鄧連生　彭微

摘? 要：工程教育專業(yè)認證是實現(xiàn)工程教育和工程師資格國際互認的重要基礎，課程建設是工程教育認證考核的重要部分。該文針對當前專業(yè)認證的新形勢，分析GNSS原理及應用課程教學中存在的問題，并結(jié)合GNSS原理及應用課程的特點，以專業(yè)認證三大核心理念為指導，從課程教學大綱的完善與修訂、課程教學內(nèi)容的設計、課程教學方法和考核方法改革等方面進行探索，給出具體的改革措施，以期為測繪類專業(yè)課程的建設和發(fā)展提供借鑒和思路。

關鍵詞：工程教育認證；GNSS原理及應用；課程改革；教學大綱；能力培養(yǎng)

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）12-0128-04

Abstract： Engineering education professional accreditation is an important foundation for realizing international mutual recognition of engineering education and engineer qualification， and curriculum construction is an important part of engineering education accreditation assessment. In this paper， in view of the current new situation of professional accreditation， we deeply analyze the problems in GNSS principles and application courses， and combine the characteristics of GNSS principles and application courses， take the three core concepts of professional accreditation as the guide， explore the improvement and revision of course syllabus， design of course teaching contents， reform of course teaching and assessment methods， and give specific reform measures. We hope our research can provide reference and ideas for the construction and development of surveying and mapping professional courses.

Keywords： engineering education professional accreditation; GNSS principle and application; curriculum reform; teaching program; training of ability

工程教育專業(yè)認證是新時代我國構(gòu)建“五位一體”本科教學評估和質(zhì)量保障體系的重要組成部分[1]。落實工程教育以產(chǎn)出導向（OBE）的教育理念、以學生為中心的培養(yǎng)理念和持續(xù)改進的教學評價理念，有針對性地開展專業(yè)認證，已經(jīng)成為高等學校促進本科人才高質(zhì)量發(fā)展、推動“雙一流”建設的導向性課題。課程教學作為實踐專業(yè)認證理念的重要途徑，是落實專業(yè)認證理念的重要實踐陣地，為了達到工程教育專業(yè)認證對學生培養(yǎng)和能力達成的要求，針對課程教學設計的改革勢在必行[2-4]。

作為測繪類專業(yè)課程體系中的一門強支持課程，GNSS原理及應用課程改革取得了很大進步，但是隨著當前專業(yè)認證工作的不斷推進和認證評價方式的不斷深化，有必要對GNSS原理及應用課程教學改革進行進一步地探索和研究。本文以工程教育三大核心理念為依據(jù)，基于專業(yè)認證的要求，從課程目標、教學設計和課程評價等方面進行探索，對GNSS原理及應用課程進行教學改革，以期進一步提高課程的教學效果，提高學生利用GNSS技術(shù)解決相關復雜工程問題的能力.

一? GNSS原理及應用課程介紹

GNSS原理及應用是測繪類專業(yè)（測繪工程、遙感科學與技術(shù)和導航工程）的一門專業(yè)必修課，課程不僅要求學生能理解和掌握基本理論知識，還要求學生通過實踐了解和掌握GNSS相關工程應用和數(shù)據(jù)處理方法。目前，衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)已經(jīng)由GPS進入了BDS/GPS/GLONASS/GALILEO四大全球?qū)Ш较到y(tǒng)并存的GNSS時代，尤其是我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BDS）實現(xiàn)全球組網(wǎng)與服務之際，如何將新知識、新方法和新應用有效融入GNSS課程中，對整個課程的教學提出了更高的要求[5-8]。然而，面對GNSS衛(wèi)星導航定位的理論、技術(shù)及應用的不斷發(fā)展，當前的GNSS原理及應用課程教學中還存在一些問題，主要表現(xiàn)為以下幾點。

第一，課程具有涉及知識面廣、基本概念多、多學科交叉和工程應用性強的特點，加大了對學生理解程度的要求。尤其是關于GNSS定位的基本原理部分，牽涉多學科的綜合利用，如空間數(shù)據(jù)處理理論、衛(wèi)星軌道理論和衛(wèi)星大地測量等，學生往往感覺難懂。在有限的課時下，如何保證產(chǎn)出效果是需要探索的重要問題。

第二，測繪類專業(yè)的學科特點決定了多數(shù)專業(yè)課與數(shù)學密不可分，GNSS原理及應用作為專業(yè)核心課程，更是如此。利用GNSS實現(xiàn)導航與定位，本身也是一個利用數(shù)學原理解決實際問題的過程，因此課程中必不可少地會涉及看似“枯燥乏味”的數(shù)學公式，這在客觀上進一步增加了專業(yè)課教學的難度和對學生理解力的要求。在專業(yè)認證背景下，將看上去枯燥乏味的數(shù)學公式以學生容易接受的方式呈現(xiàn)是提高教學質(zhì)量需要探索的另一問題。

第三，衛(wèi)星導航定位技術(shù)的快速發(fā)展給課程的教學帶來的挑戰(zhàn)。以北斗為代表的全球衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)發(fā)展迅速，GNSS成為位置服務領域的重要支撐，然而課程教材及實驗設備的更新?lián)Q代往往具有相對滯后性?，F(xiàn)有教學模式側(cè)重于“依本宣講”，未將GNSS相關新技術(shù)內(nèi)容融入教學中，造成教學內(nèi)容在一定程度上落后于實際發(fā)展，如何將新的衛(wèi)星導航發(fā)展思想和發(fā)展狀況引入課堂是急需改進的又一問題[9-10]。

二? 課程教學改革的思考

以上問題導致GNSS原理及應用課程內(nèi)容安排和教學往往不是以學生為中心來設計的，而是以老師知識的固化按部就班教學，進而難以保證有良好的學習效果和教學產(chǎn)出，難以達到持續(xù)改進的要求。因此，專業(yè)認證背景下GNSS原理及應用課程改革勢在必行。

（一）? 課程教學大綱的完善與修訂

課程教學大綱是統(tǒng)攬課程整體計劃的指導性文件，是教學活動實施的基本綱要。作為專業(yè)核心課程，GNSS原理及應用課程教學大綱的設計與撰寫極其重要。在工程教育專業(yè)認證中，制定面向產(chǎn)出的課程目標達成情況評價機制是核心內(nèi)容之一，畢業(yè)要求的達成也需要通過課程目標達成評價來支撐。因此，在修訂GNSS原理及應用課程大綱時，以專業(yè)培養(yǎng)方案中培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求為基礎，全面注重并體現(xiàn)專業(yè)認證的要求。課程大綱中要明確好課程對畢業(yè)要求達成的支撐情況，設計好課程目標對畢業(yè)要求分解指標的支持關系，將目標導向理念從頂層設計上融入課程中。

具體實施時，課程教學大綱應包括課程基本信息、課程簡介、課程目標、課堂目標要求、課程考核與成績評定細則、課程教學目標達成度及持續(xù)改進等內(nèi)容，重點在于明確設置課程目標的培養(yǎng)要求及課程對學生達成畢業(yè)要求的貢獻，體現(xiàn)在課程根據(jù)畢業(yè)要求觀測點，采用一定的對應原則（如一一對應原則），將每一個課程教學目標對應畢業(yè)要求觀測點，并通過具體的教學內(nèi)容來體現(xiàn)，課程教學內(nèi)容安排要與課程目標相一致。GNSS原理及應用課程理論教學安排見表1，其課程目標如下。

1）掌握GNSS導航定位的基礎理論知識和思維方式。能夠根據(jù)測量位置服務的需求，比較分析不同GNSS定位方法的適用性，選擇合適的GNSS定位方式。

2）掌握GNSS導航定位科學分析方法。能夠運用GNSS實現(xiàn)導航定位的理論方法對GNSS工程實踐效果進行分析，確定相應的技術(shù)參數(shù)，判斷定位結(jié)果的合理性，找出導航定位時存在的問題，并能對相關結(jié)論進行有效的描述和溝通。

3）具備GNSS開展測量工程的實踐應用能力。能夠依據(jù)關鍵技術(shù)參數(shù)和定位結(jié)果分析，獲得有效結(jié)論，研究并尋求測量方案的優(yōu)化。

（二）? 課程教學內(nèi)容的設計

教學內(nèi)容是課程教學過程中有意傳遞的主要信息，是教師教學的重要載體活動，通過教學內(nèi)容來進行知識和技能的傳授、思想和觀點的灌輸、習慣和行為的培養(yǎng)。GNSS原理及應用教學內(nèi)容涉及知識點多，知識面廣，整體授課內(nèi)容多、跨度大。為了體現(xiàn)工程教育認證精神和課程教學大綱要求，需要以目標為導向，精心設計GNSS原理及應用課程教學內(nèi)容。

GNSS原理及應用課程教學內(nèi)容要源于培養(yǎng)方案、源于教材，但不拘泥于教材。考慮到GNSS內(nèi)容更新快，教材內(nèi)容更新相對滯后的情況，一方面要下載最新的GNSS研究論文，供學生課下閱讀，依托學生自主學習和小組討論，拓寬學生理論知識的同時，適度培養(yǎng)研究思考的能力。另一方面，通過在教學內(nèi)容中增加國際前沿的最新研究成果，拓展學生的國際視野。而對于課程中晦澀難懂的公式推導步驟在不影響基本原理理解的情況下進行適當簡化，在內(nèi)容中穿插介紹最近幾年與教學內(nèi)容有關的事件或案例作為課程的補充，緊緊圍繞課程知識點，并結(jié)合專業(yè)實際，更有針對性和示范性地加強課堂教學過程中GNSS典型應用案例的講解，在突出專業(yè)知識應用的同時，激發(fā)學生的學習興趣。在內(nèi)容講解時，強調(diào)理論和實踐的互融互通。在講解理論知識時，加強教學內(nèi)容之間的聯(lián)系，并結(jié)合實際應用案例，在講到項目執(zhí)行到哪一步時，就要講解這一步所涉及的課堂理論知識，做到教學內(nèi)容適用、內(nèi)容新。這樣能讓學生將理論與實踐聯(lián)系起來，讓學生感到學有所用，從而達到課程目標和畢業(yè)要求，符合工程教育認證的精神。

（三）? 教學方法改革

“教師為主”的教學方式已經(jīng)不符合專業(yè)認證“以學生為中心”的理念。在專業(yè)認證背景下，教師不僅要合理規(guī)劃教學內(nèi)容，更重要的是及時獲取學生學習反饋，體現(xiàn)課程學后學生的學習成果和能力提升。因此，在教學方法和手段上，要打破“教師滿堂灌、學生被動聽”的不良局面，按照成果導向即教學目標去設計教學方法、教學手段，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，注重利用傳統(tǒng)教學手段和多媒體教學的優(yōu)點，加強師生之間的互動；調(diào)動學生的學習積極性，讓學生主動學，從“要你學”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W”。

在教學過程中，更多地采取互動式、探究式、案例式和基于項目/問題的教學方法等，突出以問題為導向的教學方法使用（PBL教學），從GNSS測量工程實際出發(fā)，提出常見的利用GNSS進行位置獲取的現(xiàn)象及需要解決的GNSS導航定位的實際工程問題，注重激發(fā)學生的興趣和思考，引導學生積極參與到課程問題的討論中，加深對GNSS解決復雜工程問題中的角色與思路認識，提高應用知識解決問題的綜合能力。

此外，構(gòu)建合適的線下學習環(huán)境，充分利用互聯(lián)網(wǎng)時代的技術(shù)和資源，如網(wǎng)絡精品課程資源、雨課堂、B站資源，以及專業(yè)內(nèi)有影響力的公眾號和平臺，分享相關的課程資料，讓學生在擴大知識面的同時，增加對專業(yè)課程的學習興趣，提升學習動力。建立課程學習QQ群、微信群，及時和學生分享課件，解答學生學習中的疑惑。推動學生參與科研創(chuàng)新，引導學生申請衛(wèi)星導航定位相關的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類實踐項目，使其具有科學思維方法及良好的溝通與合作能力，鍛煉學生應用所學知識解決實際問題的能力。

（四）? 考核方法改革

課程達成度是評價畢業(yè)要求達成情況的基礎數(shù)據(jù)源，而課程考核是課程達成情況評價的重要手段。以往的課程成績考核主要由考試成績、實驗成績和平時成績?nèi)糠謽?gòu)成，這些成績往往還不能充分考察出學生學習的真實情況，考察缺少過程性，對學生能力達成的考察也不具體，不能完全作為以產(chǎn)出為導向能力培養(yǎng)的評價指標。專業(yè)認證對學生的能力培養(yǎng)達成，強調(diào)過程性，就是要求各個教學環(huán)節(jié)在學生能力培養(yǎng)達成情況方面，能夠提供可評價、可衡量的證明。因此，為合理評價課程情況，需綜合運用形成性和終結(jié)性評價方法對GNSS原理及應用課程進行考核。形成性評價是面向過程中的評價，終結(jié)性評價考察最終效果。

在形成性評價中，為了在課程全過程進行考核，第一節(jié)課時即安排全班學生進行分組；開展翻轉(zhuǎn)課堂和小組實驗時，讓學生完成綜合實驗，鍛煉工程實踐能力、溝通和合作能力；適當引入加分激勵與糾錯獎勵機制，對平時回答問題正確和對教材及課程教學內(nèi)容中存疑交流的同學，酌情考慮平時成績加分；增加課堂測試、課外學習總結(jié)與記錄等環(huán)節(jié)，并將判斷、選擇和填空等題型用于形成性過程考核?？紤]到基礎知識的掌握也是能力形成的必要途徑，在形成性考核中注重學生對課程基礎知識的掌握與理解。

對于終結(jié)性評價，主要采用期末卷面考試的方法，主要通過設計、分析和綜合運用等題型，重點考核學生理解和運用所學課程知識解決相關專業(yè)問題的綜合能力。在考核點設置時，考核評分點覆蓋該課程支撐的畢業(yè)要求，如GNSS原理及應用支撐的使用現(xiàn)代工具、問題和分析、個人和團隊等畢業(yè)要求，通過考核評分點來支撐該課程對應的畢業(yè)要求觀測點，通過細化考核評分標準，分配不同的分數(shù)來區(qū)分對各觀測點的貢獻，強調(diào)全過程考核，響應“產(chǎn)出導向”的考核要求。

三? 結(jié)束語

工程教育專業(yè)認證要求以產(chǎn)出為導向、以學生為中心，持續(xù)改進，代表著新的教學改革方向。本文以GNSS原理及應用課程為例，探討了在專業(yè)認證體系下課程的建設，論文主要從課程教學大綱的完善與修訂、課程教學內(nèi)容的設計、教學方法改革和考核方法改革四個方面對專業(yè)認證背景下GNSS原理及應用課程改革進行了探索與思考。本文就上述方面給出了一些改革措施，然而如何將專業(yè)認證理念融入到中國高等教育的實際，仍然需要在實踐中不斷摸索、嘗試。

參考文獻：

[1] 安勇.以專業(yè)認證促進本科人才高質(zhì)量發(fā)展[J].中國高等教育2020（13）：50-51.

[2] 邊倩，魏忠，王振鐸，等.基于OBE的課程教學方法改革的研究與實踐[J].微型電腦應用，2020，36（10）：7-9.

[3] 吳云，姜晶，翟娟.導航工程專業(yè)最優(yōu)估計課程教學改革與思考[J].全球定位系統(tǒng)，2019，44（3）：131-134.

[4] 焦明連．專業(yè)認證背景下測繪工程專業(yè)建設研究[J]．測繪科學，2015，40（11）：182-186．

[5] 魏戀歡，劉善軍，車德福，等.工程教育認證背景下的測繪專業(yè)課程教學改革[J].測繪與空間地理信息，2020，43（9）：11-14.

[6] 湯俊.面向OBE模式的“GNSS原理與應用”課程教學改革與實踐[J].測繪工程，2018，27（10）：74-78.

[7] 潘勵，曹輝，劉亞文.面向OBE培養(yǎng)理念的《數(shù)字攝影測量》課程改革[J].測繪地理信息，2021，46（2）：116-118.

[8] 花向紅，鄒進貴，虞暉，等.高?！百|(zhì)量工程”背景下的教學督導模式研究與實踐[J].測繪地理信息，2020，45（5）：181-184.

[9] 蔣廷臣，王秀萍，焦明連，等.測繪專業(yè)認證背景下的“GNSS測量原理與應用”課程教學研究[J].測繪通報，2017（1）：154-156.

[10] 王華，陶庭葉．“GPS測量原理與應用”課程教學改革實踐[J]．測繪通報，2016（6）：138-141.

基金項目：湖北理工學院教學研究重點項目“工程教育專業(yè)認證背景下省屬普通本科院校遙感科學與技術(shù)專業(yè)課程體系研究”（2018B03）

第一作者簡介：鄧連生（1988-），男，漢族，安徽舒城人，博士，副教授。研究方向為衛(wèi)星導航定位和衛(wèi)星遙感應用。