测量学实验实习手册.docx

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测量学实验实习手册

测量学实验、实习手册

南京晓庄学院环境科学学院

第一章测量学课内实验指导书

表1：

实验项目一览表

实验项目名称

实验类型

§1.1水准测量

验证

§1.2全站仪的认识与使用

验证

§1.3角度测量

验证

§1.4图根控制网的布设及平差

验证

§1.5大比例尺地形图碎部测量实施

综合

§1.1水准测量

一、实验目的与要求

1、实验目的与要求：

掌握DS3水准仪的粗平、瞄准、精平与水准尺读数，掌握单一水准路线的普通水准测量外业施测、记录与计算的工作步骤，学会高差闭合差的分配及由已知高程点求取未知点高程的过程。

掌握四等水准测量一个测站的外业观测和内业计算。

2、能力目标：

通过本实验内容的学习实践应使学生具备普通水准、四等水准施测的基本能力，结合所学水准测量的理论利用测绘技术解决生产中所遇到的相关问题，同时，注重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及独立思考、知识综合运用能力，并培养创新意识，成为能够在相关部门进行生产和科研领域中具备综合素质的测绘应用型人才。

二、仪器用具

实验分6组，每组所用仪器为：

Ds3水准仪1套、水准尺2支、记录板1块、记录纸2张、尺垫2只。

三、实验过程

1.练习用圆水准器进行粗平。

练习瞄准水准尺，先以望远镜上的准星寻找目标，然后在望远镜内瞄目标，此时可调节目镜对光螺旋使十字丝清楚，调节物镜对光螺旋使象清楚，反复进行直到消除视差。

转动微倾螺旋使长水准管气泡居中，这称为精平。

练习水准尺读数。

2.以每小组为单位，每组进行一个普通闭合水准路线的外业施测和内业计算，每人测一站，一组至少测四站，组成闭合水准路线。

前后尺读数测定高差，每站的观测程序为：

后视点读数→前视点读数。

A，B，C，D，E，F

6组测量路线如下：

BMA=10.001m，其他组高程为10.002-10.006m。

通过水准测量求A点的高程，

3、以小组为单位完成至少2个测站的四等水准测量工作。

四、教学手段

遵循理论教学与实践教学相结合的基本原则，教师讲解演示，学生自主实践，项目化，坚持学生为主体，教师为主导的教学理念，建立以学生为中心，以传授知识为基础，以提高学生创新思维能力为目的，教师随时指导，实验结束后分组讨论，不断提高学生的综合实践应用能力。

五、技术规定及注意事项

（一）、技术规定

1、每次读数前，必须使长水准管气泡居中。

2、读数以米为单位，读取小数点后三位（读至毫米）。

3、瞄准目标必须消除视差。

4、视线长度一般不宜大于80米。

5、容许的高差闭合差Fh≤±40

（平地），L为路线长，以公里为单位或者Fh≤12

毫米（山地），n为测站数。

本实验采用12

6、四等水准的相应限差，详见教材。

（二）注意事项

1、每次读数前，长水准管气泡必须居中。

2、读数时水准尺应扶直，防止倒立。

3、每站测完必须立即进行计算。

4、仪器未搬站，后视尺不可移动；仪器移站时，前视尺不可移动。

5、测完全程，当场计算高差闭合差，如果超限应检查原因，否则重测。

6、水准点上不能用尺垫，在转点用尺垫时，水准尺应放在尺垫顶点。

7、四等水准应满足规定的限差。

六、实验考核与应交成果

实验考核分为小组实验结果考核与个人现场考核，小组实验结果符合限差为合格，超过限差需重测，个人考核方式为理论知识问答结合实践操作，考核方式为现场抽查，水准测量成果参照附表填写计算，表中项目应填写完整并上交，另外，每人上交一份实验报告，并撰写实验小结。

七、实验用表格

见附件1中表1、2、3、11

§1.2全站仪的认识与使用

一、实验目的与要求

1、实验目的与要求：

1）、掌握仪器的对中、整平工作。

要求每位同学都能完成经纬仪、全站仪的对中、整平工作。

2）、了解全站仪的显示与键盘功能；了解全站仪的的配置菜单及仪器的自检功能。

要求每位同学熟悉全站仪的各个螺旋及全站仪的显示面板的功能等。

3）、掌握全站仪的数据观测方法（角度、距离、坐标、高差等数据）；掌握全站仪的观测数据记录方法和数据的计算。

了解全站仪工作参数的设置；掌握应用程序功能（PROG）；菜单（MENU）；测距设置（EDM）；（FNC）等功能键的设置、操作和使用。

4）、了解三联脚架法的测量过程。

能够用安置好的全站仪瞄准目标、测量坐标、边长、角度、高差等数据并进行数据的记录与计算。

2、能力目标：

通过本实验内容的学习实践应使学生具备仪器对中、整平的基本能力，能够使用全站仪完成距离、高差等的数据采集过程，结合所学基本理论利用测绘技术解决生产中所遇到的相关问题，同时，注重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及独立思考、知识综合运用能力，并培养创新意识，成为能够在相关部门进行生产和科研领域中具备综合素质的测绘应用型人才。

二、仪器用具

全站仪共6套，占牌、棱镜及配套脚架，跟踪杆，记录版，及记录手簿。

三、实验过程

1、按照全站仪的台数将班级同学分成几组，由指导教师先讲解本次实习目的中的所有内容及实习注意事项；

2、每位同学在实习指导教师的指导下，按实习目的的要求依次完成以下实习内容，并由实习教师讲解和示范仪器的各项功能和操作方法。

本次实验的全站仪型号包括：

索佳、南方、苏一光。

a熟悉全站仪的各个螺旋及全站仪的显示面板的功能等。

b熟悉全站仪的配置菜单及仪器的自检功能。

c在实习指导教师的指导下，正确快速的进行全站仪的对中，整平工作。

d用安置好的全站仪观测角度、边长、坐标、高差等数据并记录观测数据

E了解三联脚架法原理

四、教学手段

遵循理论教学与实践教学相结合的基本原则，教师讲解演示，学生自主实践，项目化，坚持学生为主体，教师为主导的教学理念，建立以学生为中心，以传授知识为基础，以提高学生创新思维能力为目的，教师随时指导，实验结束后分组讨论，不断提高学生的综合实践应用能力。

五、技术规定及注意事项

1、由于全站仪是集光、电、数据处理程序于一体的多功能精密测量仪器，在实习过程中应注意保护好仪器，尤其不要使全站仪的望远镜受到太阳光的直射，以免损坏仪器。

2、未经指导教师的允许，不要任意修改仪器的参数设置，也不要任意进行非法操作，以免因操作不当而发生事故。

3、仪器贵重、仪器旁边必须随时有人看护。

六、实验考核与应交成果

实验考核分为小组实验结果考核与个人现场考核，小组实验结果符合限差为合格，超过限差需重测，个人考核方式为理论知识问答结合实践操作，考核方式为现场抽查，实验结束后每人上交一份实验报告，并撰写实验小结。

七、实验用表格

见附件1中表4、11

§1.3角度测量

一、实验目的与要求：

1、实验目的与要求：

掌握全站仪的对中、整平、瞄准目标与度盘读数。

掌握水平角（测回法）及竖直角的观测方法，并正确的记录和计算。

要求每个同学都能独立完成水平角和竖直角的观测，并符合限差的要求。

2、能力目标：

通过本实验内容的学习实践应使学生具备观测水平角和竖直角的基本能力，结合所学角度测量的理论知识利用测绘技术解决生产中所遇到的相关问题，同时，注重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及独立思考、知识综合运用能力，并培养创新意识，成为能够在相关部门进行生产和科研领域中具备综合素质的测绘应用型人才。

二、仪器用具：

实验分6组，每组所用仪器为：

全站仪及配套脚架，记录板一块，角度记录手簿2张。

全班共用占牌两个。

三、实验过程：

1.安置仪器和占牌，仪器安置于O点，对中、整平，调节目镜对光螺旋使十字丝清楚；再调节物镜对光使物象清楚，反复进行直到消除视差并精确瞄准目标。

对中整平步骤如下：

①用三脚架或角螺旋使光学对中器分划板上的圆心或十字丝交点对准测点；

②用三脚架腿的伸缩部分调节三脚架腿的长度使仪器基本水平；

③用脚螺旋使经纬仪精确整平；

④在架头上平移仪器，使仪器精确对中；

⑤重复第3、4步，达到精确对中和整平。

2.测回法测水平角的观测程序为：

每小组对两个目标作为角度观测的对象，来观测与O点之间的夹角。

如选择的目标为A，B则：

盘左：

A→B

盘右：

B→A

要求观测两个测回。

3.计算步骤：

①计算半测回角值。

③计算上、下半测回的平均值。

④计算各测回间角值的平均值。

角度测量示意图如下：

4.每位同学瞄准一个固定目标，进行一个测回的竖直角观测，要求求出仪器的竖盘指标差。

四、教学手段

遵循理论教学与实践教学相结合的基本原则，教师讲解演示，学生自主实践，项目化，坚持学生为主体，教师为主导的教学理念，建立以学生为中心，以传授知识为基础，以提高学生创新思维能力为目的，教师随时指导，实验结束后分组讨论，不断提高学生的综合实践应用能力。

五、技术规定及注意事项

（一）技术规定：

1．垂球对中误差不大于3mm，用光学对中器对中误差不大于1mm。

2．仪器整平后，仪器转动到任意位置时的气泡偏歪不能超过1格。

3．上、下两个半测回角值之差小于36秒；

4.各测回的角度互差应小于24秒；

（二）、注意事项：

1.测回间要配盘；

2.上、下两个半测回照准部的水平旋转方向，照准目标的顺序不同；

3.记录时，分、秒一般都要记两位；

4.计算时，取平均值的原则是“奇进偶不进”。

六、实验考核与应交成果

实验考核分为小组实验结果考核与个人现场考核，小组实验结果符合限差为合格，超过限差需重测，个人考核方式为理论知识问答结合实践操作，考核方式为现场抽查，

要求同学认真做好实验的相关笔记和外业观测记录，并每人填写实验报告一份。

1.水平角观测记录，竖直角观测记录，记录表中项目应填写完整。

2.每个人提交一份实验报告。

七、实验用表格

见附件1中表5、6、11

§1.4图根控制网的布设及平差

一、实验目的与要求：

1、实验目的与要求：

了解控制测量的实施过程，掌握图根导线的布设方法，能够完成图根导线点的布设和导线点坐标计算与平差。

要求每位同学能够独立完成导线点的坐标计算。

2、能力目标：

通过本实验内容的学习实践应使学生具备大比例尺地形测图控制网布设、施测及控制点坐标计算的基本能力，结合所学的理论知识利用测绘技术解决生产中所遇到的相关问题，同时，注重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及独立思考、知识综合运用能力，并培养创新意识，成为能够在相关部门进行生产和科研领域中具备综合素质的测绘应用型人才。

二、仪器用具：

实验分6组，每组所用仪器为：

铁锤、钢钉、木桩、记录板、红漆、导线点计算表格、计算器、大花杆。

三、实验过程：

1.根据规范要求绘制导线略图，踏勘，各小组初选导线点，在实验教师的指导下，完成导线点的布设工作。

2.理解导线转折角的测量，距离测量，水准测量的实施方法。

3.导线点坐标的计算与平差。

根据已知点的坐标和方位，利用观测的转折角和距离，来求得各导线点的坐标。

要求每人独立完成导线点的坐标计算和平差。

四、教学手段

遵循理论教学与实践教学相结合的基本原则，教师讲解演示，学生自主实践，项目化，坚持学生为主体，教师为主导的教学理念，建立以学生为中心，以传授知识为基础，以提高学生创新思维能力为目的，教师随时指导，实验结束后分组讨论，不断提高学生的综合实践应用能力。

五、技术规定及注意事项

参照教材表7-5图跟导线测量的技术要求。

注意事项：

1.导线点的选择要利于永久保存和观测碎部点。

2．在教学楼附近测量时要注意仪器安全。

六、实验考核与应交成果

实验考核分为小组实验结果考核与个人现场考核，小组实验结果符合限差为合格，超过限差需重测，个人考核方式为理论知识问答结合实践操作，考核方式为现场抽查，

要求同学认真做好实验的相关笔记和外业观测记录，每个人提交一份实验报告，一份导线测量坐标计算表格。

七、实验用表格

见附件1中表7、8、9、11

§1.5大比例尺地形图碎部测量实施

一、实验目的与要求：

1、实验目的与要求：

掌握经纬仪测绘法的原理、方法和程序。

熟悉经纬仪测绘法一个测站的工作。

了解数字化测图的流程及方法。

要求能够利用经纬仪测绘法完成不少于30个碎部点的施测及绘图工作，要求每个组员都能独立完成碎部点的施测。

2、能力目标：

通过本实验内容的学习实践应使学生具备大比例尺地形图碎部点施测的基本能力，结合所学的理论知识利用测绘技术解决生产中所遇到的相关问题，同时，注重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及独立思考、知识综合运用能力，并培养创新意识，成为能够在相关部门进行生产和科研领域中具备综合素质的测绘应用型人才。

二、仪器用具：

实验分6组，每组所用仪器为：

全站仪及三脚架，记录板一块，碎部测量记录手簿若干，跟踪杆及棱镜，小钢卷尺一把，绘图工具一套，图版一个，聚酯簿膜一张。

三、实验过程：

1.安置仪器：

领取仪器，根据给出的图根控制点，安置仪器，对中、整平，量取仪器高。

各小组的图根控制点（仪器安置点）的起始高程为10.000m

2.草图绘制：

每个小组要观测至少20个碎部点，地物类型不得少于4种，每个组员至少要观测一个碎部点，各小组观测、记录、计算、跑尺应轮换。

各小组根据观测的要求绘制测区的草图。

草图要标有碎部点的点号。

3.野外观测：

首先利用已知点定向，配置度盘，然后瞄准棱镜读取，水平角、水平距离、高差。

4.记录与计算：

及时计算碎部点高程。

5.上点与勾绘地形图

掌握上点与勾绘地形图的过程。

四、教学手段

遵循理论教学与实践教学相结合的基本原则，教师讲解演示，学生自主实践，项目化，坚持学生为主体，教师为主导的教学理念，建立以学生为中心，以传授知识为基础，以提高学生创新思维能力为目的，教师随时指导，实验结束后分组讨论，不断提高学生的综合实践应用能力。

五、技术规定及注意事项

参照1：

500地形图测绘的规范，及1：

500地形图图式和教材表9-2的相关技术要求。

注意事项：

1.水平角度读到整5分。

2．小组的成员要注意分工协调，在施测之前应研究跑尺方案。

3．在教学楼附近测量时要注意仪器安全。

六、实验考核与应交成果

实验考核分为小组实验结果考核与个人现场考核，小组实验结果符合限差为合格，超过限差需重测，个人考核方式为理论知识问答结合实践操作，考核方式为现场抽查。

1.每个小组应提供碎部测量观测手簿、草图及1：

500地形图（部分）。

2.每个人提交一份实验报告。

七、实验用表格

见附件1中表10、11

第二章测量学综合实习大纲

课程名称：

测量学综合实习

课程编号：

00808001

适用专业：

地理信息科学专业

学时数：

1周学分数：

1

执笔人：

李栋梁编写日期：

2014/03/25

复核人：

刘咏梅

§2.1课程的性质

测量学综合实习课程是综合性实验课程，是对普通测量基本理论的综合掌握和操作练习的课程，通过对本实习课程的学习，使学生掌握测量学的基本知识、理论和方法，使学生熟练利用水准仪、经纬仪、全站仪等测绘仪器进行控制测量、碎部测量和地形图成图，掌握基本地形图的测制方法和地图看图、识图和用图的能力，同时了解现代测绘新技术、新方法及其应用。

在实践上，使学生能够利用常规仪器绘制简单的地形图，了解与GPS、RS、GIS等相关技术的结合和应用，为后续课程的学习打下基础。

§2.2本课程与其它课程的联系与分工

本课程的先修课程主要是《高等数学》。

后续课程主要有《专题地图编制》、《遥感概论》、《地理信息系统概论》等。

本课程的误差理论部分，平差理论，导线、三角控制测量的计算需要利用《高等数学》的基础，而地形图的应用，地图投影等在《地图学基础》部分将作详细的讲解，对于航摄成图，遥感成图的应用是《专题地图编制》、《遥感概论》和《地理信息系统概论》等课程的基础，相关重复部分有些在后续课程中有详细讲解。

§2.3实习内容

（一）控制网的布设

1、目的：

根据实地地形，进行导线点的选择以及控制网的网络布控图的设置。

2、准备工作：

地点：

校区测量范围

仪器：

皮尺、测钉、木桩、喷漆、锤子

复习控制网的布设方法

3、方法与步骤

1）勘察地形

2）选择不同等级的控制点，并在草稿纸上绘制控制测量网

3）在控制点上打桩

4）学会绘制点之记

4、总结

1）控制测量网络图

（二）导线测量（掌握）

1、目的：

通过对导线的测量及手簿的计算和填写，掌握平面控制测量的方法及原理。

2、准备工作

（1）场地根据选择的控制点来测量

（2）仪器准备：

全站仪、可移动站标、观测手簿；

（3）在场地上选择控制网络图，构成闭合或附合或支导线，要求点与点之间的通视情况良好，便于用钢尺量距或光电量距，点要稳定。

3、方法与步骤

（1）分组观测；

（2）利用全站仪测出每个控制点与相临控制点的夹角，在定向边的观测上，角度观测要多一个测回，按二级导线的要求进行观测；

（3）距离测量采用光电测距；

（4）按照导线计算手簿进行平差计算；

（5）检查手簿的记录情况。

4、总结

（1）整理测量成果；

（2）导线布设的形式与实地情况的关系；

（3）控制测量的方法与步骤与仪器等级的关系。

（4）检查控制测量成果表是否符合要求，是否超限。

（三）罗盘仪的使用（了解）

1、目的：

通过对罗盘仪原理的理解，使学生能够利用罗盘仪来确定直线的磁方位角。

并把测得的磁方位角作为控制导线的起始方位角（本测量采用独立坐标系）。

2、准备工作：

（1）地点：

选择已经做好的两个控制点作为标准直线（最好是校园中视野开阔处的控制点）；

（2）仪器：

三脚架、罗盘仪（30´或1°分划），使用前检查仪器的灵敏度；

（3）复习罗盘仪的构造与原理（磁针、度盘、瞄准设备等）

3、方法与步骤

（1）先了解自己所使用的罗盘仪的各部分组成的名称及各个部件、螺旋的使用方法和功能，再明确度盘的刻度（30´或1°的最小刻划）；

（2）观测中要对中、整平，放松磁针，用望远镜照准标志，磁针静止时所指方向为磁子午线方向；

（3）多次观测测量求平均值作为成果；

（4）避开高压线及大的铁器。

4、总结

（1）整理观测成果

（2）学习手簿的记录方法

（3）磁方位角的大小测定

（四）四等水准测量（掌握）

1、目的：

通过四等水准测量，使学生掌握利用水准仪进行高程控制测量的方法，同时学会如何对测量数据进行简单平差。

测定每个控制点的高程值。

2、准备工作：

（1）进行闭合四等水准测量，先确定一起始点（确定其高程），同时确定待定水准点（思考如何设站）；

（2）仪器准备：

S3水准仪（望远镜放大倍数在24倍以上，水准管分划值不大于25"/2mm），水准尺2把（一把为4687，一把为4787），让学生考虑为何用这样的两把尺子，尺垫2个，观测手簿。

3、方法与步骤

（1）分组观测；

（2）规划好观测水准路线，考虑如何来布设水准点可以对水准控制测量起控制作用；

（3）测站点的布设，要设在两水准尺的中垂线上；

（4）仪器的整平、瞄准（注意消除视差）；

（5）读数（记簿）；

（6）在迁站前注意各站上数据是否在限差范围内；

（7）测完进行闭合差的计算，确定是否超限，最后进行平差。

4、总结

（1）整理观测成果；

（2）高程控制测量的方法；

（3）四等水准测量的各项限差。

（五）全站仪的使用（部分掌握）

1、目的：

掌握全站仪的使用方法，操作键盘各个按钮的功能以及液晶显示器上显示的数字的含义，同时掌握全站仪的测角、测距的功能。

2、准备工作

（1）地面选择两个已知坐标的控制点及一个定向边；

（2）仪器准备：

全站仪、三脚架（2个）、棱镜（1个）、站标（可移动2个）；

（3）手簿、电池等，电池充足电。

3、方法及步骤

（1）分组观测；

（2）在有定向边的一控制点上架设全站仪，注意对中整平，在另一控制点上架设棱镜，同样要对中整平；

（3）了解全站仪的开关机的步骤，操作键盘的作用和功能，菜单的含义及功能；

（4）先利用定向边按经纬仪的测量方法练习用全站仪观测角度；

（5）利用全站仪进行测距；

（6）根据定向边的坐标方位角计算测量边的坐标方位角并计算测得的距离与坐标反算距离的差。

4、总结

（1）整理成果；

（2）全站仪与光学经纬仪的区别；

（3）全站仪的测距原理。

（六）碎部测量的方法（掌握）

1、目的：

通过利用经纬仪极坐标法观测碎部点，掌握碎部测量的方法，同时把握用全站仪、光学经纬仪、钢尺等测量仪器综合使用来测量碎部点的方法和原理。

2、准备工作

（1）对测区范围的地形和地貌，选择合适的碎部点。

（2）场地选择事先已经做好图根控制点的地区，方便于对碎部点进行观测；

（3）仪器准备：

经纬仪一台、（或全站仪、棱镜）、三脚架、可移动站标等；

（4）准备碎部测量观测手簿。

3、方法与步骤

（1）选择在一个测站上可以观测的碎部点的情况，然后确定每一个碎部点观测的方法；

（2）在图根控制点上架设仪器，对中整平；

（3）选择起始方向，利用极坐标法进行碎部点测量；

（4）对观测结果记簿、计算；

4、总结

（1）测量成果资料的整理；

（2）掌握极坐标法观测碎部点的方法；

（3）掌握选择碎部点和确定碎部点观测手段的方法；

（4）掌握碎部观测手簿的填写和计算。

（七）地形图的绘制（部分掌握）

1、目的：

通过对校园平面图的测绘，使学生掌握坐标控制格网的绘制方法，利用控制测量、碎部测量的成果展绘控制点和碎部点的方法，从而熟悉地形实地成图的一般过程。

2、准备工作

（1）图纸准备：

聚脂薄膜

（2）2H或HB铅笔，坐标格网尺、量角器等；

（3）绘图板。

3、方法与步骤

（1）理解利用坐标格网尺绘制坐标格网的方法；

（2）展绘控制点；

（3）利用控制点展绘碎部点；

（4）图廓整饰。

4、总结

（1）展绘坐标格网的方法；

（2）展绘控制点和碎部点的方法；

（3）如何进行图廓整饰；

§2.4教材及教学参考书目的选用

拟用教材：

《测量学教程》第四版.章书寿、陈福山主编,测绘出版社，2011.08

拟用教学参考用书：

[1]中国有色金属工业总公司、《工程测量规范》、北京：

中国计划工业出版社出版，2000.3

[2]马永立著、《地图学教程》、南京：

南京大学出版社，1998

[3]张超、《地理信息系统》、北京：

高等教育出版社，1995

[4]武测测绘学院、《大地测量学》、武汉：

武汉测绘科技大学出版社，1996.9

[5]武测测绘学院、《控制测量学》、武汉：

武汉测绘科技大学出版社，1996.9

[6]．黄国寿、《地图编制》、北京：

测绘出版社，1992

[7]中国有色金属工业总公司、《工程测量规范》条文说明、北京：

中国计划出版社，1994

[8]杨学炳、杨光矩、《城市房地测量学》、武汉：

华中师范大学出版社，1991

[9]武汉测绘学院测量学编写组、《测量学》、武汉：

测绘出版社，1990

[10]蔡孟裔等编著、《新编地图学教程》、北京：

高等教育出版社，2000

[11]1:

500地形图图示、1996版

第三章测量学综合实习计划

§3.1实习目的及任务

实习性质：

本实习为地理信息科学专业的必修课

实习目的：

测量学综合实习是综合、全面考察学生的课程学习情况，掌握程度及实际动手能力的综合性实验。

目的是使学生根据已学过的测量知识，熟练的掌握大比例尺地形图测绘的步骤和基本方法。

通过实习不仅可以锻炼学生吃苦耐劳、团结互助的精神，而且可以培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力，同时进一步加深对基本理论的理解和认识。

测量实习是在课堂教学结束之后