不是很了解，因此，緒論的講授就顯得非常重要。通過緒論課，要讓學生了解測量平差課程的性質、該課程在測繪工程專業課程設置中的位置、測量平差的研究對象、主要任務及課程的主要內容，讓學生對這門課程有一個基本的認識，激發學生的學習興趣。在此基礎上，介紹測量平差課程的特點、學習的一些技巧和注意事項，以便學生能夠盡快找到適合自己的學習方法，為學好測量平差課程做好鋪墊。

3注重測量平差課程的“三基”教學

“三基”即該課程的基本概念、基本理論和基本方法。“三基”教學是測量平差課程教學的重點，要讓學生學好測量平差課程，首先就要使其掌握該課程的基本概念、基本理論和基本方法，在此基礎上，才可以進一步深入學習，可以說脫離了“三基”的平差課程學習如同空中樓閣，是不可能學好該課程的。

3．1重視基本概念

1內隱聯想測驗

目前用戶研究中內隱測量比較有效的方法之一是內隱聯想測驗（ImplicitAssociationTest，IAT），最早由Greenwald和McGhee等人提出。常見的內隱聯想測驗包含概念詞（如花朵、昆蟲，即研究對象）和屬性詞（如漂亮、惡心）。在IAT測試中，計算機隨機出現一個屬性詞，要求快速進行按鍵反應，將屬性詞與某一概念詞配對。概念詞和屬性詞可以是匹配的（假定：花朵－漂亮，昆蟲－惡心），也可以是不匹配的（假定：花朵－惡心，昆蟲－漂亮）。IAT認為，當被試者認為概念詞和屬性詞相匹配的時候，被試者的反應是基于內隱認知的，是無意識的自動加工方式，反應時比較短。而當兩者不相匹配時，此時的反應是基于意識的外顯加工，反應時比較長。兩種反應時差就代表被試對研究對象的態度。近年來，IAT作為一種有效的內隱測量方法被廣泛應用于用戶研究中。Roefs和Janssen發現，在直接訪談中，多數用戶表示不會考慮購買高脂肪和高熱量的食品；但是IAT測驗結果顯示，用戶還是愿意購買高脂肪、高熱量食品，因為它們有助于用戶緩解日常生活中的壓力。Brunel等人測量了消費者對不同種族的廣告代言人所代言品牌的態度，IAT測試結果表明，白人偏好由白人代言的廣告，黑人偏好由黑人代言的廣告，而問卷調查卻沒有發現這一現象，相反都表現出一種被公眾接受的態度。Shi，Wen和Fan通過調查問卷和IAT兩種不同方式調查了中國消費者對于不同來源國產品的態度。問卷調查發現，相對國內品牌，注重面子的被試者對日本和美國品牌的產品更有偏愛，而IAT測試結果卻沒有這樣明顯的偏愛，結果顯示出外顯和內隱態度明顯的差異。IAT還可對用戶行為進行有效預測：Brunel等人發現，在品牌識別和偏好、產品使用等方面，IAT比外顯測量更能有效預測行為。Friese，Hoffman和W覿nke在一項有關消費者選擇食物購買時的行為研究時發現，相比外顯測量，IAT更能有效預測消費者的沖動購買行為。此外，Maison等人認為，即使在不存在刻板印象和態度可達性的情況下，IAT測得的內隱態度對消費者行為的預測效果也比外顯測量的結果好。有關IAT的信效度研究結果發現：IAT具有比其他外顯測量方法更好的可信度，重測信度平均在0．60左右。此外，相比外顯測量方法，IAT也具有更好的效度，能有效避免外顯測量所帶來的自我掩飾和印象管理等影響。

2眼動測試

眼動測試可客觀、實時地反映用戶的認知處理過程，并發現主觀報告中所不能顯示的無意識心理過程，因此也被認為是有效的內隱認知測量方法之一。眼動測試是借助視線跟蹤裝置記錄用戶在觀察事物時的眼動軌跡，并根據記錄的眼動數據來分析用戶心理認知活動的過程。眼動設備提供了對于認知加工敏感的、內隱的主要測量指標，主要有：（1）總注視點數（總注視點數越少，意味搜索效率越高）；（2）興趣區域（AreasofInterest，AOI）的注視點數（在某一個AOI區域，注視點數越多，意味著該區域對用戶越重要或越具有吸引力）；（3）注視時長（注視時間越短，表明用戶信息加工越有效率、越流暢）；（4）掃描路徑長度和時間（掃描路徑越短表明搜索效率越高，掃描路徑時間越長代表用戶的信息加工越復雜）；（5）眼跳數量（眼跳次數越多則意味用戶搜索的信息量也就越大）；（6）無意識和有意識注視點數量（無意識注視點一般時間小于240ms，有意識注視點一般時間大于320ms）。由于眼動測試的客觀性和實時性，其逐漸被應用于用戶研究中。Schmutz等人采用眼動追蹤技術研究了列表式和矩陣式兩種信息展現方式對用戶認知負荷及消費決策的影響，結果表明，列表式的信息呈現方式可讓消費者更有效地比較產品；Nielsen采用眼動儀測量了用戶在觀看網頁時的眼動軌跡，發現用戶觀察網頁的眼動模式符合F形態；Rayner等人在一項有關用戶瀏覽印刷品廣告的眼動研究中發現，相比圖片，用戶在文本內容上花費的時間更多，這與傳統外顯測量得出的“1張圖片的效果要大于1000個字符產生的效果”觀點相反；Mourant等人通過比較新老駕駛員開車時的眼動數據發現，新駕駛員的注視范圍較窄；Dishart等人通過研究熟練駕駛員看前方道路時的眼動信息發現，駕駛員對前方道路的注視次數較少，因而影響駕駛安全；白學軍等人通過眼動實驗研究了影響用戶對新聞網頁中廣告的關注因素，發現用戶的關注度只與網頁廣告的呈現位置有關而與新聞內容和網頁廣告的相關性無關。與以往外顯測量方法相比，眼動測試的特點有：（1）直接性。眼動注視點可直接反映用戶的關注內容，實時反映用戶的認知過程，尤其是用戶的無意識認知加工。（2）高效性。眼動測試可有效縮短測試時間，減輕數據整理、現象解釋的難度，直接發現用戶界面設計上的缺陷，能有效提高測試的效率。（3）自然性。可穿戴、非接觸式眼動測試設備的出現使眼動測試擺脫了實驗室環境的限制，更接近于自然環境。（4）眼動測試能夠揭示用戶在無意識情況下瀏覽界面時所采用的認知策略。

3腦電測試

任何心理活動從本質上來說都是由大腦決定的，因而，通過腦生理信號可反映人們內心真實的心理活動，而腦電是其中應用較為廣泛的一種。以腦電活動的電位為縱坐標，時間為橫坐標，記錄下來的電位與時間相互關系的圖像即腦電圖（Electroencephalograph，EEG）。在心理研究中，用各類刺激和被測試者的行為等為標志，將EEG分割成片段分類疊加，并將這些腦波片段進行平均，即獲得平均事件相關電位（Event-relatedPoten-tials，ERP）。腦電信號是一個對神經活動變化敏感的指標，可實時監控外顯方法所無法測量的個體的體驗和認知加工過程，因而也越來越多被用于各種用戶研究中。目前，用戶研究領域應用比較多的是EEG的頻譜分析和ERP的成分分析法。例如：Ohme等人采用EEG測量方法比較了用戶在觀看兩個不同版本廣告時的情緒變化，兩個廣告唯一不同的地方就是其中一個女演員動作的微小變化（首先用手背撫摸臉頰，然后放回到肚子上，持續1．5s），其他均一樣。測試結果發現，雖然用戶沒有明顯地意識到這種區別，但是這個微小動作的變化讓用戶大腦的α波能量值明顯低于另外版本的廣告，而且讓用戶更多地記住了該產品的優點，并在隨后的購買中，更多地選擇了該產品。Dussault等人在模擬飛行駕駛任務的測試中發現，腦電θ頻段的活動隨用戶心理負荷的增加而增強，而心率測試和其他主觀量表卻沒有顯示出明顯變化。除了EEG，研究人員也采用ERP來對用戶態度進行研究，即使用戶想故意隱瞞自己的想法甚至故意謊報自己的真實態度，ERP測試獲得的LPP（晚期正電位）成分也不受用戶主觀意志的影響。LPP波幅也能反映事物的情感內容，比如使人產生強烈情感的事物比中性事物更能產生大振幅的LPP。Davidson在研究中也發現，引起積極態度的事物在大腦左半球有更大的LPP激活，而導致消極態度的事物在大腦右半球有更大的LPP激活。此外，Vecchiato等人采用ERP技術測試了用戶對百事可樂廣告的記憶效果。結果發現，廣告給予用戶的記憶效果越好，大腦與記憶相關腦區（主要是顳葉）的GFP面積就越大。總之，腦電可用于對產品和服務進行外顯測量所無法開展的精確性評估。與傳統的用戶研究方法相比，腦電測試能夠在毫秒時間內測量認知過程中的腦電信號，從而可了解行為所處的認知階段。而傳統方法更多測量的是行為的結果，其中包含了多個認知加工過程，自然就很難確定行為所對應的認知加工階段。其次，腦電測試可在被試者沒有外在行為反應的情況下實時獲取腦電數據，而傳統方法依賴被試者的外在行為反應。對于那些主觀無法覺察的情緒，雖然被試者無法報告它們之間的差異，但是通過腦電實驗可精確地記錄所引起的腦電變化，從而揭示出用戶的認知加工過程。此外，腦電對測量場所要求比較低，可在自然環境下進行測量。

4功能性磁共振成像

一、對項目化教學的認識

項目化教學需要用已有的知識和技能來完成實際的工作任務，解決實際的工程問題，這“已有的知識和技能”就來自原來的傳統的教學模式，其在基礎理論教學中有無可替代的優勢。項目化教學的同時應結合傳統教學模式，讓學生既能獲得基礎知識的儲備又能提高動手能力、創新能力，激勵學生發現自己特有的天賦和才能。

二、公差與技術測量課程的現狀

公差與技術測量課程是高職院校機械類專業的一門重要技術基礎課，是連接設計類和工藝類課程的紐帶，先修課程有機械制圖、機械設計基礎等，理論知識和實踐技能并重。筆者從自己學生時代學習這門課到現在教這門課的切身體驗來說，這門課概念定義多，如互換性定義、公差標準化概念、14種形位公差的釋義等；基本術語多，如尺寸基本術語、公差基本術語、配合基本術語、公差原則基本術語等。這些基礎知識多且有較大的理解難度，加之高職學生學習主動性不高，學完這部分知識通常滿頭霧水，不知道何為極限與配合、互換性和公差標準化有什么關系，只知道做題的時候需要查孔或軸的基本偏差表和標準公差表，可具體為什么要查這些國家標準更是不清楚了。另外，還需掌握基本量具量儀的使用，掌握常見形位公差的測量方法、學會處理測量誤差，能識讀零件圖中各種公差代號、符號和標準，能分析滾動軸承、平鍵連接、螺紋連接等的互換性。由于學生基礎部分不扎實和缺乏完善的試驗器材，很多學校，包括本科院校對這部分內容都是一帶而過，即使有教師認真講授，學生也難以接收。

三、高職公差與技術測量課程項目化教學設計

針對這門課基礎知識多且難、教學硬件不完善，筆者以學院簡單的試驗器材為載體，從高職學生主動性不高、基礎知識不扎實為出發點，綜合傳統教學和項目化教學，學習其他教師關于項目化教學在《公差與技術測量》中的運用探索，去除一些個人認為知識繁雜，學生易混淆的地方，如文章中把基礎知識全部融入項目識讀零件圖中，看起來項目內容很多很強大，若全部掌握會很有成就感，但學生看到任務書或者學習過程中難免會因多因難而產生厭倦情緒甚至放棄學習，最終適得其反，這部分知識又是本門課的核心部分，不可丟棄。筆者對這門課的教學項目設計看似任務性不是很強，但簡單清晰，學生容易接受，在貴州工業職業技術學院數控技術專業學生的學習中反映良好。

（一）課程內容設計

1測繪工程測量中新型測繪技術的應用分析

1.1攝影測量技術

攝影測量技術以一種用來取得信息資料的技術，并且是通過攝影圖片得到目標的信息，在科學的不斷發展下，現如今的攝影測量技術進入了全新的數字階段。在公路測量測繪程序工程中，通過對計算機技術，攝影處理技術等相關的技術進行緊密的運用，將室外攝影得到的信息轉移到室內做進一步的完善，這樣的提升不僅能夠讓在室外所得的信息進行進一步的精確處理，也提高率測量測繪作業的速度，這種技術特別適用于人口密集的地區，在這類地方進行測量得到的效率比較高，有利于人口居住地的公路建設的發展。在公路測量測繪中攝影測量技術是一種新型技術，它不僅節省了人力資源和財力資源的浪費，對工程成本得到了減少。促進了公路建設的高效率發展。

1.2信息化測繪技術

對于信息化測繪的技術是由我國最為傳統的測繪技術轉換出來的，這是一個很漫長的轉化過程，從傳統的測繪技術轉化為數字化測量技術，再由數字化測量技術發展到信息化測繪技術，讓我國的測繪技術進入一個全新的階段。我國公路測量測繪技術在進入信息化測繪技術后，公路建設的整體質量效果有很好的提高，促進了國內公路建設的發展，將走向現代建設的戰略。從本質上看，信息化測繪技術對公路工程測量有著非常重要的作用。

1.3數字化測繪技術

數字化測繪技術跟各種測繪技術都有聯系，攝影測量技術通過數字化測量技術的強化，完善的完成收集資料的功能，而另一方面數字化測量技術是由傳統測繪技術演變而來的。該技術是一個具有多功能的系統，它能自動的完成繪圖技術，如：將場景數據輸入電腦中，就會自動形成最完美的公路設計圖，大大的降低了公路測量測繪工程的難度，可以有效的減少成本減少人力資源，通過地理信息、專業數據庫給數字化測繪技術打下基礎。

1系統構成

本系統通過裝置于人體頭部、手部和腿部的3個慣性測量模塊來獲取人體運動姿態數據。其中位于頭部的模塊用來獲取人的轉動等基本動作，位于手部的模塊用來獲取手臂擺動等基本動作，位于腿部的模塊用來獲取人的跳躍、下蹲等基本動作。該運動測量系統包括陀螺儀、加速度計和磁傳感器三種傳感器類型的信號，其中陀螺儀測量繞模塊三軸的轉動角速度，加速度計測量沿模塊三軸的直線加速度，磁傳感器與加速度計構成電子羅盤來提供初始對準，從而獲得運動姿態數據。

2系統硬件電路設計

本系統按照其功能結構可分為：主控單片機、電源模塊、傳感器模塊、MicroSDCard接口等幾個部分。其中主控單片機采用意法半導體（ST）公司的STM32F103CBT6，用于處理傳感器模塊得到的位姿數據以及姿態角解算。本系統技術指標要求工作電壓為+5V，理論姿態角檢測范圍如下：橫滾角為（-180°,180°），俯仰角為（-90°,90°），航向角為（-180°,180°），誤差在±1°，特率為115200。系統內部采用模擬I2C的通信接口，外部采用串口通信。

3系統主控制程序

完成系統硬件電路后，通過J-Link調試仿真器對系統進行程序設計與調試。本系統所用到的程序是在Keiluvision4平臺下編寫的，配合J-Link仿真器，完成了整個系統的程序設計。

4測試結果與分析

一、建立與其他專業課程的關聯

工程測量是土木工程專業的學科基礎課程，在授課階段應有意識地加強測量學與后續專業課程的內容銜接。如，測量學中場地平整與土方量計算在“土木工程施工”這門課程中也有獨立章節進行講解;建筑場地的施工控制測量在“基坑工程”中也涉及到了相關知識點等。因此，通過建立與其他專業課程的聯系，在增強學生學習興趣的同時也為土木工程專業的后續課程奠定了基礎。

二、啟發式教學模式

在工程測量的教學中采用啟發式教學模式，例如，從為什么經緯儀需要對中、整平來引導學生了解經緯儀的軸線，進而掌握經緯儀的檢驗和校正方法;引導學生思考為什么水準測量和角度測量實驗數據無法閉合，以此來進行誤差的分析和判斷等。從而使學生能夠自覺地、獨立地進行思考，融會貫通所掌握的知識和技能，提高思維能力和創新能力。

三、采取開放式實驗項目

工程測量是一門實踐性很強的學科，因此在課內實驗環節將學生分為4人一組，教師給出實驗目的，由學生根據所掌握的理論方法設計測量方案，每組上交各組根據實驗目的設計的實驗名稱、所需儀器、實驗內容和方法、可能出現的錯誤和注意事項，并同時提交根據上述內容所測實驗數據。在測量實訓環節則進一步加強學生的自主能力，仿照工程施工測量，給出施工圖紙，由學生編制測設方案并進行實地模擬測設及定線放樣。在考核方法上，采取單獨考核的方式，每個學生水準測量的儀器操作成績+角度測量的儀器操作成績+理論考試成績為工程測量的成績。通過實驗方法和考核方法的改革，學生的工程測量成績和操作技能的熟練程度都得到了大幅度的提升。表1是3年來土木工程專業學生的工程測量考核成績。

四、充分重視專業認識實習和專業實習

1GPS在工程測量中的優點

GPS作為一種優越的定位系統，在汽車導航、物流運輸、資源勘探、水利建設、鐵路建設、災后救援等方面都發揮了無比重要的作用。在工程測量中，它相比于其他測量方式更為優越，GPS點標志在測量中也發揮了重要的作用。GPS在測量中所具有的優點分析如下:1)GPS方格網的測量精度指標是點位中誤差，更優于相對中誤差。2)在大型的工程測量方案中，布設大地控制網時，若采用GPS方法，由于圖形的強度系數較高，可以大大提高點位的趨近速度，更有利于網形的優化。3)GPS測設方格網時，構造簡單，可以靈活選取點的疏密和邊的長短，同時它也解決了點位之間無法通視的困難，還可以保證在外施行測量方案時不受天氣影響。4)GPS方格網的誤差分布很均勻，能夠滿足常規測量的規范要求。與此同時，它的點位精度也很高，具有較大的精度儲備。5)GPS-RTK相比于其他方法，效率更高，更具有自主性，可以減少勞動力的消耗，流動站也可以由單人完成作業。

2GPS(RTK)系統的構成

GPS(RTK)系統主要由三大部分構成，包括無線電通信系統、流動站以及基準站。其中，流動站包含了流動站控制器、電源、無線電通訊接聽系統、GPS天線以及GPS接收機等?；鶞收竞w了基準站控制器、為無線電臺和GPS接收機提供能量的電源、無線電通訊發射系統、GPS天線以及GPS接收機等。

3GPS(RTK)工程測量遵循的基本原理

用戶接收部分、空間衛星部分以及地面監控部分共同構成了完整的GPS系統，各功能間相互區別、相互聯系，共同構成了一個統一的整體。就靜態GPS測量系統而言，要確保觀測效果的實時性，就必須擁有兩臺或者以上數量的接收機，各接收機接收的數據會存在細微的差別，后期用軟件處理的方式能將WGS-84坐標系統的基線向量進行準確顯示，在進行坐標轉換、平差等工作以后，三維坐標即可求出。最后結果無法在現場即時獲取。圖1是對RTK實時相對定位原理的簡單展示。基準站接收到的衛星信號要及時、準確地傳遞到流動站，就要依靠無線電通信系統，流動站能及時接收衛星數據，而且基準站傳遞的衛星數據它也能接收。在初始工作完成以后，流動站能及時將基準站信息傳遞到控制器，從而對這些載波進行差分處理，最終計算出未知點的具體三維坐標。

4GPS(RTK)配合全站儀的具體施測過程