《极坐标法测设圆曲线》教学设计(教师用)

《极坐标法测设圆曲线》教学设计（教师用）授课教师课程名称道路线路施工测量项目2线路中线学习单元 任务2.2 极坐标法测设圆曲线学时 讲课4h，实作（课内6h,课外26h)学习目标通过案例教学使学生学会极坐标法测设圆曲线的程序、内容及实施；能利用现有的测量仪器设备组织实施极坐标法测设圆曲线主要内容描述 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和圆曲线组合的直线-圆曲线-直线的形式的曲线要素计算、主点里程推算、极坐标法测设圆曲线的原理及测设资料的计算。

教学参考资料①极坐标法测设圆曲线讲义②《工程测量概论》西安地图出版社 李孟山主编 ③《工程测量规范》④《铁路工程测量规范》 TB 10101-2009 J961-2009 中国铁道出版社出版教师具备的能力①能熟练操作经纬仪、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段逐桩坐标③会利用CASIO-5800计算器、EXCEL 表、VB 编写圆曲线逐桩坐标程序； 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极坐标法测设圆曲线PPT ③《新建铁路施工测量规范》④《**高速公路线路平面设计资料） 2、 实训条件①（ppm 22,2+''±）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圆曲线测设点位坐标计算；②圆曲线测设方法；2.学习难点：①圆曲线测设点位坐标计算； 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 师学 生教 学 实 施 建 议构思 (课内4h,课外6h)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. 首先结合石黄高速公路案例，给每个小组，下发极坐标法测设圆曲线任务(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1h )；4.每个小组简要汇报对知识点了解情况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在地面上如何表示一个半径为500米的圆弧；②如何进行两个坐标系下坐标变换； 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；(课内：15m )；5．结合小组汇报情况、结合施工企业线路极坐标法测设圆曲线作业方法，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10m)②极坐标法测设圆曲线需要的已知条件(课内20m )；③极坐标法测设圆曲线的要求;(课内10m )④虚拟导线计算圆曲线逐桩坐标； ⑤坐标变化法计算圆曲线逐桩坐标⑥结合案例给定直线、曲线转角表按照圆曲线测设要求计算逐桩坐标(课内15m，课外30m )； 6.学生思考、讨论提出极坐标法测设圆曲线的方法(40m)。

①置镜控制桩利用全站仪放样程序如何测设圆曲线(课内20m ) ②置镜控制桩上拨角、量距如何测设圆曲线(课内20m )7.讲解极坐标法测设圆曲线的方法； 8.通过提问、测验评价学生学习效果(课内10m)。

⑤如何计算弦长；3.小组组长汇报对知识关键点学习情况；4.结合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懂得极坐标法测设圆曲线实测方法及精度要求；②学会计算圆曲线逐桩坐标的方法；③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； ④学会置镜一个控制桩点后视另外一个控制桩点通过拨角、量距测设圆曲线；⑤学会利用坐标反算计算极坐标法测设圆曲线资料。

设计—实施 （课内6h,课外16h）1.结合石黄高速公路圆曲线测量案例讲解极坐标法测设圆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2h，课外4h）每一小组学生先制定极坐标法测设圆曲线初步设计方案。

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4h，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和置镜在控制桩上，计算拨角和量距测设圆曲线。

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1h，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 （课外4h） 学生需提交的资料：①极坐标法测设圆曲线作业指导书②极坐标法测设圆曲线资料计算成果；③极坐标测设圆曲线报告1以小组为单位根据极坐标法测设圆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。

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%。

考核标准教师评价：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.编写线路中线直线测量作业指导书；2.编写线路中线直线测量报告。

《极坐标法测设圆曲线》学生工作手册班级： 组别： 姓名 指导教师 ：课程 道路线路施工测量项目2 线路施工测量学习单元2.2：极坐标法测设圆曲线 学时 讲课4h，实作（课内6h,课外26h)工作任务描述本工作任务就是让学生搞懂极坐标法测设圆曲线的流程、精度要求、实测方法、内业处理及报告的编写。

通过该项目的教学，教会学生如何组织实施极坐标法测设圆曲线工作。

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、经纬仪、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、经纬仪，分别置镜在圆曲线上后视控制桩和圆曲线上一点测设圆曲线。

知识目标 掌握圆曲线上一点切线方位角计算的原理；掌握极坐标法测设圆曲线偏角的原理；掌握圆曲线测量的规定及精度要求。

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测量方法，能借助学校现有测量资源组织实施圆曲线测量。

构思 （课内4h,课外4h)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极坐标法测设圆曲线需要哪些已知数据？ ②计算一条边坐标方位角需要哪些条件？ ③什么是偏角？④如何理解角度距离交会法的含义？ ⑤如何确定圆曲线上一点的切线方向？⑥极坐标法测设圆曲线需要用到设计单位提供的哪些资料？ ⑦如何计算极坐标法测设圆曲线资料？ 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学会确定圆曲线上任意一点切线的方法； ②学会圆曲线上一点切线方位角计算③学会极坐标法测设圆曲线的要求及实施方法；设计与实施 (课内7h,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2h，课外4h）每一小组学生先制定圆曲线测设初步设计方案。

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4h，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。

分别置镜在圆曲线上任意一点后视控制桩和圆曲线上一点测设圆曲线。

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1h，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1h,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％。

评价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用极坐标法测设。

工作内容 利用全站仪或经纬仪分别置镜在圆曲线上一点后视CPⅠ\CPⅡ控制桩和圆曲线上一点用极坐标法测设圆曲线。

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、曲线转角表编写极坐标法测设圆曲线作业指导书；3. 极坐标法测设圆曲线任务的实施；4.极坐标法测设圆曲线结果的检核；5. 极坐标法测设圆曲线报告的编写。

一、.控制桩完好性统计二、极坐标法测设圆曲线作业指导书的制定工作任务实施三、极坐标法测设圆曲线任务的实施1、置镜在圆曲线上后视圆曲线上一点极坐标法测设圆曲线作业过程概述2、置镜在圆曲线上后视CPI\CPII极坐标法测设圆曲线作业过程概述。