任务74圆曲线加缓和曲线测设教学设计.docx

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任务74圆曲线加缓和曲线测设教学设计

《圆曲线加缓和曲线测设》教学设计（教师用）

授课教师

课程名称

高速铁路施工测量

学习单元

项目7：

线路施工测量复测

任务7-4圆曲线加缓和曲线测设

学时

讲课4h，实作（课内2h,课外28h）

学习目标

通过案例教学使学生学会圆曲线加缓和曲线测设的程序、内容及实施；能利用现有的测量仪器设备组织实施圆曲线加缓和曲线测设

主要内容描述

线路通常是由直线元、缓和曲线元、圆曲线元组成，本任务主要学习由直线、缓和曲线和圆曲线组合的直线-缓和曲线-圆曲线-缓和曲线-直线的形式的曲线要素计算、主点里程推算、逐桩坐标计算及测设。

教学参考资料

①虚拟导线法圆曲线加缓和曲线逐桩坐标计算讲义；

②坐标变换法圆曲线加缓和曲线逐桩坐标计算讲义；

③中线测设中方向和距离改化问题讲义；

④《工程测量概论》西安地图出版社李孟山主编；

⑤《工程测量规范》；

⑥《铁路工程测量规范》TB10101-2009J961-2009中国铁道出版社出版。

教师具备的能力

①能熟练操作全站仪；

②能根据设计单位给定的直线、曲线转角表计算圆曲线加缓和曲线逐桩坐标；

③会利用CASIO-5800计算器、EXCEL表、VB编写圆曲线加缓和曲线逐桩坐标程序；

④熟悉《铁路测量》规范。

项目保障条件

1、教学条件要求

①多媒体教室；

②任务7-4PPT；

③《高速铁路测量规范》；

④《**高速铁路线路平面设计资料）；

2、实训条件

①（

）全站仪6台；

③2公里线路测量实训场。

学习重点与难点

1.学习重点：

①虚拟导线法计算圆曲线加缓和曲线逐桩坐标；

②坐标变换法计算圆曲线加缓和曲线逐桩坐标；

③圆曲线加缓和曲线测设；

④中线测设中方向和距离改化。

2.学习难点：

①虚拟导线法计算圆曲线加缓和曲线逐桩坐标；

②坐标变换法计算圆曲线加缓和曲线逐桩坐标；

教学方法建议

引导文法、头脑风暴法、讨论法、任务驱动教学法

教

学

实

施

建

议

构思

（课内3h,课外8h）

教师

学生

1.结合班级学生学习状况，划分任务学习小组（建议6人一组），设组长一名；

2.首先结合京石、石武高速铁路案例，给每个小组，下发圆曲线加缓和曲线测设任务（课外30m）；

3.结合本节任务给学生下发知识关键点，使学生通过网络、讲义、案例、讨论对关键知识点初步了解（课外4h）；

4.每个小组简要汇报对知识点了解情况（课内：

15m）；

5．结合小组汇报情况以及施工企业测设圆曲线加缓和曲线作业方法，主要讲解如下知识点：

①设计单位提供的直线、曲线转角表的意义（课内5m）

②测设圆曲线加缓和曲线需要的已知条件（课内5m）；

③虚拟导线法计算ZH-HY缓和曲线段逐桩坐标;（课内10m）

④虚拟导线计算HY-YH圆曲线段逐桩坐标；（课内10m）

⑤虚拟导线计算YH-HZ缓和曲线段逐桩坐标；（课内10m）

⑥结合案例给定直线、曲线转角表按照虚拟导线法计算方法计算逐桩坐标（课内15m，课外2h）；

⑦坐标变换法计算ZH-HY缓和曲线段逐桩坐标;（课内15m）

⑧坐标变换法计算HY-YH圆曲线段逐桩坐标；（课内15m）

⑨坐标变换法计算YH-HZ缓和曲线段逐桩坐标；（课内15m）

⑩结合案例给定直线、曲线转角表按照坐标变换法计算圆加缓和曲线逐桩坐标（课内15m，课外2h）；

6.学生思考、讨论提出全站仪测设圆曲线加缓和曲线的方法（40m）。

①置镜控制桩利用全站仪放样程序如何测设圆加缓和曲线（课内15m）

②置镜控制桩上拨角、量距如何测设圆加缓和曲线（课内10m）

③中线测设中距离如何改化。

（课内5m）

7.讲解中线测设中方向和距离改化方法。

（课内5m）。

8.通过提问、测验评价学生学习效果（课内15m）。

1.组长召集小组成员，布置小组分工；

2.课前以小组为单位，通过网络、讲义、《规范》、案例、思考、讨论、督促、预习如下内容：

①已知一点坐标及一条边方位角如何求一个点坐标；

②已知一个坐标系下坐标如何变换到另一个坐标系下；

③求一个点的坐标需要已知哪些数据；

④如何计算圆心坐标；

⑤如何计算缓和曲线弦长；

3.小组组长汇报对知识关键点学习情况；

4.结合全站仪测设圆曲线加缓和曲线任务,通过教师讲解、答疑、讨论达到如下要求：

①懂得全站仪测设圆曲线加缓和曲线施测方法及精度要求；

②学会利用虚拟导线法计算圆曲线加缓和曲线逐桩坐标的方法；

③学会利用坐标变化法计算圆曲线加缓和曲线逐桩坐标的方法；

④学会置镜一个控制桩点后视另外一个控制桩点利用全站仪放样程序测设圆曲线加缓和曲线；

⑤学会置镜一个控制桩点后视另外一个控制桩点拨角、量距测设圆曲线加缓和曲线；

⑥学会利用坐标反算计算极坐标法测设圆曲线加缓和曲线资料。

设计—实施

（课内2.5h,课外16h）

1.结合京石、石武高铁圆曲线加缓和曲线测量案例讲解测设圆曲线加缓和曲线作业指导书内容及要求；

2.回答学生在设计中遇到的技术问题；

3.点评学生学习小组初步设计存在的问题；

4.提出学习小组设计方案继续改进建议。

5.纠正学生在实施过程中的不当之处；

1.以小组为单位，在老师的指导下，学习全站仪操作及使用

2.结合案例以及建立的高速铁路线路模拟实训场提供的资料，建议设计——实施每小组按照如下三阶段进行：

①第一阶段（课内40m，课外4h）

每一小组学生先制定全站仪测设圆曲线加缓和曲线初步设计方案。

在老师的参与下，每个小组介绍各自的设计方案，通过研讨查找各自方案的问题，在老师点评的基础上，修改设计方案；

②第二阶段（课内1.5h，课外8h）

以组为单位，先熟悉全站仪的操作，然后在高速铁路线路模拟实训场实施设计方案。

分别实施置镜控制桩利用全站仪放样程序测设圆曲线加缓和曲线和置镜在控制桩上，计算拨角和量距测设圆曲线加缓和曲线。

对测量结果进行分析，查找影响测量精度的因素，提出设计方案改进的建议；

③第三阶段（课内20m，课外4h）

完善设计方案，并继续实施，直至测量结果满足《规范》要求。

运作

（课内0.5h,课外4h）

学生需提交的资料：

①圆曲线加缓和曲线测设作业指导书

②虚拟导线法计算圆曲线加缓和曲线逐桩坐标计算成果；

③坐标变换法计算圆曲线加缓和曲线逐桩坐标计算成果；

④全站仪测设圆曲线加缓和曲线报告

1以小组为单位根据测设圆曲线加缓和曲线过程及测量结果编写测量报告；

3.小组根据测量成果验收标准自查测量结果；

4.根据测量成果验收标准，小组间互查测量结果，并写出检验报告。

考核标准

成果评定：

根据学生测量成果的精度评定成绩，占50%。

学生自评：

学生根据自己在项目实施过程中的作用及表现进行自评，占10%。

小组互评：

根据工作表现，发挥的作用，协作精神等小组成员互评，占15%。

教师评价：

根据考勤、学习态度、吃苦精神、协作精神，职业道德等进行评定；

根据项目实施过程每个环节及结果经进行评定；

根据实习报告质量进行评定；综合以上评价，占25%。

作业

1.编写圆曲线加缓和曲线测量作业指导书；

2.编写圆曲线加缓和曲线测量报告。

《高速铁路施工测量》学生学习手册

班级：

组别：

姓名指导教师：

课程

高速铁路施工测量

学习单元

项目7：

线路中线测量

任务7-4：

圆曲线加缓和曲线测设

学时

讲课4h，实作（课内2h,课外28h）

工作任务描述

本工作任务就是让学生搞懂利用全站仪测设圆曲线加缓和曲线的流程、精度要求、实测方法、测设资料计算及报告的编写。

通过该项目的教学，教会学生如何组织实施圆曲线加缓和曲线测设工作。

项目资料

1、模拟线路中线测量实训场CPI、CPII平面控制桩、高程控制桩平面位置图；

2、控制桩点之记；

3、控制桩坐标、高程成果表。

4、直线、曲线转角表。

使用仪器

投影仪、微机、全站仪、棱镜、基座、对中杆、木桩、锤子、钢卷尺、铅笔、记录纸、图夹（板）、计算器等若干。

工作地点

多媒体教室、高速铁路线路中线测量模拟实训场。

技能目标

结合虚拟/真实的工作任务，能利用全站仪置镜在控制桩后视另一控制桩测设圆曲线加缓和曲线。

知识目标

掌握圆曲线加缓和曲线综合要素计算；掌握虚拟导线法计算圆曲线加缓和曲线逐桩坐标；掌握坐标变换法计算圆曲线加缓和曲线逐桩坐标；掌握全站仪测设圆曲线加缓和曲线的规定及精度要求。

素质目标

结合本工作任务，与工作小组成员一起选择合适的圆曲线加缓和曲线测量方法，能借助学校现有测量资源组织实施圆曲线加缓和曲线测量。

构思

（课内3h,课外8h）

1.组长召集小组成员，接受任务布置小组分工；

2.课前以小组为单位，通过网络、讲义、《规范》、案例、讨论、督促预习如下内容：

①已知一点坐标及一条边方位角如何求一个点坐标；

②已知一个坐标系下坐标如何变换到另一个坐标系下；

③求一个点的坐标需要已知哪些数据；

④如何计算圆心坐标；

⑤如何计算缓和曲线弦长；

3.小组组长汇报对知识关键点学习情况；

4.结合线路极坐标法测设圆曲线任务,通过教师讲解、答疑、讨论达到如下要求：

①学会全站仪测设圆曲线加缓和曲线施测方法及精度要求；

②学会利用虚拟导线法计算圆曲线加缓和曲线逐桩坐标的方法；

③学会利用坐标变化法计算圆曲线加缓和曲线逐桩坐标的方法；

④学会根据线路设计高程计算距离改化因子；

⑤学会置镜一个控制桩点后视另外一个控制桩点利用全站仪放样程序测设圆曲线加缓和曲线；

⑥学会置镜一个控制桩点后视另外一个控制桩点拨角、量距测设圆曲线加缓和曲线；

⑦学会利用坐标反算计算极坐标法测设圆曲线加缓和曲线资料。

设计与实施

（课内2.5h,课外16h）

1.以小组为单位，在老师的指导下，学习全站仪操作及使用

2.结合案例以及建立的高速铁路线路模拟实训场提供的资料，建议设计——实施每小组按照如下三阶段进行：

①第一阶段（课内40m，课外4h）

每一学习小组先制定测设圆曲线加缓和曲线初步设计方案。

在老师的参与下，每个小组介绍各自的设计方案，通过研讨查找各自方案的问题，在老师点评的基础上，修改设计方案；

②第二阶段（课内2h，课外8h）

以组为单位，在高速铁路线路模拟实训场实施设计方案。

先计算圆曲线加缓和曲线逐桩坐标，根据线路设计高程计算距离改正因子。

置镜控制桩上后视另外一个控制桩利用全站仪安置距离改正因子测设圆曲线加缓和曲线。

对测量结果进行分析，查找影响测量精度的因素，提出设计方案改进的建议；

③第三阶段（课内10m，课外4h）

完善设计方案，并继续实施，直至测量结果满足《规范》要求。

运作

（课内0.5h,课外4h）

1.以小组为单位根据实施过程和测量结果编写技术报告；

3.小组根据测量成果验收标准自查测量结果；

4.根据测量成果验收标准，小组间互查测量结果，并写出检验报告。

评价

评价以学生为主体，以测量成果是否符合测量规范要求为依据，兼顾学生在项目实施过程中的表现、知识掌握的程度及在小组中所起的作用综合评定。

具体分值如下：

成果评定

根据外业观测记录，内业处理结果、复测报告等成果进行成绩评定，占60％。

学生自评

学生根据自己掌握的知识情况进行自评；占10%。

小组互评

小组内查阅资料、讨论、实习积极性、对小组贡献等情况，占20%。

教师评价

根据考勤、回答问题的积极性、实施项目教学的态度等进行评价，占10%。

项目实施报告

工作任务概况

在高铁控制模拟实训场对设置的一条圆曲线加缓和曲线利用全站仪进行测设。

工作内容

根据给定的直线、曲线交角表，计算圆曲线加缓和曲线逐桩坐标；利用全站仪置镜CPⅠ\CPⅡ控制桩测设圆曲线加缓和曲线。

工作流程

1.根据控制桩点之记确定控制点的位置；

2.根据直线、曲线转角表编写测设圆曲线加缓和曲线作业指导书；

3.计算圆曲线加缓和曲线逐桩坐标；

4.置镜在控制桩上后视另外一个控制桩利用全站仪测设圆曲线加缓和曲线

5.对测量结果进行检核；

6.测设圆曲线加缓和曲线报告的编写。

工作任务实施

一、.控制桩完好性统计

二、测设圆曲线加缓和曲线作业指导书的制定

三、全站仪测设圆曲线加缓和曲线任务的实施

1、虚拟导线法计算圆曲线加缓和曲线逐桩坐标

2.坐标变换法计算圆曲线加缓和曲线逐桩坐标

3.置镜在控制桩上后视另一个控制桩利用全站仪测设圆曲线加缓和曲线作业过程概述

四、全站仪测设圆曲线加缓和曲线结果的检核

检核

内容

小组自检

小组互检

合格

不合格

合格

不合格

置镜在CPⅠ\CPⅡ

五、全站仪测设圆曲线加缓和曲线报告的编写

学习心得

成绩评定

成果评定

根据学生测量成果的精度评定成绩，占50%；

得分

学生自评

学生根据自己在项目实施过程中的作用及表现进行自评，占10%；

得分

小组互评

根据工作表现，发挥的作用，协作精神等小组成员互评，占15%；

得分

教师评价

根据考勤、学习态度、吃苦精神、协作精神，职业道德等进行评定；

根据根据项目实施过程每个环节及结果经进行评定；

根据实习报告质量进行评定；综合以上评价，占25%。

得分

成绩

教师签名