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高职《工程测量》课程对学生放样计算能力的培养
作者：李向民
关键词：工程测量；放样；计算；AutoCAD；软件
《工程测量》是高职测量专业的主干课程，其主要内容是培养学生在各种工程项目中从事施工放样的能力。施工放样是将设计的工程位置在现场标定出来，作为实际施工的依据，其工作步骤一般是先计算放样数据，得到有关的坐标、高程、角度和长度等，然后用测量仪器将其在实地放出来，放样数据的正确与否，对工程建设有着举足轻重的影响。当前，工程形状越来越复杂、建设速度越来越快，提高学生的放样计算能力是《工程测量》课程教学的重点和难点。以往这方面的教学内容主要集中在计算原理、公式推导和计算过程，内容枯燥，手段单一，效果不理想。笔者根据施工放样的实际工作情况，结合高职学生的学习特点，在教学中尝试从三个方面入手，提高了学生的放样计算能力。
掌握基本的手工计算技能
手工计算是指借助计算器，根据有关的计算公式，按一定的步骤计算出放样数据。对《工程测量》课程中最基本的计算内容，如坐标正反算、坐标换算、曲线计算、边坡计算和高程计算等，应反复讲解和练习，使学生熟悉计算思路和公式，掌握计算方法与步骤，并进一步了解测量的基本原理及其在工程中的应用。手工计算所涉及的内容都是施工测量中常见的放样计算。现场情况千变万化，只有真正理解了有关放样计算的原理，才能灵活解决实际问题。因此，手工计算是必不可少的教学内容。考虑到高职学生“够用为度”的学习特点，一般略去冗长的公式推导，把主要精力放在计算目的、计算公式、计算步骤和计算方法这几个方面。
有的放样数据计算比较复杂，有时还需要反复进行同样的计算，为了提高工作效率，必须重视计算器，特别是可编程序计算器的使用。笔者根据教学内容，编写了常用施工放样计算的CASIO fx4800P计算器程序，供学生练习和使用。CASIO fx4800P计算器因其携带方便、编程简单、易于操作和价格不高，在野外测量放样中应用广泛，是每个测量人员必须掌握的计算工具。由于笔者是根据所教的计算公式、步骤和方法编写程序，学生容易看懂程序代码，理解程序的意义和用法，今后在实际工作只要将这些程序输入CASIO fx4800P计算器，便可方便地完成相应的放样计算。编程能力较强的学生还可在此基础上作进一步的修改和扩展，以满足不同的需要。
手工计算结合可编程计算器计算能在施工现场解决常见的放线计算问题。例如，因为通视问题临时改变放样点位的坐标计算，根据现场情况直接放样轴线延长点时的偏离轴线距离值计算等，对提高现场工作效率有很大的帮助。
掌握利用AutoCAD计算放样数据
AutoCAD是工程领域常用的矢量绘图软件，是测量专业学生必须学习和掌握的基本绘图工具。由于AutoCAD具有精确的图形表达和数据查询功能，人们可以方便地通过图解的方法得到各图形的点位坐标和其他有关数据。与手工计算相比，AutoCAD计算具有直观、方便、灵活、准确和快速的特点。特别是在复杂图形下点位坐标的计算，如果用手工计算将非常繁杂，极易出错，而用AutoCAD则只需要点几下鼠标，便可得到准确的数据。因此，目前利用AutoCAD计算放样数据的工程测量技术人员正日渐增多。
然而，《工程测量》教材一般都没有这方面的内容。笔者主要根据AutoCAD软件结合工程实例进行教学，重点抓好如下几个方面：一是图形单位设置，使其与测量坐标系统基本一致；二是标注式样设置，使显示数据符合测量习惯；三是图形的缩放、平移和旋转，解决不同坐标系统之间的图形变换；四是数据的采集和整理，得到所需要的放样数据，并整齐地打印出来或传输到全站仪上去。
在教学中，一方面是作好操作演示，让学生了解各种计算的目的、要求、步骤与方法，另一方面是安排上机练习，掌握各种计算的具体操作过程以及有关技巧。笔者根据工程中常见的问题，提供相应的实例资料，使学生有针对性地进行练习，便于知识的掌握。同时，引导他们用AutoCAD计算原先用手工方法计算的作业题，体会这个方法的优点。利用AutoCAD计算放样数据，既方便准确，又大大提高了学生的学习兴趣和学习效果。即使是数学基础和手工计算能力较差的学生，借助AutoCAD软件，也能顺利完成较复杂的放样计算。
掌握利用专业软件计算放样数据
施工放样计算专业软件与运行于可编程计算器的程序相比，智能化程度高，数据输入方便，成果输出丰富，运行速度快。与AutoCAD计算相比，在进行大量的放样计算时效率更高，还可方便地计算AutoCAD难以解决的一些专业问题。因此，学生必须掌握专业软件计算方法。
笔者以常见的工程测量软件为例进行教学，重点放在软件的功能、应用场合、原始数据输入和成果输出等几个方面。工程测量软件的使用方法一般都比较方便，关键是软件的选择及其应用。笔者根据实际工作中应用有关软件的情况，精选一些软件，结合工程实例，使学生较好地掌握利用专业软件计算放样数据的方法。
从学习角度来说，利用专业软件计算放样数据比利用AutoCAD计算放样数据更容易一些，因为前者只需有基本的计算机操作能力即可，而后者还需要有较熟练的AutoCAD使用能力。因此，对于学习基础较差的学生，只要会用计算机，结合所学专业软件，就能完成基本的放样计算，避免出现会操作测量仪器但不会计算放样数据的现象。
通过上述三个方面的教学，学生既掌握了放样计算的基本原理与方法，又掌握了放样计算的实用工具与技能，能够在各种情况下又快又好地完成放样计算任务。其中基础较差的学生，也能借助计算机完成一般的放样计算，从而具备最基本的测量放线能力；而基础较好的学生，则在可编程计算器、AutoCAD计算和专业软件应用三个方面都得到锻炼，为今后工作创造了更大的发展空间。此外，放样数据的正确与否至关重要，掌握手工计算、AutoCAD计算和专业软件计算，可用各种不同的计算方法进行验算，方便了放样数据计算成果的检核，确保计算结果准确无误。因此，上述三个方面的教学也提高了学生检核放样数据的能力，从而为将来做好实际测量放线工作创造了更有利的条件。
参考文献：
[1]周建郑.工程测量[M].郑州：黄河水利出版社，2006.
[2]林文介.测绘工程学[M].广州：华南理工大学出版社，2003.
[3]王钰.用VBA开发AutoCAD2000应用程序[M].北京：人民邮电出版社，1999.
作者简介：
李向民（1964—），男，广西藤县人，广西建设职业技术学院土木工程系副教授，研究方向为测量工程。