优秀课程示范案例-测量学

为贯彻实施教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》，推进华北理工大学课程思政建设，提高教师课程思政建设能力，学校特自即日起于教师教学发展中心公众号推送课程思政系列优秀案例。优秀案例推送内容包括课程思政教学目标、案例内容、思政目标的实现、教学设计和案例视频。优秀案例的分享将有利于锤炼课程思政教学能力、优化教学设计、创新教学载体，提高我校课程思政建设水平，将思政元素浸入具体教学案例中，达到润物无声的育人效果。

测量学

教师简介

田桂娥，女，硕士，讲师，矿业工程学院测绘系教师，首届校级混合式课程负责人，校级一流课程和校级美育课程负责人，荣获校级教学成果二等奖、校级青年基本功大赛三等奖，主编教材2部，主持并参加多项省级、校级重点课题。

课程简介

《测量学》是面向采矿工程、土木工程、给排水专业等非测绘专业开设的一门技术基础课。该课程实践性强，注重理论和实践的有机结合，主要研究地球的大小、形状和地球表面上各种物体及其空间位置。通过系统学习，学生掌握水准仪、经纬仪、全站仪等常规仪器的使用及测绘内业数据处理的理论与方法，掌握小区域控制测量和大比例尺地形图测绘的基本技能，培养实践和创新能力，能够将无人机测绘、GNSS、三维激光扫描测绘等新技术应用到实际解决复杂工程问题。

一、教学目标

（一）本讲的课程思政教学目标

1.爱国情怀：

通过小组讨论珠峰测量的意义，理解测绘在国家发展中的重要地位（教学目标），让学生感受到能够作为中珠峰测量者的无上荣誉感和测量者体现出来的强烈的国家荣誉感，感受到作为一名中国人的自豪，激励学生今后要以国为豪，为国争光，强化爱国情怀（思政目标）。

2.不畏艰难、勇攀高峰的科学精神：

通过细化珠峰测量工作的准备、分工及数据处理，帮助学生理解外业测量过程和测量原理（教学目标），提升科学素养，强化专业责任感，充分理解测量者应有具有的不畏艰难、勇攀高峰的意志品质和艰苦奋斗、团结合作、严谨细致的工作作风，深刻感受“失之毫厘谬以千里”的内涵，内化学生的专业责任感和职业道德情操，提升专业素养（思政目标）。

3.专业认同感：

通过实施“大量视频和生活实例”，将抽象的内容形象化，实现理论联系实践，如海平面变化的监测、楼体的变形监测、珠峰测量等（教学目标），充分体会测量与实际生活的紧密联系，培养学生的专业认同感，激发学生学习兴趣（思政目标）。

4.合作创新：

通过视频观看、课堂实验、现场操作等教学方法，来强化学生对精密水准仪的实践动手操作能力，实现理论与实践的有机结合（教学目标），通过小组任务的完成，培养学生合作创新、实际工作中分析问题、解决实际问题的能力（思政目标）。

（二）案例如何体现课程思政教学目标

1.采用“视频+主题讨论”的形式，在观看海平面上升模拟图后分组讨论海平面上升的原因及影响，引出精密水准测量的应用，突显测量（水准测量）在国家建设、人类发展中的重要性，培养学生专业认同感的思政目标。2.采用“案例式教学”和对比法，通过对2020珠峰测量工作的开展视频观看，帮助学生理解“高差法”水准测量原理（教学），了解“高差法”在珠峰测量中的应用。通过2020珠峰测量视频观看，全面了解珠峰测量，让学生更多更全面的感受到作为一名珠峰测量的者的荣耀和自豪，通过珠峰测量者事迹的观看，培养学生“艰苦奋斗、不怕牺牲、无私奉献、热爱祖国、严谨细致、精益求精”的珠峰测量精神。通过对珠峰测量中测量手段的认识，使学生在惊叹测量技术先进的同时，产生对测量专业的敬仰、对测绘工作者的敬佩，从而激发学生的学习兴趣，热爱本专业，立志学好本专业的决心。3.结合启发式教学，帮助学生掌握水准测量原理，理解“高差法”测量原理在珠峰测量中的应用（教学），培养学生学会思考、合作创新（思政）。学生在思考中加深对珠峰的认识，对专业的认识，培养学生“不怕牺牲、英勇无畏”的精神，从心底激发学生的主观能动性，从而提高学习效率。4.通过线上线下、多元化的教学形式和教学方式，将充满正能量的价值观传递给学生，将知识传授与思想共鸣相结合，实现潜移默化科学育人的目的，达到五育融合。

二、课程思政案例内容

（一）案例的引出

课堂活动

情境一：全球变暖，海平面上升你的家乡会受影响吗？（3分钟）：

1.视频播放：海平面上升模拟图2.发布讨论题：海平面上升后给我们生活带来哪些影响？海平面上升的原因？通过小组讨论，让学生充分了解海平面上升导致的城市淹没、环境恶化等严重后果，激发学生想准确监测海平面变化的欲望，这时引出水准测量，极大提高学生学习水准测量的兴趣和决心，培养学生的专业认同感。

课堂活动

情境二：珠峰身高是如何测量获得的？

1.视频播放：珠峰测量视频2.小组讨论：珠峰测量在布网、所用仪器、观测方法及数据处理方面与普通四等水准测量有哪些区别？结合珠峰测量视频和上学期的四等水准测量实习讨论珠峰测量与实习中高程测量方法的不同，从而引出精密水准测量原理及仪器的使用，通过比较的方法，便于学生学习精密水准测量。

思政融入：

培养学生不畏艰难、永攀高峰、精益求精的科学精神，增强爱国情怀

（二） 案例内容（13分钟）

1.水准仪的认识和使用

授课内容：

D 表示“大地”，S 表示“水准仪”，D和S是水准仪拼音的开头字母，3 代表每公里往、返测量高差平均值的中误差不超过±3mm。水准仪后面的数字：“05”、“1”、“3”、“10”等数字表示该仪器的精度。S05级和S1级水准仪称为精密水准仪，用于国家一、二等精密水准测量。S3级和S10级水准仪又称为普通水准仪，用于我国国家三、四等水准及普通水准测量。水准仪其结构包括照准部、基座，照准部又包含望远镜、调焦螺旋、目镜、物镜、微动螺旋、微倾螺旋、制动螺旋等。视频播放：播放S3水准仪的视频，对照视频讲解S3水准仪的结构及各部件名称，让学生有一种直观、清晰的感觉。现场观测：将水准仪拿到教室，现场演示仪器操作后，分别请同学们亲自操作，并讨论水准仪操作时的注意事项。

思政融入：

培养学生实践动手能力和规范意识，培养学生合作创新、团结合作对的精神，增强职业道德。

2.精密水准测量的应用

授课内容：

精密水准测量包括一等、二等水准测量，一般应用于中、高等级的建筑物变形监测或倾斜变形监测，国家重大型项目的沉降或变形监测。如道路、桥梁、建筑物等的垂直变形监测等。

教学活动：

1）视频播放：

播放“2020-珠峰高程测量”视频、“珠峰身高是怎样测出来的？”视频，帮助学生从视频中熟悉二等水准测量原理及网的布设方案。

2）引用网页链接：

“测量珠峰的武大人”网页，从一些校友的亲身感受，让学生了解珠峰测量者的一些感受。帮助学生更多了解珠峰高程测量、培养爱国情怀和吃苦耐劳、无私奉献的珠峰精神。

思政融入：

培养学生爱国敬业、艰苦奋斗、无私奉献、精益求精的珠峰精神。

三、分析讲解

（一）重点分析：案例与本讲内容的关联度

本讲课的内容是精密水准测量，通过本讲内容主要是要求学生掌握精密水准测量的原理及在实际生活中的应用。第一个案例“海平面上升”，让学生认识到精密水准测量能够用来监测海平面变化，通过海平面上升的严重后果让学生认识到保护环境的重要性，而目前要监测海平面变化，需要使用水准测量技术，顺理成章引出精密水准测量内容，并让学生深刻认识到测量在国家建设中的重要地位，激励学生一定要学好测量，培养学习兴趣。这一案例与本讲课内容非常吻合，既有效引入精密水准测量、又让学生认识到精密水准测量的应用，同时进行有效的思政教育-保护环境、保护地球。第二个课程思政的案例珠峰测量，通过视频帮助学生了解到珠峰测量中一等水准路线的布设点，帮助学生掌握一等水准测量外业实施的步骤，实现学以致用。借助2020珠峰记录片，全面了解珠峰测量，让学生更多更全面的感受到作为一名珠峰测量的者的荣耀和自豪，充分感受到珠峰测量者的高贵品质，他们用一个个实例激发学生学习测量的热情、对祖国的热爱和学习的信心。本案例将一等水准测量路线布设与课程思政紧密融合，催人奋进，激发学习热情。1.珠穆朗玛峰，世界最高峰。精确测定珠峰高程是国家尊严的象征，也是国家综合实力的体现，更代表着人类对自然的求知和探索。卫星遥感仍不能满足珠峰测量高程的精度要求，再加上珠峰峰顶气候影响不适合无人机飞行，在珠峰极度缺水、极度缺氧、满山积雪的环境恶劣下，每一位珠峰测量者不但没有退缩，而是积极应对，信心满满，身背测量仪器用脚步丈量着珠峰的高度，这再次体现了“艰苦奋斗、无私奉献、爱国、敢为人先”的珠峰精神。珠峰测量珠峰测量者用他们的的感人事迹感染着我们每一个测量者，让我们心血沸腾，立志学好测量、锻炼身体，用自己平凡的工作去见证世界的奇迹。2.珠峰测量还需要“严谨细致，精益求精”的科学态度，珠峰高程的测量，需要从监测点高程传递到珠峰峰顶，每一个测站的数据都关乎珠峰高程结果的精度，可以说每一次读数都需要认真、再认真，否则可能一个小数点的点错，将带来整个珠峰数据的超限，真的有种“失之毫厘差以千里”的感觉，也只有这样的，珠峰的测量数据才能更科学、更严谨、更有说服力，珠峰测量高程测量成为世界的奇迹。3.2020年珠峰测量集GNSS（全球卫星导航系统）测量、重力测量、三角交会测量、冰雪探测雷达、气象测量等多种测量手段于一体，使学生们感受到测量学科的知识体系，认识到测量手段和方法之多，树立了一种对所学专业的崇拜，更加坚信要学好本课程，进一步培养学生对测量学的兴趣，激发学生学习的兴趣和探索大自然的激情。

（二） 如何达成课程思政预期目标：采取适宜的教学方法和教学模式。

1.案例式教学，通过海平面上升的模拟视频和海平面上升后的中国行政图的对比，认识到海平面上将会使我们失去家园，严重极其后果，引发学生思考，在准确监测海平面变化的基础上-应用精密水准测量，一定要想法设法降低或延缓海平面上升的速度，顺理成章引出要保护环境、保护地球。同时激发学生对水准测量应用的认识，激发学生对专业的热爱、激发学生学习兴趣。
2.使用引导式教学，分析珠峰测量的各个环节及数据的严谨性，引发学生思考，在测量工作中处处应该保持严谨、精益求精，否则将有“失之毫厘谬以千里的危险”。引导、启发式教学，教会学生会思考、善于思考。珠峰测量为什么要多次测量？现代技术先进了，为什么还需要测量者步行登山观测？珠峰测量的数据如何才能满足精度要求？测量仪器如何在-30度的环境下保持良好的性能？一列系的问题，引发学生思考，开阔思维，学生在思考中加深对珠峰的认识，对专业的认识，更加理解测量中的“严谨”，更能体会珠峰中“不怕牺牲、英勇无畏”的精神，从心底激发学生的主观能动性，从而提高学习效率。案例式教学，以提问的方式“你知道珠峰身高是如何测量得到的吗？”使学生参与课堂活动，通过观看视频，将学生带入珠峰测量现场，仿佛有种亲身体验的感觉。结合珠峰测量水准点的传递（由日喀则一等水准点，经过精密水准测量传递到珠峰脚下六个交会点），深入理解精密水准测量的是如何展开的，并复习了“高差法”在实践中是如何使用的。案例的引入进一步加深对水准测量的认识、对高程测量的认识，同时使学生认识到所学专业的重要性。通过对珠峰测量中二等水准测量的认识，认识到测量环境的艰苦。通过2020珠峰测量者、首次珠峰测量者和2005年珠峰测量总指挥的采访记录，让学生清晰的认识到，尽管珠峰环境艰苦，但测量者个个都充满信心、不畏艰难、勇往直前、坚决完成组织交给的任务，他们不怕牺牲、无私奉献的精神充分体现出来。很自然的在讲解二等水准测量原理的过程中培养学生对珠峰测量者的敬畏、崇拜，培养学生继承珠峰精神-艰苦奋斗、无私奉献。通过珠峰测量的亲身体验和采访记录，告诉我们珠峰不但需要艰苦奋斗的精神，还需要“严谨细致，精益求精”，这种精神在我们高差法测量中很有体现。珠峰高程测量是国家尊严的象征，高程精度定位到厘米级，珠峰高程测量创造了世界的奇迹。以珠峰测量案例来激励学生，培养学生“爱国敬业、艰苦奋斗、无私奉献、严谨细致，精益求精”、“用自己平凡的工作去见证世界的奇迹”。从侧面再一次激发学生对自己专业的热爱，激发学生学习热情、提高学习兴趣，极大提高学生学习的能动性。

四、教学设计

五、教学视频

感谢矿业工程学院

田桂娥老师供稿

教师教学发展中心

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