测量学的应用范文
发布时间：2023-09-24 15:39:54
导语：想要提升您的写作水平，创作出令人难忘的文章？我们精心为您整理的13篇测量学的应用范例，将为您的写作提供有力的支持和灵感！
篇1
中图分类号：TV198 文献标识码：A
收录日期：2014年5月4日
数学的应用早已深入到众多其他学科领域，对其他学科领域的发展起到了越来越重要的作用。不仅如此，数学在其他学科领域的应用根据所应用学科自身的性质、特点、层次等呈现出不同的表现形式。测量学中的两大基本问题：对测量成果的计算（常称内业成果计算）和对测量误差的分析，都要用到诸多数学原理、方法和知识。本文将从基本特点、基本内容等方面，浅析数学在测量学中的基础应用。
一、基本特点
（一）基础性。在测量学中应用到的诸多数学原理、方法、知识，特别强调其基础性，所应用的数学知识也几乎都是最基本的，不适合做复杂的推导，也不适合做过多的数学延伸。通过分析，可以发现数学知识让测量学更简洁、准确、精确；比如三角和平面解析几何的知识，将测量学中的基本计算问题，几乎完全转化成了数学问题，尤其是平面解析几何知识的应用，让相关测量结果计算变得方便、直接。而直接影响测量精度的误差问题，更是直接应用了概率统计和微分学的基本原理、方法和知识作为工具，同样较完美的将测量学的误差问题转化成了数学问题，为提高测量精度提供了数学理论基础。
（二）专业性。在测量学中应用到的诸多数学原理、方法、知识，是服务于测量学的，所以更多的体现了其专业性。几乎每一个数学知识的应用，都有其特定的应用背景。数学知识的应用和安排是服从于“解决专业问题”这条主线的。在这种角度下，数学知识之间并不要求严格的逻辑顺序；比如三角和平面解析几何的知识就贯穿了整个测量学的基本计算问题，但其间却又同时穿插了概率统计和微分学的知识，用以解决分析测量误差的问题。
（三）综合性。在解决测量学中的两个基本问题：测量成果的计算和测量误差的分析时，除了测量学本身的要求和数学的强大工具性外，还要用到很多其他学科的知识，比如地理学、物理学的应用等，这是学科间的综合。即便是数学原理、方法、知识本身的应用，也不是孤立、单一的；同一个测量学问题的解决往往同时应用多个数学知识。
二、基本内容
（一）三角与平面解析几何紧密结合共同解决测量成果计算问题。在测量学中，三角知识的应用是非常普遍的，尤其是在进行测量成果的计算时，从水准测量到角度测量再到距离测量以及直线方位测量、平面控制测量、高程控制测量等等，无一不以三角知识为基础。不仅如此，三角知识还往往与平面解析几何紧密结合，共同来解决测量成果的计算问题。
1、三角的知识是基础中的基础。在测量学中，三角知识应用相当广泛，从勾股定理到正弦、余弦、正切、余切再到反正切、余弦定理等等，从不同方面完成了对测量成果的计算问题。比如，在分析水准尺倾斜产生的影响时，要用到余弦的知识。这样的例子几乎贯穿了整个测量学的基础应用。可以说，三角的知识是测量学中基础的基础。
2、平面解析几何将测量成果计算变得更加直接、简单。如前所述，三角的知识几乎贯穿了整个测量学的基础应用，而与平面解析几何基本原理、方法和知识的结合，则使测量成果的计算有了质的飞跃，这当然直接得益于解析几何自身的优势，将几何如三角的问题转化成了代数的问题，不仅使测量成果的计算更加系统化、统一化，还使测量成果的计算变得更加直接、简单。需要说明的是，数学上通用的平面直角坐标系与测量学中实际应用的坐标系是有一定的区别的，但它们的算理都是一样的。解析几何的原理、方法和知识在测量学中最基本的应用主要在于确定点的坐标、测算两点间的距离、确定两点间的坐标方位角等等。
（二）概率统计与微分学合力完成对测量误差的分析。中误差是测量学中关于测量误差分析部分的重要概念，也是误差分析的主要内容之一。从测量误差统计规律的揭示到测量中误差的定义再到它的计算以及它的变化等等，无不用到数学的原理、知识和方法，而其中最显著的是概率统计与微分学的应用，它们结合起来共同完成了对测量误差的分析。
1、概率统计揭示了测量误差的基本规律。测量学中指出，产生误差的原因很多，误差的种类也各不相同，大致涉及仪器的、人为的和环境的三个方面。测量学最关心的是那些不可避免的客观存在的偶然误差。对偶然误差的基本规律进行的研究、描述，离不开概率统计的知识，最基本的一点就是：偶然误差是不确定的，但随着观测对象的增加又会呈现越来越明显的统计规律。关于偶然误差的统计规律指出：偶然误差具有有限性、显小性、对称性和抵消性；而更进一步系统性理论性的规律则是通过概率统计中最重要的正态分布体现出来的。需要补充说明的是，偶然误差的“抵消性”更是直接指导了实际的测量学外业工作，在角度测量、直线方位测量等实地测量工作中，往往通过左、右测量或往、返测量等方向性相反的测量和多次测量来抵消仪器整平等过程中产生的误差。
偶然误差的抵消性用数学式子可以表示为：
■■=0，
i为各次测量的真误差，n为测量总次数，可以看出，当观测次数无限增多时，偶然误差的算术平均值接近于零。
2、概率统计的基本原理给出了测量中误差的定义。误差的常见基本定义，是测量值与理论真值之间的差，在测量学中依然适用。需要说明的是，测量学在定义测量误差的时候，引入了统计学的基本原理作为参考，那就是：实际测量工作中，需要对目标反复测量以提高测量精度、降低测量误差，而测量误差作为单独的研究对象时，是符合概率统计关于随机变量的基本知识的。需要指出的是，测量学中极其重要的“中误差”概念更是直接应用了随机变量的统计规律性加以定义：m=±■，m称为中误差，i为各次测量的真误差，n为测量总次数。从“中误差”的定义式不难看出，它充分考虑了各次测量真误差之间的关系、差异，是一个综合性的概念，也是衡量观测精度的一个可靠标准，进一步分析，还可看出，它的表达式非常类似于一般概率统计中标准差的概念，当然也就描述了针对同一观测对象一组观测真误差的平均离散程度。
3、微分学完成了对测量误差传播定律的定量分析。测量学的一大特点是，很多量的测量不是通过仪器直接测量、读数完成的，而是借助于其他的已完成的测量成果，通过一定的计算，间接完成的。比如一个简单的例子，要测量一块矩形场地的面积，是通过先测量矩形的长、宽，再利用矩形的面积公式计算得出面积。可以理解，由于各种原因，在测量矩形的长、宽时，不可避免的会产生误差，而这个误差将导致矩形的面积这个间接得到的量也产生相应的误差，这个误差既不是长的误差，也不是宽的误差，但是跟长、宽这两个直接的量都有关系，用测量学专业的语言描述，就是误差被传播了。用数学的语言描述就是，间接观测值是直接观测值的函数，而且间接观测值的中误差必然与直接观测值的中误差密切相关，其间对于这种关系的阐述就是误差传播定律。
误差传播定律包含了丰富的内容，主要有观测值的和或差的函数中误差（如为了求得两点间的高差，在两点间设置若干观测站时）、观测值倍数函数的中误差（如在不同比例尺的地形图上量算两点间实地距离）等等。但是由于借助了数学的高度抽象性，这些类型的中误差都可以概括为一般函数的中误差，并最终统一为一个数学式子：
m=±■m■■+■■m■■+…+■m■■，其中，x1、x2、…xn为n个独立的直接观测值，其中误差分别为m■、m■、…、m■，z=f（x1，x2，…，xn）为间接观测量与直接观测量之间的函数关系，■为间接观测量对第i个直接观测量的偏导数。从误差传播定律的数学式子可以看出，正是微分学的知识完成了对测量误差传播定律的定量分析，其中函数的建立和偏导数的计算又是关键的步骤。
篇2
Application of Animation in Non - Geomatics Specialty of Surveying Teaching
Debao Yuan ,Ximin Cui ,Shiwei Yu,Jinbao Jiang,Wenbin Sun
（College of Geoscience and Surveying Enginneering,CUMT，Beijing，100083）
Abstract: in order to teach surveying better and improve the quality and efficiency of teaching, it is needed to study and develop multimedia animation teaching software of surveying with development tools such as 3dsmax, Photoshop, Premiere and so on. The software can describe the principle and procedure of surveying vividly. The software also can show the detail of the use of surveying instrument. Hence this program can arouse students’ interest, rich the teaching, enhance teaching efficiency and improve the quality of the teaching.
Keywords: surveying; multimedia courseware; 3dsmax
中图分类号： P2 文献标识码： A
1引言
多媒体教学是一种有效的辅助教学方式, 它将文字、 图形、 图像、 动画、 声音和影像等 多种媒体运用到教学中, 对于优化教学过程, 开拓学生视野, 增加课堂信息量等方面都有着明显的优势, 具有很强的表现力, 可以激发学生的 学习兴趣, 集中学生的注意力, 增强学习效果。
测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面（包括空中、地下和海底）点位的科学，是研究对地球整体及其表面和外层空间中的各种自然和人造物体上与地理空间分布有关的信息进行采集处理、管理、更新和利用的科学和技术。其大多数理论方法都比较抽象，教师在课堂上讲课很难表达清楚，学生理解也不够形象完整，从而使的教学质量下降。为了使学生能够感性地认识测量学的理论和实践知识，开发一个多媒体的动画教学软件很有必要。
2软件与技术平台
现在用Powerpoint为表现形式的多媒体课件已经很普及，促进了教学质量的提高，但它还有很多的不足之处。比如，表现形式单一，大多都是以文字和图片的形式呈现在学生面前，使学生缺乏兴趣去接受老师讲的内容；功能有限，Powerpoint虽然是教学的一个很好的平台，但其自身功能还是有限，不能做出预期的效果；无法实现三维演示功能。所以单独依靠Powerpoint来教学，不能达到很好的教学要求。
动画是一种综合艺术，它是集合了绘画、漫画、电影、数字媒体、摄影、音乐、文学等众多艺术门类于一身的艺术表现形式。以动画视频来教学的方式成为了一个受欢迎的教学方式。学生可以更加直观、更加感性的去认知知识，同时使课程也变得更加生动、更加形象。
制作动画需要软件支持，比如图象处理软件，音频处理软件，文字处理软件等等专业软件。其中比较主流的软件公司为adobe与autodesk两家公司。其中adobe公司的软件主要做平面图像处理，影视合成方面；autodesk公司软件主要做三维建模与动画的制作。
动画制作过程是复杂的，他一般包括前期制作、中期制作和后期制作（如图1）。每个制作模块都有其自己的制作内容。
图1 动画制作过程
3动画制作实例
我们不需要将所有讲课内容都制作成动画, 而主要是将难于讲解、需要演示、需要操作的内容制作成动画。例如：椭球的几何参数；高斯投影的过程；二等水准观测的过程；坐标转换的计算等等。因此，像这些教师课上难以讲解的抽象的、难懂的知识点，一个个的制作成动画视频，以形象、生动的图像形式展示在学生们面前，使教学变成一场有趣视听体验。
测量学中有许多实践课需要学生们在实地操作，但对于非专业而又需要用到的学生则没有办法亲生体验了解，教师也只是在课堂上用简单的描述性语言说一下，或者有的直接让学生们自学一带而过。如果我们使用了动画视频教学，同学们就可以更加轻松地学习书本上学不到的知识。例如2秒经纬仪的读数（如图2，3，4）。
图2瞄准前 图3错误读数图4正确读数
再如测量学中的坐标转换原理，很多学生在学习这个知识点时会遇到困难。对于二维的直角坐标系转换，学生们可以很简单的理解。但当涉及到三维转换原理时，学生们就略显吃力了。对于两个空间三维直角坐标系O1-X1Y1Z1和O2-X2Y3Z2，要实现空间直角坐标系从O1-X1Y1Z1到O2-X2Y3Z2的转换，首先通过坐标原点平移，使坐标原点O1与O2重合。其次，对于同原点的两个三维空间直角坐标系O-X1Y1Z1和O-X2Y2Z2，通过旋转，实现O-X1Y1Z1到O-X2Y2Z2的变换，如下图。
图
其变换具体过程：由于坐标系的单位长度不同，所以两坐标系存在一个比例系数m; 坐标O2-X2Y3Z2首先进行平移，使其坐标原点与坐标O1-X1Y1Z1原点重合; 首先绕OZ1旋转角; 然后绕OY1旋转角; 最后绕OX1旋转角
旋转矩阵分别为：
(1)
公式（1）可以写成：
(2)
进一步简化为：
(3)
(4)
最终加上缩放比例m与平移参量，公式可写为：
(5)
根据原理，就可以逐步开展动画制作了。
3.1前期制作
前期制作部分的工作主要是资料素材的收集和整理。对动画进行整的构思，设计场景造型，然后根据整理的资料素材撰写动画脚本和配音脚本。
3.2中期制作
中期部分工作就要根据前期制作中设计的脚本进行动画的一画画制作。这里就要用到adobe公司开发的photoshop图像处理软件，进行素材的美化加工（如图5）。
对于三维动画则需要使用autodesk公司开发的3dsmax 或maya软件进行三维建模后，然后制作动画（如图6）。
初步动画制作完成后，需要进行对画面色彩、特效等制作。如加上光晕、材质、灯光等处理（如图7）。
图5 Photoshop图像处理二等水准测量 图6 3dsmax制作坐标系模型
图7 After effect动画渲染
3.3后期制作
这样一个动画制作完成了，但是此时的动画只能在软件里面播放，需要我们使用软件进行渲染处理，输出最终的文件。格式一般有*.avi, *.mov, *.rmvb等等。
4动画合成
渲染出来的动画在premiere中支持*.mp3, *.wav 格式声音文件, 事先将声音文件录制编辑好, 以*.mp3 或* . w a v 格式文件保存。声音文件可以直接导入, 导入的声音文件存储在premiere中。然后在premiere软件中对音频文件进行去噪处理，然后进行剪辑，使动画和录音达到同步的效果。最后导出文件就是我们最终需要的动画视频了。
5结束语
对于多个动画视频文件，我们可以制作一个多媒体文件包，可以放到网上，这样学生们可以通过网络随时随地地学习到知识。
以动画为平台的测量学多媒体动画软件，能够直观、动态地表现教学过程，将教学思路融合到动画之中，激发学生学习兴趣，丰富了教学内容，增强了教学效果。此方法正在被广泛地运用到教育领域。
参考文献
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篇3
【中图分类号】G712【文献标识码】A【文章编号】1006－9682（2009）01－0133－02
随着计算机科学的飞速发展，多媒体技术、信息技术、通讯技术、网络技术日新月异，并与现代教育紧密结合而形成的现代教学手段，已迅速渗透到现代教育的各个方面，尤其是现代教学手段进入课堂教学后，赋予了课堂教学新的特点和内涵，形成了一种全新的课堂教学模式。测量学是一门实践性很强的课程，是现代教学手段的先期实践者和受益者，只有积极应对教育创新的新挑战，才能丰富测量学教学内容，全面提高课程教学质量。
一、“测量学”计算机辅助教学的现状
以信息技术为先导的高新技术革命对国民经济、社会生活和文化教育等各个领域已经产生了深远的影响，对现有的教育模式也提出了有力的挑战。能否将信息技术有效应用于教育教学领域，是衡量教育是否面向未来社会发展的一个依据。信息技术在教学中的应用就是以计算机为中心的多媒体辅助教学。因为多媒体具有图、文、声并茂，而且有活动影像等特点，所以多媒体能提供最理想的教学环境。它必然对教育、教学过程产生深远的影响。
提及计算机辅助教学（CAI），大家已不再感到陌生，尤其是近年发展较快的多媒体技术和网络技术，进一步推动了计算机辅助教学的推广和普及，使其成为现代教育技术的核心内容，成为教育领域不可缺少的重要工具和手段。但目前在我国高等院校要广泛深入地开展“测量学”计算机多媒体辅助教学，还存在以下两个方面的障碍：
1．硬件方面
目前我国绝大多数高等院校由于资金紧张，所拥有的计算机数量有限，因此无法开展交互式、个性化的计算机辅助教学，有条件的高校也大都在配备多媒体大屏幕投影设备的大教室（由1台多媒体计算机连接1台大屏幕投影设备，并配有视频演示仪和音响系统的教室）里进行“课堂演示型”计算机辅助教学。
2．软件方面
目前市场上虽出现了极少量的关于测量学的教学软件，但都是一些“电子版的教科书”，只能一屏一屏地播放显示，不能逐字、逐行地显示，这很不适合学生的学习习惯，而且在播放时，教师无法在其上进行圈点，即兴地创造性地发挥（而这一点不论是在传授知识，还是启发创新都是最宝贵的），因此，不适合“课堂演示型”计算机辅助教学。另外，讲课是一门艺术，是一种创作，每位教师都有自己的特色，又因各学校各专业的情况不同，教学内容、学时安排等也不尽相同，因此，市面上现有的“测量学”教学软件的内容和体系都存在很大的缺陷。同时由于它们都以光盘的形式存在，任课教师无法在此基础上进行二次开发，从而导致了目前市场上虽出现了一些“测量学”CAI课件，但真正使用并不多的现状。
二、计算机辅助教学在专业教学中的地位
专业课程涉及大量抽象概念、空间概念及动态过程，用传统教学方法很难将这些概念及过程清晰地展现在学生面前，从而造成教与学都困难的局面。计算机辅助教学课件针对不同专业的内容和特点，利用计算机多媒体技术将专业知识和学习内容形象化、生动化、可操作化，并以语音、图像、文字、动画等形式完成教学过程，给学生提供一个新颖的交互式学习环境。
在“测量学”的教学中，运用多媒体技术进行辅助教学是一个巨大的进步，在很大程度上提高了教与学的效率和质量。具体表现在以下几个方面：
1．由于教师课前制作好电子教案，因此上课时不需要在黑板上逐字地板书和一笔一划地绘图，节省了大量宝贵的课堂时间，以更多的时间用来传授知识，从而扩展了学生的知识面。同时，教师也从过去繁重的体力劳动中解放出来，可以全身心地投入到讲解上。
2．教师利用多媒体技术将“测量学”中一些抽象的、不可见和难于解释的内容加以形象化和直观化，为学生提供了大量的感性材料，有助于学生的认知和掌握。
3．教师在电子教案中采用了一些较鲜艳的底色或用一些可爱的图片衬托所讲的内容，使学生感到既新鲜又有趣，既取悦了学生的视觉，又增强了记忆，也为课堂带来了一种美感，从而使原本枯燥乏味、不受重视的测量课变得生动有趣，激发了学生学习的兴趣和热情，提高了学习的效率。
4．由于教师在电子教案中拷入了许多有关先进仪器设备的图片，使学生看到了许多实验室根本没有的仪器设备，开阔了视野，增长了见识，弥补了学校资金缺乏而无法购买先进仪器设备和教科书陈旧落后的不足。
5．在多媒体教室进行教学，由于有了话筒和音箱，教师不必再扯着嗓子大声讲课，用较小的声音也能使学生听得很清楚。由于投影的文字、图表清晰、准确、规范，即使坐在最远的角落里也能清楚的看到，克服了实物或挂图教学的不足，避免了学生再花精力去辨认教师的字迹，改善了学生的视力。
三、计算机辅助教学在“测量学”教学中的应用实践
1．初步形成现代教育理念
计算机辅助教学全方位突破了传统的应试教育理念和教学思想，所营造的是一种教学互动、真实再现、资源丰富、时空选择方便、信息处理便捷的素质教育教学环境，使得教与学、师与生之间的关系拓展更加机动灵活、丰富多样，能充分发挥学生自主学习的积极性和创造性。测量学教师正是借助多媒体技术、通讯技术、网络技术，以及长期使用的幻灯、投影、录像、视听系统等现代教学手段，较好地处理了测绘学科与其它学科、理论教学与实践性教学、传统内容和现代内容的关系，树立了以学生为主体的教学意识，大大提高了教师的教学水平。
2．合理使用多媒体课件
近年来，各个学校都在不同程度地研制测量学多媒体课件，并取得了显著的成绩。其中测绘学院制作的《测量学电子教材》，1998年在全国范围公开发行后，给测量学课程教学带来了勃勃生机。尤其是测绘新技术、新仪器等内容，对于资金短缺、仪器设备落后的学校，为教师和学生了解、学习测绘新知识提供了一条有效的途径。多年来，许多人在教学中一直有选择性地使用该教材，借鉴其中部分内容进行讲授，适当缓解了学时紧张的矛盾，同时激发了学生的学习兴趣，增强学习的自觉性和主动性。但由于该教材制作时间较早，在教材内容和制作方法上存在一些不足之处，特别是专业测量和实际应用等内容还有待补充和完善，以扩大该教材的应用范围，提高使用效率。因此，我们一方面充分发挥现有电子教材的作用，另一方面利用自身的力量，将控制测量、数字化测图、施工测量等内容，结合全站仪、GPS等先进仪器和测绘专业软件，以及现场施工的放样实例，用多媒体技术有机地结合在一起，不断完善多媒体教学课件。
3．合理使用教学录像片
由中国测绘学会和部分高校联合录制的测量学教学录像片，具有直观、生动、形象等特点，包含基础测量、专业测量和现代测绘技术等多个内容。通过电化教学形式，解决了许多课堂讲授中难以讲述清楚的问题。在教学实践中，选取了其中的部分内容，教师结合录像片备课，采用看讲结合的方法，授课前向学生简要介绍片中的主要内容、重点、难点和应注意的问题，引导学生主动学习，使学生做到心中有数。在观看过程中，针对难以理解和掌握的内容，通过暂停播放功能由教师补充讲解，或重复播放相关内容，以便学生及时理解掌握。特别之处，可静止画面，留给学生思考的时间和余地。录像片播放结束后，教师再次进行归纳总结，通过提问、分析、讨论、解答等形式，使学生对所观看内容初步形成的印象由感性认识上升为理性认识。这样既可有效发挥教学录像片的优势，又能克服其节奏快、思考余地小、消化理解困难等弱点，充分实现教师在教学中的主导地位，确保达到预期的教学效果。但由于录像片的制作受当时设备和技术的限制，加上录像带本身的霉变现象，导致录像片清晰度不高，播放效果受到一定的影响。只有将原有大部分内容进行必要的编辑后，通过数码技术转换成DVD，部分内容采用数码摄像技术重新摄制，并适当补充和完善新仪器、新技术、新方法的实际应用等内容，才能满足现代测量学教学的需要。
4．合理利用网络资源
在测量学教学中，根据教学需要，可随时通过校园网与国际国内相关网站链接，查阅相关资料，了解更多信息，同时也可与兄弟院校校园网进行实时链接，加强相互合作，实现教学经验、科研成果、教学资源的共享，使教师从中获得更多的时间、更多的信息、更多的手段、更广阔的空间和更广泛有力的教学支持。为了便于学生自主学习，形成不断进取和终身学习的习惯，教师可将教学课件在校园网上，并向学生介绍一些优秀的资源库和信息网站，引导现代教学手段在测量学教学中的应用，引导他们去访问，师生之间通过电子邮件、BBS、网络聊天等交流手段，互通信息，掌握动向，形成师生交流、亲密合作的良好氛围，使多媒体网络成为学生自主学习、娱乐、交流的健康园地。
参考文献
1 臧德彦、赵吉先.面向21世纪谈测量学教学改革［J］.测绘信息与工程，1998（增刊）：60～62
2 王晓光.电教片教学中如何发挥教师的主导作用［J］.测绘信息与工程，1998（增刊）：73～75
3 侯宝生.谈如何加强多媒体技术在教学中的应用.建筑教育改革理论与实践［M］.武汉理工大学出版社，2002
4 刘育涛、安素平.试论多媒体课件在教学中的作用［J］.河北师范大学学报，2002.（1）：77～82
篇4
1 引言
人体测量学是指用科学的方法测量和收集人体物理特性，并将其应用到系统、设备、产品和人机环境等的设计中[1]。是人为因素的重要组成部分。
这些物理特性包括身高、体重、可达范围、力量数据以及舒适度评价等。
人体跟产品、系统是不一样的，人体是不能设计的，因此，在类似驾驶舱这样的产品或人机环境设计中，设计人员必须充分考虑人体测量学的要求，使得设计出的飞机系统、环境都能够适应人体的尺寸需求。
2 人体数据的修正与选择
2.1 人体数据的修正
常见的人体测量项目如图1所示（限于篇幅未列全），但是这些测量数据不能直接应用于设计，首先是因为这些数据的测量有其年份，一般这个年份既不同于产品设计时间，也不同于产品使用时间；其次是因为这些数据是用裸身来测量的，所以在设计时必须考虑服装、鞋帽等着装对数据的影响；再次是因为不同人种、不同年龄段、不同性别之间的数据差异也很大，在产品设计时必须予以取舍或兼顾。由于本文所用数据取自GJB 4856-2003《中国男性飞行员人体尺寸》[2]，人种、年龄段与大众的人体数据相比，取样的范围要窄很多，因此这些因素对数据的影响较小，可以不予考虑。
2.1.1 年份对数据的修正
GJB 4856数据的测量时间是2000年7月，根据统计结果，中国人近年来的平均身高增长量为26mm/10年，所以如果设计当下使用的产品，在身高上的修正量就达到39mm，如果像飞机这种长设计周期的产品，就要考虑到飞机投入运行的时间，使之能够符合飞机投入市场时的人体尺寸要求。
2.1.2 着装对数据的修正
按照FAA的标准[1]，着装对于操纵间隙的影响较大，因此，在计算机组人员尺寸时，需要考虑着装的因素。FAA将着装分为轻便着装，中等着装和重装三种类型。表1给出了中等着装对人体尺寸的影响。
2.2 人体数据的选择
按照CCAR 25.777（C）条款规定，“操纵器件相对于驾驶员座椅的位置和布局，必须使任何身高158至190厘米的最小飞行机组成员就座并系紧安全带和肩带（如果装有）时，每个操纵器件可无阻挡地作全行程运动，而不受驾驶舱结构或最小飞行机组成员衣着的干扰。”[3]
因此，驾驶舱设计时，应至少满足最低和最高身高这两个极限值及其所对应的其他身体尺寸。由《中国男性飞行员人体尺寸》[2]可知，人体尺寸的分布基本满足正交分布，可以根据标准差和第50百分比的数据计算出其他百分比的数据。
3 人体测量学在驾驶舱可达性设计中的应用
驾驶舱的可达性不仅包含对各操纵器件的无障碍的可操作，还包括对内外部视界的可达。在进行操纵器件的可达性分析时，需要对可达方式进行定义，因为不同的可达方式其可达包线不同，所需要的可达力也不同。而在对视界的可达性进行分析和设计时，则需要把重点放在对设计眼位的选择上。实际上，这两者又是相互关联，相互影响的。下面分别就两方面进行说明。
3.1 操纵器件的可达性分析
驾驶舱设计中需要用到手的可达方式主要是对按钮的按压、对开关的拨动、对旋钮的转动、对开关等的拉拔提、对油门杆等的推拉和对驾驶盘的推拉与旋转等。需要用到脚的可达方式主要是对脚蹬的踩踏。
3.1.1 手的可达性
手的可达方式主要是通过手指、手指与手指、手指与手掌、手掌等的触碰、抓取、握取、拉拔、推等动作来实现对驾驶舱器件的操纵。
其中，只需要指尖可达的方式可达范围（3.17-3.20）最大为722mm。根据HFDS[1]的统计结果，指尖可达范围比需要指关节操作的方式大70mm，比全手掌操作的方式大125mm，分别为652mm和597mm。
同时，就同一种动作而言，也会因为距离人体上下、左右、前后的距离不同而使可达范围不同。可以在不同的尺寸位置分别对人体做横切和纵切来详细判断手的可达性，如图2所示，（均为第50百分比人体尺寸的抓取动作）。这些曲线都是在对大量人体尺寸精确测量和统计的基础上得到的。如果将剖面进一步增加，则可以形成一只手对可操纵范围的包络体，这也是CATIA人机功效学模块中可达性分析的原理。
操作器件除应在驾驶员的可达包线内，还应保证驾驶员能够以合适的力对其进行操作，以减少驾驶员疲劳负荷，提高安全性水平。例如，按钮的操作力应在2.8至11.3N范围内。用于前轮转弯操纵的手轮，一般是由手腕和手指运动来操作的，由其负荷应小于22N。用于起落架收放操纵的手柄的操作力应在4.5至45N之间。
3.1.2 脚的可达性
脚产生的力的大小与下肢的位置、腿部膝关节的角度等姿势和方向有关。下肢伸直时脚产生的力大于下肢弯曲时产生的力。脚产生的操纵力通常是以压力形式出现的，压力的大小与脚离开人体中心对称线向外偏转的程度有关。
为了达到最佳的可达效果，最好将所有的操作器件放置在第50百分比的人体可达的边界之内，但这显然是无法实现的。所以，必须根据操作器件的操作频率，尽可能将使用频率高的操作器件安排在该可达包络范围之内。
3.2 视界的可达性分析
驾驶舱的清晰视界主要是根据咨询通告AC 25.773-1[4]的要求进行设计得到的锥形区域，并将锥形区域与飞机外形相交得到驾驶舱风挡的最小区域。外部视界与人体测量学关系不大，本文不作详述。而内部视界，则主要是针对操纵器件以及各面板上的仪表的可视性而言。在对内部视界进行分析时，仅仅通过头部的移动来改变视界，要求机组的躯干部分均保持直立，无转动或者弯曲，并由安全带束缚。头部的运动包括如下三种方式：左右转动、上下抬头和低头和左右偏转。
3.2.1 设计眼位的确定
不论是外部视界还是内部视界，与设计眼位的位置都息息相关。因此，在驾驶舱设计中，设计眼位是比较重要的设计基准之一。设计眼位在展向的值有个范围，对于中程运输机，平均值为650mm，对于轻型飞机则为350mm。因此，设计眼位的位置主要集中在航向和高度方向上。设计眼位的确定要在座椅参考点、驾驶舱顶部边界、风挡、仪表板、操纵器件等因素中权衡。
3.2.2 仪表板的布置
运输类飞机仪表板上主要布置有PFD、MFD和EICAS显示器，要求驾驶员能够舒服地看到，即防止驾驶员视觉疲劳，以减少由于人为因素导致的操作失误。防止疲劳的措施包括很多，与人体测量学有关的有：
（1）眼睛与显示器中心的连线应低于水平视线。最佳的视线应在水平视线下15度角至40度角之间。在该角度区域范围内，将增加眼睛的聚光能力，同时能缓解颈部、肩部、前臂和腕部的肌肉紧张程度。
（2）眼睛与显示器中心的连线最好垂直于显示器平面，若不能垂直，则至少大于45度角。
（3）眼睛与显示器之间的距离不应小于330mm（只需短时间观察的可以放宽到250mm）。最远距离取决于显示的内容。当眼睛与显示器之间的距离大于600mm时，需要对显示内容（字体、符号等的大小）及显示亮度进行调节以增加易读性，一般应大于22弧分。
3.3 两者间的相互影响
操纵器件的可达性与视界的可达性是相互联系又相互制约的。例如，为了达到最佳的内部和外部视界，飞行员的眼位最好位于设计眼位上。但是由于人体尺寸的不同，如果设计时，保证身材较高的飞行员在设计眼位时的视界，就可能导致身材较矮的飞行员无法够到脚蹬等飞行控制器件。因此，在驾驶舱设计时，对座椅、脚蹬等设置中立位置和可调节范围就十分必要。需要说明的是，一般情况下，座椅的上下调节范围，脚蹬的前后调节范围都是一样的，但并不是说，中立位置一定对应于第50百分比的人体尺寸，需要根据具体的数据，来选择中立位置和调节范围，否则可能导致有些调节范围是无法使用的。
又如，波音737-800飞机的垫脚板厚度为70mm。其设计眼位距离地板高度在1200mm左右，最小和最大身材的飞行员的坐姿眼高分别为761mm和896mm，小腿加足高的长度分别为374mm和477mm。为了保证达到设计眼位的高度，最佳的状态莫过于座椅参考点中立位置距离地板422mm，上下分别可调节118mm。但是实际设计时，座椅的调节量很难达到118mm，一般情况下在上下各50mm左右。这将使得座椅向上调节至极限位置时，很可能导致腿脚的悬空。在脚下布置一定厚度的垫脚板，则可以增加飞行员的舒适性，降低驾驶疲劳。
4 人体数据在驾驶舱维护性设计中的应用
驾驶舱作为一个各系统的控制中心，各种线束、管路、杆系在驾驶舱地板下汇集，如果没有良好的开敞性，则既不利机的总装，也不利于维护。
增开维护口盖，设置维护通路是增强维护性的常用方法。对机驾驶舱设计而言，在地板结构上设置可以供人进出的开口对于大型运输类飞机是必须的。但是设置多大的开口合适，则是人体测量学的应用领域。图3给出了常用的全身出入通道尺寸[5]，按照轻装和重装、顶面/底面和侧面进行了分类。
5 结语
本文通过对人体测量学在飞机驾驶舱可达性、舒适性和维修性等方面的简要描述，说明了其在驾驶舱设计中的应用。
参考文献
[1]Ahlstrom V，Longo K.Human Factors Design Standard. USA：Washington，2003.
[2]中国人民总装备部.GJB 4856-2003中国男性飞行员人体尺寸，2003.
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引言
工程类的“测量学”是一门专业基础课，课程的教学目的是掌握测量仪器的使用，地形测量方法及施工放样的基本知识。培养学生解决地形测量技术相关问题的能力及处理施工放样测量的能力。测量课是一门数字计算与实践性操作均要求较强的专业基础课，必须根据教学要求灵活应用各种教学方法。尤其在当前教育对象文化基础较差的情况下。提高学生工程测量动手的能力。在测量教学当中的很多部分我们都可以借助电子表格来进行说明，并且对于学生的以后的测量实习或是工作后，多于数据的相关处理都是很有帮助的。
1、 测量教学的要求
1.1课堂教学要求
传统测量课的理论课教学以章节为顺序，课时安排比例较大。达到了学生从理论上解决问题能力的目的。但缺乏动手能力提高的培养。例如，角度测量，就是以水平角原理为重点展开教学，其授课顺序为：
按以上框架讲课可以看出，虽然没有按教材的章节顺序讲解，但能引起学生的学习兴趣，提高学生的思维能力和利用理论知识解决操作问题的能力。测量教师在课堂上不能满堂灌，要激发学生的思维能力，达到产生教学互动，才能提高学生的自学能力及理解能力。课堂教学要抓住主要的理论概念以点带面，让学生充分发挥空间的想象力，如在讲水平角概念时把水平角原理写在黑板上，然后让同学们自由地讨论，并把同学们讨论的问题写在黑板上，老师再归纳讲解得出结论。
1.2实习教学要求
测量课是一门实践性很强的课程。要培养学生的动手操作能力．因此在教学的安排上要加大实习课的比重。要让学生对课堂的理论内容能及时消化，对操作的方法能及时掌握，还能让学生在实习中将理论上的知识融会贯通。提高学生在实际操作过程中的分析问题和解决问题的能力。课间实习是课堂教学的组成部分。加大课间实习的时间，目的是及时地将理论知识通过操作实习加以巩固，提高学生的动手能力，激发学生的学习积极性。在课间实习中不断提出问题让学生思考．除了要求学生掌握仪器的操作及各种测量方法外．还要提出一些在实践中遇到的问题。最后总结并告诉同学们正确的读数方法。在课间实习中。不断地提出问题让同学们讨论分析。充分发挥同学们的想象力，这样做不但可以提高学生们的兴趣，激发他们的学习热情，更主要的是要让同学们提高分析问题解决问题的能力，使学生学的知识更深刻更扎实。
1.3培养学生测量操作能力
测量综合实习，是在理论课结束后，进行的测量综合能力实践．作为一门独立的课程给学生评定成绩。为了较好地完成测量综合实习教学，保证同学们在实习中顺利地学会操作，需要编写《测量实习指导书》，指导书在实习的时间安排、工作任务、注意事项、上交成果、成绩评定标准等方面作了要求。同学们互相帮助、互相学习、互相尊重。培养了学生集体主义观念和谦虚好学的思想情操．使每位同学都能得到锻炼。从而提高同学们的测量技术能力。要求每个组都要参与测图过程的每个环节．并独立地去解决实习中出现的问题。实习指导老师在教学过程中．启发性地指导学生，让学生在实习中了解地形测量的每个环节，并将书本知识通过实习连贯起来，加深对书本知识的理解．强化了学生动手操作能力。
1.4教学与技能考核相结合
在实习时，将技能鉴定的标准和内容，安排到实习内容当中。让学生理解技能鉴定的内容，指导他们对技能考核内容的掌握。针对基础差的学生加大技能训练力度。使学生职业技能的水平和测量能力同步得以提高。为学生就业提供了竞争优势。
1.5提升学生的专业素质
老师在施教过程中，同时要对学生的专业素质进行教育和培养，如果学生的专业素质高其学习积极性也高．接受专业知识也快，就、世能力也强，因此在教学过程中蘑视学生专业素质的培养。有助于提高学生的专业兴趣和对专业的热受。一一个优秀的工程技术人员除了有较强的专业能力外。还应具备良好的思想品质．要具备爱岗敬，乐于奉献、吃苦耐劳的好品质。要有集体主义观念。
2、电子表格教学在其中的应用
2.1借鉴电子表格的教学模式
电子表格是计算机软件，对于我们青年学生来说学习计算机都是很感兴趣的，在测量教学中结合电子表格的教学不仅可以提高学生的兴趣，同时可以更形象的反应测量的基本原理，有利于学生的理解。
2.2电子表格在测量教学中的应用
电子表格中的关于数据的计算也是在测量当中很有用处的，在测量当中很大一部分就是涉及到数据的处理和计算，传统的手算已经不能适应社会快节奏的要求了，只有借助于计算机等辅助设备才能更好的完成测量的工作，同时提高了计算的准确性。
3、电子表格教学应用带来的好处
3.1增强学习的能力
测量的工作环境和设备都是在不断地更新的，而电子表格作为计算机的软件也是在不断地更新当中的，而且其更新的速度远远快于测量方面的速度，所以让学生在进行测量学习的同时加强电子表格的学习有利于提高其学习的能力，为以后的工作当中不断地学习做好准备。同时电子表格是一个很严谨的软件，学习它可以培养学生严谨的工作态度。而测量学是一门科学，要有严谨的科学态度和良好的职业道德，要把测量成果的真实性放在第一位．因为工程质量牵涉到百年大计，要严格按”测量规范”要求去操作，不能弄虚作假，不能伪造数据，牢固地树立实事求是的职业道德。实施教学过程中，除了激发学生的专业热情外．还要让学生理解测量专业是一门实践性很强的专业，野外操作性强且长期在野外日晒雨淋，十分艰苦，培养学生的吃苦精神。
3.2避免了手算带来的麻烦
在测量综合实习期间．电子表格可以很好的避免手算带来的麻烦。例如：极坐标放样，在课堂上讲解利用坐标反算方位角和边长。根据计算出来的角度和边长如何在地面上将点放出来．尽管老师使出了浑身数解进行讲解。由于概念抽象，学生还是难以理解如何进行极坐标放样。在施工现场，工地施工员把点坐标告诉同学，学生通过计算并现场放样，很快掌握了极坐标放样方法，而通过对电子表格的运用就很好的解决了这个问题。实习的主要内容有：角度测量、距离测量、距离放样、坐标测量、悬高测量、对边测量、面积测量等。主要是加强学生实际操作能力的培养，以工作任务的形式来提高学生的学习兴趣．激发学生的成就动机．提高学生的组织管理能力以及岗位适应能力。通过实习使我们获取了测量实际工作的初步经验，提高了动手操作能力，也提高了学生在测量过程发现问题解决问题的能力。特别是施工现场的实习．当学生将放样点在地面上标出来以后很有成就感。对学生今后走向工作岗位充满了信心也奠定了良好的心理准备。通
3.3有利于基本原理的讲解
运用计算机中的电子表格的形象的教学模式可以使同学们在讨论中对所学知识产生更深印象。课堂教学时要把握理论的深浅度，对于一些基本要领，如水准测量原理、角度原理等要讲透外，对一些公式推导要适当，主要是让学生懂得公式的用处和计算方法即可。在教学过程中。对于操作性强的内容，应用多媒体课件和现场操作演示，让学生在感观中同时熟悉操作内容。对于仪器操作的内容，运用现场演示的方法，老师现场边操作边讲解，讲解完后可以让同学进行操作．操作完毕后，老师对普遍性不正确的操作方法进行指正，然后再让同学们自己练习，通过反复操作，有利于学生直接理解操作过程的要领．记忆深刻。有助于学生规范操作程序，培养学生养成良好的工作习惯，提高了学生的操作能力。测量学中有一些概念非常抽象。如等高线等。适用模型演示的方式，等高线讲解更形象更直观。教学讲解时，先将模型给同学们看，然后一片一片地分开来，从山脚到山顶又一片一片的按照模型在黑板上勾划出来．展现在黑板上的是一圈一圈的闭合曲线．告诉同学们这些闭合曲线就是等高线。然后再根据勾划出来的等高线。讲解等高线的特性．通过这种模型演示的教学方法，学生较容易地理解了等高线的形成和概念。
3.4了解计算机测量专业的应用
电子表格作为计算机当中的一款软件，在测量教学中引入电子表格的教学可以让学生更好的接触到计算机，为以后在测量工作当中有效的运用计算机打下基础。随着科学技术的高速发展，测量新设备新技术不断更新，从传统的水准仪、经纬仪到全站仪、GPS等、特别是遥感技术．数字化测绘技术在各个领域得以广泛应用。因此在教学中必须让学生了解这些新设备新技术，拓展学生的专业知识面，让他们在生产单位接触新设备时，能较快地应用测绘新技术。学校通过各种教学方法用来提升学生的专业能力，作为一名学生，应该努力学习，不断地吸取新的技术，探索新的知识，才会使自己的专业能力不断地提升，才能成为一名合格的测量技术人员。
结束语
用EXCEL电子表格来处理测量计算数据，会使我们感到非常轻松、灵活。通过Excel电子表格制作的一些模块，只要把外业测量的数据输入到相对应地单元格中，要求的参数结果就可以马上显示出来，以达到事半功倍的效果。同时其生动、形象的教学模式也是在测量教学中值得相关的教学人员借鉴的。
参考文献
【1】何亮云，赵运林．新建本科院校提高教学质量浅议[J]．当代教育论坛2007(3)．
【2】何亮云．赵运林．关于新建本科院校学科建设若干问题的思考[J]．湖南城市学院学报，2005(6)．
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中图分类号：TB22-4 文献标识码：A
一、在工程测量教学中培养学生应用能力和创新能力的必要性
工程测量是测绘工程专业一门重要的专业必修课，也是一门理论和实践运用结合得十分紧密的课程，要求学生在学习工程测量的理论知识、掌握最基本理论知识的同时，还要能够熟练掌握各种测量仪器的操作技能，更重要的是要能够将掌握的知识和技能熟练地运用在实际生产工作中，应在学生充分掌握理论知识的前提下开展实践教学环节。而随着科学技术日益的发展，各种工程建设对工程测量的要求发生了巨大的变化，原有的纯理论教学模式以及其他的传统教学模式已无法满足当今各类测绘生产单位或建筑企业的要求，这就迫切要求对工程测量的教学内容进行重新认识和全面改革，以满足不同用人单位的需求，因此，在工程测量教学中要密切关注测量学科的最新发展及其在工程建设中的应用情况，不断更新教学内容、不断改进教学方法、不断提高教学水平，不断完善教学理论，并把培养学生的应用能力和创新能力放在首位，使学生的能力能够得到明显的提高，只有这样才能够让他们把理论知识更好地运用在工程测量的实践中。
二、如何培养学生的应用能力和创新能力
（一）改进传统的工程测量教学模式，重新设计符合课程特征的教学体系
传统的工程测量教学是以地形测图、施工放样以及变形监测等内容为主线介绍基本的测量仪器，测量方法，以书本上的理论进行教学，其教学内容抽象，复杂，对于有些定义或者概念，学生只能通过死记硬背的方式强制性的记忆，缺乏一定的理解，也使得学生的应用能力不能得到提高。工程测量教学的目的是使学生能够熟练的使用，操作经纬仪、水准仪、全站仪等常规的测量仪器，使之能比较系统地掌握大比例尺地形图测绘、施工放样以及变形监测等工作的原理、方法和程序。因而要以教学模式的改革为重点，实现教学目标，从而提高学生的应用能力和创新能力。对于教学模式可以进行如下的改进：
1.把讨论式、启发式以及现场模拟方式的教学方法运用到平时的课堂之中，根据教学内容难易程度的不同采用回答问题、讲解、讨论以及自学等教学方式，来增加学生浓厚的学习兴趣和激发学生的求知欲望等等，使学生能自己把被动的学习过程转化为主动学习，同时还需要课堂上的老师采用一些灵活多变的教学方法，处理好重点的传统内容与新技术之间的关系，使学生能够充分吸收重点知识。
2.可以尝试室内室外的教学模式，打破传统教室化的格局。可以把课堂教学与实践教学合理的结合起来，一般老师可根据课程内容的具体情况，把需要实践的应用课程选择在室外，合理的地点进行讲授，而教室内则主要针对基础知识、经典内容的讲解。还可以利用现代化的教学方式。
3.可以把班上的学生分成若干个组，实行组长负责的方式，将学生化零为整。这样在讨论式、现场模拟方式教学中能够以小组为单位进行互动。平时组长还可以负责领取、发放以及仪器的回收，还可以负责对全组同学的知识掌握和操作情况进行相应的抽查。以便于学生更积极的参与学习讨论之中。
（二）增加实践课的内容、加大仪器操作的讲解以培养学生的应用能力和创新能力
丰富的实践活动以及对仪器的充分、详细的了解是提高学生应用能力和创新能力的保证。应用能力和创新能力的提高离不开大量基础知识的学习和实践活动的巩固。一般在传统的工程测量的实践课程中，实践课程一般是在每章理论后才会设置专门的实验课程，理论与实践的分割过于明显，不利于学生在学习中把理论与实践进行融合。而实践教学中，由于学校教学仪器的种类以及数量有限，学生不一定能够全部的参与实践活动，老师也不能对学生进行单个辅导。因此，要通过加大对实验基地的建设，增加先进仪器的种类和数量，加大对仪器的讲解和示范来培养学生的动手能力，提高学生独立思考问题的能力，从而积累实践经验。实践教学是培养学生动手能力，深化理论知识的重要手段，同时也是培养学生的应用能力和创新能力的重要环节。
（三）改变传统的作业布置的方式，适当的增加开放题的训练
传统布置作业的方式就是以书本的习题为主，其作业的理论性较强，而且也容易出现学生之间抄袭的现象，在答案正确的情况下很难判断被抄袭者和抄袭者，没有经过学生自己独立思考后写的作业，即使写的再多也无法提高学生的应用能力和创新能力，所以在布置作业环节可以做以下的一些尝试：
1.对课后习题中有数据的可进行按学生学号进行修改后再布置给学生去做，这样可以很好的避免学生之间的抄袭，还可以更全面的掌握学生对知识的掌握程度。
2.课后的练习题最好能在课堂让学生自己完成或者采用提问的方式要求学生按其自己的理解完成。
3.在平时的教学中增加一些与课堂知识联系紧密的开放题或者是一些难度较大的选做题留给学生课后完成。以便于学生在课后做题的同时还可以回顾课堂知识，起到课后复习的作用。
（四）改变原有的考核方式，更加合理公正的评价学生
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语言测试随着语言观的发展而发展，也随着教学理念、教学模式的更新而更新。八十年代中期开始流行的交际功能观和九十年代以后兴起的任务教学法都对语言测试的改革提出了新的要求。
总效用性是评价英语测试最重要的原则。根据Bachman和Palmer（1996：18）的观点，一般测试的“总效用性”的主要构成因素有六个，评价一次考试是否有效用需要综合考察这些因素，在它们之间寻求最佳的平衡点，即效用性（Usefulness）=信度（Reliability）+构想效度（Constructvalidity）+真实性（Authenticity）+互动性（Interactiveness）+冲击力（Impact）+适用性（Practicality）。这里需要说明的是：Bachman和Palmer之所以把“构想效度”作为“效用性”六大特征之一，是因为构想效度关系到我们根据测试成绩所作的解释的意义性和适切性。其它五个因素均与测试成绩的使用有关，而“适用性”与测试的方法有关，能够在很大程度上决定测试的可行性。对于一般学校考试，教师较多考虑考试任务的真实性、互动性和对教学的冲击力（或称后效作用），对于大规模考试，考试策划者需在试卷设计和考试任务设置时重点考虑信度和效度，而目前，在中国的语言测试中，据全国大学英语四、六级考试委员会与英国文化委员会的合作研究结果认为：大学英语四级和大学英语六级是信度很高的考试，每次考试客观题的内部信度都达0.9以上；效度相当高，回收问卷中有92%的教师认为CET能反映学生的实际英语水平。笔者以为这里所指的信度和效度的界定很模糊，就某次具体的测试而言，信度和效度是受特定条件限制的，不可能是绝对的。到目前为止，我国的高考、研究生入学考试、公共英语等级考试（PET），包括CET等大规模英语测试还是客观性题型占的比例较大，主观题只占10%或20%左右。就评分方法而言，因客观性试题答案的唯一性，可用机器批阅，从而使测试结果的客观性和一致性有了保证，无疑具有相对较高的信度，但不足之处就是难以确保效度。同时大量采用主观性、直接性试题的测试在阅卷信度上也令人怀疑。这样的疑虑总是或多或少存地在于考试的开发、设计和评估过程中。
如果我们想检验一次特定的考试成绩能否真正反映学生的语言能力，那在设计和实施测试时，信度和效度是我们首要考虑的问题。Bachman把信度定义为“测试的一致性”（consistency of measurement）。简言之，就是测试结果的可信度、可靠度。信度所涉及的问题是个体测试成绩在多大程度上是由测试误差或其它因素所影响的。个体测试成绩在多大程度上和个体语言能力相关效度是所关注的问题。因此，我们研究信度的目的是使测试误差造成的影响最小化，研究效度的最终目的在使我们想要检测的语言能力的效果最大化，它们是两个相互补充的因素。一项测试若没有信度，也就无所谓效度。信度是效度的前提或必要条件。权衡信度和效度，效度是首要的。然而Underhill和Heaton指出信度和效度特征在本质上是互相冲突的。测试效度较高的试题有时测试信度较低。相反，测试信度较高的试题有时测试效度较低。Morrow也认为想把测试任务设计得兼顾可信性和真实性不现实。Hughes却说虽然测试的各种特征相互排斥，但是这并不意味着我们可以完全放弃这些特征。
我们能否使信度和效度同时最大化呢？如何平衡信度和效度？Bachman和Palmer在其测试理论中认为可设置“可接受的最低程度”的效度或信度等质量指标从而使得语言测试的“效用性”（usefulness）原则中各特征之间达到适度平衡。由于测试总是在一定的价值判断、测试目标、社会环境等约束条件下进行的，本文尝试探索在可行性条件下，测试的总效用（overall usefulness）最大化时效度和信度之间可能存在的关系。
通过以上的理论已经证明：信度和效度作为评估测试质量的两个重要基本特性，两者虽然在表面上和一定程度上是相互矛盾的，但完全可以通过采取相互协调的措施使之达到适度的平衡，把两者的优势发挥到最大，进而保证测试的总效用性最大化。我们从这一结论中得到的启示是：在英语测试的设计和命题过程中，不能绝对、片面、盲目地追求或强调某一方，只有综合平衡二者的关系才能获得最大的总效用。
测试是教和学的导向。问题是如何提高测试的正面反拨效应，减少负面反拨效应。四、六级考试长期以来采用固定不变的模式，客观上造成了学生猜题、押题，教师偏向应试教学，产生了不良的教学效果。Hughes提出了若干提高正面反拨效应的建议：测试要培养能力；测试内容要覆盖面广并具有一定的不可预测性；尽量使用直接测试法；成绩测试要与教学目标相结合，使用尺度参照等。这些建议多数涉及效度，也与信度相关。信度和效度是影响反拨效应的重要因素，正确处理好两者的关系能使测试产生积极有利的反拨效应。
结束语
测试的最终目的是服务于教学。作为教师，重视语言测试理论的研究，掌握命题的原则，在试卷编制过程中把握好信度、效度及其它评价指标之间最佳的平衡关系，将有利于优化各类英语测试的质量，更有效地推动英语教学的发展。
黑龙江省社会科学项目研究成果 项目编号 12512083
参考文献：
[1] Bachman，L.F & Adrian S.Palmer 1996.Language Testing in Practice.Oxford： Oxford University Press.
篇8
中图分类号：G64文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）06-0269-02
1 引言
据全国大学英语四、六级考试委员会与英国文化委员会的合作研究结果认为：CET4和CET6(简称)是一项信度极高的考试，每次考试客观题的内部信度都达0.9以上;效度相当高，回收问卷中有92%的教师认为CET能反映学生的实际英语水平。笔者以为这里所指的信度和效度的界定很模糊，就某次具体的测试而言，信度和效度是受特定条件限制的，不可能是绝对的。迄今为止，我国的高考、研究生入学考试、公共英语等级考试(PET)，包括CET等大规模英语测试还是以客观性题型为主，主观题只占10%或20%左右。就评分方法而言，因客观性试题答案的唯一性，可用机器阅卷，从而保证了测试结果的客观性和一致性，无疑具有相对较高的信度，但不足之处就是效度难以保证。同时大量采用主观性、直接性试题的测试在阅卷信度上也令人怀疑。这样的困惑总是或多或少存地在于考试的开发、设计和评估过程中。
我们能否使信度和效度同时最大化呢？信度和效度又应如何整合而达到适当的(appropriate)平衡？Bachman和Palmer在其测试理论中认为可设置“可接受的最低程度”(minimumacceptablelevel)的效度或信度等质量指标从而使得语言测试的“效用性”(usefulness)原则中各特征之间达到适度平衡。由于测试总是在一定的价值判断、测试目标、社会环境等约束条件下进行的，本文尝试探索在可行性条件下，测试的总效用(overallusefulness)最大化时效度和信度之间可能存在的关系。
2 效度和信度的基本概念及特点
如果我们想阐释一次特定的考试成绩是否正确反映了学生的语言能力，那么在设计和使用测试时，信度和效度是我们首要关注的特征。Bachman把信度定义为“测试的一致性”(consistencyofmeasurement)。简言之，就是测试结果的可信度、可靠度。例如，我们可以这样来检验测试的信度：使用同样一份试卷，在两种不同的场合、环境中，在较短的时间间隔内，施与同样的学生，如果测试结果基本吻合，那么证明该测试是有信度的。一份试卷的测试结果如果缺乏信度，就没有使用价值，同时也减弱了考试的公正性。当然，要完全消除不一致性(inconsistency)也是不可能的，我们能做的是尽量把影响不一致性的不利因素控制在最低程度，以便于提高测试信度。
信度所涉及的问题是个体测试成绩在多大程度上是由测试误差或其它因素所影响的。效度所关注的问题是个体测试成绩在多大程度上和个体语言能力相关。因而，我们研究信度的目的是使测试误差造成的影响最小化，研究效度旨在使我们想要检测的语言能力的效果最大化，它们是两个相互补充的目标。一项测试若没有信度，也就无所谓效度。信度是效度的前提或必要条件。权衡信度和效度，效度是首要的。然而Underhill和Heaton指出信度和效度特征在本质上是互相冲突的。测试效度较高的试题有时测试信度较低。反之，测试信度较高的试题有时测试效度较低。Morrow也认为想把测试任务设计得既具有可信性又具有真实性不可能的。Hughes却说虽然测试的各种特征相互排斥，但是这并不意味着我们可以完全放弃这些特征。
3 对信度和效度在理论上能达到适当平衡的可行性研究
评价英语测试最重要的原则是总效用性(overallusefulness)。Bachman和Palmer(1996:18)把某一特定测试的“总效用性”看作是由六个因素构成的，即效用性(Usefulness)=信度(Reliability)+构想效度(Constructvalidity)+真实性(Authenticity)+互动性(Interactiveness)+冲击力(Impact)+适用性(Practicality)。这里需要说明的是：Bachman和Palmer之所以把“构想效度”作为“效用性”六大特征之一，是因为构想效度(上节已提到)关系到我们根据测试成绩所作的解释的意义性和适切性。前五者均与测试成绩的使用有关，而“适用性”与测试的方法有关，能够在很大程度上决定测试的可行性。评价一次考试是否有效用需要综合考察这些因素，在它们之间寻求最佳的平衡点，而这一平衡能否实现取决于适用性的大小。对于大规模考试，考试策划者需在试卷设计和考试任务设置时重点考虑信度和效度，而对于一般学校考试，教师就应多考虑考试任务的真实性、互动性和对教学的冲击力(或称后效作用)。
4 在英语测试实践中把握好信度和效度的平衡关系
以上已经大致证明：信度和效度作为评估测试质量的两个基本特性，两者虽然在一定程度上是相互矛盾的，但完全可以通过相互协调使之达到适切的平衡，以保证测试的总效用性最大化。这一结论给我们的启示是：在英语测试的设计和命题过程中，不能绝对、片面、盲目地追求或强调某一方面而以失去另一方面为代价，只有综合平衡二者的关系才能获得最大的总效用。
4.1 考试内容能否体现新的语言教学观
语言测试随着语言观的发展而发展，也随着教学理念、教学模式的更新而更新。八十年代中期开始流行的交际功能观和九十年代以后兴起的任务教学法(task-basedlanguageteachingapproach)都对语言测试的改革提出了新的要求。现行的四、六级考试题型还是以结构主义语言测试理论为基础的多选题为主，某些语言项目的测试与实际语言能力的相关性不高，很难体现当代语言教学观提倡的英语交际运用能力方面的考查。Bachman和Palmer(1996)也强调测试任务和目标语使用任务(target-languageusetask)的一致性。看来革新CET的试卷结构、题型设置是关键。为了提高考试的效度，可以通过调整主观题和客观题的比例(3:2或1:1)，多采用直接测试法，增加听力和写作测试的权重，加大口试考核力度并设最低分，变化题型等手段。也可通过采取大题量小分值，细化评分标准，综合使用整体评分法(holisticgrading)和分析评分法(analyticmarking)等措施来提高考试信度。
4.2 能否产生正面反拨效应
测试是教和学的导向。问题是如何提高测试的正面反拨效应，减少负面反拨效应。四、六级考试长期以来采用固定不变的模式，客观上造成了学生猜题、押题，教师偏向应试教学，产生了不良的教学效果。Hughes提出了若干提高正面反拨效应的建议：测试要培养能力;测试内容要覆盖面广并具有一定的不可预测性;尽量使用直接测试法；成绩测试要与教学目标相结合，使用尺度参照等。这些建议多数涉及效度，也与信度相关。信度和效度是影响反拨效应的重要因素，正确处理好两者的关系能使测试产生积极有利的反拨效应。
5 结束语
测试的最终目的是服务于教学。作为教师，重视语言测试理论的研究，掌握命题的原则，在试卷编制过程中把握好信度、效度及其它评价指标之间最佳的平衡关系，将有利于优化各类英语测试的质量，更有效地推动英语教学的发展。
参考文献
［1］AmericanPsychologicalAssociation,1985,StandardsforEducationalandPsychologicalTesting［M］,Washington,DC:AmericanPsychologicalAssociation.
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[ Abstract ] the item teaching method is designed by the implementation of the project to give full play to students' enthusiasm and creativity, improve the students' practical ability. " Architectural Engineering Surveying " courses it is also a practical, highly technical professional class, very suitable for project teaching method. This paper analyzes the teaching method in " Engineering " course of meaning, combined with the implementation of the project experience focusing on project planning design and implementation method of in-depth discussion.
[ Key words ] building surveying, project teaching, practice, project design, project implementation
中图分类号：[P258]文献标识码：A 文章编号：
【作者简介】聂宝磊，1981年03月，男，江苏，就职于嘉兴南洋职业技术学院，专业课教师，讲师、工程师，学士学位，建筑施工技术，浙江省嘉兴市，314003。张青艳，1981年12月，女，长春，就职于嘉兴南洋职业技术学院，专业课教师，讲师、工程师，硕士学位，建筑施工技术，浙江省嘉兴市，314003
【资助项目】浙江省教育科学规划研究课题
项目名称：项目教学法在“建筑工程测量”课程中的应用与实践研究；编号：SCG328
0 引言
项目驱动教学法是一种以实践为导向，以项目为驱动的教学模式，是师生通过共同实施一个完整的项目而进行的教学活动。是以能力为本位，以学生为主体，以教师为主导的教学方法。它不再把将教师掌握的现成知识技能传递给学生作为追求的目标，或者说不是简单地让学生按照教师的安排和讲授去得到一个结果，而是在教师的指导下，学生去寻找得到这个结果的途径，最终得到这个结果，达到教学目的。学习的重点在学习过程而非只是学习结果，尽可能地发挥和提高学生的主动性、积极性和创造性，使学生们在这个过程中锻炼各种能力。教师不再是教学过程中的主体，而是学生学习过程中的引导者、指导者和监督者。
在《建筑工程测量》课程里采用这种教学方法，教师首先要根据教学大纲，精选教学内容，设计成一个个的项目任务，然后由浅向深逐步布置给学生来完成。
学生采用分组讨论，协作学习的方式，置身于探索知识的情境之中，来积极主动地完成项目任务。老师要在学生完成项目的过程中给予一定的指导、协调、答疑解惑。
1、项目法教学实施在建筑工程测量课程中的意义
我国高职教育的目标是培养实用型人才，项目教学法非常适用于高职教育。《建筑工程测量》是高职院校建筑工程技术专业的重要专业课，是该专业学生必须掌握的技能。然而，社会上普遍认同当前职业学校的学生有三个不足之处：①文化基础差，没有良好的学习习惯。②学习自觉性差，对学习往往只有三分钟热度，绝大多数时间是处在一个“被灌输”的位置。 ③自信心不足，主动性差。高职院校的学生，多数都是在高考中“失利”的同学，高中的生活给予了他们太多的打击和不愉快。但是他们中间大多数人还是活泼好动的，思想活跃的,文化视野还相当窄，大多数学生的学习局限于教师的讲授和课本范围内的知识。
《建筑工程测量》课程涉及到各种测量方法和测量仪器．具有应用性强和实践性强的特点，很适合采用项目教学法。但是现在的教材内容多达十几个章节，将所有的内容全部讲授是无法实现的。经过我校专业组的专业调查和社会岗位就业需求分析，建筑测量这个岗位，大量需求的是一个能够正确操作测量仪器，完成测量作业，具有良好团队合作精神的人才。而我们的学生往往缺少的就是动手能力，在这种就业情势下，我们就必须要提高学生的实践动手能力，它的有效途径就是实施项目式教学。来加强实践操作技能训练，提高学生学习的热情和动手操作能力。
2、项目法教学的策划与设计
在项目教学法中，关键是项目的确定，教学的过程和内容都要以项目来贯彻，项目确定后，整个教学过程也就确定下来。在项目实施中，学习的过程成为学生参与的带有创造性的实践活动。要求尽可能选择有教学价值的实用项目。我们首先选择了一个工程项目，就是以学校的一栋教学楼作为我们即将要施工的工程项目，安排学生在学校的操场上来模拟一系列测量工作。由于我们的学生毕业后，绝大多数是从事施工阶段的工作，极少涉及规划、设计、交付使用之后的部分，所以我们模拟的工程项目也是以拿到施工图、组建项目部进场为起点，竣工验收为终点的。
建筑工程技术专业的学生，对工程建设的知识是有一定的了解的，所以，我们可以通过工程项目的施工过程来告诉大家，哪些部位的施工需要进行测量工作，是一些什么样的测量工作，这些测量工作的关键性、重要性，同时引起学生学习的兴趣。这些测量内容是我们课程的主要教学线索，后面的项目就是围绕这些工作内容来设计的。比如施工平面控制网的建立项目、施工高程控制网的建立项目，建筑物的定位和放线项目、建筑物基础工程测量项目、墙体工程施工测量项目、变形观测工作项目、建筑物竣工图测绘项目等。
但如果我们老师一开始就布置这样的项目任务给学生，要求学生通过自主学习来完成，这显然是不现实的。我们应该循序渐进、由简入难的逐步进行。所以，我们在这些大的项目里面又分化出来一些难度相对小的，工作内容简单的分项目（如表1所示），采用教学时间节点来控制教学进度，使其有条理有步骤地完成。当然，完成这些小项目之前，还有一些必需的理论知识，是要通过老师来讲解的。不可以因为采用的是项目教学法，老师就可以完全当一个甩手掌柜了。
表1 建筑工程测量课程项目设置
3、项目法教学的实施
由于本课程的教学内容较多，每个班的人数多达四五十人，在实际的教学过程中，要严格按照节点的要求来实施项目，时间上基本是够用的。如果个别组在个别项目上出现时间不够，来不及完成项目的情况，可以利用课余时间来完成，不要影响整个班级其余大部分同学的正常学习。
在每个项目实施的过程中，我们都要先集中学生，布置项目任务并介绍一下基本要求，共同讨论有关问题，然后再以小组为单位分开来完成项目任务，最后再集中起来进行评价和总结项目完成情况。为保证整个项目能按时完成，每个过程都有时间要求。
集中布置和讨论可以在课堂上进行也可以是在实训基地进行，主要根据项目的复杂程度来灵活掌握。教师布置本次项目的任务与要求，并进行启发和引导，与学生一起就该项目有关问题进行讨论，形成较完整的项目实施方案。
小组独立实施项目任务时，每个小组按照任务与要求，制定工作方案，共同完成外业测量与内业计算，既分工又合作，得到合格的测量成果。在方案实施的过程中，要特别注意一点：有些小组为了追求速度和准确，一直采用“最佳阵容”来安排工作，有的专门操作仪器、有的专门扶尺（扶镜）、有的专门记录、数据处理等。这样安排会让学生得不到全面的学习，一个学期下来，学到的内容也会很少。应当要求小组里面的人员尽量轮换角色来进行，使学生们的各项能力均衡发展。
从实训现场的实际情况来看，学生们刚开始带着测量仪器到操场上的时候，还是有些茫然的，虽然在项目布置之前已经对一些问题进行了讲解和讨论，但还是显得有点“乱”。这种情况出现的时候，老师一定不要忙于去指导，要给予学生们“反应”的时间。这种情况恰好说明了本课程的复杂性和项目教学法的必要性。经过一小段时间的小组内部讨论和思考后，一般都能够制定出实施方案。如果方案实施的过程中，出现了错误，老师再进行有针对性地讲解，帮助解决一些复杂的问题。
4、教学效果的评价
教学效果的评价，主要以小组内的自评和小组间互评为主，老师评价为辅的方式。小组内的自评一般是要求小组内的成员介绍自己小组的项目实施方案和实施情况，对方案实施过程中遇到的问题作出解答和评价。小组间的互评主要是根据小组自评时介绍的情况来互相提出问题，进行评价。老师在评价的过程中，尽量不要评论谁对谁错，避免打击学生的自信心、主动性或激起他们的逆反心理。老师的主要任务是对项目实施过程中遇到的问题进行分析、总结，提出改进的意见和方法。对学生中存在的错误观点给出纠正。
5、结语
项目教学法的的实施过程中，充分体现了学生为本位，教师为主导的的教学理念，可以极大地发挥学生的主动性和积极性。本课程主要结合实际工程进展来进行测量项目的设计，更加接近施工作业实际，有利于学生工作后尽快适应工程环境和满足就业要求。
但是，由于这种教学方法目前还没有比较成熟的教材和经验能够提供参考，有一些内容还要在接下来的教学工作中不断完善和改进。比如项目的设置，时间的安排，人员的分组和学生的管理方法等方面，还有改进的空间。我们将在接下来的教学过程中，不断总结，编写出针对不同项目实施的参考方案和采取项目法教学的教材。
参考文献：
[1]戴仕宏．职业教育课程教学改革[M]．北京．清华大学出版社2007．06
[2]周文国等.建筑工程测量[M].北京.科学出版社2009.12
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1.引言
三坐标测量机是一种集光、机、电、算为一体的精密光学测量仪器，适用于各种几何元素和形位公差等方面的三维测量，也可以进行计算机数控（CNC）测量，所以在国外被称为测量中心。作为高精度、高效率的自动化检测设备，它已广泛地应用于机械制造、仪器仪表、电子、航空和国防工业等部门，特别适用于测量箱体类零件、模具精密铸件、电子线路板、汽车外壳及飞机形体等带有空间曲面的工作。
2.三坐标测量机的工作原理
三坐标测量机一般由测头系统、硬件控制系统、软件系统及其他机械部件组成，如图1所示。几何量测量以点的坐标位置为基础，分为一维、二维和三维测量。三坐标测量机的基本原理是将被测零件放入容许的测量空间，精密地测出被测零件在X、Y、Z三个坐标位置的数值，根据这些点的数值经过计算机数据处理，拟合形成测量元素，如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等，经过数学计算得出形状、位置公差及其他几何量数据。
3.三坐标测量机在教学中的应用
三坐标测量技术涵盖很多学科的知识，职业院校应该将测量机的普遍应用技术融入相应有交叉的学科教学中，这些交叉点不仅能使职业院校的教学紧跟企业技术发展，更能有效提高学生的知识、技能水平。
3.1几何尺寸和形位公差
对于制造完成的产品工件、模具必须对其进行几何尺寸、角度和形位公差的评价，目的在于评价工件是否符合工程图纸的设计要求。三坐标测量机比传统测量方法对于学生的学习更有优势，能够更形象地使学生掌握公差的定义和基本测量准则。相比以往普通量具量仪，现代企业更倾向于电子量具量仪及高精密度测量设备。而利用三坐标测量机，可以利用测量软件对设计值与测量数据对比、图形对比，对产品的几何尺寸和形位公差进行精确检测。
3.2逆向测绘
三坐标测量机除了具备常规的几何尺寸和形位公差检测功能外，在逆向工程技术和曲面坐标检测方面具有特殊的优势，非常适用于模具制造业。经过三坐标测量机对各项几何尺寸和曲面的测量，而反向推出数字模型或设计图纸。当一些曲面轮廓是不规则的曲面时，可用油泥或石膏手工做出曲面作为底胚，然后用三坐标测量机测出各截面的截线、特征线和分型线，用探针半径补偿后造型，在造型过程中圆滑曲线，从而设计制造出全新的模具。一般的，当学生在某些模具使用一段时间出现磨损要进行修正，但又无原始数模的情况下，可以用截面法采集点云，用探针半径补偿后造型，从而达到完好如初的修复效果，并且形成设计数据或图纸。
3.3CAD的导入和导出CAD应用
工科学生在校期间都会接触到机械制图或者计算机绘图这类课程，对于计算机辅助绘图软件（CAD）应该并不陌生。三坐标测量软件中对CAD功能的引入，更是将三坐标测量机的应用领域和易用性推到一个新的高度。
3.3.1虚拟测量
虚拟测量就是在没有实际工件的情况下对CAD模型在软件中进行测量。要进行虚拟测量时，选择脱机工作模式，导入所要测量的CAD模型，并将CAD模型对应到选定的坐标系中进行测量。根据所要测量的几何元素，使用鼠标在CAD模型上点击所要采点的位置，此时CAD模型上会显示采点的位置及其矢量方向。虚拟测量可以通过对没有尺寸数据的CAD模型进行测量，确定其各种尺寸参数，但这不是虚拟测量的主要目的，虚拟测量的主要功能是为在脱机状态下进行自动测量编程做服务。
3.3.2脱机编程
虚拟测量可以通过对没有尺寸数据的CAD模型进行测量，确定其各种尺寸参数。虚拟测量的主要功能是在脱机状态下进行自动测量编程。无论生产与否，只要将设计部门设计的CAD图纸文件输入测量软件中，就可以编程。对于学校来说，在教师教学之后进行多人测量是不实际的，因此学生使用计算机进行脱机程序编写是安全的学习过程。在程序编制完成之后，可以在CAD环境中调用程序进行模拟测量，对程序进行验证，这样学生既能找出运行过程中出现的错误测量路径和采点，还能由教师指导学生对程序进行修正，亦将实际测量中可能出现的问题降到最低，最大限度地保证人和机器在测量过程中的安全性。
3.3.3CAD输出用于逆向工程
逆向工程也称反求工程或反向工程，是根据已存在的产品或零件原型构造产品或零件的工程设计模型，并在此基础上对已有产品进行剖析、理解和改进，是对已有设计的再设计。数据处理是逆向工程的一项重要技术环节，它决定了后续CAD模型重建过程能否方便、正确地进行。丈量点的数目分为一般数据点和海量数据点；丈量数据可以分为散乱数据点和规矩数据点；不同丈量系统的丈量数据格式也不一样的，几乎所有丈量方式和丈量系统都不可避免地存在误差。因此，在利用丈量数据进行CAD重建前必须对丈量数据进行处理。最后利用软件对数据进行修改，或直接进行数控机床加工法编程，最终再由数控机床进行加工，完成产品制作。
3.3.4误差分析
三坐标测量机虽然测量精度较普通量具测量准确得多，但必定存在测量误差。误差分析是对学生学习过程后的一种反复认知。误差包括三个轴的定位误差、六个直线度误差、九个角摆误差及三个垂直度误差等几何参数；包括测头的瞄准误差、测力变化、测头各向异性、摩擦引起的误差及测头的示值误差引起的探测误差；以及工件、操作、环境的影响等误差。如果在测量形位误差时采用的检测原则不对，选用的方法不完善、不严密、不确切，便会造成测量方法误差。因此，测量的人要熟悉测量方法才能减少测量方法误差。
4.结语
三坐标测量机是一种通用性强、自动化程度高、精度高的大型空间几何量检测设备，目前被广泛应用于先进制造技术及其科研中。在机械类专业实验教学环节中引入三坐标测量机改进教学内容，形成以综合实验、创新性实验为主体的实验教学方案，让广大学生学到三维检测、测量数据分析诊断、模具设计、反求工程等方面的专业知识和实践知识，既扩大学生的知识面，又培养学生其学科理论及操作技巧，以及对科学严谨而认真的态度。我们利用三坐标测量机和其他学科的交叉知识技能点对学生进行更广泛而专业的教育和培养，充分发挥一体化教学的特性，使学生在教学过程中发挥积极主动性，把所学知识与设计、加工工艺融合，拓宽学生应用所学知识理论的视野及对企业和社会的适应力提升。
参考文献：
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2.青岛理工大学环境与市政工程学院，山东 青岛 266033）
【摘 要】微生物群落是生态系统中最活跃的结构单位和功能单位，因此了解各种环境中微生物的群落结构有着重要的意义，其研究的技术也一直在进步。高通量测序可以一次获得多条基因序列，使得其在环境微生物学中的研究中倍受青睐。探讨了454高通量测序早在环境微生物学中的应用。
关键词 高通量测序；环境微生物；微生物群落结构
微生物群落是广泛存在于生态系统中的一种结构单位和功能单位，它们是生态系统内较为活泼的一部分。群落中各种不同的种群能以有规律的方式共处，进行相互作用，同时它们具有各自明显的营养和代谢类型。了解微生物群落结构的方法主要有分子生物学的方法、Biolog法以及近年来发展起来的高通量测序技术。
1 高通量测序技术
随着科技的迅猛发展，测序技术也在进步，这些测序技术可以在种的水平上对环境微生物进行分析和研究。出现在上世界70年代的Sanger测序法[1]，成本高测序通量低，成为了其广泛使用的限制因素，但它却是20世纪90年代到本世纪初期一直在使用的测序技术。
人类基因组这样庞大的序列分析工作需要，使得新一代的测序技术也发展了起来。它的特点是价格低通量高，高通量则指的是每次分析都能得到几十万或几百万条DNA的序列。454高通量测序是由454生命科学公司在了2005年开发的，2007年，该公司了GS FLX系统，2008年了它的升级GS FLX Titanium。
现在新测序技术的主要平台主要有[2]：罗氏454公司推出的GS FLX+system测序平台，Illumina公司推出的MiSeq测序平台，和ABI公司的Solid测序平台等。本研究使用的是454高通量测序技术。
454高通量测序原理[3]：它采用的是焦磷酸测序法，是4种酶催化统一体系的酶级联化学发光反应。首先将 PCR 扩增的单链 DNA与引物杂交，并与DNA聚合酶、ATP硫酸化酶、荧光素酶、三磷酸腺苷双磷酸酶、底物荧光素酶和5´-磷酸硫酸腺苷共同孵育。在每一轮测序反应中只加入一种dNTP，若该dNTP与模板配对，聚合酶就可以将其掺入到引物链中并释放出等摩尔数的焦磷酸。焦磷酸盐被硫酸化酶转化为ATP，ATP就会促使氧合荧光素的合成并释放可见光。CCD检测后通过软件转化为一个峰值，峰值与反应中掺入的核苷酸数目成正比。
扩增和测序可以高度保留细菌的遗传特性，是一种很常见的来确定其分类和组成的方法。通过比较现有的数据库，可确定其来自哪个生物的序列，从而确定细菌门类和各自占据的比例。
2 高通量测序技术在环境微生物中的应用
454高通量测序可以得出某个土壤区域或者生物膜中各种菌类组成，从而研究该区域微生物物种多样性；通过测序可以得到微生物的群落结构、组成，再与微生物活性、营养元素的转化等理化性质结合一起分析，来研究微生物的功能多样性。
张彩霞[4]等运用454高通量测序来研究甘肃不同地区的土壤由荒漠变成百年老农田、约30年的农田、约20年的农田、樟子松林等过程中土壤微生物群落结构变化规律及其影响因素，对比对照组的土壤发现，在由天然荒漠土壤转变成为不同利用类型的土地土壤过程中，具有从多变少再变多的趋势。在天然荒漠土壤中，微生物总量的96%以上，在土壤转变的过程中其生长受到了抑制，有4%的微生物在次过程中生长受到了促进。这个结果表明了土壤的微生物群落结构会受到土地利用类型变化的显著影响。
Michaela等[5]人利用高通量测序技术研究了森林凋谢物和土壤中微生物的细菌和真菌群落结构，对28个站点的样品进行分析，发现凋落物和土壤中存在着不同的微生物群落结构。其中，细菌的多样性要比真菌丰富，尤其是在凋谢物中，细菌群落表现出了更高的均匀度。无论是凋谢物还是土壤中的微生物群落结构，都显著受到了树种的影响。
李鑫等[6]运用高通量测序技术分析了盐碱地中，桑树与大豆单作和间作不同种植模式的土壤细菌微生物群落结构差异性。结果显示，间作时土壤的微生物多样性要比单作丰富，即间作使得土壤的微生物群落结构多样性有所提高。同时间作也改变了大豆和桑树的根基微生物群落结构。在盐碱地的种植中，间作不仅可以降低土壤碱性，还使得土壤的群落结构多样性有所提高，植物产量增加。
夏围围等[7]将新一代高通量测序技术与DGGE两种技术结合使用到了研究是新西兰典型草地和森林土壤微生物群落结构上，以16S rRNA基因为标靶, 通过两种技术来分析土壤微生物群落的结构组成和多样性，同时以此来比较两种技术的优缺点。测序分析结果显示，新西兰草地土壤检测到22门，54纲，60目，131科和350属；而DGGE却只检测到6门，9纲，8目，10科，10属，这表明了高通量测序比DGGE能更完整的表达出微生物的群落结构组成。同样的，在森林土壤也显示出了类似的规律。
3 结论
目前，高通量测序技术仍处于发展的初期，但我们可以预见，在未来几年将是第三代测序技术快速发展和三种测序技术的共存的黄金时代。测序成本将继续迅速下降。科学家们在不同的领域将可以花更少的钱测序基因组物种或转录来达到更好的实验结果和获得更多的新的发现。此外，如何分析通过高通量测序产生的大量数据和从这些数据中提取有价值的生物信息将成为未来研究的热点和重点。
参考文献
［1］Sanger F, Nicklen S，Coulson AR. Proceedings of the National Academy of sciences of the United States of America[J].1977,74:5463-5467.
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［4］张彩霞.新一代高通量测序技术研究土壤微生物群落结构对环境条件的影响[D].南京:南京农业大学,2012.
［5］李鑫.苏打盐碱地桑树/大豆间作的土壤微生物多样性研究[D].哈尔滨:东北林业大学,2012.
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中图分类号：O651 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0143-01
现阶段，在目前的化学工业生产领域当中，为了能够更好的确保产品的质量，就需要我们通过运用各种检测手段，来进行产品原材料、成品或半成品进行检测，质量检验部门常常需要通过获得的检测结果来判定产品的各项质量指标是否符合规定的技术指标的要求；其次自我国加入WTO以来，我国和其他国家的贸易往来日渐频繁，对于化学分析结果的用户，特别是涉及到国际贸易领域，正在受到越来越大的压力减少取得化学分析结果重复性劳动，增强对自身测量结果的信心，不可避免会应用到测量不确定度。
一、基本概述
通常情况下，在化学检测工作中，要求工作人员必须要针对于所得出的检测结果与既定的限定值参数相比较，并作出相应的测定结果符合性声明，以此对测定结果的真实性与精确性作出客观说明。然而我们知道，所有测量结果在一定程度上均带有显著的不确定度特征。换句话来说，如果在化学检测过程当中不考虑不确定度因素的影响，我们就无法针对化学检测测量结果作出精确的说明与解释，从而导致评价与决策带有不可避免的高风险特征。特别值得注意的一点在于：对于化学检测测量结果极其接近既定限定值参数的情况而言，若未针对测量不确定度相关问题引起关注或是考虑测量不确定度的方式存在问题，整个化学检测结果作用之下的结论可能与事实结论背道而驰。相关规范性标准针对这一问题做出了系统说明：对于化学检测而言，在检测的目的是将检测结果与既定限制参数相比较的情况下，有关测量不确定度的研究是必要且必须的。据此，笔者现针对测量不确定度在化学检测符合性评定中的应用问题做详细分析与说明。
二、化学检测符合性评定中对测量不确定度的应用分析
现阶段，在社会的长期发展中，人们对于测量不确定度的认识也慢慢的加深，开始有越多越多的化学检测实验室开始意识到测量不确定在衡量检测结果的质量上的重要性。测量不确定在测量结果报告和符合性判定时的重要性，尤其对于化学检测领域，由于人员操作的操作误差，取样的代表性，测量仪器的不稳定性，以及所用到的标准品的值的不准，测量方法的近似性，以及重复测量观测值的变化等等诸多因素都会影响到最终结果的准确性，因此在结果表示时引入测量不确定度有着极其重要的影响。
（一）测量不确定度与测量结果不相关分析
就针对于目前的技术条件来说，部分标准在测量结果与限定值参数的过程当中直接针对测量结果的合格性加以判定的。一般来说，低于规定限定值参数的测量结果判定为有效，等于或是高于规定限定值参数的测量结果判定为无限。从这一角度上来说，此种判定方式对于化学检测过程当中测量不确定度的大小有着间接或是直接的约束行为。换言之，此种测定方式势必会导致决策风险水平的提高。基于此，在做符合性判定的过程当中，大多数产品标准并为就如何应用不确定度的相关内容加以阐述。而从化学检测试验室角度上来会所，在考虑不确定度对测量结构影响并进行符合性评定的过程当中，测量结果的合格性情况可以判定为3种，即不合格、合格以及不确定是否合格。这也就意味着：在对测量结果符合与否指标进行判定的过程当中需要扩展不确定度（扩展不确定度在GUM原则作用之下进行评定，由合成标准不确定度以及包含因子这两部分构成）。更为关键的一点在于：包含因子在选择过程当中应当依照置信水平、有效自由度以及被测量概率分布这几方面因素综合考量（一般来说，置信水平参数应当考虑设定在90%以上）。在部分情况下，我们在获取测量结果并针对其做复合型评定的过程当中首先需要明确一个相对精确的置信水平。在正态分布作用之下，化学检测测量结果与上限值参数比较之间的计算方式是既定的。相关实践研究结果表明：尽管基于不同分布假设情况中针对同一测量结果所得到的置信水平存在一定的差异性，进而导致测量分布无法被有效且精确的估计。
（二）测量不确定度与测量结果相关分析
我们就以有关果蔬粉中总抗坏血酸含量测定数据分析为例，化学检测作用之下，测定结果示意表中应当列出的指标包括了质量分数，扩展不确定度参数以及相对扩展不确定度参数。并有着以下结论：在高质量分数区域范围当中，测定结果与扩展不确定度之间存在一定比例的相关性关系。与此同时，在低浓度质量分数区域范围当中，扩展不确定度参数的变化波动是比较稳定的。基于此，在针对化学检测结果进行符合性评定的过程当中应当依照：常数2+（比例常数/测量结果）2的平方根方式加以计算。特别值得注意的一点在于：无论合成标准的不确定度是应用何种方式所获取的，扩展不确定度计算均需要纳入基于被测量的分布范围当中加以考量。
（三）测量不确定度报告及表示分析
通常来说，有关测量不确定度的报告与表示应当在GUM统一性原则的作用之下加以完成，并以“测量结果±扩展不确定度”的方式加以列示。特别值得注意的一点在于：对于那部分化学检测测量结果极其接近与该质量特性自然限量（此处的自然限量多指质量分数100%或是自然数0），还有另一种情况在于化学检测结果已无限接近与检出限参数。在此种状态之下，测量不确定度的报告及表示就需要考虑一个方面的问题：因为此时检测结果所涉及到的包含区间存在可能超出合理范围的部分，为此可考虑直接将包含区间内部超出合理范围的部分直接剔除，这也是当前技术条件支持下解决此类问题的最普遍方式。
三、结语
总而言之，从本质上来讲，化学检测本身所涉及到的符合性评定，其实就是一种以测定结果为中心，对所估计真值与限定值进行衡量与比较的方式，其同样也是分布数学期望同数值的比较方式。本文针对测量不确定度在化学检测符合性评定中的应用问题做出了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。
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1.引言
语言测试是衡量外语教学的成效,提高外语教学质量的重要手段,是外语教学的重要组成部分。按照Hughes的理论:“反拨作用(washback)”是指语言测试对教学和学习产生的影响。这种作用可以是积极的,也可以是消极的[1]。设计合理的测试可以带来积极的影响和效果。教师可以通过这样的测试较真实地了解学生掌握所学知识及应用技能的情况,检测教学效果,取长补短,提高教学质量,促进教学。学生则可以通过测试了解自己的学习状况,检测自己的学习效果,根据测试的结果不断改进自己的学习方法,对其学习有积极的促进作用。但是如果测试设计得不合理,它非但对教学起不到促进作用,还会对学生的学习产生消极的影响。因为“反拨作用”对考生的影响是最直接的,也是最大的。下面就对两次英语测试的分析与研究看反拨作用对学生的影响。
2.对两次测试的分析
一次测试为高级英语课程的第二学期的期末测试,考生为英语专业的学生。在此,我们称其为高级英语测试。另一次为大学英语六级的选修课测试,考生为非英语专业的学生。在此定为大学英语测试。两门课程均为我授课。高级英语测试由我出题,而大学英语测试由集体出题,我只出了词汇部分的试题。
2.1对两次测试试题的分析
高级英语测试试题分析:测试内容覆盖张汉熙的高级英语第一册后八课的内容。试题的设计如下表:
从以上的表中我们不难看出,主观题和客观题各占50%。题量也较适中,但试题有一定的难度。试题的覆盖面较理想,除阅读理解题外,其他75%试题都是与课本有关的内容。测试的目的主要是测试考生的语言应用能力和对所学知识的掌握程度。
大学英语测试试题分析:测试内容为上海外语教育出版社的最新版《大学英语》六册。此套教材的五、六册课本一直为我校非英语专业学生的英语选修课课本。试题的设计如下:
表中的客观题占65%,而主观题只占35%,客观题所占比例较大。本试题的题量适中,难度也较适宜。试题的覆盖面不够理想,试题中只有40%的试题与课本有关,与课本无外题较多。
2.2对两次测试成绩的分析
首先看一下两次测试成绩的曲线图:
如图所示,英语专业共有46名学生参加高级英语的测试,90分以上有3人,80分以上11人,70分以上12人,60分以上17人,不及格为3人,其曲线分布比较合理。测试的成绩与学生平时的成绩相符,能代表学生的真实水平,因此试题设计较合理。
非英语专业有21人参加考试,90分以上6人,80分以上10人,60分以上5人,学生全部通过。通过曲线图,我们不难看出,高分成绩过多,曲线分布不合理。考试的成绩与平时的成绩不相符,成绩不完全代表学生的真实水平,此试题的设计欠佳。
3.从测试成绩看测试的反拨作用对学生的影响
根据Alderson &Wall的理论,测试既影响教学,又影响学习,它会影响到教师的教学内容、教学方法、教学态度,也同样会影响学生的学习目的和学习策略。测试的消极反拨效应的最大受害者是学生,它影响到学生学习生活的方方面面,并最终影响到学生的学习效果[2]。
3.1反拨作用的积极和消极影响
Bachman & Palmer认为,测试对考生的影响主要有以下三个方面:一是参加考试的体验或备考的体验。二是对考生的考试成绩提供反馈。三是依据考试成绩所作出的决定[3]。
由于高级英语是英语专业的专业课,无论教师还是学生,对此门课都比较重视。而且这是第二学期的期末考试,试题的设计模式与第一学期基本相同,所以第一学期测试的反拨作用直接影响着考生第二学期对这门功课的学习态度和学习方法。由于第一学期的出题范围主要为课堂所学的内容,而且多为主观题,教师也不给不划考试范围。考生在第二学期对这样的考试模式很了解,因此他们很少旷课,上课认真听课,积极参与。在备考阶段更是认真准备,一丝不苟。这些都是因为第一学期测试的积极反拨作用对学生产生的影响。考试结束后,考生普遍认同这次测试,认为这次试题设计得合理,覆盖面全,试题能测出自己的真实水平,想作弊都作不成。即使是不及格的学生对此次测试也没有怨言。
但大学英语六级是我校非英语专业的选修课,学生对此课不太重视。且考前教师有给考生划范围惯例。加之以前试题的设计多为客观题,课堂内容比例较小,课外内容比例大。这就很容易造成学习认真的学生未必能考出好成绩,不认真的学生靠临时突击也能考出不错的成绩。以往考试的这些消极反拨作用直接影响学生的学习积极性、学习态度和知识的掌握深度。因此学生学习这门课不认真,旷课现象经常发生。有的学生甚至平时不听课,只参加考试。由于划出了测试范围,学生很容易产生投机心理,而且易于造成考生作弊。这样也造成测试成绩与学生的实际水平不相符。学习好的学生认为这样不能考出真实水平,怨声载道。这样的消极反拨作用不只影响了学生的学习积极性,进而直接影响了教师的教学效果。
3.2发挥测试的积极反拨作用
通过以上的分析,我们不难看出,设计合理的试题会对学生产生积极的影响,而设计不合理的试题会产生消极的影响。测试影响了学习者学习的态度、内容、方式、速度和顺序,以及学习的广度和深度,等等[4]。但怎样做才能发挥测试的积极反拨作用来调动学生的学习积极性呢?我提出以下几点建议。
3.2.1合理设计考试内容和考试题型
教师应该在考试内容和题型上下功夫,精心设计出反拨效度好的试题,以调动学生的学习积极性,引导学生通过积极参与课堂和课外的自主学习,提高英语的实际运用能力。
3.2.2加大主观和与所学内容有关的试题的比重
在测试中应多采用翻译、释义、措辞变换、造句、写作等主观和覆盖课堂所学内容的试题。这样才能评估学生灵活运用语言的能力和所学知识的牢度和深度,更好地反映学生的真实水平。
3.2.3要端正态度
无论教师和考生都应对测试有一个端正的态度。教师不应迁就学生,不给学生划分具体的考试范围。同样,学生也应有端正的学习态度,不能用投机的心态学习。
4.结语
综上所述,我们不难看出语言测试的反拨作用无论对教与学都有很大的影响。测试对学生的影响尤为直接。一套设计合理的试题,会对学生产生积极的反驳作用,提高学生的学习积极性,促进学生的学习。设计不合理的试题不但会对学生的学习产生消极影响,而且很容易造成学生产生投机心理。因此,教师应精心设计试题,很好地利用测试对学生的积极反拨作用,提高学生的学习积极性,进而提高教学效果。
参考文献:
[1]Hughes,A.Testing for Language Teachers[M].Cambridge:Cambridge University Press,1989.
[2]Alderson & Wall.Does washback exist[J].Applied Linguistics,1993,(2).
[3]Bachman,L.F.and Palmer,A.S.Language Testing in Practice[M].Oxford:Oxford University Press,1996.
