導(dǎo)語：深耕測(cè)繪教育，激發(fā)創(chuàng)新潛能！中國測(cè)繪學(xué)會(huì)教育工作委員會(huì)精心策劃推出“測(cè)繪教育教學(xué)”專題欄目，為您帶來了一系列關(guān)于測(cè)繪教育教學(xué)的深度論文。這些論文不僅匯集了最新的教學(xué)研究成果，還分享了眾多實(shí)戰(zhàn)中的寶貴經(jīng)驗(yàn)和啟示，為測(cè)繪教育工作者提供了切實(shí)可行的指導(dǎo)與參考?，F(xiàn)在，就讓我們一同深入研讀，共同探索測(cè)繪教育的魅力與未來。
摘要：本文以武漢大學(xué)導(dǎo)航工程專業(yè)核心課程衛(wèi)星導(dǎo)航原理為例，從教學(xué)目標(biāo)和學(xué)情分析出發(fā)，闡述了課程建設(shè)的總體思路，重點(diǎn)圍繞課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)方法進(jìn)行探索；深度挖掘老一輩科學(xué)家為國奉獻(xiàn)的家國情懷、幾代北斗人攻堅(jiān)克難與追求卓越的科學(xué)精神，以及對(duì)中國特色社會(huì)主義道路自信的政治認(rèn)同感等思政元素；通過精心設(shè)疑、循循善誘等方式啟迪學(xué)生思維，將專業(yè)教育與思政教育有機(jī)結(jié)合，融價(jià)值塑造、知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)為一體，課程思政效果顯著，支撐了導(dǎo)航工程國家一流本科專業(yè)點(diǎn)的建設(shè)。
關(guān)鍵詞：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)；新工科；導(dǎo)航工程專業(yè)；課程思政；衛(wèi)星導(dǎo)航原理
在當(dāng)代中國，培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人是教育的根本問題?！傲⒌聵淙?、德育為先”是我國高等教育一貫遵循的基本原則［1-3］。本科階段是學(xué)生世界觀、人生觀、價(jià)值觀形成的關(guān)鍵階段［4］，《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》明確提出：“落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，必須將價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體、不可割裂”［5-6］。傳統(tǒng)的專業(yè)課教學(xué)往往側(cè)重知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)，忽視了價(jià)值觀的正確引導(dǎo)［7］。為深入貫徹習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會(huì)主義思想和全國教育大會(huì)精神，教育部出臺(tái)了一系列關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育、全面提高人才培養(yǎng)能力的指導(dǎo)意見和實(shí)施方案，并明確指出：“在構(gòu)建三全育人大格局過程中，要著力推動(dòng)高校全面加強(qiáng)課程思政建設(shè)，做好整體設(shè)計(jì)，在每一門課程中有機(jī)融入思想政治教育元素，形成專業(yè)課教學(xué)與思想政治理論課教學(xué)緊密結(jié)合、同向同行的育人格局”［8-10］。
導(dǎo)航工程專業(yè)是與北斗國家重大戰(zhàn)略緊密結(jié)合的新工科專業(yè)，衛(wèi)星導(dǎo)航原理作為專業(yè)核心課程與品牌特色課程，在導(dǎo)航拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)具有舉足輕重的地位［11-12］。如何深度挖掘課程中蘊(yùn)含的思政元素，并在有限的課時(shí)內(nèi)將專業(yè)教育與思政教育有機(jī)結(jié)合，將知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和價(jià)值塑造融為一體，是課程建設(shè)面臨的現(xiàn)實(shí)問題［13］。自主學(xué)習(xí)能力已成為21世紀(jì)人類生存的基本能力，更是創(chuàng)新人才必備的基本功。然而，專業(yè)課教學(xué)普遍存在內(nèi)容較枯燥、概念較抽象、理論與實(shí)際聯(lián)系不夠緊密等共性問題。衛(wèi)星導(dǎo)航原理課程也不例外，傳統(tǒng)的單向式灌輸教學(xué)法已不能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的情感共鳴，影響了教學(xué)效果與質(zhì)量［14］。因此，如何改革教育教學(xué)方法，在教與學(xué)的環(huán)節(jié)真正做到以學(xué)生為中心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和潛能也是專業(yè)課程建設(shè)面臨的現(xiàn)實(shí)問題。
課程簡介與學(xué)情分析
衛(wèi)星導(dǎo)航原理是面向武漢大學(xué)導(dǎo)航工程專業(yè)開設(shè)的一門核心專業(yè)必修課程。開課學(xué)期為二年級(jí)下學(xué)期，課程學(xué)分為3；課程學(xué)時(shí)為52，其中理論課程學(xué)時(shí)為40，實(shí)踐課程學(xué)時(shí)為12。課程的主要內(nèi)容包括衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理、衛(wèi)星導(dǎo)航定位的數(shù)據(jù)處理方法及衛(wèi)星導(dǎo)航的應(yīng)用等。在學(xué)習(xí)該課程前，學(xué)生已具備導(dǎo)航學(xué)、大地測(cè)量學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)。
課程教學(xué)目標(biāo)如圖1所示，包括知識(shí)獲得、能力培養(yǎng)和價(jià)值觀塑造3個(gè)方面。通過這門課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)了解衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展、導(dǎo)航信號(hào)的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議，掌握衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成及工作原理、導(dǎo)航定位數(shù)學(xué)模型和數(shù)據(jù)處理方法等知識(shí)，提升自主學(xué)習(xí)和解決復(fù)雜導(dǎo)航工程問題的能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的工作態(tài)度、追求卓越的科學(xué)精神，增強(qiáng)民族自豪感和家國情懷。
圖1 課程教學(xué)目標(biāo)
近年來，武漢大學(xué)導(dǎo)航工程專業(yè)備受學(xué)生青睞，學(xué)生規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，目前已發(fā)展到90人。學(xué)生規(guī)模的擴(kuò)大導(dǎo)致學(xué)生的素質(zhì)和能力參差不齊，對(duì)教學(xué)適應(yīng)性提出了挑戰(zhàn)。一方面，學(xué)生在前3學(xué)期修完大類平臺(tái)課后，首次接觸專業(yè)核心課程，對(duì)專業(yè)知識(shí)的渴求度較高。但課堂上“低頭族”“沉默族”現(xiàn)象普遍，學(xué)生活躍度較低。另一方面，在自媒體時(shí)代，學(xué)生的信息接觸面廣，且對(duì)國際政治、經(jīng)濟(jì)形勢(shì)和社會(huì)問題關(guān)注度高。但是，處于成長階段的大學(xué)生普遍缺乏思維的批判性，理想信念不夠堅(jiān)定，價(jià)值觀易受沖擊。
教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)方法
1總體思路
基于上述課程目標(biāo)和學(xué)情分析，制定衛(wèi)星導(dǎo)航原理課程的建設(shè)思路，如圖2所示。課程組秉承以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，在知識(shí)體系構(gòu)建、課程思政、教學(xué)方法改革、實(shí)踐教學(xué)等方面積極探索，為培養(yǎng)掌握衛(wèi)星導(dǎo)航前沿技術(shù)、具備良好的人文素養(yǎng)和科學(xué)精神的導(dǎo)航拔尖創(chuàng)新人才奠定基礎(chǔ)。
課程組主動(dòng)對(duì)接北斗國家重大戰(zhàn)略需求，積極走訪調(diào)研用人單位需求，以專家論證等方式制定了課程教學(xué)大綱，并及時(shí)更新衛(wèi)星導(dǎo)航前沿技術(shù)，構(gòu)建了以北斗高精度導(dǎo)航定位為特色的課程知識(shí)體系；深度挖掘衛(wèi)星導(dǎo)航原理課程教學(xué)內(nèi)容中蘊(yùn)涵的思政元素，提煉課程思政系列教學(xué)案例，將思政教育有機(jī)融入專業(yè)課程，打造沉浸式思政課堂。在教學(xué)方法改革方面，通過創(chuàng)設(shè)互動(dòng)式教學(xué)環(huán)境、靈活運(yùn)用信息化技術(shù)手段、建立多元化的考評(píng)體系，重塑教學(xué)形態(tài)，實(shí)現(xiàn)由以“教”為中心向以“學(xué)”為中心的轉(zhuǎn)變。在實(shí)踐教學(xué)過程中，不斷拓展實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和平臺(tái)，融合產(chǎn)教研優(yōu)勢(shì)資源，讓學(xué)生在本科階段提前體驗(yàn)科研、參與科研，并為其量身制定實(shí)踐計(jì)劃。
圖2 課程建設(shè)總體思路
2課程思政教學(xué)案例
將每一堂課分為回顧、導(dǎo)入、新授、小結(jié)、思考5個(gè)環(huán)節(jié)。其中，導(dǎo)入環(huán)節(jié)精心設(shè)疑，拋出問題；新授環(huán)節(jié)師生互動(dòng)，探究問題；小結(jié)環(huán)節(jié)類比聯(lián)想，解決問題。教學(xué)過程穿插提問、板書、動(dòng)畫、視頻等環(huán)節(jié)，通過舉例、對(duì)比等形式，將專業(yè)教育與思政教育緊密結(jié)合，將價(jià)值塑造、知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)融為一體。
如在講授“北斗三步走發(fā)展戰(zhàn)略”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，首先拋出系統(tǒng)建設(shè)面臨的3大困難和挑戰(zhàn)：頻率資源缺乏、沒有自己的原子鐘和芯片、境外限制中國布站[1]，如圖3所示。如何解決這些“卡脖子”的問題，通過設(shè)問，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)和討論，引出我國科學(xué)家攻堅(jiān)克難的創(chuàng)新舉措：以陳芳允、孫家棟等為代表的老一輩科學(xué)家憑借精湛的技術(shù)設(shè)計(jì)，巧妙地提出了地球同步軌道+地球傾斜同步軌道+中圓地球軌道形成的混合星座，以及星間鏈路等創(chuàng)新思路（如圖4所示），探索出了一條從無到有、從區(qū)域到全球的三步走發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)了北斗三號(hào)所有部件和核心器件全部國產(chǎn)化。通過再現(xiàn)真實(shí)情景，激發(fā)學(xué)生情感共鳴。借此，勉勵(lì)同學(xué)們要立志學(xué)好本領(lǐng)，面對(duì)困難不要退縮，要迎難而上，激發(fā)學(xué)生自主創(chuàng)新與科技報(bào)國的熱情。
圖3 問題導(dǎo)入
又如在講授“衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組成及其服務(wù)性能”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，通過對(duì)比與舉一反三的教學(xué)方式，幫助學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)。相比于歐美國家的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)因受政治和經(jīng)濟(jì)方面的制約，原定的發(fā)射計(jì)劃屢次受阻，故障頻發(fā)，而我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在不到3年的時(shí)間內(nèi)，以零失誤率、月均1顆星的速度，創(chuàng)造了世界衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)發(fā)射的新紀(jì)錄，具體相關(guān)內(nèi)容如圖5所示。我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)工程自啟動(dòng)以來，在全國范圍內(nèi)先后調(diào)集了400多家單位、30余萬名科技人員參與研制，使全世界領(lǐng)略到了社會(huì)主義中國集中力量辦大事的硬核實(shí)力。北斗的成功是黨和國家調(diào)動(dòng)千軍萬馬干出來的，是工程全線幾十萬人團(tuán)結(jié)一心拼出來的，是廣大人民群眾堅(jiān)定支持共同托舉起來的［7］。借此，勉勵(lì)同學(xué)們要堅(jiān)定中國特色社會(huì)主義道路自信。
圖4 思政教學(xué)案例一
圖5 思政教學(xué)案例二
此外，利用課前或課間休息時(shí)間播放主題宣傳片《中國的北斗，世界的北斗》，讓同學(xué)們切身感受到北斗是國家戰(zhàn)略，是國之重器，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。宣傳片中北斗以服務(wù)全球、造福人類為宗旨，彰顯了我國作為世界大國的使命與擔(dān)當(dāng)。借此，勉勵(lì)學(xué)生扎根祖國大地，心系民族復(fù)興，培植其家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。
3教學(xué)方法改革
遵循啟發(fā)引導(dǎo)、循序漸進(jìn)、促進(jìn)發(fā)展的原則，采取小班授課、小組研討、一對(duì)一輔導(dǎo)相結(jié)合的教學(xué)模式，靈活運(yùn)用啟發(fā)式、情景案例、問題研討式等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生自我管理、主動(dòng)學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生求知欲，提高學(xué)習(xí)效率。對(duì)于一些相對(duì)抽象的概念，如周跳、模糊度固定、衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌跡、載體姿態(tài)角等，通過類比法、多媒體圖片和動(dòng)畫演示，呈現(xiàn)直觀效果，引導(dǎo)學(xué)生舉一反三、理論聯(lián)系實(shí)際，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解和吸收。對(duì)一些較為復(fù)雜和靈活的問題，如導(dǎo)航定位模型中的參數(shù)化、數(shù)學(xué)相關(guān)性、故障診斷與分析等，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)和問題研討教學(xué)法，讓學(xué)生各抒己見，互相啟發(fā)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的好奇心和求知欲，活躍學(xué)生思想和課堂氣氛，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問題和解決問題的能力。
在與學(xué)生互動(dòng)方面，采用線上和線下相結(jié)合的方式，利用“雨課堂”“微信”“QQ群”等互聯(lián)網(wǎng)新媒體和教學(xué)平臺(tái)，營造自由、開放的學(xué)習(xí)氛圍，調(diào)動(dòng)學(xué)生互動(dòng)的主動(dòng)性和積極性，幫助授課教師精準(zhǔn)、科學(xué)、宏觀地了解教學(xué)全局，提高教學(xué)質(zhì)量。在考評(píng)方式上，改變過去單一的期末考試模式，建立“態(tài)度+知識(shí)+能力+價(jià)值觀”的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)體系，更加靈活、客觀地反映學(xué)生對(duì)課程教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況。學(xué)生評(píng)教普遍反映授課老師重視互動(dòng)、課堂氛圍輕松有趣、思維清晰、深入淺出。
總結(jié)與思考
為順應(yīng)我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛、人工智能等國家重大戰(zhàn)略對(duì)導(dǎo)航人才迫切需求，武漢大學(xué)于2012年在我國普通高校中率先設(shè)立導(dǎo)航工程本科專業(yè)。導(dǎo)航工程專業(yè)是與北斗國家重大戰(zhàn)略緊密結(jié)合的新工科專業(yè)，專業(yè)本身蘊(yùn)含豐富的思政元素，如家國情懷、北斗精神、社會(huì)主義制度優(yōu)勢(shì)等。但如何準(zhǔn)確提煉思政教學(xué)案例，并將其有機(jī)融入專業(yè)課程，對(duì)于專業(yè)課教師有一定難度。為了解決這一問題，武漢大學(xué)成立了課程思政中心，由馬克思主義學(xué)院的思政課教師為專業(yè)課教師提供一對(duì)一的指導(dǎo)。此外，劉經(jīng)南院士等專家親自輔導(dǎo)。經(jīng)過不斷努力，目前已建成了以衛(wèi)星導(dǎo)航原理為代表的一批思政效果顯著的專業(yè)課程，推動(dòng)形成了專業(yè)課教學(xué)與思政課教學(xué)緊密結(jié)合、同向同行的育人格局。相關(guān)成果獲湖北省教學(xué)成果一等獎(jiǎng)和衛(wèi)星導(dǎo)航定位教學(xué)成果特等獎(jiǎng)各1項(xiàng)，支撐了導(dǎo)航工程國家一流本科專業(yè)建設(shè)，培養(yǎng)模式與教學(xué)方法被武漢理工大學(xué)、北京建筑大學(xué)、安徽理工大學(xué)等高等院校借鑒和采納，發(fā)揮了輻射示范作用。
需要注意的是，導(dǎo)航工程專業(yè)的不同專業(yè)課存在同質(zhì)思政教學(xué)，因此如何進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)、將思政元素合理、準(zhǔn)確地分解到不同專業(yè)課程教學(xué)中，并提升思政元素準(zhǔn)確性、輸送價(jià)值觀一致性，進(jìn)而做到專業(yè)課育人的環(huán)環(huán)相扣與潤物無聲尤為重要。
此外，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展日新月異，課程知識(shí)體系及其蘊(yùn)含的思政元素需要不斷更新與拓展，應(yīng)及時(shí)將精密單點(diǎn)定位（PPP）、網(wǎng)絡(luò)RTK、廣域?qū)崟r(shí)精密定位等國際前沿科研成果更新到講義和教材中，保證課堂教學(xué)的先進(jìn)性和新穎性，拓展衛(wèi)星導(dǎo)航原理課程教學(xué)的深度與廣度。
參考文獻(xiàn)：略
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