ISSN1672-4305

CN12-1352 N实　 　 验　 　 室　 　 科　 　 学

LABORATORY　

SCIENCE第 23 卷　 第 3 期　 2020 年 6 月

Vol 23　 No 3

　 Jun 2020

地基 GNSS 水汽反演实验与实践教学探讨

孙景领(南京信息工程大学

遥感与测绘工程学院 江苏

南京　 210044)

摘　 要 运用 GNSS 技术反演大气中的水汽含量是一种极有潜力 实用价值很高的大气水汽探测技术 由于

其具有高精度 全天候 高时空分辨率 近实时等诸多优点 在气象业务中得到广泛应用 地基 GNSS 水汽

反演作为南京信息工程大学测绘工程专业开设的特色专业课程之一 其实验与实习部分是加强学生实践能力

和创新能力培养的重要环节 因此 从实践教学内容 教学方法 实验与实践平台 师资队伍建设等几方面

对该课程的实践教学进行了探讨 以期为同类高校培养测绘气象交叉复合型人才提供参考关键词 地基 GNSS 大气可降水量 水汽反演 实践教学

中图分类号P228 4　 　 文献标识码A　 　 doi10 3969 j issn 1672-4305 2020 03 031

Discussion

on

experimental

and

practical

teaching

for

water

vapor

inversion

of

ground-based

GNSS

SUN

Jingling(School

of

Remote

Sensing

amp

Geomatics

Engineering Nanjing

University

of

Information

Science

amp

Technology

Nanjing

210044

China)

Abstract The

use

of

GNSS

technology

to

invert

water

vapor

content

in

the

atmosphere

is

an

extremely

promising

and

practically

valuable

atmospheric

water

vapor

detection

technology

due

to

its

high

preci-sion

ability

for

all-weather

operation

high

spatial

and

temporal

near

real -time

speeds

and

many

other

advantages

it

has

been

widely

used

in

the

meteorological

operations

Ground-based

GNSS

water

vapor

inversion

is

one

of

specialty

course

offered

by

Surveying

and

Mapping

Engineering

from

Nanjing

University

of

Information

Science

amp

Technology

its

experimental

practice

is

an

important

part

of

strengthening

students1049011

practical

ability

and

innovative

ability

training

therefore

this

article

discusses

the

practical

teaching

of

the

course

from

the

aspects

of

practical

teaching

content

teaching

methods

experimental

and

practical

conditions

and

construction

of

teaching

staff

so

as

to

provide

reference

for

similar

universities

to

cultivate

surveying

and

mapping

meteorological

cross

compound

talentsKey

words ground - based

GNSS

precipitable

water

vapor

water

vapor

inversion

practical

teaching

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　　

　　

　　

　　

　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　

　　

　　

　

收稿日期2018-09-30　 修改日期2018-12-18作者简介孙景领硕士高级实验师主要从事 GNSS 技术及气

象应用教学与研究 E-mailnuistsjl 163 com基金项目江苏省高校品牌专业建设工程资助项目(项目编号

PPZY2015A016)南京信息工程大学大气科学与环境

气 象 实 验 实 习 教 材 建 设 项 目 ( 项 目 编 号SXJC2017B04)

　 　 GNSS 技术的迅猛发展和日臻成熟使其成为对

地球观测的一种新的更有力的手段已成功在地球

科学的许多领域得到应用以该技术在气象学研究

及应用为主要内容形成了一门新兴交叉学科 GNSS气象学

[1 ] 地基 GNSS 水汽反演是 GNSS 气象学研

究中最重要最基础的内容通过它能够获得高精

度高时空分辨率的大气中水汽含量为天气分析与

预报和气候学研究提供更加细腻和更大范围的连续

大气水汽信息[2 ] 南京信息工程大学(以下简称

ldquo我校rdquo)是一所以气象为特色的国家ldquo双一流rdquo和江

苏省高水平大学建设高校为我国气象行业培养了

大量人才被誉为ldquo气象人才的摇篮rdquo 作为在气象

特色鲜明高校开设的测绘工程专业为贯彻落实我

校在体制划转之后提出ldquo主动融入主动接轨主动

服务全面服务中国气象事业rdquo的ldquo3 个主动rdquo发展理

念[ 3 ] 同时形成专业特色发展方向培养气象行业

发展急需的适用型人才扩大学生就业面从 2013年开始在测绘工程专业教学计划里开设若干门气象

类课程其中ldquo地基 GNSS 水汽反演rdquo就是一门非常

重要的气象类专业课程该课程的建设将测绘学科

与气象学科的知识相结合促进交叉学科边缘学科

发展拓展学生的知识结构提高人才培养质量拓宽就业渠道使得我校测绘工程专业形成自身鲜明

的人才培养特色 ldquo地基 GNSS 水汽反演rdquo课程包括

理论和实验实践两部分内容其实验与实践部分是

培养学生实践能力和创新能力的重要环节学生通

过实验实践巩固课堂教学知识加深对地基 GNSS水汽反演理论的理解 因此本文主要对实验实践

部分的教学内容安排教学方法实验与实践条件和

专业师资队伍建设等方面进行探讨旨在为同类高

校培养测绘气象交叉复合型人才提供参考

1　

实验与实践教学探讨

1 1　

实验与实践教学内容

本课程安排的实验与实践教学内容主要训练学

生从事地基 GNSS 水汽反演的基本实验技能包括

基础型实验和综合型实习两部分其实验项目如图

1 所示 基础型实验主要培养学生利用地基 GNSS技术反演水汽的基本实践能力使其掌握连续运行

参考站的工作原理系统组成和工作方式了解国际

IGS 站点的分布与数据下载方式熟悉 GNSS 原始观

测数据的标准格式与质量检查方法掌握高精度

GNSS 数据处理软件 Bernese 的使用与数据处理及

分析同时掌握水汽反演中各个模块的功能 综合

型实习是使学生系统掌握地基 GNSS 水汽反演的方

法与过程并拓展其在气象中的应用主要培养学生

对新技术的应用能力与科技创新能力

图 1　 地基 GNSS 水汽反演实验与实践教学内容

1 2　

实验与实践教学方法

在地基 GNSS 水汽反演实验教学中坚持以学

生为主体引导学生自主学习主动实践培养学生

灵活运用所学知识解决实际问题的能力和科技创新

能力 基础型实验主要以课堂实验的方式进行教师将学生分成若干实验小组提前安排实验任务并要求学生做好预习 指导教师在实验开始时通过

师生互相提问的方式了解学生对实验的准备情况

并解答学生存在的疑问同时强调实验进行中应特

别注意的事项 在实验进行过程中教师采取启发

式教学方法积极指导学生[ 4 ] 把控实验进程对学

生遇到的个性问题不是直接给予答案或告诉他们

如何去做而是通过对问题的分析启发他们积极思

考鼓励小组成员间相互讨论与交流引导学生自主

解决问题同时对实验中多数学生出现的共性问题

进行集中讲解或解答 在实验结束后学生应及时

811 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

孙景领地基 GNSS 水汽反演实验与实践教学探讨

撰写实验报告报告除了对实验目的与意义实验内

容和实验过程进行阐述外主要对实验结果进行分

析讨论实验中出现的问题及解决措施并提出与实

习相关的意见或建议 综合型实习主要采用项目式

实验教学方法[ 5 - 6 ] 一般 5-6 名学生组成一个项目

团队教师给出项目的主题及相关要求团队成员根

据所具备的专业知识现有的实验条件和项目主题

及要求自行制定目标和实施计划经过指导教师审

核通过后合理安排执行进度高效组织项目实施科学分析数据整理原始和成果资料编写项目总结

等 项目完成后在指导教师的主持下各团队采取

公开答辩的形式来汇报项目的实施情况主要包括

项目的内容和目标项目方案制定所依据的理论方法与技术具体实施过程提交成果形式及类型项目成果与资料团队成员的分工和作用以及存在的

问题和具体解决问题的措施等指导教师对答辩情

况进行现场点评并从项目实施过程任务完成情

况实习成果现场答辩平时成绩等方面对每个团

队进行综合评估给出相应的实习成绩另外实行开放式教学[ 7 - 8 ] 专业依托的江苏

省数字测绘工程实践教育中心和江苏省遥感应用实

验教学中心采取预约的方式对学生在时间空间和

内容上进行全面开放为学生创造了自我完善自行

管理自主创新的良好学习条件1 3　

专业师资队伍建设

地基 GNSS 水汽反演是一门涉及测绘学科气象学科等知识的课程要求专业教师应具备较深厚

的测绘学科基础知识和较强的实践能力同时还应

掌握一定的气象学知识因此我校通过多种举措加

强对专业师资力量的培养(1)鼓励青年教师前往澳大利亚新南威尔士大

学加拿大卡尔加里大学武汉大学河海大学中科

院上海天文台等国内外高校科研院所继续深造和

交流访问主要从事 GNSS 气象学方面的理论研究

与技术应用工作(2)组建 GNSS 技术及气象应用教研组组员积

极进行理论与实践教学研讨承担ldquo基于 GPS PS-DInSAR 综合技术的城市大气水汽时空分布特征研

究rdquoldquoGPS COMPASS 融合层析对流层水汽理论与

方法研究rdquo和ldquo基于代数重构技术层析对流层水汽

场rdquo等多项与 GNSS 水汽反演相关的科学研究项目并将最新科研成果应用于教学以提高教学效果与

质量(3)邀请武汉大学的姚宜斌教授中国气象局

的曹云昌研究员和江苏省测绘工程院 CORS 中心的

王勇高级工程师等多名测绘地理信息及气象行业高校研究院所和企事业单位里的相关专家学者和

高级工程技术人员来校讲学与交流或开展相关科

研合作并支持专业教师到测绘地理信息及气象系

统进行挂职锻炼加强校际间校政间及校企间的合

作 通过这些举措的实施为专业教师从事该课程

的教学奠定了坚实的理论基础锻炼了实践能力丰富了实践教学经验1 4　

实验与实践教学平台

大学生实践动手能力和科技创新能力的培养需

要良好的实践教学条件作为保障[ 9 - 10 ] 测绘工程

专业依托学院拥有江苏省数字测绘工程实践教育中

心江苏省遥感应用实验教学示范中心等实验平台建有 GNSS 测量及气象应用实验室拥有 TopconLeicaTrimble南方测绘华测中海达测绘等国内

外知名品牌 GNSS 接收机 30 余套和一套单基站连

续运行参考站系统( NXDCORS)并配有测绘遥感

数据处理实验室安装了 Trimble

TBC南方 GNSS-adj中海达 HDS2003Bernese

5 2 等多种 GNSS 数

据处理软件 同时将中国气象局和瑞士徕卡测量

系统大中华区捐赠我校的 GPS MET 设备纳入安徽

省气象局建设的 CORS 网络系统中共享区域 GNSS和气象元素数据 另外专业共享具有中央气象台

技术标准的ldquo校气象台rdquo国家级大气科学与环境气

象实验教学示范中心中国气象局气象探测实习培

训基地(南京)等校内实验与实践平台同时在中国

气象局大气探测中心江苏省全球导航卫星连续运

行参考站服务中心(JSCORS 中心)和安徽寿县国家

气候观象台等企事业单位建立校外实践教学基地校内外多样实践教学平台为地基 GNSS 水汽反演的

实验教学提供了良好的实验与实践条件

2　 结语

目前在 GNSS 气象学领域利用地基 GNSS 反

演水汽要素的技术已经成熟成为气象部门的业务

工作之一另外测绘与气象部门联合建设由气象

部门管理的众多 CORS 观测站正在气象部门运行急需大量具有测绘与气象交叉学科知识的数据处理

和管理维护的复合型人才以提升气象服务水平实验与实践教学是测绘工程专业地基 GNSS 水汽反

演特色课程的重要组成部分应在实验与实践内容

安排实验与实践教学方法实验与实践平台专业

师资队伍等方面不断加强建设与改革强化学生的

实践能力和科技创新能力提高实验与实践教学质

(下转第 122 页)

911

图 1　 植物组织水势测定实验原始记录表

3 2　 实验报告要完成课后思考题

由于实验结果是同一种实验材料用两种方法测

得为此还留给学生几个课后思考题(1)两种测定

植物组织水势的方法所得结果能否进行比较(2)当小液流法观察不到平衡状态时如小液滴都下降

时如何改进这一实验(3)比较两种测定方法的优

缺点 这几个思考题也要求学生必须在实验报告中

完成教师严格把关实验报告的质量如内容不完整

不对实验结果进行分析总结不做课后思考题的实

验报告一律退回重写否则实验报告不及格 因为

实验课考核中实验报告的成绩占了 40的比重引起了学生的极大重视 严格按此操作后不仅实验

报告的质量有了很大提高也为学生进行科研论文

的写作奠定了基础学生的科研思维能力等综合素

质都有了提升

4　 结语

山东农业大学的ldquo植物生理学实验rdquo 属于山东

省省级精品课程其确定的课程设计理念是适应 21世纪以素质教育为中心的大口径生物学专业教学观

念以对学生进行综合素质培养科学研究模式和思

维训练为教学目标同时注重培养学生运用各种植

物生理学理论和实验技能来解决实际生产中相关问

题的能力着力体现培养学生综合实验技能的重要

性还要在一定程度上兼顾地方建设人才所需要的

专业研发综合素质和技能培养努力使ldquo植物生理

学实验rdquo成为培养学生创新精神创新意识创新能

力的重要途径 植物组织水势测定实验教学坚持进

行深化改革符合ldquo植物生理学实验rdquo课程的设计理

念也是高等农林院校快速发展的大势所趋新实验能够顺利开设离不开生命科学学院植物

生理学系强大的后盾支持系里不仅从经费上大力

支持购买了 3 台ldquo露点法rdquo使用的 HR-33-T 型露

点微伏压计经验丰富的授课教师还提出了许多宝

贵的意见从而使新实验得以顺利开展 实验课程

结束后学生们普遍反映收获大激发了学生对于

ldquo植物的水分代谢rdquo这一章的学习兴趣促进了学生

对其理论与实践知识的系统掌握科研论文的写作

能力创新思维都有了进一步的提高

参考文献(References)

[1] 　 孟庆伟高辉远 植物生理学[ M] 2 版 北京中国农业出版

社20171-2[2] 　 郑世英 在植物生理学实验教学中培养学生创新思维[ J] 生

物学杂志201027(3)96-97[3] 　 李滨彭涛张立立 探究性植物生理学实验教学改革与实践

[J] 实验室研究与探索200928(10)130-132[4] 　 石雪芹朱晔荣赵念席等 ldquo小液流法rdquo测定植物组织水势实

验教学的改进[J] 实验室科学201417(1)42-43[5] 　 赵世杰苍晶 植物生理学实验指导[ M] 北京中国农业出版

社2015[6] 　 斯琴巴特尔 植物生理学实验教学改革的探索与实践[ J] 内

蒙古师范大学学报(教育科学版)201124(11)130-132[7] 　 张文广陈发云彭思艳等 问题引导法在过渡元素教学中的

应用[J] 上饶师范学院学报201838(3)63-68[8] 　 孙晓东 植物组织水势测定实验教学改革的研究[ J] 安徽农

业科学201442(36)13132-13138[9] 　 朱燕红戴斌史美萍等 实验报告结构化评阅探索与研究

[J] 实验技术与管理201633(12)254-257[10] 　 蒋瑾 写好实验报告的思考[J] 吉林化工学院学报201330

(4)56-58

10509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979(上接第 119 页)量为社会培养出更多的测绘气象交叉复合型人才满足气象行业发展的深度需求

参考文献(References)

[1] 　 李国平黄丁发 GPS 气象学研究及应用的进展与展望

[ J] 气象科学200525(6)651-661

[2] 　 刘立龙黎峻宇黄良珂等 地基 GNSS 反演大气水汽的理论

与方法[M] 北京测绘出版社2018[3] 　 王骥李北群张永宏等 共建体制下行业特色高校实践教学

基地建设[J] 实验技术与管理201633(6)213-215[4] 　 吴翊 启发式教学再认识[J] 中国大学教学2011(4)10[5] 　 何林锦翟云波李彩亭等 项目式实验教学模式及其可行性

评价方法[J] 实验室研究与探索201029(2)94-96

[6] 　 杨金玲曲建光曹先革等 测绘工程专业实践教学体系的探

索与实践[J] 实验科学与技术201412(1)111-113

[7] 　 姚玉献 开放式实验教学模式的研究与应用[ J] 实验室科学

2009(6)132-134

[8] 　 林建中王明伟 在开放式实践教学中加强实验过程管理[ J]

实验科学与技术201715(2)85-87

[9] 　 黄张裕徐佳刘志强 面向信息化测绘的实践教学体系构建

[J] 测绘工程201423(4)76-80

[10] 　 韩峰王世杰魏冠军等 测绘与地理信息实验教学示范中

心建设与实践[ J] 实验室研究与探索201736 ( 5)162 -

164

221 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

特色鲜明高校开设的测绘工程专业为贯彻落实我

校在体制划转之后提出ldquo主动融入主动接轨主动

服务全面服务中国气象事业rdquo的ldquo3 个主动rdquo发展理

念[ 3 ] 同时形成专业特色发展方向培养气象行业

发展急需的适用型人才扩大学生就业面从 2013年开始在测绘工程专业教学计划里开设若干门气象

类课程其中ldquo地基 GNSS 水汽反演rdquo就是一门非常

重要的气象类专业课程该课程的建设将测绘学科

与气象学科的知识相结合促进交叉学科边缘学科

发展拓展学生的知识结构提高人才培养质量拓宽就业渠道使得我校测绘工程专业形成自身鲜明

的人才培养特色 ldquo地基 GNSS 水汽反演rdquo课程包括

理论和实验实践两部分内容其实验与实践部分是

培养学生实践能力和创新能力的重要环节学生通

过实验实践巩固课堂教学知识加深对地基 GNSS水汽反演理论的理解 因此本文主要对实验实践

部分的教学内容安排教学方法实验与实践条件和

专业师资队伍建设等方面进行探讨旨在为同类高

校培养测绘气象交叉复合型人才提供参考

1　

实验与实践教学探讨

1 1　

实验与实践教学内容

本课程安排的实验与实践教学内容主要训练学

生从事地基 GNSS 水汽反演的基本实验技能包括

基础型实验和综合型实习两部分其实验项目如图

1 所示 基础型实验主要培养学生利用地基 GNSS技术反演水汽的基本实践能力使其掌握连续运行

参考站的工作原理系统组成和工作方式了解国际

IGS 站点的分布与数据下载方式熟悉 GNSS 原始观

测数据的标准格式与质量检查方法掌握高精度

GNSS 数据处理软件 Bernese 的使用与数据处理及

分析同时掌握水汽反演中各个模块的功能 综合

型实习是使学生系统掌握地基 GNSS 水汽反演的方

法与过程并拓展其在气象中的应用主要培养学生

对新技术的应用能力与科技创新能力

图 1　 地基 GNSS 水汽反演实验与实践教学内容

1 2　

实验与实践教学方法

在地基 GNSS 水汽反演实验教学中坚持以学

生为主体引导学生自主学习主动实践培养学生

灵活运用所学知识解决实际问题的能力和科技创新

能力 基础型实验主要以课堂实验的方式进行教师将学生分成若干实验小组提前安排实验任务并要求学生做好预习 指导教师在实验开始时通过

师生互相提问的方式了解学生对实验的准备情况

并解答学生存在的疑问同时强调实验进行中应特

别注意的事项 在实验进行过程中教师采取启发

式教学方法积极指导学生[ 4 ] 把控实验进程对学

生遇到的个性问题不是直接给予答案或告诉他们

如何去做而是通过对问题的分析启发他们积极思

考鼓励小组成员间相互讨论与交流引导学生自主

解决问题同时对实验中多数学生出现的共性问题

进行集中讲解或解答 在实验结束后学生应及时

811 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

孙景领地基 GNSS 水汽反演实验与实践教学探讨

撰写实验报告报告除了对实验目的与意义实验内

容和实验过程进行阐述外主要对实验结果进行分

析讨论实验中出现的问题及解决措施并提出与实

习相关的意见或建议 综合型实习主要采用项目式

实验教学方法[ 5 - 6 ] 一般 5-6 名学生组成一个项目

团队教师给出项目的主题及相关要求团队成员根

据所具备的专业知识现有的实验条件和项目主题

及要求自行制定目标和实施计划经过指导教师审

核通过后合理安排执行进度高效组织项目实施科学分析数据整理原始和成果资料编写项目总结

等 项目完成后在指导教师的主持下各团队采取

公开答辩的形式来汇报项目的实施情况主要包括

项目的内容和目标项目方案制定所依据的理论方法与技术具体实施过程提交成果形式及类型项目成果与资料团队成员的分工和作用以及存在的

问题和具体解决问题的措施等指导教师对答辩情

况进行现场点评并从项目实施过程任务完成情

况实习成果现场答辩平时成绩等方面对每个团

队进行综合评估给出相应的实习成绩另外实行开放式教学[ 7 - 8 ] 专业依托的江苏

省数字测绘工程实践教育中心和江苏省遥感应用实

验教学中心采取预约的方式对学生在时间空间和

内容上进行全面开放为学生创造了自我完善自行

管理自主创新的良好学习条件1 3　

专业师资队伍建设

地基 GNSS 水汽反演是一门涉及测绘学科气象学科等知识的课程要求专业教师应具备较深厚

的测绘学科基础知识和较强的实践能力同时还应

掌握一定的气象学知识因此我校通过多种举措加

强对专业师资力量的培养(1)鼓励青年教师前往澳大利亚新南威尔士大

学加拿大卡尔加里大学武汉大学河海大学中科

院上海天文台等国内外高校科研院所继续深造和

交流访问主要从事 GNSS 气象学方面的理论研究

与技术应用工作(2)组建 GNSS 技术及气象应用教研组组员积

极进行理论与实践教学研讨承担ldquo基于 GPS PS-DInSAR 综合技术的城市大气水汽时空分布特征研

究rdquoldquoGPS COMPASS 融合层析对流层水汽理论与

方法研究rdquo和ldquo基于代数重构技术层析对流层水汽

场rdquo等多项与 GNSS 水汽反演相关的科学研究项目并将最新科研成果应用于教学以提高教学效果与

质量(3)邀请武汉大学的姚宜斌教授中国气象局

的曹云昌研究员和江苏省测绘工程院 CORS 中心的

王勇高级工程师等多名测绘地理信息及气象行业高校研究院所和企事业单位里的相关专家学者和

高级工程技术人员来校讲学与交流或开展相关科

研合作并支持专业教师到测绘地理信息及气象系

统进行挂职锻炼加强校际间校政间及校企间的合

作 通过这些举措的实施为专业教师从事该课程

的教学奠定了坚实的理论基础锻炼了实践能力丰富了实践教学经验1 4　

实验与实践教学平台

大学生实践动手能力和科技创新能力的培养需

要良好的实践教学条件作为保障[ 9 - 10 ] 测绘工程

专业依托学院拥有江苏省数字测绘工程实践教育中

心江苏省遥感应用实验教学示范中心等实验平台建有 GNSS 测量及气象应用实验室拥有 TopconLeicaTrimble南方测绘华测中海达测绘等国内

外知名品牌 GNSS 接收机 30 余套和一套单基站连

续运行参考站系统( NXDCORS)并配有测绘遥感

数据处理实验室安装了 Trimble

TBC南方 GNSS-adj中海达 HDS2003Bernese

5 2 等多种 GNSS 数

据处理软件 同时将中国气象局和瑞士徕卡测量

系统大中华区捐赠我校的 GPS MET 设备纳入安徽

省气象局建设的 CORS 网络系统中共享区域 GNSS和气象元素数据 另外专业共享具有中央气象台

技术标准的ldquo校气象台rdquo国家级大气科学与环境气

象实验教学示范中心中国气象局气象探测实习培

训基地(南京)等校内实验与实践平台同时在中国

气象局大气探测中心江苏省全球导航卫星连续运

行参考站服务中心(JSCORS 中心)和安徽寿县国家

气候观象台等企事业单位建立校外实践教学基地校内外多样实践教学平台为地基 GNSS 水汽反演的

实验教学提供了良好的实验与实践条件

2　 结语

目前在 GNSS 气象学领域利用地基 GNSS 反

演水汽要素的技术已经成熟成为气象部门的业务

工作之一另外测绘与气象部门联合建设由气象

部门管理的众多 CORS 观测站正在气象部门运行急需大量具有测绘与气象交叉学科知识的数据处理

和管理维护的复合型人才以提升气象服务水平实验与实践教学是测绘工程专业地基 GNSS 水汽反

演特色课程的重要组成部分应在实验与实践内容

安排实验与实践教学方法实验与实践平台专业

师资队伍等方面不断加强建设与改革强化学生的

实践能力和科技创新能力提高实验与实践教学质

(下转第 122 页)

911

图 1　 植物组织水势测定实验原始记录表

3 2　 实验报告要完成课后思考题

由于实验结果是同一种实验材料用两种方法测

得为此还留给学生几个课后思考题(1)两种测定

植物组织水势的方法所得结果能否进行比较(2)当小液流法观察不到平衡状态时如小液滴都下降

时如何改进这一实验(3)比较两种测定方法的优

缺点 这几个思考题也要求学生必须在实验报告中

完成教师严格把关实验报告的质量如内容不完整

不对实验结果进行分析总结不做课后思考题的实

验报告一律退回重写否则实验报告不及格 因为

实验课考核中实验报告的成绩占了 40的比重引起了学生的极大重视 严格按此操作后不仅实验

报告的质量有了很大提高也为学生进行科研论文

的写作奠定了基础学生的科研思维能力等综合素

质都有了提升

4　 结语

山东农业大学的ldquo植物生理学实验rdquo 属于山东

省省级精品课程其确定的课程设计理念是适应 21世纪以素质教育为中心的大口径生物学专业教学观

念以对学生进行综合素质培养科学研究模式和思

维训练为教学目标同时注重培养学生运用各种植

物生理学理论和实验技能来解决实际生产中相关问

题的能力着力体现培养学生综合实验技能的重要

性还要在一定程度上兼顾地方建设人才所需要的

专业研发综合素质和技能培养努力使ldquo植物生理

学实验rdquo成为培养学生创新精神创新意识创新能

力的重要途径 植物组织水势测定实验教学坚持进

行深化改革符合ldquo植物生理学实验rdquo课程的设计理

念也是高等农林院校快速发展的大势所趋新实验能够顺利开设离不开生命科学学院植物

生理学系强大的后盾支持系里不仅从经费上大力

支持购买了 3 台ldquo露点法rdquo使用的 HR-33-T 型露

点微伏压计经验丰富的授课教师还提出了许多宝

贵的意见从而使新实验得以顺利开展 实验课程

结束后学生们普遍反映收获大激发了学生对于

ldquo植物的水分代谢rdquo这一章的学习兴趣促进了学生

对其理论与实践知识的系统掌握科研论文的写作

能力创新思维都有了进一步的提高

参考文献(References)

[1] 　 孟庆伟高辉远 植物生理学[ M] 2 版 北京中国农业出版

社20171-2[2] 　 郑世英 在植物生理学实验教学中培养学生创新思维[ J] 生

物学杂志201027(3)96-97[3] 　 李滨彭涛张立立 探究性植物生理学实验教学改革与实践

[J] 实验室研究与探索200928(10)130-132[4] 　 石雪芹朱晔荣赵念席等 ldquo小液流法rdquo测定植物组织水势实

验教学的改进[J] 实验室科学201417(1)42-43[5] 　 赵世杰苍晶 植物生理学实验指导[ M] 北京中国农业出版

社2015[6] 　 斯琴巴特尔 植物生理学实验教学改革的探索与实践[ J] 内

蒙古师范大学学报(教育科学版)201124(11)130-132[7] 　 张文广陈发云彭思艳等 问题引导法在过渡元素教学中的

应用[J] 上饶师范学院学报201838(3)63-68[8] 　 孙晓东 植物组织水势测定实验教学改革的研究[ J] 安徽农

业科学201442(36)13132-13138[9] 　 朱燕红戴斌史美萍等 实验报告结构化评阅探索与研究

[J] 实验技术与管理201633(12)254-257[10] 　 蒋瑾 写好实验报告的思考[J] 吉林化工学院学报201330

(4)56-58

10509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979(上接第 119 页)量为社会培养出更多的测绘气象交叉复合型人才满足气象行业发展的深度需求

参考文献(References)

[1] 　 李国平黄丁发 GPS 气象学研究及应用的进展与展望

[ J] 气象科学200525(6)651-661

[2] 　 刘立龙黎峻宇黄良珂等 地基 GNSS 反演大气水汽的理论

与方法[M] 北京测绘出版社2018[3] 　 王骥李北群张永宏等 共建体制下行业特色高校实践教学

基地建设[J] 实验技术与管理201633(6)213-215[4] 　 吴翊 启发式教学再认识[J] 中国大学教学2011(4)10[5] 　 何林锦翟云波李彩亭等 项目式实验教学模式及其可行性

评价方法[J] 实验室研究与探索201029(2)94-96

[6] 　 杨金玲曲建光曹先革等 测绘工程专业实践教学体系的探

索与实践[J] 实验科学与技术201412(1)111-113

[7] 　 姚玉献 开放式实验教学模式的研究与应用[ J] 实验室科学

2009(6)132-134

[8] 　 林建中王明伟 在开放式实践教学中加强实验过程管理[ J]

实验科学与技术201715(2)85-87

[9] 　 黄张裕徐佳刘志强 面向信息化测绘的实践教学体系构建

[J] 测绘工程201423(4)76-80

[10] 　 韩峰王世杰魏冠军等 测绘与地理信息实验教学示范中

心建设与实践[ J] 实验室研究与探索201736 ( 5)162 -

164

221 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

孙景领地基 GNSS 水汽反演实验与实践教学探讨

撰写实验报告报告除了对实验目的与意义实验内

容和实验过程进行阐述外主要对实验结果进行分

析讨论实验中出现的问题及解决措施并提出与实

习相关的意见或建议 综合型实习主要采用项目式

实验教学方法[ 5 - 6 ] 一般 5-6 名学生组成一个项目

团队教师给出项目的主题及相关要求团队成员根

据所具备的专业知识现有的实验条件和项目主题

及要求自行制定目标和实施计划经过指导教师审

核通过后合理安排执行进度高效组织项目实施科学分析数据整理原始和成果资料编写项目总结

等 项目完成后在指导教师的主持下各团队采取

公开答辩的形式来汇报项目的实施情况主要包括

项目的内容和目标项目方案制定所依据的理论方法与技术具体实施过程提交成果形式及类型项目成果与资料团队成员的分工和作用以及存在的

问题和具体解决问题的措施等指导教师对答辩情

况进行现场点评并从项目实施过程任务完成情

况实习成果现场答辩平时成绩等方面对每个团

队进行综合评估给出相应的实习成绩另外实行开放式教学[ 7 - 8 ] 专业依托的江苏

省数字测绘工程实践教育中心和江苏省遥感应用实

验教学中心采取预约的方式对学生在时间空间和

内容上进行全面开放为学生创造了自我完善自行

管理自主创新的良好学习条件1 3　

专业师资队伍建设

地基 GNSS 水汽反演是一门涉及测绘学科气象学科等知识的课程要求专业教师应具备较深厚

的测绘学科基础知识和较强的实践能力同时还应

掌握一定的气象学知识因此我校通过多种举措加

强对专业师资力量的培养(1)鼓励青年教师前往澳大利亚新南威尔士大

学加拿大卡尔加里大学武汉大学河海大学中科

院上海天文台等国内外高校科研院所继续深造和

交流访问主要从事 GNSS 气象学方面的理论研究

与技术应用工作(2)组建 GNSS 技术及气象应用教研组组员积

极进行理论与实践教学研讨承担ldquo基于 GPS PS-DInSAR 综合技术的城市大气水汽时空分布特征研

究rdquoldquoGPS COMPASS 融合层析对流层水汽理论与

方法研究rdquo和ldquo基于代数重构技术层析对流层水汽

场rdquo等多项与 GNSS 水汽反演相关的科学研究项目并将最新科研成果应用于教学以提高教学效果与

质量(3)邀请武汉大学的姚宜斌教授中国气象局

的曹云昌研究员和江苏省测绘工程院 CORS 中心的

王勇高级工程师等多名测绘地理信息及气象行业高校研究院所和企事业单位里的相关专家学者和

高级工程技术人员来校讲学与交流或开展相关科

研合作并支持专业教师到测绘地理信息及气象系

统进行挂职锻炼加强校际间校政间及校企间的合

作 通过这些举措的实施为专业教师从事该课程

的教学奠定了坚实的理论基础锻炼了实践能力丰富了实践教学经验1 4　

实验与实践教学平台

大学生实践动手能力和科技创新能力的培养需

要良好的实践教学条件作为保障[ 9 - 10 ] 测绘工程

专业依托学院拥有江苏省数字测绘工程实践教育中

心江苏省遥感应用实验教学示范中心等实验平台建有 GNSS 测量及气象应用实验室拥有 TopconLeicaTrimble南方测绘华测中海达测绘等国内

外知名品牌 GNSS 接收机 30 余套和一套单基站连

续运行参考站系统( NXDCORS)并配有测绘遥感

数据处理实验室安装了 Trimble

TBC南方 GNSS-adj中海达 HDS2003Bernese

5 2 等多种 GNSS 数

据处理软件 同时将中国气象局和瑞士徕卡测量

系统大中华区捐赠我校的 GPS MET 设备纳入安徽

省气象局建设的 CORS 网络系统中共享区域 GNSS和气象元素数据 另外专业共享具有中央气象台

技术标准的ldquo校气象台rdquo国家级大气科学与环境气

象实验教学示范中心中国气象局气象探测实习培

训基地(南京)等校内实验与实践平台同时在中国

气象局大气探测中心江苏省全球导航卫星连续运

行参考站服务中心(JSCORS 中心)和安徽寿县国家

气候观象台等企事业单位建立校外实践教学基地校内外多样实践教学平台为地基 GNSS 水汽反演的

实验教学提供了良好的实验与实践条件

2　 结语

目前在 GNSS 气象学领域利用地基 GNSS 反

演水汽要素的技术已经成熟成为气象部门的业务

工作之一另外测绘与气象部门联合建设由气象

部门管理的众多 CORS 观测站正在气象部门运行急需大量具有测绘与气象交叉学科知识的数据处理

和管理维护的复合型人才以提升气象服务水平实验与实践教学是测绘工程专业地基 GNSS 水汽反

演特色课程的重要组成部分应在实验与实践内容

安排实验与实践教学方法实验与实践平台专业

师资队伍等方面不断加强建设与改革强化学生的

实践能力和科技创新能力提高实验与实践教学质

(下转第 122 页)

911

图 1　 植物组织水势测定实验原始记录表

3 2　 实验报告要完成课后思考题

由于实验结果是同一种实验材料用两种方法测

得为此还留给学生几个课后思考题(1)两种测定

植物组织水势的方法所得结果能否进行比较(2)当小液流法观察不到平衡状态时如小液滴都下降

时如何改进这一实验(3)比较两种测定方法的优

缺点 这几个思考题也要求学生必须在实验报告中

完成教师严格把关实验报告的质量如内容不完整

不对实验结果进行分析总结不做课后思考题的实

验报告一律退回重写否则实验报告不及格 因为

实验课考核中实验报告的成绩占了 40的比重引起了学生的极大重视 严格按此操作后不仅实验

报告的质量有了很大提高也为学生进行科研论文

的写作奠定了基础学生的科研思维能力等综合素

质都有了提升

4　 结语

山东农业大学的ldquo植物生理学实验rdquo 属于山东

省省级精品课程其确定的课程设计理念是适应 21世纪以素质教育为中心的大口径生物学专业教学观

念以对学生进行综合素质培养科学研究模式和思

维训练为教学目标同时注重培养学生运用各种植

物生理学理论和实验技能来解决实际生产中相关问

题的能力着力体现培养学生综合实验技能的重要

性还要在一定程度上兼顾地方建设人才所需要的

专业研发综合素质和技能培养努力使ldquo植物生理

学实验rdquo成为培养学生创新精神创新意识创新能

力的重要途径 植物组织水势测定实验教学坚持进

行深化改革符合ldquo植物生理学实验rdquo课程的设计理

念也是高等农林院校快速发展的大势所趋新实验能够顺利开设离不开生命科学学院植物

生理学系强大的后盾支持系里不仅从经费上大力

支持购买了 3 台ldquo露点法rdquo使用的 HR-33-T 型露

点微伏压计经验丰富的授课教师还提出了许多宝

贵的意见从而使新实验得以顺利开展 实验课程

结束后学生们普遍反映收获大激发了学生对于

ldquo植物的水分代谢rdquo这一章的学习兴趣促进了学生

对其理论与实践知识的系统掌握科研论文的写作

能力创新思维都有了进一步的提高

参考文献(References)

[1] 　 孟庆伟高辉远 植物生理学[ M] 2 版 北京中国农业出版

社20171-2[2] 　 郑世英 在植物生理学实验教学中培养学生创新思维[ J] 生

物学杂志201027(3)96-97[3] 　 李滨彭涛张立立 探究性植物生理学实验教学改革与实践

[J] 实验室研究与探索200928(10)130-132[4] 　 石雪芹朱晔荣赵念席等 ldquo小液流法rdquo测定植物组织水势实

验教学的改进[J] 实验室科学201417(1)42-43[5] 　 赵世杰苍晶 植物生理学实验指导[ M] 北京中国农业出版

社2015[6] 　 斯琴巴特尔 植物生理学实验教学改革的探索与实践[ J] 内

蒙古师范大学学报(教育科学版)201124(11)130-132[7] 　 张文广陈发云彭思艳等 问题引导法在过渡元素教学中的

应用[J] 上饶师范学院学报201838(3)63-68[8] 　 孙晓东 植物组织水势测定实验教学改革的研究[ J] 安徽农

业科学201442(36)13132-13138[9] 　 朱燕红戴斌史美萍等 实验报告结构化评阅探索与研究

[J] 实验技术与管理201633(12)254-257[10] 　 蒋瑾 写好实验报告的思考[J] 吉林化工学院学报201330

(4)56-58

10509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979(上接第 119 页)量为社会培养出更多的测绘气象交叉复合型人才满足气象行业发展的深度需求

参考文献(References)

[1] 　 李国平黄丁发 GPS 气象学研究及应用的进展与展望

[ J] 气象科学200525(6)651-661

[2] 　 刘立龙黎峻宇黄良珂等 地基 GNSS 反演大气水汽的理论

与方法[M] 北京测绘出版社2018[3] 　 王骥李北群张永宏等 共建体制下行业特色高校实践教学

基地建设[J] 实验技术与管理201633(6)213-215[4] 　 吴翊 启发式教学再认识[J] 中国大学教学2011(4)10[5] 　 何林锦翟云波李彩亭等 项目式实验教学模式及其可行性

评价方法[J] 实验室研究与探索201029(2)94-96

[6] 　 杨金玲曲建光曹先革等 测绘工程专业实践教学体系的探

索与实践[J] 实验科学与技术201412(1)111-113

[7] 　 姚玉献 开放式实验教学模式的研究与应用[ J] 实验室科学

2009(6)132-134

[8] 　 林建中王明伟 在开放式实践教学中加强实验过程管理[ J]

实验科学与技术201715(2)85-87

[9] 　 黄张裕徐佳刘志强 面向信息化测绘的实践教学体系构建

[J] 测绘工程201423(4)76-80

[10] 　 韩峰王世杰魏冠军等 测绘与地理信息实验教学示范中

心建设与实践[ J] 实验室研究与探索201736 ( 5)162 -

164

221 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

图 1　 植物组织水势测定实验原始记录表

3 2　 实验报告要完成课后思考题

由于实验结果是同一种实验材料用两种方法测

得为此还留给学生几个课后思考题(1)两种测定

植物组织水势的方法所得结果能否进行比较(2)当小液流法观察不到平衡状态时如小液滴都下降

时如何改进这一实验(3)比较两种测定方法的优

缺点 这几个思考题也要求学生必须在实验报告中

完成教师严格把关实验报告的质量如内容不完整

不对实验结果进行分析总结不做课后思考题的实

验报告一律退回重写否则实验报告不及格 因为

实验课考核中实验报告的成绩占了 40的比重引起了学生的极大重视 严格按此操作后不仅实验

报告的质量有了很大提高也为学生进行科研论文

的写作奠定了基础学生的科研思维能力等综合素

质都有了提升

4　 结语

山东农业大学的ldquo植物生理学实验rdquo 属于山东

省省级精品课程其确定的课程设计理念是适应 21世纪以素质教育为中心的大口径生物学专业教学观

念以对学生进行综合素质培养科学研究模式和思

维训练为教学目标同时注重培养学生运用各种植

物生理学理论和实验技能来解决实际生产中相关问

题的能力着力体现培养学生综合实验技能的重要

性还要在一定程度上兼顾地方建设人才所需要的

专业研发综合素质和技能培养努力使ldquo植物生理

学实验rdquo成为培养学生创新精神创新意识创新能

力的重要途径 植物组织水势测定实验教学坚持进

行深化改革符合ldquo植物生理学实验rdquo课程的设计理

念也是高等农林院校快速发展的大势所趋新实验能够顺利开设离不开生命科学学院植物

生理学系强大的后盾支持系里不仅从经费上大力

支持购买了 3 台ldquo露点法rdquo使用的 HR-33-T 型露

点微伏压计经验丰富的授课教师还提出了许多宝

贵的意见从而使新实验得以顺利开展 实验课程

结束后学生们普遍反映收获大激发了学生对于

ldquo植物的水分代谢rdquo这一章的学习兴趣促进了学生

对其理论与实践知识的系统掌握科研论文的写作

能力创新思维都有了进一步的提高

参考文献(References)

[1] 　 孟庆伟高辉远 植物生理学[ M] 2 版 北京中国农业出版

社20171-2[2] 　 郑世英 在植物生理学实验教学中培养学生创新思维[ J] 生

物学杂志201027(3)96-97[3] 　 李滨彭涛张立立 探究性植物生理学实验教学改革与实践

[J] 实验室研究与探索200928(10)130-132[4] 　 石雪芹朱晔荣赵念席等 ldquo小液流法rdquo测定植物组织水势实

验教学的改进[J] 实验室科学201417(1)42-43[5] 　 赵世杰苍晶 植物生理学实验指导[ M] 北京中国农业出版

社2015[6] 　 斯琴巴特尔 植物生理学实验教学改革的探索与实践[ J] 内

蒙古师范大学学报(教育科学版)201124(11)130-132[7] 　 张文广陈发云彭思艳等 问题引导法在过渡元素教学中的

应用[J] 上饶师范学院学报201838(3)63-68[8] 　 孙晓东 植物组织水势测定实验教学改革的研究[ J] 安徽农

业科学201442(36)13132-13138[9] 　 朱燕红戴斌史美萍等 实验报告结构化评阅探索与研究

[J] 实验技术与管理201633(12)254-257[10] 　 蒋瑾 写好实验报告的思考[J] 吉林化工学院学报201330

(4)56-58

10509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979(上接第 119 页)量为社会培养出更多的测绘气象交叉复合型人才满足气象行业发展的深度需求

参考文献(References)

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与方法[M] 北京测绘出版社2018[3] 　 王骥李北群张永宏等 共建体制下行业特色高校实践教学

基地建设[J] 实验技术与管理201633(6)213-215[4] 　 吴翊 启发式教学再认识[J] 中国大学教学2011(4)10[5] 　 何林锦翟云波李彩亭等 项目式实验教学模式及其可行性

评价方法[J] 实验室研究与探索201029(2)94-96

[6] 　 杨金玲曲建光曹先革等 测绘工程专业实践教学体系的探

索与实践[J] 实验科学与技术201412(1)111-113

[7] 　 姚玉献 开放式实验教学模式的研究与应用[ J] 实验室科学

2009(6)132-134

[8] 　 林建中王明伟 在开放式实践教学中加强实验过程管理[ J]

实验科学与技术201715(2)85-87

[9] 　 黄张裕徐佳刘志强 面向信息化测绘的实践教学体系构建

[J] 测绘工程201423(4)76-80

[10] 　 韩峰王世杰魏冠军等 测绘与地理信息实验教学示范中

心建设与实践[ J] 实验室研究与探索201736 ( 5)162 -

164

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