Excel在导线测量课程教学中的应用
作者：王春 林姚
来源：《赤峰学院学报·自然科学版》2020年第10期
        摘 要：測量平差在土木工程及其相关专业领域的教学中是重点、难点，数据处理较为复杂，而常用的Excel表格在取整修约、角度录入和计算过程中，存在一定的工作难点，而在应用型教学改革中，理论和实践课时合理安排、Excel如何穿插应用在教学过程中，也是专业教学过程中值得深入思考的问题，本文针对导线测量的教学过程进行了设计，并对导线测量中的关键数据处理过程进行了典型分析，对本课程教学工作有促进作用，对相关课程的教学工作可起到辐射作用。
        关键词：导线平差;测量教学;Excel
        中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1673-260X（2020）10-0107-04
        测量学是土木工程及其相关专业的一门重要专业基础课，也是实践性较强的课程之一。目前的课程教学中，存在例题较为单一、数据处理计算量大、不易进行教学评价等方面的问题。特别是导线测量的内业计算，很难将其作为各阶段考试的内容之一[1]。主要原因是计算过程及计算校核的时间较长，而课堂教学时间相对紧凑[2]，导致教学进度和效果不理想，该知识点始终作为测量学相关课程的难点之一。本文意图在教学模式、教学内容上嵌入EXCEL的辅助计算，并通过计算表格的编制过程来理解整个导线测量的实现过程，通过外业实测来收集和实时处理相关数据，探索信息化时代独立解决工程问题的理念培养。
        1 引言
        国内相关专家学者对于excel在教学过程中的应用较多，如：吉林大学冷亮对融合Excel的测量平差计算进行了教学设计[3];内蒙古科技大学的党晓晶对测量平差的教学应用
进行了分析[4];内江师范学院的王芳等，对excel在附合导线平差应用进行了阐述[5];陈兵等对以具体的算例介绍了较为详细的计算过程和相关计算公式[6];方齐对平差数据精度指标进行了VBA的处理[7]。
        总结前人的研究成果，在教学应用的过程中，存在以下问题：
        （1）计算结果有效数字保留位数通常是越多越好，在计算过程中的物理意义表达不严谨。
        （2）校核平差的过程中对是否闭合、不闭合的情况进行分析的较少，没有测量结果的图形校验。
        （3）角度的输入通常需要度、分、秒分别占一个单元格，一方面计算公式比较长，另一方面在涉及进位和借位的时候公式更为复杂。
        （4）因角度计算中存在多次转化过程，因此需设置辅助计算列。
        本文在教学过程中融合Excel的计算表格设计，寻求现有技术手段中较为简便的一种问
题分析解决途径，以推动课程的教学改革、增强数据分析的严谨性，以学生为中心研究更清晰、更适用于不同学生个性的分析解决问题的方法。
        2 测量课程教学中Excel的教学定位及教学过程设计
        笔者将测量的理论、外业测量过程、内业分析计算过程串联在一起，通过理论教学、教学演示、现场指导、任务实践、效果评价等5个过程，从理论教学逐步的推到独立解决问题的能力培养中来，以小组教学、组内合作、组间评比的方式，调动同学们的学习积极性和主动性。形成教师讲授为辅，教师主导、学生为主体的教学模式，任务式的实践作为提高学生综合素养的手段，组内、组间、教师点评等综合结果作为教学标准的教学过程。在此过程中，把运用Excel的方式方法，融入到整个测量过程中来，将理论知识点、运用方式、分析处理方法统一起来，形成学生感兴趣的课程。
        在整个教学环节中，因EXCEL的计算过程贯穿着整个教学过程的始终，而导线测量又涵盖了角度测量、角度平差、距离测量、距离平差、坐标正算等计算过程，将测量课程的大部分知识点进行了串联，而在学生的学习过程中，因计算机基础差异性较大，需要对分析和计算过程进行详细解读，因此进行了Excel软件的应用分析和关键问题的解决方式探讨。
        3 Excel的特点及在课程应用中的难点分析
        通过比较Excel和其他专业软件的适用情况，笔者认为Excel在一般数据处理过程中，可用根据使用者的不同需求灵活调整表格的形式和内容，这在学生学习构建自己的知识领域和知识体系中是非常重要的。专业软件只能看到输入和输出结果两端，而中间的计算过程是“黑匣子”，虽然有工作效率，但在对全过程的分析、总结中不能很好地匹配学生的学习构建知识的过程。这也包括在运用Excel中，对Excel一些关键特点的分析。
        如：（1）Excel的进位取舍方式，有函数round（），规则是四舍五入，roundup（）、rounddown（）分别为向上取整和向下取整，而包括测量、化工等行业要求的进位规则，是“四舍六入”。
        （2）excel表格中，没有角度显示方式，即如15°15′15″这种形式。
        （3）excel中三角函数的计算，是以弧度为基本参数来计算的，并非“度分秒”的形式，需要进行单位转化。
        （4）“时间/日期”格式与“度分秒”格式同样是60进制的计算方法，但用“时间/日期”格式无法计算出负值，即无法表示为“-10°10′10″”的格式。
excel中round函数的使用方法        （5）Excel中的“时间/日期”格式的显示单位，是以“天”为基本单位，在计算方式上存在差异。
        4 关键问题的解决方式
        4.1 四舍六入的解决方式
        四舍六入是常用的数据分析技术方式，曹祥显利用round（）函数实现[8]，但需要做辅助单元格;笔者在网页上搜索到一个用INT（）函数实现的方法;刘加鹏等用VBA进行了编程[9]。现将后两种方法进行比较：
        假定C9是数据保存的单元格，小数点保留3位，若用四舍六入的方式来进行修约，则按图2所示计算：
        式中，int（）是取整函数，mod（）是计算余数的函数，用if（）函数来实现不同条
件的判断。计算拓展，若保留n位，则修改公式中10^4改为10^（n+1），10^3改为10^n，3改为n。

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