3.4熟悉测角仪器的几何关系与测角误差（教案）一《建筑工程测量》（高教版第2版）

《项目3角度测量》教案详细教案一、设计摘要课程课题任务3.4熟悉测角仪器的几何关系与测角误差授课教师1学时数2授课班级人数授课时间教学地点二、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，了解经纬仪和全站仪应满足的几何条件，角度测量误差及注意事项。背景分析竖直角测量是测量的三项基本工作之一，常用的角度测量仪器是经纬仪、全站仪。怎样操作仪器测量竖直角呢？测量角度需要满足哪些条件呢？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.了解经纬仪应满足的几何条件；2.了解全站仪应满足的几何条件；3.掌握角度测量误差及注意事项。1.能够认识经纬仪应满足的几何条件；2.能够说出经纬仪应满足的几何条件；3.能够正确角度测量误差及注意事项。学习任务描述能够经纬仪和全站仪应满足的几何条件。能够说出角度测量误差及注意事项。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：DJ6级光学经纬仪、全站仪；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.经纬仪和全站仪应满足的几何条件。2.角度测量误差及注意事项。教学难点角度测量误差及注意事项。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。DJ6级光学经纬仪和全站仪各一台。信息资源教师录制的竖直角测量和计算的小视频、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竖直角竖直角五、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.竖直角的概念、2.竖直角测量原理、3.竖直角的计算、4.竖直角的观测方法及指标差；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）测量角度的仪器有哪些？1.经纬仪使用的注意事项？2.怎样判断仪器有没有问题？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20分钟）[学习新知]（8分钟）任务3.4熟悉测角仪器的几何关系与测角误差3.4.1.测角仪器满足的几何条件一、经纬仪各轴线间应满足的几何条件经纬仪是根据水平角和竖直角的测量原理制造的，当水准管气泡居中时，仪器旋转轴竖直、水平度盘水平，要求水准管轴垂直于竖轴。测水平角要保证望远镜绕横轴在一个竖直面内旋转，要求视准轴垂直于横轴。另外要保证竖轴竖直时横轴水平，要求横轴垂直于竖轴。照准目标使用竖丝，要保证横轴水平时竖丝竖直，要求十字丝竖丝垂直于横轴。经纬仪应满足的基本几何关系如图3-20所示：1.照准部水准管轴应垂直于竖轴LL⊥VV;2.十字丝竖丝应垂直于横轴；3.视准轴应垂直于横轴CC⊥HH;4.横轴应垂直于竖轴；HH⊥VV;5.竖盘指标应处于正确位置；6.光学对中器视准轴应与竖轴中心线重合。二、全站仪应满足的几何条件全站仪的主要轴线有竖轴VV、横轴HH、视准轴CC和水准管轴LL。全站仪各轴线之间应满足以下几何条件：1.水准管轴应垂直于竖轴LL⊥VV;2.十字丝竖丝应垂直于横轴HH;3.视准轴应垂直于横轴CC⊥HH;4.横轴应垂直于竖轴HH⊥VV;5.竖直度盘指标差为零；6.光学对中器视准轴应该与竖轴中心线重合。3.4.2角度测量误差及注意事项在角度测量中，测量误差不可避免。为了提高角度测量的精度，必须了解产生角度测量误差的原因和规律，以便采取相应的措施与观测方法来消除或减弱其对角度测量的影响，得到符合规定要求的角度测量成果。一、水平角测量误差分析及误差消除和减弱的方法。二、竖直角测量误差及注意事项1.仪器误差仪器误差主要有竖直度盘分划误差、竖直度盘偏心差和竖直度盘指标差。其中竖直度盘偏心差和竖直度盘指标差可采用盘左盘右观测取平均值消除。而竖直度盘分划误差不能采用变换竖直度盘位置消除，在目前仪器制造工艺中，此项误差较小，一般不大于0.2"。2.观测误差观测误差主要有照准误差、读数误差和竖直度盘指标水准管整平误差。其中照准误差和读数误差在水平角误差中已叙述过。对竖直度盘指标水准管整平误差，在观测时应仔细整平，并注意撑测伞保护仪器，切忌仪器局部受热。3.外界条件的影响误差外界条件的影响误差与水平角测量时基本相同。在三角高程测量中，采用对向观测可以消除地球曲率和大气折光的影响。1.老师上课前准备好一台经纬仪和全站仪，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竖直角的概念。运用仪器现场讲解竖直角测量原理、竖直角计算。4.观测竖直角。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，分清一体教室讲解竖直角的概念。3.竖直角测量原理、竖直角计算，观测竖直角。。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，竖直角测量原理、竖直角计算，测竖直角。学生再练习（40分钟）4.分配任务：（40分钟）单独安排一个课时练习仪器的正确使用方法（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，做事需认真仔细才能得到准确的答案）1）竖直角的概念；2）竖直角测量原理；3）竖直角的计算、竖直角的观测方法；4）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：竖直角的概念、竖直角测量原理、竖直角的计算、竖直角的观测方法及指标差；布置下节课任务（2分钟）布置下节课任务（2分钟）1.测角仪器满足的几何条件；2.角度测量误差及注意事项；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.竖直角的角度值为()。A.-90°~+90°B.-90°~+00°C.-90°~+180°D.-180°~+90°2.竖直角是用()的竖直度盘来度量的。A.经纬仪B.全站仪C.水准仪D.罗盘3.竖直度盘也是在全圆周上刻有()的分划线。A.0°~90°B.0°~180°C.0°~270°D.0°~360°4.利用经纬仪测量竖直角时，盘左位置抬高望远镜的物镜，若竖直度盘的读数逐渐增大，则下列竖直角的计算公式正确的是()。A.ax=L-90°αi=270°-RB.α左=90°-Lα右=R-270°C.αz=L-90°αx=R-270°D.az=L-90°a右=R-180°5.经纬仪的竖盘按顺时针方向注记，当视线水平时，盘左竖盘读数为90°,用该仪器观测目标，盘左读数为75°10'24",则此目标的竖直角为()。A.57°10'24"B.-14°49'36"C.104°49'36"D.14°49'36"二、多项选择题：（请将正确答案前的编号填在括号内）1.经纬仪竖盘包括（）。A、竖直度盘B、竖盘指标水准管C、竖盘指标水准管微动螺旋D、水准仪2.竖直度盘注记的方式有（）两种。A、顺时针B、逆时针C、竖盘指标水准管微动螺旋D、水准仪三、判断题：（正确的画√，错误的画×）1.（）2.当望远镜上下转动瞄准不同高度的目标时，竖盘随着转动，而指标线不动。（）3.竖直角的角值范围为0°~360°,因为水平度盘都是顺时针注记，竖直角角值计算时都是用右目标读数-左目标读数。（）4.竖直角测角精度要求较高时，往往可以测多个测回。（）板书设计1.竖直角的概念、2.竖直角测量原理、3.竖直角的计算、4.竖直角的观测方法及指标差；六、教学评价教学评价通过采用小组讨论分组法、自主阅读法，仪器与书本相结合，教师