王志鵬，方 堃，王虹霞

（1.北京航空航天大學 電子信息工程學院，北京 100191；2.北京航空航天大學 前沿科學技術創(chuàng)新研究院，北京 100191；3.北京航空航天大學 北航學院，北京 100191）

課程思政是融合于各類課程中進行的思想政治教育實踐活動，從而形成全員、全方位、全過程的思想政治教育育人體系，全面實現立德樹人根本任務[1-2]。2020 年教育部印發(fā)了《高等學校課程思政建設指導綱要》強調專業(yè)課程是課程思政建設的基本載體，要注重強化學生工程倫理教育，培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當，拉開了新時代全面推進高校課程思政建設的帷幕[3-4]。目前幾乎所有學科都開展了課程思政，但是研究成果顯示80%以上集中在教育相關的學科，而其他學科領域普遍偏少，且缺乏研究深度和廣度[4-6]。

積極響應時代需求和國家號召，本文深入分析北斗高性能導航與應用課程思政薄弱的問題所在，深度挖掘北斗精神[7-9]融入該課程思政的方法，精選思政案例，提出他人故事與現身說法結合、正面典型與反面案例結合、個體探索與集體研討結合和課堂學習與實踐練習結合的“四個結合”的新型教學模式，落實新時代立德樹人根本任務，全面提升新時代人才培養(yǎng)質量。

一、北斗高性能導航與應用課程思政問題分析

北斗高性能導航與應用是面向電子信息、通信及交通運輸等專業(yè)大二、大三和大四學生開設的一門核心通識課，旨在向學生普及導航發(fā)展的歷史階段、北斗系統(tǒng)的建設歷程和衛(wèi)星導航誤差與基本定位原理、增強技術等衛(wèi)星導航方面的基礎知識，重點是培養(yǎng)學生對北斗廣域實時精密定位、北斗系統(tǒng)精密定軌與定位和北斗系統(tǒng)增強等高性能導航技術及應用的興趣，引導學生傳承好、發(fā)揚好新時代北斗精神。

然而，與其他傳統(tǒng)課程一樣[10-12]，本課程也面臨著如下挑戰(zhàn)[3，13]：（1）如何避免因思想政治教育元素不足甚至缺失導致的“互聯(lián)網+”盲從模式；（2）如何避免選取的思政元素不合理；（3）如何加強“引導式”教育的主體地位，培養(yǎng)善于思考、勇于挑戰(zhàn)現有技術和敢于提出顛覆性方法的創(chuàng)新型學生；（4）如何克服“課程”和“思政”脫節(jié)現象。

為應對上述挑戰(zhàn)，豐富課程中的思政教育元素、提高學科交叉融合程度、提升學生創(chuàng)新意識和充分利用社會資源，本文以落實立德樹人根本任務為目標，提出將“自主創(chuàng)新、開放融合、萬眾一心、追求卓越”的新時代北斗精神運用到北斗高性能導航與應用課程教學改革當中，厚植新時代北斗精神和立德樹人時代內涵，為我國培養(yǎng)具備報國信念、國際視野和大國胸懷的德智體美全面發(fā)展的社會主義建設者和接班人。

二、北斗高性能導航與應用課程教學目標和思政元素挖掘

（一）北斗高性能導航與應用課程教學目標

北斗高性能導航與應用課程采用小班研討教學方式，通過團隊授課，使學生了解北斗高性能導航與應用領域的當前最新發(fā)展，通過實驗和討論，激發(fā)學生的探索精神，培養(yǎng)學生發(fā)現問題、分析問題和解決問題的能力。具體的課程教學目標如下。

（1）以高精度應用和高完好性應用為討論案例，引導學生將自然科學、工程基礎和專業(yè)知識用于解決復雜工程問題，掌握相關的專業(yè)工程知識和基本操作技能上。

（2）培養(yǎng)學生自己發(fā)現問題、分析問題和解決問題的能力，對北斗高性能導航關鍵技術進行思考和改進，發(fā)展學生批判思維能力和創(chuàng)新思維能力，致力于國家戰(zhàn)略工程領軍人才基本素質培養(yǎng)，并為今后的研究型學習打下基礎。

（3）通過實驗，培養(yǎng)學生實驗數據收集和分析的能力，應用數學、自然科學基本原理，并通過文獻研究，識別、表達和分析復雜工程問題，以獲得有效結論。通過對各種靜態(tài)測試、跑車測試和飛行測試數據的處理，尤其是將結論與國際相關標準對比，分析實驗中可能存在的問題，反饋到算法設計和設備研制中，形成產、學、研、用相輔相成、相互促進的完美閉環(huán)，為以后深入研究奠定基礎。

（4）通過解讀文獻，使學生了解北斗高性能導航領域的發(fā)展歷程和最新進展，掌握北斗高性能導航領域基本概念，并初步學會利用文獻追蹤技術發(fā)展脈絡的能力。

（5）通過專題演講匯報，鍛煉學生文獻資源檢索與實驗歸納總結能力，提升團隊組織協(xié)調和溝通交流能力。

（6）通過科技論文寫作實踐，培養(yǎng)學生掌握一般科技論文的寫作要素和初步技巧，為以后從事研究工作奠定基本寫作素質。

（二）北斗高性能導航與應用課程思政元素挖掘

針對不同學科屬性，在其專業(yè)課中融入課程思政元素的方式方法也不盡相同[4，6]。相對于人文社科類的課程從知識傳導方面更容易融入思政元素，而更注重理論性和前沿性的理工科課程挖掘貼合的思想價值引領元素并將社會主義核心價值觀等內容“如鹽化水”般潤物無聲地融入專業(yè)知識學習中，還有較大的探索空間[5]。

北斗高性能導航與應用課程中北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BeiDounavigationsatellite system，BDS）[7，9]是其重要的“串珠線”，因此北斗精神[8]是最為貼合的思政元素。2020年7 月31日，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BeiDou-3 navigationsatellite system，BDS-3）建成開通標志著我國攀登科技高峰、邁向了航天強國，對新形勢下實現中華民族偉大復興具有重大意義。在BDS 從無到有、從弱到強的發(fā)展歷程中，“新時代北斗精神”逐步孕育而成，被實踐所檢驗，在實踐中升華，具有豐富的思想內涵。北斗精神具體是指中國航天人[14-15]在建設北斗全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)過程中表現出來的“自主創(chuàng)新、開放融合、萬眾一心、追求卓越”的新時代精神，其核心價值觀是“以國為重”。因此本課程選擇深入挖掘“新時代北斗精神”這一思政元素，建立思政案例庫，采用“四個結合”的模式在課程中將思政元素有序編排，進而提高衛(wèi)星導航定位課程思政的邏輯性，有效緩解純思政課程的孤島效應，激活青年學生的內在創(chuàng)新動力，樹立正確的“三觀”，達到“德才兼?zhèn)?，以德為先”的育人目標?/p>

三、北斗高性能導航與應用課程思政理念

為落實面向社會主義事業(yè)的建設者和接班人、面向德智體美勞全面發(fā)展的人和面向擔當民族復興大任的時代新人的立德樹人任務，為我國輸送既有專業(yè)知識又有創(chuàng)新能力、既有時代精神又有民族精神的高素質人才[1]，本課程的人才培養(yǎng)理念包括：

首先，要發(fā)揮社會主義核心價值體系引領作用。北斗全體人員堅守以改革創(chuàng)新為核心的時代精神和以愛國主義為核心的民族精神，經歷白手起家、從無到有的艱難摸索，提出“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略、“混合式”星座構型和星間鏈路等國際首創(chuàng)方案，創(chuàng)造核心技術攻關、器部件國產化和高密度發(fā)射等多項世界導航奇跡。以北斗詮釋的社會主義核心價值體系引領學生，培養(yǎng)勇?lián)腥A民族偉大復興歷史重任的時代新人。

其次，要堅定報國信念。中國三代北斗人懷著不忘初心、牢記使命的報國信念，用心血和智慧鑄造北斗這一國之重器，即使是隱姓埋名也無法打消科研人員矢志報國的執(zhí)著信念，即使是大漠孤煙也無法阻擋北斗人為實現初心使命而奮斗，中國航天人用實際行動向世界宣示中華民族的精神基因和光榮傳統(tǒng)。用北斗蘊含的報國信念引導學生珍惜時光、熱愛學習和尊重勞動，提升完善個人品德，做新時代德智體美勞全面發(fā)展的人。

再次，要拓寬國際視野。響應國家號召，維護國家利益，立足中國自己衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)展需求，掌握國際其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)動態(tài)，為北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)展提供方向參考和創(chuàng)意借鑒，反哺北斗系統(tǒng)建設，培養(yǎng)中國特色社會主義事業(yè)的建設者和接班人。

最后，要有大國胸懷。北斗全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的開通，不僅僅促進了國內經濟社會發(fā)展，還可與美國GPS、俄羅斯GLONASS 和歐洲Galileo 兼容互操作，為“一帶一路”沿線國家和地區(qū)提供多種服務，北斗產品出口至百余個國家和地區(qū)，在東盟、南亞和非洲等地北斗應用遍地開花。中國堅持“世界的北斗”發(fā)展理念，與國際社會積極合作、主動承擔、共享北斗成果，實現共贏。涵養(yǎng)世界一流的胸襟氣度，健康國民素質心態(tài)，才能成為大擔當、大格局和大氣概的時代復興新人。

四、“四個結合”新型課程思政教學模式

“北斗精神”是30 余萬科研人員在實踐中產生的偉大精神，是“兩彈一星”精神、載人航天精神的延續(xù)，是改革開放文化和社會主義先進文化的重要組成部分，是中國共產黨領導下建設實現我國衛(wèi)星導航系統(tǒng)的完全自主可控，打破美國全球定位系統(tǒng)（global positioning system，GPS）壟斷所形成的強大精神力量。新時代又賦予了北斗精神新的時代內涵，凝結升華為“自主創(chuàng)新、開放融合、萬眾一心、追求卓越”新時代北斗精神。新時代北斗精神中的自立自信、愛國敬業(yè)和忠誠勤勞等品格與社會主義核心價值觀相融通。弘揚新時代“北斗精神”有助于堅定文化自信，推動社會主義文化繁榮昌盛，為實現中華民族偉大復興提供精神力量。本文提出在“四個結合”輔助下的集北斗精神與教學改革于一體的新型課程教學模式，提升學生自主創(chuàng)新、多源融合、群智研討和付諸實踐的綜合能力，有效發(fā)揮學生的積極性和主觀能動性。

（一）他人故事與現身說法結合，激發(fā)創(chuàng)新意識

借他人故事說法，引自身爭當榜樣。他人故事與現身說法結合，是要通過北斗建設過程中的自主創(chuàng)新實際事例，讓學生近距離感受新時代北斗精神，激發(fā)學生的主體性、自主能動性和創(chuàng)造性。

北斗系統(tǒng)是我國科技創(chuàng)新的結晶，尤其是北斗三號工程攻克了原子鐘、放大器和CPU 等160 余項關鍵核心技術，創(chuàng)新使用星間鏈路技術解決全球布站的難題，推進了500 余種器部件國產化研制，實現了核心器部件國產化率100%。即使在中國投入兩億多歐元參與歐洲的“Galileo 計劃”卻慘遭拋棄，導致引進其原子鐘技術的愿望落空的情況下，北斗的三支隊伍先后攻克基礎理論、材料和工程等技術難關，僅僅用了兩年時間就研發(fā)出首顆北斗二號試驗衛(wèi)星的“中國心”原子鐘，用自己的創(chuàng)新方式助力北斗后來者居上。

本課程以北斗發(fā)展和特色介紹為切入點，讓學生了解、熟悉我國北斗系統(tǒng)；以北斗的高精度和高完好性應用為核心，通過基本原理介紹、典型事例展示，使得學生了解北斗在測繪、航空等領域的重要作用；講述北斗的一代、二代、三代發(fā)展歷程及北斗特色，包括混合軌道、星間鏈路、短報文和通導一體等，激發(fā)學生對北斗的興趣。此外，本課程還巧用國內外重點實驗室、優(yōu)勢學科組織機構、社會教育部門等實體教學平臺，幫助學生整合線上線下教育資源，為學生提供覆蓋面更全的學習素材和接觸面更廣的學習機會，使學生貼近科研一線，建立交叉型、共享型和融合型的教學新方式。

（二）單科精研與多科并研結合，促進知識融合

以點帶面，拓展應用。單科精研與多科并研結合，是要通過北斗建設與課程教學過程中的開放融合典型案例，引導學生開放與共享的新發(fā)展理念，激發(fā)學生充分利用全方位、高水平、多層次的學習與交流平臺，培養(yǎng)學生跨學科、跨技術、跨領域的創(chuàng)新融合能力。

中國堅持“自主、開放、兼容、漸進”的原則建設和發(fā)展北斗系統(tǒng)，從2014 年至2020 年12月，中俄衛(wèi)星導航重大戰(zhàn)略合作項目委員會已經召開了7 次正式會議，就聯(lián)合建站、監(jiān)測評估和精準農業(yè)等10 個標志性項目共享成果、實現共贏。2020 年12 月中阿衛(wèi)星導航領域合作諒解備忘錄的簽署，標志著中阿雙方將在衛(wèi)星導航聯(lián)合應用、測試評估、教育培訓和北斗中心建設等領域增強合作。如今的北斗系統(tǒng)相關產品已經出口120 余個國家和地區(qū)，向“一帶一路”沿線國家和地區(qū)億級以上用戶提供定位、導航、通信和授時服務。反觀中歐曾經合作過的“Galileo 計劃”，歐洲在中國投資和美國技術兼得的情況下，不僅在技術上被中國反超，還被美國這一盟友所拋棄，北斗的后來者居上和GPS 的加速更新?lián)Q代，都讓Galileo 漸漸喪失了相對技術領先的地位。在2019 年Galileo 甚至出現了導航服務中斷、降級的故障情況，再次證明只有開放合作才能共促全球衛(wèi)星導航事業(yè)蓬勃發(fā)展。

北斗高性能導航與應用作為一門交叉學科，課程教學秉承開放融合的思想，在滿足課程要求的情況下，向學生普及人工智能、深度學習和增強學習等技術與北斗的最新結合成果。以物聯(lián)網領域為例，向學生介紹北斗系統(tǒng)可為物聯(lián)網技術的感知層提供精準的時間信息和位置信息，幫助網絡層實現感知及控制信息的全天候、全天時和無縫傳遞，突出北斗在“物聯(lián)網+北斗”構建智慧城市、“交通+北斗”構建智慧交通和“物流+北斗”構建智慧物流等領域的典型應用前景。通過普及北斗時空元素與物聯(lián)網、互聯(lián)網、云計算和大數據等信息技術結合的前沿現狀，培養(yǎng)學生以促進科技進步和國家發(fā)展為目的，在創(chuàng)新和愛國思政教育引導下走正確的“互聯(lián)網+”北斗創(chuàng)新道路。

（三）個體探索與集體研討結合，加強協(xié)同合作

個體有創(chuàng)新，群體才能有進步。個體探索與集體研討結合，是要通過北斗建設過程中的萬眾一心實際案例，強化我國社會主義制度集中力量辦大事的政治優(yōu)勢，培養(yǎng)學生個體優(yōu)勢促進群體發(fā)展的集體意識。

北斗工程剛剛啟動，在經費緊張、環(huán)境艱難的條件下，在讀博士生王飛雪和同伴們在一個不到10 m2的簡單倉庫里，依靠方便面充饑和濃咖啡提神，每天工作20 h，歷時三年成功為北斗拿到了第一批遠超預期的“快補精跟”數據。為了突破原子鐘這一北斗導航衛(wèi)星核心部件的研制壁壘，當時只有20 歲的李春景作為原子鐘研發(fā)團隊的骨干，帶領著年輕的團隊成員，經過無數次的試驗、分析、計算和驗證，成功在兩年時間內解決了這項世界難題。在一顆剛剛發(fā)射上天的北斗二號衛(wèi)星突然“失聯(lián)”的情況下，時年48 歲的謝軍帶領地面檢測人員逐一排除導航頻段內的各個頻率，歷時17 天成功捕獲該衛(wèi)星信號。一代又一代的北斗人、中國航天人以個體創(chuàng)新發(fā)展促進了北斗集體發(fā)展，北斗集體發(fā)展也成就了他們的個體發(fā)展，個體與群體相輔相成、有機統(tǒng)一。

效仿北斗的“個體探索”和“集體研討”成功案例，本課程開展啟發(fā)式研討，讓學生通過資料收集、文獻閱讀和同行交流等方式，思考北斗在更多更廣領域，如共享單車、無人機編隊、車輛編隊、艦船編隊和重裝空投等方面的可能應用。根據室內、室外不同場景，靜態(tài)、動態(tài)不同模式，航路、進近等不同階段，星基、地基和機載等不同增強系統(tǒng)，設計典型研討主題，鼓勵學生自主查閱相關文獻，調研北斗系統(tǒng)導航及應用現狀，探索適用于本課程的“輕灌輸重引導”教育方式。在老師介紹北斗高性能導航及應用關鍵細節(jié)的基礎上，學生以課上小組展示和課下撰寫報告的方式，引導學生在個人充分調研、小組整合匯報中掌握導航定位發(fā)展歷史、誤差理論及基本定位原理、多基增強技術和其他先進知識，在撰寫學術報告過程中加深對參數符號、邏輯公式和誤差模型等衛(wèi)星導航信號處理方面知識的理解程度，掌握科學技術寫作技巧。

（四）課堂學習與實踐練習結合，提升綜合素質

實踐是最好的學習，實踐練習是檢驗課堂學習成果的最好方式。課堂學習與實踐練習結合，是要通過北斗建設過程中的追求卓越實際案例，增強學生打磨細節(jié)、精益求精和付諸實踐的意識，不讓課堂學習內容成為無本之木、無源之水。

1948年，19 歲的孫家棟在新中國成立前夕，心系于新中國成立后的建設任務和人才需求，考入當時由蘇聯(lián)人管理的哈爾濱工業(yè)大學預科學習俄語，如饑似渴地拼命學習，最終成為了專業(yè)高材生。1951年，作為俄語翻譯人才被選送入伍的孫家棟和另外29 名軍人被派往蘇聯(lián)茹科夫斯基空軍工程學院，帶著祖國的重托在飛機發(fā)動機專業(yè)潛心學習。留學蘇聯(lián)8 年的孫家棟，歸國后就被安排參與我國導彈技術研究，成功在蘇聯(lián)專家攜帶資料撤走的情況下，率領研制隊伍造出了中國第一枚自行設計的中程戰(zhàn)略導彈，又在最短時間內實現了“東方紅一號”的傲然騰空。30 余年以來，陳芳允、范本堯、李祖洪、楊長風和謝軍等北斗參研工作者，在反復的理論推導和實踐驗證的基礎上，對關鍵器部件進行大量可靠性試驗，及時發(fā)現隱患并開展應對研究，保證了北斗衛(wèi)星發(fā)射成功率高達100%。

以北斗人追求卓越的精神為鑒，探索“課堂學習”與“實踐練習”結合的具體方法。本課程鼓勵學生參加科學沙龍、學術報告和座談會等研討活動，教師根據學生撰寫的課外活動報告進行擇優(yōu)分享，并以分組展示中涵蓋的活動內容為依據，對學生的課程成績進行加分；鼓勵學生走進國家空管新航行系統(tǒng)技術重點實驗室，參觀實驗室的科研實踐成果，走近調研衛(wèi)星導航前沿技術，增加與高年級博士學生的交流機會，建立本科生-博士生互助溝通機制；鼓勵學生預約操作飛機駕駛模擬器，以虛擬交互體驗的方式提高學生專業(yè)知識的水平和動手實踐的能力，真正做到將課堂學習應用到實踐當中。以帶領學生參觀空管實驗室為例，以實地考察的方式向學生介紹實驗室團隊研發(fā)的各類“北斗+”模型及設備，并組織開展本科生與團隊學生的合作演示與交流研討會，幫助了解北斗在交通、搜救和農漁林業(yè)等領域的應用現狀，用這種走出課堂、參與實踐的教學方式，向新時代青年植入不安逸于課堂、以實踐促卓越的發(fā)展理念。

五、結束語

新時代北斗精神是我國數以萬計的航天人員和幕后工作者苦心鉆研的智慧結晶，北斗精神不是一成不變的，隨著時代的發(fā)展會不斷豐富其的內涵。北斗衛(wèi)星全球定位導航系統(tǒng)的正式開通，向世界展現了“中國速度”“中國精度”和“中國氣度”，充分彰顯了中國特色社會主義的“四個自信”，中國人的偉大事業(yè)永遠在探索的路上。

本文針對北斗高性能導航與應用思政教育元素不充足、學科交叉融合不緊密、學生創(chuàng)新意識不濃厚和社會資源利用不充分的問題，以培養(yǎng)新時代北斗精神和落實立德樹人任務為主線，提出“四個結合”的新型教學模式，以及發(fā)揮社會主義核心價值體系引領作用、堅定報國信念、拓寬國際視野和有大國胸懷的培養(yǎng)理念。堅持以學生為本，旨在提升學生的自主創(chuàng)新能力，幫助學生整合社會教育資源，加快學生個體探索向群策群智過渡，增強學生實踐求精意識。