矿山测量课程理论与实践教学探讨

矿山测量学是测绘工程专业的一门理论和实践性较强的专业课，该课程开设目的是为学生将来从事矿山、地铁和隧道等测量工作进行知识、技能储备和能力培养.由于矿山测量学课程具有综合性、抽象性和实践性，而普通高校鲜有模拟矿井等实习场地，因此，矿山测量的理论和实践教学一直是测绘工程教学中的难点[1-2].针对该课程的教学，不少学者进行了有益的探索，姬婧[2]和阎跃观等[3]分别将项目教学法和实例解析法引入工程应用类专业课的理论教学中.为提高学生在矿山或地下工程测量方面的实践和综合能力，刘绍堂等[4]探讨了利用校园楼群连廊模拟矿山测量的实践教学法；蔡先娈等[5]研究了利用新校区及地下停车场进行矿山测量相关工程项目的模拟实践教学方法；汪云甲等[6]借助虚拟现实技术，设计了点面结合的矿山测量虚拟仿真实验教学方案.

本文以满足学生就业后对矿山或地下工程测量的知识和能力需求为目标，从矿山测量课程理论教学和实践教学两个方面，探讨在课时少、硬件(模拟矿山)条件不足的情况下，如何有效提高学生学习兴趣、活跃课堂气氛和改善教学质量与效果.

1 理论教学方法探讨

矿山测量学是矿山或地下工程在设计、建设、运营等阶段的测绘相关理论综合[7].随着测绘理论和技术的发展，矿山测量的新理论、新技术、新方法不断涌现，因此课堂理论教学不能仅局限于课本知识，应删除过时内容(或将其作为学生自学内容)，补充矿山测量新理论、新技术等教学内容.本文对矿山测量理论教学做了如下的探索和实践.

由于大学生对矿山和地下工程项目比较陌生，为提高学生学习兴趣，扩大视野，增加学生在矿山企业的就业信心，在矿山测量课堂理论教学中，一方面通过放映一些矿山和地下工程的图片、视频，使学生对矿山和地下工程测量有一个感性认识，如井下测量在巷道环境中进行、露天矿的测量环境与地面测量大致相同、地铁以及隧道工程的修建过程等；另一方面，课堂上让学生浏览一些大型矿山企业、矿山高新技术企业(如长沙迪迈数码科技股份有限公司)的网页和观看宣传片，在提高其学习兴趣的同时，使学生对矿山测量就业环境和发展前景有个正确的认识，增加学生在相关行业的就业信心.

GNSS、电子水准仪、测量机器人、无人机技术、近景摄影测量、InSAR、LiDAR等测绘手段在矿山和地下工程测量中的应用越来越普遍.为使学生在解决具体工程测量问题时，思维不局限于常规测量方法，需将这些新技术及其应用添加到课堂教学中，采用的方法有两种：(1)教师引导讲授法，即首先给出实际矿山或地下工程测量的问题，引导学生思考；其次，引入测绘新技术在国内外的矿山测量方面的应用实例，如三维激光扫描仪[8]、GB-InSAR在露天矿边坡稳定性监测中的应用[9]，使学生认识到新技术的优势，激发其兴趣；最后，采用深入浅出式进行测绘新技术的理论教学.为提高课堂教与学的质量，将教学中的一些抽象公式，尝试通过MATLAB进行数据化、图表化，加深学生对相关理论的理解，同时提高编程能力[10].(2)学生课题法.为培养学生的合作能力，丰富课堂教学形式，对一些测绘新技术在矿山或地下工程测量中的应用，采用学生分组课题方法.首先进行学生分组，每组选定一项矿山测量新技术课题，利用课外时间学习该新技术理论及其矿山测量应用案例，并制作PPT；而后，利用课堂时间进行各组PPT讲授、交流和答疑.实践证明，这些方法可大大提高教学效果.

相关研究人员在对轧钢加热温度控制的研究中发现，设备的转换率偏低是一个很大的问题。具体来说，参与燃烧的空气和燃料的比例不能合理的控制，将会造成燃烧效率低下。如空气使用量较大，烟气量将会增加，当空气被排除炉外时，会带走很多的热量，降低转换率；如空气使用量不足，燃料得不到充分的燃烧，也将造成转换率低。同时，空气量不足，大量燃气随烟气排出炉外，不仅造成能源浪费，还将造成环境污染。

在模拟实习过程中，假定图1范围为矿区，D1(行树树林)、D2(连廊)为地下巷道和地下工程部分.为顺利完成矿山测量实习项目，在模拟矿区地表布设了ZJ1、ZJ2、FJ1和FJ2四个地面高等级控制点.在图1实习场地可进行的实习项目及方案如表1.

2 实践教学方法探索

  

图1 校园矿山测量模拟实习场地

由于到矿山企业实习存在安全问题、仪器问题和经费问题，未对该课程安排专门的校外实习.为使学生掌握与实际矿山测量项目相关的测量设计、仪器操作、数据处理和成果整理等方面的知识，借鉴刘绍堂等[4]和蔡先娈等[5]的模拟实践教学方法，结合我校地形图，本文构建了如图1所示的模拟实验场地.

在模拟矿山测量实习过程中，为提高学生积极性，借鉴姬婧[2]和阎跃观等[3]的项目教学法和实例解析法，结合测绘实际工程项目的完成流程，形成了以教师为工程甲方，各组学生为工程乙方的实习方式.即在每项实习进行前，甲方(教师)给定要做什么工程项目，需达到什么要求.乙方(学生)结合甲方要求，给定相应的矿山测量项目设计方案，并会同甲方进行方案的可行性探讨.若方案可行，则进行项目外业测量、内业计算、成果整理和编写总结报告等实习工作.需要说明的是，在实践教学中，为提高学生独立思考和解决问题的能力，应尽量削弱教师的作用[11]，即在实习中遇到问题时，学生自己查阅资料，提出解决方案，并与教师探讨方案的可行性.

此外，理论教学过程中，引导学生将知识应用到其他地下工程领域，如地铁、隧道和深基坑工程等测量方面，拓展了课堂教学内容的应用范围.

 

表1 实习场地模拟实习项目

  

场地模拟实习项目方案说明D1区“连接三角形法”一井定向在行树林与道路连接的人行道上，选定两个点作为井筒悬挂钢丝点，在井下巷道(D1区行树间)选定合适的井下连接点，通过连接三角形法将地面平面坐标系统导入井下两井定向在D1区东和西边界人行道上各选定一个点作为两个井筒点悬挂钢丝点，利用地面控制点ZJ1、ZJ2、FJ1和FJ2，分别测定该钢丝点坐标；而后在井下巷道(D1区内)中布设无定向导线，通过测量和数据处理完成两井定向工作巷道中线标定根据定向工作获得的巷道控制点，在图上设计巷道中线位置，而后在井下巷道中(D1区)进行中线标定工作巷道腰线标定在具体的一组腰线点标定工作中，可用粉笔方便地在相邻三棵行树上(模拟巷道边帮)标记井下巷道腰线点D2区长钢尺导入高程利用长钢尺(30m)、水准仪、水准尺，通过连廊的建筑传递孔进行钢尺导入高程实习井下水准测量(倒尺观测)利用连廊顶板，模拟当巷道控制点位于顶板上时，水准测量中的倒尺观测摆动目标瞄准测量在实际井下导线测量和联系测量中，由于巷道风流影响，瞄准目标(垂球线)可能存在小幅摆动．在模拟实习中，通过对悬挂垂球施加小幅摆动，利用全站仪对垂球线进行跟踪测量，获取目标的正确方位整体矿区控制测量地面导线、水准和GPS控制测量项目露天矿地形测量全站仪、GPSRTK地形测量、无人机测图等项目矿井贯通测量该项实习是对上述实习项目的综合应用

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3 结束语

矿山测量课程的教学是一个发展的课题，需结合测绘科学技术的发展、学生的就业知识需求、学校硬件条件等，采用相适宜的方法进行该课程的教学.本文结合本校教学实际，从理论和实践两个方面探讨了矿山测量学的教学.实践证明，本文教学方法和实践方式在很大程度上提高了学生的学习兴趣，活跃了课堂气氛，改善了教学质量与效果.随着测绘科技和矿山测量学科的发展，为获得更好的教学效果，教师应及时更新自己的知识体系，与企事业单位保持紧密联系，了解矿山企事业单位对矿山测量人才的知识和能力需求，逐步对教学方法进行有针对性的改进和完善.

参 考 文 献

[1] 顾和和,张绍良,马昌忠,等.矿山测量学课程建设与改革的理论与实践[J].矿山测量,2004 (3): 60-62.

[2] 姬婧.矿山测量课程项目教学探索与实践[J].中国职业技术教育,2012 (17): 5-8.

[3] 阎跃观,戴华阳,李培现.工程应用类专业课实例解析教学法研究[J].矿山测量,2013 (3): 92-95.

[4] 刘绍堂,沙从术.利用楼群连廊模拟地下工程进行工程测量实践教学的探索[J].测绘科学,2009,34(1): 228-229.

[5] 蔡先娈,邸庆生,马昌忠.矿山测量模拟实习场地建设实践[J].实验科学与技术,2013,11(3): 119-121.

[6] 汪云甲,杨敏,郭广礼,等.矿山测量虚拟仿真实验教学系统构建及应用[J].测绘通报,2016 (7): 129-132.

[7] 张国良,朱家钰,顾和和.矿山测量学[M].徐州：中国矿业大学出版社,2006.

[8] 徐茂林,张贺,李海铭,等.基于测量机器人的露天矿边坡位移监测系统[J].测绘科学,2015,40(1): 38-41.

[9] 杨红磊,彭军还,崔洪曜.GB-InSAR 监测大型露天矿边坡形变[J].地球物理学进展,2012,27(4): 1804-1811.

[10] 李培现.变形监测数据处理教学演示探讨[J].测绘科学,2016,41(3): 185-190.

[11] 范红艳,戚鹏程.环境资源与地理信息省级实验教学示范中心改革与实践[J].实验室研究与探索,2016,35(9): 154-158.

1.11 疟原虫感染对按蚊吸血影响 分别将1只正常KM小鼠和1只感染疟原虫的KM小鼠间隔24 h连续供饥饿按蚊血餐；用薄膜吸血的方式分别讨论疟原虫、贫血和体温等因素对按蚊吸血的影响。①疟原虫因素：将正常小鼠血液稀释至红细胞密度为1.58×106/mL，并以此为对照组；取感染疟原虫后第8天的小鼠血液，PBS清洗2遍后，以PBS补至原体积，以此为实验组。②贫血因素：将正常血液按100%、75%、50%、25%、12.5%的梯度稀释。③体温因素：将正常小鼠血液在32～37℃温度梯度条件下供按蚊体外吸血。饥饿按蚊薄膜吸血25 min后，分别统计吸血率；并以吸血率和各实验因素为参数绘制按蚊吸血曲线。