錢安 孫廣通 劉小陽 宋萍 李峰

摘?要：在學情分析基礎(chǔ)上，基于應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)目標，提出了“一中心，三融合”的教學理念，通過重塑課程教學內(nèi)容，改革教學方法，深挖課程思政元素，引入測繪相關(guān)課程融合和賽創(chuàng)融合的教學體系，建立多元化考核機制，深入實施了“GNSS原理及其應(yīng)用”課程的教學改革，極大增強學生課堂的參與度與積極性，著力提高了課堂的教學效果，有效培養(yǎng)了學生實踐能力和創(chuàng)新思維。

關(guān)鍵詞：GNSS；課程思政；課程融合；賽創(chuàng)融合；教學改革

“GNSS原理及其應(yīng)用”是測繪工程專業(yè)一門重要的、具有較強實踐性的專業(yè)核心課。通過本課程的學習，要求學生理解和掌握導航定位的基本理論知識，掌握GNSS（Global?Navigation?Satellite?System）外業(yè)工作和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理方法，能獨立將GNSS技術(shù)熟練應(yīng)用于各類測繪工程實踐。GNSS作為現(xiàn)代的測量技術(shù)，是獲取地面點位的主要手段之一，已廣泛服務(wù)于各個測繪領(lǐng)域（如大地測量學［1］、工程測量學［2］和攝影測量學［3］等），是測繪人員必備的專業(yè)技術(shù)。GNSS課程的教學質(zhì)量在一定程度上影響著測繪人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

隨著北斗三號全球衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的建設(shè)完成，并在我國大力推廣和發(fā)展北斗技術(shù)的背景下，GNSS定位的模式發(fā)生了較大的變化，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴展。為了滿足這一發(fā)展趨勢并滿足市場對創(chuàng)新型人才的需求，越來越多的教師已經(jīng)開始探索GNSS課程和相關(guān)課程的改革。這些改革探索涵蓋了課程大綱的修改和完善、課程內(nèi)容的變革、實踐條件的改善、課程設(shè)計的創(chuàng)新以及教學手段的改革和創(chuàng)新等多個方面［4–8］，提出了GNSS課程改革的新思路，在一定程度上提高了GNSS課程的教學質(zhì)量。

在新時代和全面推進課程思政建設(shè)的背景下，作為應(yīng)用型本科院校，亟須改革陳舊的GNSS課程教學方式，充分發(fā)揮高校人才培養(yǎng)功能，并結(jié)合自身高校特點，探索出創(chuàng)新型應(yīng)用人才的培養(yǎng)新思路。

1?課程現(xiàn)狀

1.1?學生基礎(chǔ)薄弱，主動學習意識不強

《GNSS原理及其應(yīng)用》是3S技術(shù)之一，具有很強的理論性和實用性，邏輯性比較強，且要求學生具備一定的數(shù)學和專業(yè)基礎(chǔ)。然而我校作為應(yīng)用性本科院校，學生數(shù)理基礎(chǔ)比較薄弱，大多同學的學習自律性不強，且多數(shù)同學無復(fù)習、預(yù)習和鞏固之前所學知識的習慣，導致在講授該課程理論知識時，部分學生出現(xiàn)不同程度的學習倦怠難以跟上學習節(jié)奏的情況，影響學習效果。

1.2?不能精準地將GNSS技術(shù)應(yīng)用于各類測繪實踐

“GNSS原理及其應(yīng)用”課程所講授的衛(wèi)星定位技術(shù)還是服務(wù)于其他測繪領(lǐng)域的主要技術(shù)手段，如地形測量、大地測量、攝影測量等。傳統(tǒng)GNSS教學中，往往僅單純注重本課程內(nèi)容的教學，而忽略測繪課程之間的融合教學，進而導致學生很難將所學的技術(shù)應(yīng)用于具體的各類測繪工作。

1.3?課程創(chuàng)新程度不足

教師授課中多重視學生專業(yè)知識的講授和基本實踐技能的培養(yǎng)，忽略創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念融入專業(yè)課程的教育，使得學生缺乏創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)理念，對行業(yè)動態(tài)的認識不足，未能及時將新的理論、新的方法和GNSS新的應(yīng)用及時融入課程教學。

為解決我校“GNSS原理及其應(yīng)用”課程教學過程中痛點的問題，適應(yīng)新時代GNSS教學的新要求，本課題組引入了“一中心，三融合”的教學理念。具體而言，以學生為中心，以學生發(fā)展為目標，以教學改革為主體，深入融合課程思政元素，注重測繪相關(guān)課程的融合教學，不斷重塑教學內(nèi)容，改進教學方法，引入新的教學手段，優(yōu)化考核方式，實施“賽創(chuàng)融合”的一體化教學模式，將理論學習和實踐訓練統(tǒng)一起來，激發(fā)學生的學習熱情，強化學生的創(chuàng)新實踐能力，以期打造更完善的教學體系，提高教學效果，促進學生全面發(fā)展，培養(yǎng)符合時代需求的高素質(zhì)人才。

2?課程融合教學設(shè)計

2.1?課程教學內(nèi)容的革新

隨著GPS技術(shù)的進步和發(fā)展，GLONASS系統(tǒng)日趨完善，北斗三號衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的全面建成開通，GPS一花獨放的時代已經(jīng)結(jié)束，且GNSS儀器生產(chǎn)單位已廣泛使用多系統(tǒng)、多頻的GNSS接收機，純GPS教學方式已逐漸難以適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展趨勢和市場對創(chuàng)新人才的需求。為適應(yīng)新時代的要求，把握應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標，在結(jié)合工程教育認證內(nèi)容前提下，滿足現(xiàn)有測繪人才培養(yǎng)方法、教學大綱和測繪類教學質(zhì)量國家標準的基礎(chǔ)上，重新設(shè)定了該課程的教學目標，重塑了教學內(nèi)容。首先，將課程內(nèi)容分解為定位基礎(chǔ)、定位核心和實踐三個部分，使內(nèi)容層次清晰，聚焦“厚基礎(chǔ)、強能力、重實踐”，著力培養(yǎng)強實踐、應(yīng)用型人才；其次，為體現(xiàn)授課內(nèi)容的時代性和前沿性，加大了BDS和其他幾家衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容的介紹；最后，革新了實踐教學內(nèi)容，以適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展的需求，充分體現(xiàn)實驗內(nèi)容的綜合性、設(shè)計性和研究性。

2.2?融入課程思政元素

高校在提供優(yōu)質(zhì)的教育教學，幫助學生掌握所學專業(yè)知識和技能，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實踐能力的同時，還需深入貫徹課程思政教育理念，以塑造正確的價值觀和社會責任感。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自主研發(fā)、部署和運營的全球衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，其所代表的北斗精神包括弘揚國家精神、培養(yǎng)創(chuàng)新精神、提高職業(yè)素養(yǎng)和增強學科吸引力?！爸袊谋倍?，也是世界的北斗”，在GNSS課程教學中引入北斗精神，不僅可以弘揚國家精神、激發(fā)學生創(chuàng)新精神、提高職業(yè)素養(yǎng)和實踐能力，還可以增強學科吸引力，為學科的發(fā)展注入新的活力。我校GNSS課程以“自主創(chuàng)新，開放融合，萬眾一心，追求卓越”［8］為內(nèi)核的“北斗精神”為依托，引入北斗思政教學案例，將北斗精神融入該課程教學的各個章節(jié)（見下表），實現(xiàn)全過程的課程思政，以達到課程思政“潤物細無聲”的效果，切實激發(fā)愛國熱情，提升專業(yè)認同和專業(yè)綜合素質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

2.3?注重和測繪相關(guān)課程之間的深度融合

作為現(xiàn)代大地測量技術(shù)，GNSS技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于各個測繪領(lǐng)域。為適應(yīng)GNSS技術(shù)的發(fā)展和其他測繪課程對GNSS技術(shù)的需求，我校在該課程教學過程中，注重GNSS課程與數(shù)字測圖原理與應(yīng)用、大地測量學和工程測量學的融合教學，以便學生能夠精準應(yīng)用GNSS技術(shù)于各類測繪生產(chǎn)實踐。在課堂理論教學方面，積極引入數(shù)字測圖、大地測量和工程測量等相關(guān)實際測量案例，明確GNSS技術(shù)特點以及各測繪應(yīng)用場景，拓展學生對GNSS技術(shù)的理解和認識，著力培養(yǎng)學生的分析和解決實際測繪問題的能力。在實踐教學方面，革新傳統(tǒng)單純靜態(tài)測量和單站RTK測量實踐內(nèi)容，重新設(shè)計實驗和實習內(nèi)容，注重各測繪相關(guān)課程的融合。在靜態(tài)控制測量實踐教學中，增加了各類型的測量控制網(wǎng)（如國家等級控制網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)等）設(shè)計與布設(shè)實驗，以增強學生應(yīng)用GNSS技術(shù)服務(wù)于大地測量和工程測量控制網(wǎng)布設(shè)的能力。在RTK實踐教學中，在傳統(tǒng)單站RTK碎部測量實踐教學的基礎(chǔ)上增加了網(wǎng)絡(luò)RTK、RTK控制測量、RTK點位測設(shè)等實驗，以提升學生將GNSS技術(shù)精準應(yīng)用于數(shù)字測圖和工程測量領(lǐng)域的能力。

2.4?引入賽創(chuàng)融合創(chuàng)新教學理念，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

改革傳統(tǒng)教學模式，推進GNSS課程教學與學科競賽深入融合，解決專業(yè)能力培養(yǎng)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)相互割裂的問題。在實踐教學中，以大學生專業(yè)技能大賽（全國測繪技能大賽、省測繪技能大賽等）為驅(qū)動，將競賽項目全面融入GNSS實踐教學的改革與創(chuàng)新。如在全國的測繪技能大賽和虛擬仿真測圖大賽中，要求學生利用全站儀和GNSS完成數(shù)字測圖工作。教學團隊在原有GNSS課程的實踐教學中，進一步加強和完善了實踐教學平臺，優(yōu)化了本課程實踐教學內(nèi)容，以實現(xiàn)學生實踐動手能力訓練和知識的應(yīng)用與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

“賽創(chuàng)融合”的教學模式的引入，一方面，充分調(diào)動了學生的積極性與參與性，做到了“以賽促學”，轉(zhuǎn)被動式學習為主動式學習；另一方面，促進了GNSS原理及其應(yīng)用課程的教學內(nèi)容的重塑，完善了課程內(nèi)容知識體系，加快了現(xiàn)有教學內(nèi)容與行業(yè)對接、與當前市場對接的需求，實現(xiàn)了“以賽促教”；此外，專業(yè)競賽的優(yōu)秀作品庫和競賽資源也豐富了GNSS生產(chǎn)項目教學和案例教學的重要資源，促進了課程的改革研究。

2.5?創(chuàng)新教學方法，突出以“學”為中心的教學理念

GNSS相較于傳統(tǒng)測量而言，過程繁雜、難度大，不僅涉及衛(wèi)星信號組成、解調(diào)、分析等抽象過程，還包括衛(wèi)星信號調(diào)制與解調(diào)、衛(wèi)星位置計算、基線解算和網(wǎng)平差等復(fù)雜過程的求解。為保證學生對衛(wèi)星定位的抽象復(fù)雜過程有清晰地認識，本課程課題組整合了現(xiàn)有開放的GNSS實驗教學平臺資源，并依據(jù)教學和實驗要求編寫了相關(guān)程序，以實現(xiàn)抽象過程形象化，將課程要點、難點具體化。此外，積極鼓勵學生參與到課程資源的建設(shè)中來，充分落實以學生為中心的人才培養(yǎng)理念。課程教學資源的建設(shè)一方面促進了學生對GNSS相關(guān)理論、方法的理解與認識，另一方面，通過課后大作業(yè)、學科競賽和畢業(yè)設(shè)計的案例又進一步豐富了課程資源，這極大地豐富了學生的理論知識，提升了專業(yè)能力，增強了綜合素質(zhì)。

同時，在教學中積極創(chuàng)新教學方法，注重線上線下混合教育，充分利用雨課堂等線上統(tǒng)計工具進行學情分析，充分了解學生的實際狀況，突出學生中心地位，引導學生探究、解決問題。在授課方式上，開展互動式教學，以“問題為導向”先引入案例，創(chuàng)設(shè)情境，引導學生探究問題。加強測繪課程之間的融合教學、改變孤立教學思路，著力提升學生精準應(yīng)用GNSS技術(shù)服務(wù)于測繪相關(guān)領(lǐng)域的能力。在教學新技術(shù)引入方面，積極引入虛擬仿真教學平臺，實現(xiàn)測繪實踐教學的智能化和信息化。

3?課程考核與成效

考核是檢查和評價GNSS課程學習效果的重要手段，為了客觀公正地評價學習成績，建立了多元化考核模式，實施過程性考核和終結(jié)性考核相結(jié)合，并充分利用雨課堂智慧教學平臺，提高全過程考核執(zhí)行效能。

綜合平時課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)與實驗報告、期中檢查、實踐能力考核和期末考試等5個方面考核學生的學習情況，其中平時表現(xiàn)（主要為考勤、雨課堂彈幕互動情況和課下表現(xiàn)）占10％；課后作業(yè)與實驗報告占10％；期中檢查測試占10％（題型覆蓋選擇題、填空題、判斷題、簡答題和計算題等）；實踐能力考核（主要考核學生熟練操作GNSS測量儀器的水平，并考慮學生品德，如學習工作態(tài)度、實驗實習中的組織協(xié)調(diào)能力、吃苦耐勞的品質(zhì)等）占20％；期末考核占50％。

多元化考核模式不僅提高學生的課程參與度，強化預(yù)習和復(fù)習效果，還能方便教師在授課過程中掌握學生學習動態(tài)，督促教師進行課后反思，進而開展更深入的備課，提升課程的挑戰(zhàn)度。

結(jié)語

“GNSS原理及其應(yīng)用”課程經(jīng)過多年不斷建設(shè)，隨著“一中心，三融合”理念的深入實施，已逐步解決了我校GNSS課程教學中理論與實踐未深度融合、測繪課程間未深度融合的問題，也極大提升了測繪學生的專業(yè)認同、創(chuàng)新精神和綜合素質(zhì)。在近兩年的全國大學生測繪技能大賽和北京市虛擬仿真測圖技能大賽中獲特等獎4項，一等獎16項，二等獎8項，也說明了以“學”為中心的課程融合教學理念的融入提升了學生的綜合素質(zhì)，激發(fā)了學生的創(chuàng)新意識。

參考文獻：

［1］王阿昊.北斗星基增強分米級定位與multiGNSS實時單頻精密單點定位研究［J］.測繪學報，2023，52（4）：690.

［2］王新鵬.橋梁動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)特性識別方法研究［J］.測繪學報，2023，52（4）：694.

［3］王成，施宇軍，權(quán)菲，等.無人機傾斜攝影測量土方量測算及精度評價［J］.測繪通報，2022（8）：139142+159.

［4］宋萍，孫廣通，朱紅.“雙創(chuàng)”背景下測繪工程專業(yè)GIS課程教學改革研究［J］.科技資訊，2023，21（2）：152155.

［5］黃征凱，趙澤惠，聶啟祥，等.面向PNT應(yīng)用需求的實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系探索［J/OL］.導航定位學報，2022，10（4）：197202.

［6］陳國棟，連達軍，李黎.基于SPOC模式的“GNSS原理及應(yīng)用”課程教學探索［J］.測繪與空間地理信息，2021，44（11）：46+10+13.

［7］鄧健，何原榮，欒海軍，等.“北斗+”新形態(tài)下GNSS原理與方法課程教學改革實踐［J］.測繪與空間地理信息，2021，44（7）：1517+23.

［8］吳湯婷，盧立果，李大軍.“新時代北斗精神”融入衛(wèi)星導航定位課程思政教學的探索與實踐［J］.導航定位學報，2022，10（1）：147152.

基金資助：防災(zāi)科技學院教育研究與教學改革項目（JY2021B16）；河北省高等教育教學改革研究與實踐項目（2020GJJG350）

*通訊作者：錢安（1988—?），男，漢族，安徽銅陵人，碩士，副教授，研究方向：衛(wèi)星導航定位技術(shù)。