工程测量项目教学设计.docx
《工程测量项目教学设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程测量项目教学设计.docx（179页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
工程测量项目教学设计
《工程测量》项目化教学方案设计
项目一地面点位的测设
一、授课对象：
工程测量专业
二、授课学时：
12
三、项目描述：
1.项目内容
（1）讨论施工测量的基本工作内容和原则；探讨水平角度、水平距离、高程和平面点位的测设方法；
（2）分组在教学场所内进行水平角度、水平距离、高程的测设，将设计的平面点位测设在地面上。
2.项目情境（教学地点）
在“教、学、做为一体”的工程测量教学场所内开展。
4、教学目标与要求：
1.知识能力目标
（1）了解施工测量的概念与工作内容、任务和施测原则；
（2）掌握已知水平距离、水平角、高程三要素的测设方法；
（3）掌握在地面上测设已知点的方法（极坐标法、直角坐标法、角度交会法、距离交会法）。
2.专业技能目标
（1）能够描述施工测量的概念与工作内容、任务和施测原则；
（2）会使用测量仪器进行水平角度、水平距离、高程和平面点位的测设。
3.素质能力目标
（1）具有主动学习技能精神、能自主完成工作任务；
（2）具有分析能力，善于总结经验良好习惯；
（3）具有合作精神和管理协调能力，善于沟通，豁达、诚信、团结、乐于助人；具有良好的心理素质；
（4）具备优良的职业道德修养，能遵守职业道德规范，有责任心。
项目一地面点位的测设
任务一测设已知数值水平角、水平距离和高程
一、授课方案
上课班级
上课时间
授课学时
4
教学目标
能力目标：
1.能配合组员选择和测设方法；
2.能根据已知条件测设水平角、水平距离、高程；
3.会对测设结果进行检核。
知识目标：
1.了解水平角度、水平距离、高程测设的原理；
2.掌握水平角度、水平距离、高程测设的方法、程序；
3.掌握检查的方法。
素质目标：
1.具有合作精神和管理协调能力，善于沟通，豁达、诚信、团结、乐于助人；具有良好的心理素质；
2.具备优良的职业道德修养，能遵守职业道德规范；
3.具有分析问题解决问题的能力；
4.富有责任心和使命感，具有遇到困难迎难而上的精神。
教学重难点
重点：
水平角、水平距离、高程的一般测设。
难点：
水平距离的精确测定、深基坑高程的测设。
任务描述（设计）
6人为一组，选择合适的场地，拟定水平角的起始边和起始点的高程，按设计的水平角度、水平距离、高程测设，并进行检查。
教学资源
经纬仪（或全站仪）、钢尺、水准仪、水准尺、温度计、弹簧秤、记录本、木桩、斧头、白灰、任务工单、教材、教案、课件。
二、教学设计
教学过程
教学方法
教学手段
学生活动
时间分配
课前准备
准备材料、仪器、场地、课件
下发任务书
在提前预习的基础上再浏览
3分钟
安全教育
讲授
描述与演示
倾听
2分钟
导入
创设环境，情境导入
课件演示
倾听
5分钟
讲解与演示
讲授与示范
演示
观察与同步练习
50分钟
咨讯
回答学生在课前收集资料过程中存在的疑问
课件演示，巡回指导
讨论、交流
代表发言
20分钟
决策、计划、
以学生为主体分组讨论，得出测量方案，讲解演示方案，制定计划。
互评、点评。
可利用多媒体对方案进行陈述，也可在教学现场演示。
思考、讨论，代表发言、相互点评，编制计划（测量步骤）
30分钟
实施
学生实施各教学任务
操作指导
实际操作
80分钟
评价
现场教学，互评、点评
成果展示
自评、互评
5分钟
归纳总结
重点讲解、启发诱导
课件演示、现场演示
倾听与讨论
5分钟
作业布置
1.测设的基本工作有哪些？
2.简述水平角测设的方法？
3.测绘与测设有何区别？
三、教学内容
（一）概述
在施工阶段，按照设计图纸进行的测量工作称为施工测量，又称为测设或放样。
施工放样的基本工作包括测设已知的水平距离、水平角和高程。
施工测量的任务就是根据图纸的要求，用测量仪器把设计所需要的点的平面位置和高程确定在地面上。
施工测量是施工的先导，贯穿于整个施工过程，内容包括：
施工前的场地平整，施工控制网的建立，建筑物的定位和基础放线；工程施工当中各道程序的细部测设；工程竣工后的变形观测以及工程的竣工平面图。
原则：
从整体到局部，先控制后细部
（二）测设的基本工作
1．测设已知水平距离
（1）用钢尺测设已知水平距离
一般方法
在地面上，由已知点A开始，沿给定方向，用钢尺量出已知水平距离DAB定出B1点。
为了校核与提高测设精度，在起点A处改变读数，按同法量已知距离DAB定出B2点。
由于量距有误差，B1与B2两点一般不重合，其相对误差在允许范围内时，则取两点的中点作为最终位置。
（如图1-1）
图1-1用钢尺测设已知水平距离的一般方法示意图
精确方法
当水平距离的测设精度要求较高时，按照上面一般方法在地面测设出的水平距离，还应再加上尺长、温度和高差3项改正，但改正数的符号与精确量距时的符号相反。
即
L=D-△L-△t-△h
式中：
L——实地测设的距离；
D——待测设的水平距离；
——尺长改正数，
，
和
分别是所用钢尺的名义长度和尺长改正数；
——温度改正数，
，
为钢尺的线膨胀系数，t为测设时的温度，
为钢尺的标准温度，一般为20°C；
——倾斜改正数，
，h为线段两端点的高差。
如图1-2。
图1-2用钢尺测设已知水平距离的精确方法示意图
（2）光电测距仪测设已知水平距离
用光电测距仪测设已知水平距离与用钢尺测设方法大致相同。
如图1-3所示，光电测距仪安置于A点，反光镜沿已知方向AB移动，使仪器显示的距离大致等于待测设距离D，定出B′点，测出B′点反光镜的竖直角及斜距，计算出水平距离D′。
再计算出D′与需要测设的水平距离D之间的改正数ΔD=D-D′。
根据ΔD的符号在实地沿已知方向用钢尺由B′点量ΔD定出B点，AB即为测设的水平距离D。
图1-3光电测距仪测设已知水平距离示意图
现代的全站仪瞄准位于C1点附近的棱镜后，能够直接显示出全站仪与棱镜之间的水平距离D′，因此，可以通过前后移动棱镜使其水平距离D′等于待测设的已知水平距离D时，即可定出C点。
为了检核，将反光镜安置在C点，测量AC的水平距离，若不符合要求，则再次改正，直至在允许范围之内为止。
2.测设已知水平角
测设已知水平角就是根据一已知方向测设出另一方向，使它们的夹角等于给定的设计角值。
按测设精度要求不同分为一般方法和精确方法。
（1）一般方法
当测设水平角精度要求不高时，可采用此法，即用盘左、盘右取平均值的方法。
如图1-4所示，设OA为地面上已有方向，欲测设水平角β，在O点安置经纬仪，
以盘左位置瞄准A点，配置水平度盘读数为0。
转动照准部使水平度盘读数恰好为β值，在视线方向定出B′点。
然后用盘右位置，重复上述步骤定出B"点，取B′和B"中点B，则∠AOB即为测设的β角。
该方法也称为盘左盘右分中法。
图1-4一般方法测设水平角图1-5精确方法测设水平角
（2）精确方法
当测设精度要求较高时，可采用精确方法测设已知水平角。
如1-5所示，安置经纬仪于O点，按照上述一般方法测设出已知水平角∠AOB′，定出B′点。
然后较精确地测量∠AOB′的角值，一般采用多个测回取平均值的方法，设平均角值为β′，测量出OB′的距离。
按下式计算B′点处OB′线段的垂距B′B。
然后，从B′点沿OB′的垂直方向调整垂距B′B，∠AOB即为β角。
如图1-4所示，若△β>0时，则从B′点往内调整B′B至B点；若△β<0时，则从B′点往外调整B′B至B点。
3.测设已知高程
测设已知高程就是根据已知点的高程，通过引测，把设计高程标定在固定的位置上。
如1-6图所示，已知高程点A，其高程为HA，需要在B点标定出已知高程为HB的位置。
方法是：
在A点和B点中间安置水准仪，精平后读取A点的标尺读数为a，则仪器的视线高程为Hi=HA+a，由图可知测设已知高程为HB的B点标尺读数应为：
b=Hi-HB
将水准尺紧靠B点木桩的侧面上下移动，直到尺上读数为b时，沿尺底画一横线，此线即为设计高程HB的位置。
测设时应始终保持水准管气泡居中。
在建筑设计和施工中，为了计算方便，通常把建筑物的室内设计地坪高程用±0标高表示，建筑物的基础、门窗等高程都是以±0为依据进行测设。
因此，首先要在施工现场利用测设已知高程的方法测设出室内地坪高程的位置。
图1-6已知高程测设图1-7高程点在顶部的测设
在地下坑道施工中，高程点位通常设置在坑道顶部。
通常规定当高程点位于坑道顶部时，在进行水准测量时水准尺均应倒立在高程点上。
如图1-7所示，A为已知高程HA的水准点，B为待测设高程为HB的位置，由于HB=HA+a+b，则在B点应有的标尺读数b=HB-（HA+a）。
因此，将水准尺倒立并紧靠B点木桩上下移动，直到尺上读数为b时，在尺底画出设计高程HB的位置。
同样，对于多个测站的情况，也可以采用类似分析和解决方法。
如图1-8所示，A为已知高程HA的水准点，C为待测设高程为HC的点位，由于HC=HA-a-b1+b2+c，则在C点应有的标尺读数c=HC-（HA-a-b1+b2）。
图1-8多个测站高程点的测设图1-9深基坑测设高程
当待测设点于已知水准点的高差较大时，则可以采用悬挂钢尺的方法进行测设。
如图1-9所示，钢尺悬挂在支架上，零端向下并挂一重物，A为已知高程为HA的水准点，B为待测设高程为HB的点位。
在地面和待测设点位附近安置水准仪，分别在标尺和钢尺上读数a1、b1和a2。
由于HB=HA+a-（b1-a2）-b2，则可以计算出B点处标尺的读数b2=HA+a-（b1-a2）-HB。
同样，如下图所示情形也可以采用类似方法进行测设，即计算出前视读数b2=HA+a+（a2-b1）-HB，再划出已知高程位HB的标志线。
四、教学评价
评价方法
采用多元评价法，教师点评、学生自评、互评相结合。
从观察学生参与、聆听沟通表达自己看法、投入程度、完成任务情况等方面
评价内容
评价依据
权重
知识
a.理解水平角度、水平距离、高程测设的原理；
b.掌握水平角度、水平距离、高程测设的方法、程序；
c.掌握检查的方法。
40%
技能
a.能根据已知条件测设水平角、水平距离、高程；
b.会对测设结果进行检核。
40%
学习态度
a.是否出勤、预习；
b.是否遵守安全纪律，认真倾听教师讲述、观察教师演示；
c.是否按时完成学习任务。
20%
项目一地面点位的测设
任务二平面点位的测设
一、授课方案
上课班级
上课时间
授课学时
8
教学目标
能力目标：
1.会进行各种施测方法测设数据的计算；
2.能够根据实际工程情况合理的选择其施工测量方法；
3.能够运用极坐标、直角坐标法和角度测绘法放样点位。
知识目标：
1.了解施工测量的内容及特点；
2.掌握极坐标、直角坐标法和角度交会法放样点位的原理和方法；
3.掌握检查的方法。
素质目标：
1.具有合作精神和管理协调能力，善于沟通，豁达、诚信、团结、乐于助人；具有良好的心理素质；
2.具备优良的职业道德修养，能遵守职业道德规范；
3.具有分析问题解决问题的能力；
4.富有责任心和使命感，具有遇到困难迎难而上的精神。
教学重难点
重点：
极坐标法、直角坐标法、角度交会法测设平面点的位置。
难点：
测设数据的计算。
任务描述（设计）
六人一组，用极坐标和直角坐标法、角度交会法模拟测设平面点的位置。
教学资源
经纬仪（或全站仪）、钢尺、温度计、弹簧秤、记录本、木桩、斧头、白灰、任务工单、教材、教案、课件。
二、教学设计
教学过程
教学方法
教学手段
学生活动
时间分配
课前准备
准备材料、仪器、场地、课件
下发任务书
在提前预习的基础上再浏览
5分钟
安全教育
讲授
描述与演示
倾听
3分钟
导入
温故知新，复习导入
课件演示
倾听
5分钟
讲解与演示
讲授与示范
演示
观察与同步练习
110分钟
咨讯
回答学生在课前收集资料过程中存在的疑问
课件演示，巡回指导
讨论、交流
代表发言
20分钟
决策、计划、
以学生为主体分组讨论，得出测量方案，讲解演示方案，制定计划。
互评、点评。
可利用多媒体对方案进行陈述，或在教学场地演示。
思考、讨论，代表发言、相互点评，编制计划（测量步骤）
45分钟
实施
学生实施各教学任务
操作指导
实际操作
200分钟
评价
现场教学，互评、点评
成果展示
自评、互评
7分钟
归纳总结
重点讲解、启发诱导
课件演示、现场演示
倾听与讨论
5分钟
作业布置
1.测设点的平面位置有那几种方法？
2.简述极坐标法测设平面点步骤。
3、教学内容
点的平面位置测设是根据已布设好的控制点的坐标和待测设点的坐标，反算出测设数据，即控制点和待测设点之间的水平距离和水平角，再利用上述测设方法标定出设计点位。
根据所用的仪器设备、控制点的分布情况、测设场地地形条件及测设点精度要求等条件，可以采用以下几种方法进行测设工作。
（一）直角坐标法
直角坐标法是建立在直角坐标原理基础上测设点位的一种方法。
当建筑场地已建立有相互垂直的主轴线或建筑方格网时，一般采用此法。
如图1-10所示，A、B、C、D为建筑方格网或建筑基线控制点，1、2、3、4点为待测设建筑物轴线的交点，建筑方格网或建筑基线分别平行或垂直待测设建筑物的轴线。
根据控制点的坐标和待测设点的坐标可以计算出两者之间的坐标增量。
下面以测设1、2点为例，说明测设方法。
首先计算出A点与1、2点之间的坐标增量，即
△xA1=x1-xA，△yA1=y1-yA
测设1、2点平面位置时，在A点安置经纬仪，照准C点，沿此视线方向从A沿C方向测设水平距离△yA1定出1′点。
再安置经纬仪于1′点，盘左照准C点（或A点），转90°给出视线方向，沿此方向分别测设出水平距离△xA1和△x12定1、2两点。
同法以盘右位置定出再定出1、2两点，取1、2两点盘左和盘右的中点即为所求点位置。
采用同样的方法可以测设3、4点的位置。
检查时，可以在已测设的点上架设经纬仪，检测各个角度是否符合设计要求，并丈量各条边长。
如果待测设点位的精度要求较高，可以利用精确方法测设水平距离和水平角。
图1-10直角坐标法测设点位图1-11极坐标法测设点位
（二）极坐标法
极坐标法是根据控制点、水平角和水平距离测设点平面位置的方法。
在控制点与测设点间便于钢尺量距的情况下，采用此法较为适宜，而利用测距仪或全站仪测设水平距离，则没有此项限制，且工作效率和精度都较高。
如图1-11所示，A（xA，yA）、B（xB，yB）为已知控制点，1（x1，y1）、2（x2，y2）、3（x3，y3）、4（x4，y4）点为待测设点。
根据已知点坐标和测设点坐标，按坐标反算方法求出测设数据，即：
D1、D2、D3、D4；β1、β2、β1、β2。
β1=αA1-αAB，β2=αA2-αAB，β3=αA3-αAB，β4=αA4-αAB。
测设方法：
测设1点时，经纬仪安置在A点，后视B点，置度盘为零，按盘左盘右分中法测设水平角β1，定出1点方向，沿此方向测设水平距离D1，则可以在地面标定出设计点位1点。
同法可测设出2、3、4点。
如果待测设点的精度要求较高，可以利用前述的精确方法测设水平角和水平距离。
检核方法：
1.相对位置检核
（1）边长检核
可以采用丈量实地1、2、3、4点之间的水平边长，并与1、2、3、4点设计坐标反算出的水平边长进行比较。
（2）用经纬仪测量各边之间的水平角，并与1、2、3、4点设计坐标反算出的水平角进行比较。
2.绝对位置检核
可将经纬仪安置在B点，后视A点，测设1、2、3、4点，并与仪器在A点测设的1、2、3、4点比较。
（三）角度交会法
角度交会法是在两个控制点上分别安置经纬仪，根据相应的水平角测设出相应的方向，根据两个方向交会定出点位的一种方法。
此法适用于测设点离控制点较远或量距有困难的情况。
如图1-12所示，根据控制点A、B和测设点P的坐标，反算测设数据β1、β2角值。
将经纬仪安置在A点，瞄准B点，利用β1角值按照盘左盘右分中法，定出AP方向线，并在其方向线上分别打上两个木桩c、d（俗称骑马桩），桩上钉小钉以表示此方向，并用细线拉紧。
然后，在B点安置经纬仪，瞄准A点，利用β2角值按照盘左盘右分中法，定出BP方向线，并在其方向线上分别打上两个木桩a、b，并用细线拉紧。
两细线交会出P点，即为所求待测设点的位置。
当然，也可以利用两台经纬仪分别在A、B两个控制点同时设站，测设出方向线后标定出P点。
图1-12角度交会法测设点位图1-12距离交会法测设点位
（四）距离交会法
距离交会法是从两个控制点利用两段已知距离进行交会定点的方法。
当建筑场地平坦且便于量距时，用此法较为方便。
如图1-12所示，A、B为控制点，P点为待测设点。
首先，根据控制点和待测设点的坐标反算出测设数据D1和D2，然后用钢尺从A、B两点分别测设两段水平距离DA和DB，其交点即为所求P点的位置。
（五）十字方向线法
十字方向线法是利用两条互相垂直的方向线相交得出待测设点位的一种方法。
如图1-13所示，P点为该基坑的中心点位，在挖基坑时，P点则会遭到破坏。
为了随时恢复P点的位置，则可以采用十字方向线法重新测设P点。
首先，在P点架设经纬仪，设置两条相互垂直的直线，并分别用两个桩点来固定。
当P点被破坏后需要恢复时，则利用桩点A′A″和B′B″拉出两条相互垂直的直线，根据其交点重新定出P点。
为了防止由于桩点发生移动而导致P点测设误差，可以在每条直线的两端各设置两个桩点，以便能够发现错误。
图1-13十字方向线法测设点位图1-14用全站仪测设点位示意图
（六）全站仪坐标测设法
全站仪不仅具有测设高精度、速度快的特点，而且可以直接测设点的位置。
同时，在施工放样中受天气和地形条件的影响较小，从而在生产实践中得到了广泛应用。
全站仪坐标测设法，就是根据控制点和待测设点的坐标定出点位的一种方法，如图1-14所示。
首先，仪器安置在控制点A上，使仪器置于放样模式，输入控制点A点和B点坐标，并后视控制点B定向。
再输入测设点P点的坐标，仪器自动算出测设距离D和角度β，首先拨出测设点方向，一人持反光棱镜立在待测设点附近，用望远镜照准棱镜，根据距离差调整棱镜位置，直至距离差为0，打桩定位。
也可按坐标测设功能键进行点位测设。
全站仪将显示出棱镜位置与测设点的坐标差，根据坐标差值，移动棱镜位置，直到坐标差值等于零，此时，棱镜位置即为测设点的点位。
为了能够发现错误，每个测设点位置确定后，可以再测定其坐标作为检核。
四、教学评价
评价方法
采用多元评价法，教师点评、学生自评、互评相结合。
从观察学生参与、聆听沟通表达自己看法、投入程度、完成任务情况等方面
评价内容
评价依据
权重
知识
a.掌握极坐标、直角坐标法和角度交会法放样点位的原理和方法；
b.掌握检查的方法。
40%
技能
a.会各种施测方法测设数据的计算；
b.能够运用极坐标、直角坐标法和角度测绘法放样点位。
40%
学习态度
a.是否出勤、预习；
b.是否遵守安全纪律，认真倾听教师讲述、观察教师演示；
c.是否按时完成学习任务。
20%
项目二水平线和坡度线的测设
一、授课对象：
中职2年级全日制学
二、授课学时：
6
三、项目描述：
1.项目内容
（1）讨论坡度线的概念；探讨水平线盒坡度线的测设方法；
（2）分组在教学场所内进行水平线和坡度线的测设。
2.项目情境（教学地点）
在“教、学、做为一体”的工程测量教学场所内开展。
四、教学目标与要求：
1.专业技能目标
能描述坡度的概念；会使用测量仪器测设已知高程的水平线和已知坡度的坡度线。
2.知识能力目标
理解坡度的概念；掌握已知水平线和坡度的测设方法。
3.素质能力目标
（1）具有主动学习技能精神、能自主完成工作任务；
（2）具有分析能力，善于总结经验良好习惯；
（3）具有合作精神和管理协调能力，善于沟通，豁达、诚信、团结、乐于助人；具有良好的心理素质；
（4）具备优良的职业道德修养，能遵守职业道德规范，有责任心。
任务一测设水平线和坡度线
一、授课方案
上课班级
上课时间
授课学时
6
教学目标
能力目标：
1.能配合组员根据已知条件按要求测设水平线和坡度线；
2.会对测设结果进行检核。
知识目标：
1.理解测设水平线、坡度线概念及作用；
2.掌握测设水平线、坡度线数据计算和测设方法。
素质目标：
1.具有合作精神和管理协调能力，善于沟通，豁达、诚信、团结、乐于助人；具有良好的心理素质；
2.具备优良的职业道德修养，能遵守职业道德规范；
3.具有分析问题解决问题的能力；
4.富有责任心和使命感，具有遇到困难迎难而上的精神。
教学重难点
重点：
测设方格网及顶点高程。
难点：
确定填挖分界线，计算填、挖土方量。
任务描述（设计）
1.六人一组，在墙面上测设一条比地面高500mm的水平线。
2.选择一段有坡度的地面，拟定一条坡度线并进行测设、进行检查。
教学资源
水准仪、水准尺、钢尺、记录本、木桩、斧头、任务工单、教材、教案、课件。
二、教学设计
教学过程
教学方法
教学手段
学生活动
时间分配
课前准备
准备材料、仪器、场地、课件
下发任务书
在提前预习的基础上再浏览
5分钟
安全教育
讲授
描述与演示
倾听
5分钟
导入
导思点拔法
课件演示
倾听
5分钟
讲解与操练
讲授与示范、双向交流、提问
演示
观察与同步练习
60分钟
咨讯
回答学生在课前收集资料过程中存在的疑问
课件演示，巡回指导
讨论、交流
代表发言
30分钟
决策、计划、
以学生为主体分组讨论，得出测量方案，讲解演示方案，制定计划。
互评、点评。
可利用多媒体对方案进行陈述
思考、讨论，代表发言、相互点评，编制计划（测量步骤）
40分钟
实施
学生实施各教学任务
操作指导
实际操作
135分钟
评价
现场教学，互评、点评
成果展示
自评、互评
10分钟
归纳总结
重点讲解、启发诱导
课件演示、现场演示
倾听与讨论
10分钟
作业布置
1.坡度线测设的方法有哪些？
2.简述水平视线法测设坡度直线的步骤。
三、教学内容
在工程施工阶段常常需要测设水平线和坡度线，如当墙体完工后要在室内墙壁上测设一条比地面高0.5米的水平线，作为室内其他工程施工及地面抹灰控制地面标高的依据；又如在排水管道和有倾斜路面的工程施工中，需要测设已知坡度的直线。
（一）已知水平线的测设
测设方法同项目一中已知高程的测设。
根据已知高程的水准点，在水准点和待测点之间安置水准仪，读取水准点上标尺的读数a，算出仪器的视线高Hi，用Hi-a得待求水平线上标尺的应有读数b，上下移动标尺，使其读数为b，在尺底划线。
用同样的方法在其他部位测设已知水平线的的高程点，两点划线即为水平线。
（二）已知坡度线的测
升级会员 