2.3普通水准路线测量（教案）-高一《建筑工程测量》（高教版第2版）（第7、8课时）

《项目2水准测量》教案详细教案一、设计摘要课程课题任务2.3普通水准路线测量授课教师1学时数2授课班级人数授课时间教学地点建筑专业理实一体化教室二、设计意图学情分析中职学生的基础理论知识薄弱，但是相对动手能力较强。本节课是操作与理论相结合的课，对新仪器有好奇心，所以对这节课的兴趣比纯理论课的兴趣要强，本节课以学生为主，完全让学生参与进来，了解水准仪测量的路线测量，全面调动学生的积极性，并掌握内容。背景分析水准测量是测量的三项基本工作之一，常用的水准测量仪器是水准仪（DS3级微倾式水准仪和DSZ3级自动安平水准仪）。那么我们怎样使用水准仪进行测量呢？为适应现代建设需要，以及新产业、新业态、新模式、新职业新型的人工智能工程技术人员、建筑信息模型技术员、区块链工程技术人员等所以开设建筑测量课程。学习目标设定素质目标知识目标能力（技能）目标1.培养学生理论联系实际思考的习惯以及培养分析归纳知识点的能力；2.培养学生团队合作精神，增强职业素养；3.培养学生“三精神，三意识”：劳动精神、工匠精神、求知精神；创新意识、思辨意识、文明意识。1.了解水准点的数据记录方法作用；2.了解路线水准测量的高差法记录和视线高法记录；3.掌握闭合水准测量路线的高差法记录和视线高法记录；4.掌握闭合水准测量路线的内业计算；1.能够认识水准测量的高差法记录和视线高法记录；2.能够进行路线水准测量的实测并记录；3.能够进行闭合水准测量路线的施测方法、记录和内业计算。学习任务描述能够认识水准测量的高差法记录和视线高法记录；能够进行路线水准测量的实测并记录；掌握闭合水准测量路线的施测方法、记录和内业计算。教学资源准备时间资源：课前、课中和课后的设计和安排；设备资源：DSZ3级自动安平水准仪、水准尺、尺垫；信息资源：教材、教案、以往教学评价表以及教学所需网址：中望教育-中望CAD官网-自主研发的二三维CAD软件机械设计制图软件免费下载及初学入门教程()；建筑工程制图_3DOne官网；1+x门户()；1+x《建筑工程施工工艺实施与管理》职业技能等级证书考核平台(3)教学重点1.能够进行路线水准测量的实测数据的记录，2.掌握闭合水准测量路线的施测方法、记录和内业计算；教学难点掌握闭合水准测量路线的施测方法、记录和内业计算；教学难点突破方法利用一体机、仪器、工具实物等现场讲解，突破教学难点。充分把握课前导学、课中做学、课后督学三个环节，让重难点突破融入到每个环节。课堂教学中设置了两个学习任务，通过任务的达成，专业水平得到层级提升，实现重难点突破。三、教学策略教法讲授法、演示法、讨论法、训练和实践法；学法、自主阅读法。四、教学资源教材工具材料《建筑工程测量》，主编：曹文萍胡斌赵真，2023年8月第2版；高等教育出版社出版。DS3微倾式水准仪、DSZ3级自动安平水准仪、塔尺和双面尺一对。信息资源教师录制的仪器讲解的小视频、建筑测量专用理实一体教室、Excel电子表格；中铁二十局集团有限公司提供的《三好软件》建筑工程施工工艺实施与管理1+X证书理论练习题库，建筑工程施工工艺实施与管理职业等级证书案列实操，施工工艺实施与管理实训模拟练习平台；中望CAD软件公司提供的建筑工程施工与技术方面的识图软件，以及资源题库与图例等、虚拟仿真、中望教学软件。教学环境教学情景创设五、教学过程教学环节教学内容教师活动学生活动设计意图知识复习与回顾（2分钟）[知识复习与回顾]（2分钟）1.水准点的分类2.水准测量路线形式3.水准测量的施测方法教师提出问题。1.学生回忆内容，部分学生举手回答2.再提问学生是否回答正确。1.让学生对以前知识的一个整体认知；2.还可以把本次课程的内容快速引入课堂。新课导入（3分钟）[新课引入]（3分钟）1.学习了水准测点及水准测量的施测方法，实际生活中，我们怎样使用呢？2.水准路线测量的数据怎样采集和处理呢？采用提问方式引出今天的内容。1.跟上老师思路。2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。探索新知（2分钟）[探索新知]（2分钟）老师介绍现在的比如：人工智能工程技术人员、建筑信息模型技术员、区块链工程技术人员等新专业、新职业、新技能等。给学生画出一个发展蓝图。上课前老师收集相关的新专业、新职业、新技能等的知识以及新专业等对应的课程。学生对新专业了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。使用学生对新专业有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。学习新知（25+25分钟）[学习新知]（25分钟）一、按高差法记录如图2-26所示的观测路线，后、前视读数已标注在图上，起始已知高程水准点BMA,H₄=372.254m,按高差法记录的形式如表2-1所示。如图2-29所示的观测路线，按视线高法记录的形式如表2-2所示。记录时按观测顺序依次将数字记入格内。中间点不起传递高程的作用，在施测中，中间点的读数可只读三位数：米、分米、厘米值，单独求出该点高程。1.老师上课前准备好一台DSZ3型自动安平水准仪，准备好上课的课件PPT，在网上收集相关的水准仪的知识。教师讲解水准仪，并用图片进行直观展示。2.教师配合建筑测量专用理实一体教室讲解水准仪水准点的名称。3.运用仪器现场讲解其水准测量的路线形式。4.引导学生观察，找出书本上仪器水准路线形式和测量方法、数据的采集和处理。5.教师请学生完成闭合水准路线的形式和数据采集及整理。1.学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容，2.观看教学PPT和板书，分清水准点和水准路线。闭合水准路线的路线水准测量的实测方法、测量、数据收集及整理。4.学生分小组交流讨论，发现重点知识和难点知识，并总结出小组答案。5.学生跟上老师的思路；抽取学生回答老师的提问；通过直观教学法，使用电教媒体PPT的形式，将难懂枯燥的文字内容转换为形象的图片，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。突破了课程内容难点，水准仪各个部件的名称和作用的难点以及水准尺的种类与读数方法的难点。[学习新知]（25分钟）2.3.4路线水准测量的内业计算水准测量经实地施测后，得到的是观测记录成果，水准测量内业计算的目的是衡量外业观测质量和求得待定点平差后的高程值。从一个高一个等级以上的已知高程的水准点BMA,高程为H,起始，沿线路测向另一个高一个等级以上的已知高程的水准点BMC,计算得到其高程Hc算=H₄+h₁+h₂+…+h,=H₄+Zh经过n个测站的观测，由于测量中不可避免地含有误差影响，上式所得的Hcn并不等于已知的Hc,往往产生不符合的差值，即Zh不等于已知的Hc-H₄=hc。这种不符合的差值，称为水准路线的高差闭合差。水准测量的内业计算就是要衡量高差闭合差是否在一定范围内，如在范围之内，野外观测成果质量是合格的。在合格的情况下，调整闭合差，得到改正后的高差，再进行待定点高程推算，最终使算出的终点高程和已知终点高程相符，这才是合理的结果。这种计算在测量学中称为平差计算，最后的成果称为平差后的值，是合理的值。如图2-28所示的一条闭合水准路线，各段高差、测站数、距离值已从记录手簿中统计注于图上，起闭于同一已知高程为Hc的水准点C,现需衡量外业观测质量和求出待定点1.2.3的高程，其具体计算步骤如下。1.附合水准路线的高差闭合差(附合闭合差)按下式计算：式中Zh——观测高差的总和，Zh=h₁+h₂+h₃+h₄;H₈-H₄——已知水准点A、B两点的高差。式(2-8)的意义是：附合水准路线的观测总高差与已知点之间高差的差值是附合水准路线的高差闭合差。2.闭合水准路线的高差闭合差(环线闭合差)按下式计算：式(2-9)的意义是：闭合水准路线起闭于同一点，它们之间的已知高差应等于零，如闭合水准路线观测的总高差不等于零，其值即为闭合水准路线的高差闭合差。附合水准路线与闭合水准路线的内业成果计算仅在高差闭合差这项计算公式有所不同，其他计算步骤的公式相同。二、计算容许高差闭合差容不同等级的水准测量，对高差闭合差有不同的限差要求，也就是要达到一定的精度。如果高差闭合差超过限差要求，说明外业观测质量不好，应进行返工重测。一般在施测中按操作程序，仔细作业，认真负责，不出错误，均能达到规范规定的精度要求，野外观测成果应是合格的。在建筑工程测量规范中对四等水准测量按下式计算：等外水准测量(一般工程水准测量)的容许闭合差按下式计算：或式中L水准路线距离全长(花括号及右下角标注km表示以km为单位)。对于图2-27和图2-28,{L}km=1₁+l+l₃+。n——水准路线总测站数，对于图2-27和图2-28,n=n₁+n₂+n₃+n₄。对于式(2-10)和式(2-11)中的平地(可称为L式)或山地(可称为n式)两式如何选用，可按以下规定判断：如每千米测站数小于16,用L式；如每千米测站数大于等于16,用n式。每千米测站数可按下式求得：在计算出容许高差闭合差容以后，应衡量外业观测的质量，即进行高差闭合差f与容许高差闭合差容的比较。如|f₁|≤|f容|,野外观测成果合格。如|f:|>|f容l,高差闭合差超限，野外观测成果不合格，应再次检查野外记录是否有错，核算统计的各段观测高差。如记录、统计中未能查出错误，则野外观测中含有错误或观测精度本身不高，为此应予返工。在合格的情况下，可继续下列运算。1.老师上课前准备好一台DSZ3型自动安平水准仪，准备好上课的课件PPT，在网上收集相关的知识。并用图片进行直观展示。2.教师配合建筑测量专用理实一体教室讲解路线水准测量的内业计算。3.运用仪器现场讲解计算容许高差闭合差容。4.引导学生观察，找出书本上路线水准测量测量方法、数据的采集和处理。5.教师请学生完成闭路线水准测量数据采集及整理。1.学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容，2.观看教学PPT和板书，分路线水准测量。路线水准测量的实测方法、测量、数据收集及整理。4.学生分小组交流讨论，发现重点知识和难点知识，并总结出小组答案。5.学生跟上老师的思路；抽取学生回答老师的提问；通过直观教学法，使用电教媒体PPT的形式，将难懂枯燥的文字内容转换为形象的图片，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。突破了课程内容难点，水准仪各个部件的名称和作用的难点以及水准尺的种类与读数方法的难点。三、闭合差的调整闭合差的调整就是计算各段高差的改正数。其调整原则是将闭合差反符号后按各段长度或测站数成正比计算改正值，即式中v;——某段高差改正数；1-—某段水准路线长度，m;L——水准路线总长度，m;n,——某段水准路线的测站数；n水准路线总测站数。式(2-13)中的或实为每米或每站的改正数。在计算出各段改正数之后应进行如下检查：Zy=-fy=-f即各段改正数的总和应等于反符号的高差闭合差，说明闭合差已全部改正，如不相等，则改正数计算有错。某段观测高差h加上某段改正数v,即得某段改正后的高差h改，即此处应注意高差h,与改正数v₁的正负号。h是代数和相加，即同号相加，异号相减，结果的正负号同两者中的大值。根据起始已知水准点A的高程H₄及各段改正后的高差，逐点推算各待定点的高程此时推算出的终点B的高程H₈应与点B的已知高程完全相等，则计算无误。例题：学生再练习（6分钟）4.分配任务：（6分钟）（思政导入：爱物公物，团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力）1）以小组为单位讨论水准路线形式。2）每组组长回答老师提问，（水准测量路线形式和施测方法）4）学生分组相互评价，（用平板评价）5）老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。1.教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答3.各组互评后，教师进行总结评价。学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。创新运用（3分钟）[创新运用]（3分钟）新型的人工智能工程技术人员、建筑信息模型技术员、区块链工程技术人员等加强对学生的技能和专业综合能力的培养，实现了就业创新。教师引导学生自主回顾，师生共同总结。学生跟随老师思路尽可能多的列举新职业、新行业、新工艺。为以后跨入社会选定发展方向。课堂总结（2分钟）教师总结（2分钟）（引入思政教育：认认真真、严谨细致的工作态度、团队合作精神）教师总结水准点及水准测量路线形式、水准测量的施测方法及闭合水准路线的施测、记录、内业计算，对本次课学生中出现的共同性错误要进行纠正，再强调仪器认识过程中的注意事项。布置下节课任务（2分钟）布置下节课任务（2分钟）1.分组练习认识水准点及水准测量的路线形式；2.分组练习认识水准测量的施测方法；3.闭合水准路线的施测、记录、内业计算；布置作业（6分钟）[完成作业]（6分钟）一、单项选择题：（请将正确答案前的编号填在括号内）1.直接利用高差计算待定点高程的方法，称为（）。A、高差法B、视线高法C、仪高法D、高度法2.已知A点的高程为HA=12.345米，后视读数a=2.964米，前视读数b=0.567米，计算B点的高程（）A、＋14.742米B、－14.742米C、±14.742米D、≥14.742米3.已知A点的高程为HA=12.345米，后视读数a=2.964米，前视读数b=0.567米，试计算视线高程（）。A、＋15.309米B、－15.309米C、±15.309米D、≥15.309米4.水准路线的检核的方法是将路线观测的高差结果与理论高差值相比较，其差值称为高差闭合差。即：A、||B、C、||D、||5.附合水准路线有（）个已知高程水准点，有检核条件。A、1B、2C、3D、4二、多项选择题：（请将正确答案前的编号填在括号内）1.中间点的读数可只读三位数：（）值，单独求出该点高程。A、米B、分米C、厘米D、毫米三、判断题：（正确的画√，错误