郝 瀧,崔玉環(huán),高 祥,過家春

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院,安徽合肥 230036;2.安徽建筑大學(xué)土木工程學(xué)院,安徽合肥 230601)

“鄉(xiāng)村振興”戰(zhàn)略是黨的十九大做出的重大部署,為新時代背景下重塑具有我國顯著特色的新型城鄉(xiāng)關(guān)系指明方向[1],為有效改善城鄉(xiāng)不均衡發(fā)展及農(nóng)村發(fā)展不充分的現(xiàn)狀提供思路[2]。農(nóng)業(yè)的高效發(fā)展對實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興具有重要意義,我國目前處于改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和發(fā)展中國特色智慧農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵時期,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植及信息采集模式嚴重阻礙現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要[3],改善傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)對有效提升農(nóng)民收入并改善生態(tài)環(huán)境至關(guān)重要,也是全面推進鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的必經(jīng)之路,這都依賴于與農(nóng)業(yè)的相關(guān)理論和技術(shù)層面的不斷革新。

隨著我國第三代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的全球組網(wǎng),導(dǎo)航定位系統(tǒng)在多領(lǐng)域的應(yīng)用也得到了快速發(fā)展。全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(global navigation satellite system,GNSS)助力我國精準農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,與計算機技術(shù)和大數(shù)據(jù)的有效融合為解決農(nóng)業(yè)相關(guān)問題的有效處理提供了平臺,為實現(xiàn)國家“鄉(xiāng)村振興”的目標保駕護航?？萍际青l(xiāng)村振興的基礎(chǔ),人才是鄉(xiāng)村振興的關(guān)鍵,因此,培養(yǎng)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域的應(yīng)用人才是迫切且必要的。2021年中共中央、國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于實現(xiàn)鞏固拓展脫貧攻堅成果同鄉(xiāng)村振興有效銜接的意見》對鞏固拓展脫貧攻堅成果和鄉(xiāng)村振興的有效銜接做出明確指示[4]。國家政策的導(dǎo)向及技術(shù)的發(fā)展都促使高校提高衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的專業(yè)人才培養(yǎng),也對高校導(dǎo)航定位課程提出了新的要求。

安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)作為以農(nóng)林為特色的高等院校,測繪工程專業(yè)開設(shè)超過10年,擁有深厚的積累。GNSS導(dǎo)航與定位原理是測繪工程專業(yè)的核心課程,主要內(nèi)容包括GNSS發(fā)展史及應(yīng)用領(lǐng)域、信號構(gòu)成及處理、數(shù)據(jù)處理、誤差源、定位方法、技術(shù)設(shè)計與外業(yè)實驗等理論與實踐結(jié)合的課程[5-6]。國內(nèi)眾多高校對導(dǎo)航定位課程的教學(xué)改革主要是集中在教學(xué)方法、模式及實踐教學(xué)方面[7-9],這些研究一定程度上解決了專業(yè)課程中存在的問題,有助于提升學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)和解決問題的能力。該研究在“鄉(xiāng)村振興”的背景下,立足新工科的建設(shè)目標,對如何培養(yǎng)能夠服務(wù)于農(nóng)村農(nóng)業(yè)、并加快鄉(xiāng)村振興的導(dǎo)航定位專業(yè)人才及GNSS導(dǎo)航與定位原理課程改革建設(shè)展開探討。

1 鄉(xiāng)村振興背景下導(dǎo)航定位人才培養(yǎng)面臨的基本問題

眾多高校都開設(shè)導(dǎo)航定位相關(guān)的課程,該課程的教學(xué)資源相對較為豐富,但針對“鄉(xiāng)村振興”為大背景的課程改革研究較少。此外,在工程教育專業(yè)認證的背景下,導(dǎo)航定位課程的建設(shè)及專業(yè)人才的培養(yǎng)需要著眼全球發(fā)展,也更應(yīng)注重社會發(fā)展需求,只有這樣才能更有針對性地培養(yǎng)人才。安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)作為具有突出的農(nóng)業(yè)特色的高等院校,圍繞鄉(xiāng)村振興和深化導(dǎo)航定位課程建設(shè)具有重要意義。目前以“鄉(xiāng)村振興”發(fā)展目標的導(dǎo)航定位人才培養(yǎng)主要存在以下問題:

1.1 GNSS導(dǎo)航與定位課程體系需優(yōu)化測繪工作專業(yè)作為典型的傳統(tǒng)工科專業(yè)對于實踐性有很高的要求,其對應(yīng)的知識框架和人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)[10]。而隨著傳感器、人工智能和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的快速發(fā)展,測繪科學(xué)與技術(shù)與現(xiàn)代智能技術(shù)的深度融合趨勢已經(jīng)勢不可擋,因此對導(dǎo)航與定位人才的培養(yǎng)模式也急需轉(zhuǎn)型和升級?，F(xiàn)有的導(dǎo)航定位課程的知識框架對于課程設(shè)置和內(nèi)容的設(shè)計缺少精細的分類,教學(xué)體系也不能強力支持專業(yè)畢業(yè)要求,落后的教學(xué)理念和不完善的教學(xué)內(nèi)容不能滿足卓越人才的培養(yǎng)要求。目前測繪工程專業(yè)的導(dǎo)航定位課程設(shè)置較為單一,主要以GNSS導(dǎo)航定位與原理為主,學(xué)生僅能夠?qū)镜膶?dǎo)航定位原理有淺顯的認知,難以支撐導(dǎo)航定位專業(yè)人才梯隊的培養(yǎng)建設(shè)。

1.2 學(xué)生專業(yè)實踐能力需提升實踐教育對導(dǎo)航定位人才的培養(yǎng)具有重要影響,對于實現(xiàn)“鄉(xiāng)村振興”的建設(shè)目標同樣需要在實踐中不斷探索。目前大部分高等院校仍以教師理論知識講解為主,學(xué)生對于實踐課程的熱情不高,加之學(xué)科設(shè)置缺少足夠的實踐課程,因此一定程度上阻礙了學(xué)生實踐能力的提升,無法快速適應(yīng)農(nóng)村建設(shè)和農(nóng)業(yè)發(fā)展的節(jié)奏?，F(xiàn)有的實踐教學(xué)仍是傳統(tǒng)的“被動式”實踐,學(xué)生以老師講解和實驗指導(dǎo)書為依據(jù),單一的按照給定的實驗步驟進行實踐,雖然能夠?qū)嶒瀼?fù)刻重現(xiàn),但是不能有效提升學(xué)生的思考和創(chuàng)新能力。而“鄉(xiāng)村振興”戰(zhàn)略的展開,又伴隨著智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢,對以農(nóng)業(yè)農(nóng)村為主要服務(wù)對象的導(dǎo)航定位人才的綜合能力提出了新的要求。因此,如何將理論知識與實踐教學(xué)有機融合,有針對性地設(shè)計以農(nóng)村農(nóng)業(yè)領(lǐng)域為服務(wù)對象的實踐項目,不斷提升學(xué)生的綜合實踐能力,為實現(xiàn)“鄉(xiāng)村振興”目標提供技能儲備,也是目前導(dǎo)航定位人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。

1.3 學(xué)生服務(wù)鄉(xiāng)村情懷需培養(yǎng)加快新時代農(nóng)村建設(shè)的快速發(fā)展離不開人才,高等院校對于專業(yè)人才的培養(yǎng)不能局限于專業(yè)知識和技能的培養(yǎng),對于服務(wù)農(nóng)村的意識和情懷的塑造一樣重要。實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的遠大目標,需要過硬的專業(yè)技能,更需要根植農(nóng)村、融入農(nóng)民、深入農(nóng)業(yè)的高尚情懷。導(dǎo)航定位技術(shù)在都市區(qū)域的普及程度遠大于鄉(xiāng)村區(qū)域,各種配套技術(shù)和設(shè)施也明顯超出鄉(xiāng)村區(qū)域,行業(yè)待遇更是與大城市有巨大差距,這都導(dǎo)致了導(dǎo)航定位的專業(yè)人才不愿意深耕該技術(shù)在農(nóng)村區(qū)域的發(fā)展。通過對學(xué)生鄉(xiāng)村振興情懷的培養(yǎng),可以讓學(xué)生對鄉(xiāng)村發(fā)展和振興有自己的思考:“鄉(xiāng)村發(fā)展現(xiàn)狀如何?阻礙發(fā)展的原因什么?”“導(dǎo)航定位技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展領(lǐng)域能有怎樣的作用?”“我的專業(yè)如何為鄉(xiāng)村振興添磚加瓦?”。圍繞導(dǎo)航定位、農(nóng)村發(fā)展、“鄉(xiāng)村振興”等方面進行漸進式培育,找到導(dǎo)航定位與鄉(xiāng)村振興的契合點,最終為實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的國家戰(zhàn)略目標培養(yǎng)合格的專業(yè)人才。因此,學(xué)校更應(yīng)該在培養(yǎng)學(xué)生對農(nóng)村和農(nóng)業(yè)的情懷方面做出努力。

2 鄉(xiāng)村振興背景下的導(dǎo)航定位課程教學(xué)改革與創(chuàng)新

針對現(xiàn)有導(dǎo)航定位課程存在的短板,結(jié)合我國“北斗”系統(tǒng)的發(fā)展及GNSS導(dǎo)航與定位原理課程存在的問題,該研究尋找GNSS課程理論和創(chuàng)新實踐之間的關(guān)鍵紐帶,以加快導(dǎo)航定位課程在農(nóng)村農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的教學(xué)改革。新時代的高等教育提倡以需求為導(dǎo)向、以問題為目標、以未來為方向的理念,因此基于上述原則,該課程的改革目標集中在激發(fā)學(xué)生對導(dǎo)航定位知識的探索求知欲,并樹立正確的價值體系和建立服務(wù)于鄉(xiāng)村振興的社會責(zé)任意識,改革內(nèi)容主要從教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核機制4個方面展開(圖1)。

圖1 GNSS導(dǎo)航與定位原理課程改革與創(chuàng)新方案Fig.1 Curriculum reform and innovation plan for gnss navigation and positioning principles

2.1 導(dǎo)航定位課程教學(xué)模式的革新GNSS導(dǎo)航定位技術(shù)在導(dǎo)航定位領(lǐng)域有巨大的需求和應(yīng)用,面臨諸多的挑戰(zhàn)。有限的課時無法支撐專業(yè)人才建立完整的知識體系,特別是以人工智能為代表的新技術(shù)加快了智能時代的快速發(fā)展。這些挑戰(zhàn)都使得導(dǎo)航定位課程的教學(xué)模式需要盡快走出單一的課堂教學(xué)方式,更多地以多學(xué)科交叉融合的方式來提升導(dǎo)航定位專業(yè)人才的培養(yǎng)。新冠疫情的影響也使得當(dāng)代高等教育模式發(fā)生了巨大的變化,線上教學(xué)成為疫情防控期間諸多高校的主要教學(xué)方式,因此課程充分將線上和線下模式有機融合也可以保證多學(xué)科知識的高效傳輸。作為導(dǎo)航定位專業(yè)課程可以采用線下模式建立核心的專業(yè)知識框架和體系,而線上的MOOC(massive open online courses)則可以提供包括大數(shù)據(jù)、計算機技術(shù)在內(nèi)的數(shù)理相關(guān)課程以不斷推進不同學(xué)科的交叉融合,導(dǎo)航定位專業(yè)人才的培養(yǎng)不是單一的測繪學(xué)科知識和技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的,對人才的培養(yǎng)必須是以測繪科學(xué)為核心,不斷吸收并與其他專業(yè)領(lǐng)域交叉融合而逐步實現(xiàn)的。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)以老師“教”為主,學(xué)生的“學(xué)”處于被動接收的狀態(tài),新的課程改革是以學(xué)生為核心進而開展相關(guān)的教學(xué)活動,這對于提升學(xué)生主觀能動性有巨大的提升,讓學(xué)生充分地參與課程的教學(xué)過程,使學(xué)生能夠自覺地吸收和擴展專業(yè)知識,也可以更加深入的理解課程知識。

2.2 導(dǎo)航定位課程教學(xué)內(nèi)容的導(dǎo)向在課程的教學(xué)過程中,循序漸進地引入“鄉(xiāng)村振興”的理念和內(nèi)容,將導(dǎo)航和定位在發(fā)展新時代農(nóng)村和智慧農(nóng)業(yè)過程中的內(nèi)容有效地融合于不同章節(jié)和知識點,有針對性地培養(yǎng)學(xué)生的能力和思維,逐步對教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)選,教學(xué)內(nèi)容改革的具體方案有:①以“智慧農(nóng)業(yè)”為主體,增加導(dǎo)航定位在解決現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的方案設(shè)計和問題解決等教學(xué)內(nèi)容;②摒棄“填鴨式”和“廣撒網(wǎng)”式的課程教學(xué)內(nèi)容,有針對性地選擇實際的具體熱點問題,如導(dǎo)航定位技術(shù)在發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)及新農(nóng)村建設(shè)等方面的應(yīng)用,現(xiàn)勢性的內(nèi)容和知識可以有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情,不斷開拓學(xué)生的思維;③對現(xiàn)有的實踐課程進行針對性的設(shè)計,合理的向在現(xiàn)代智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用傾斜,引導(dǎo)學(xué)生積極參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目。

2.3 導(dǎo)航定位課程教學(xué)方法的融合在科學(xué)技術(shù)和信息飛速發(fā)展的今天,傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方法已經(jīng)無法滿足教學(xué)需求,特別是對于涉及諸多學(xué)科背景知識的GNSS導(dǎo)航定位課程,照本宣科和幻燈片朗讀無法激發(fā)教師的教學(xué)熱情,也嚴重破壞了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗。單一的教學(xué)方法只能在有限的學(xué)時將教師主觀認為的重點內(nèi)容簡單粗暴的“說”給學(xué)生,而忽略了學(xué)生學(xué)習(xí)能力的差異。學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中共同存在的問題是,對于專業(yè)知識的學(xué)習(xí)局限于課堂教學(xué),且嚴重依賴教師的講解,缺乏課后的主動學(xué)習(xí),思維拓展發(fā)散,這些普遍存在的問題都迫切需要對現(xiàn)有的教學(xué)方法進行改進。

現(xiàn)有的教學(xué)方法難以有效提高學(xué)生分析和解決問題的能力,有效地將地球科學(xué)、計算機科學(xué)與技術(shù)、移動通信、大地測量學(xué)等相關(guān)學(xué)科與導(dǎo)航定位課程的充分融合是拓寬專業(yè)儲備和提升能力的必要手段,除傳統(tǒng)的教學(xué)方法應(yīng)及時改進之外,也需要鼓勵學(xué)生多參加實踐和專業(yè)技能競賽,以專業(yè)技能提升為導(dǎo)向,進而不斷地對教學(xué)方式進行調(diào)整和創(chuàng)新,有效提升教學(xué)效果,實現(xiàn)對學(xué)生專業(yè)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

教學(xué)方法的具體改進方案:①翻轉(zhuǎn)課堂[7],以面向問題解決為目標,積極引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,建立課堂問題研討小組;以“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目”“互聯(lián)網(wǎng)+”“北斗杯”等比賽為鍛煉平臺,引導(dǎo)學(xué)生積極參與學(xué)科競賽,以賽代練有效提升學(xué)生解決問題和創(chuàng)新能力;②平臺建立,安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院“基石創(chuàng)新班”及“導(dǎo)師制”目前已經(jīng)順利開展,旨在以興趣培養(yǎng)和能力提升為目標,結(jié)合課程內(nèi)容和專業(yè)技能提升,將“挑戰(zhàn)杯”“互聯(lián)網(wǎng)+”和“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”等比賽、競賽類作為重要輔助項目充分與課程教學(xué)深度融合,鼓勵所有學(xué)生積極加入感興趣方向的導(dǎo)師團隊,保證學(xué)生能夠有效利用課程知識去實際解決現(xiàn)實問題;③企校合作,積極邀請導(dǎo)航定位領(lǐng)域的企業(yè)和機構(gòu)進入校園,開展相關(guān)的研討主題,分享實際案例和工作經(jīng)驗。

2.4 導(dǎo)航定位課程考核機制的多元現(xiàn)有的課程考核機制較為單一,大部分學(xué)生只需要在考前通過大量背誦課程知識點基本上可以保證順利通過考試,這也從側(cè)面阻礙了學(xué)生認真學(xué)習(xí)和鉆研課程的主動性和積極性,對于考核機制的改革應(yīng)該綜合考慮學(xué)生對理論知識和實踐技能的靈活掌握能力。學(xué)生的課程成績不能簡單地由期末考試成績和平時到課率構(gòu)成,應(yīng)充分考慮學(xué)生的課堂表現(xiàn)和綜合能力,對于多元考核機制的設(shè)定可以從以下幾個方面考慮:①理論課程完成,包括課程知識點的梳理、課堂筆記、隨堂測驗及師生或小組的互動交流;②實踐課程完成,包括方案設(shè)計、實驗操作、團隊合作、問題解決和實驗報告的完成度;③期末課程考試,對理論知識掌握的直接體現(xiàn)(表1)。

表1 GNSS導(dǎo)航與定位課程考核評價指標Table 1 GNSS navigation and positioning course assessment and evaluation indicators

3 以鄉(xiāng)村振興為導(dǎo)向的導(dǎo)航定位課程教學(xué)改革的預(yù)期效果

通過近年對安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)測繪工程專業(yè)的GNSS導(dǎo)航定位課程的教學(xué)實踐探討,以鄉(xiāng)村振興為導(dǎo)向,以專業(yè)和創(chuàng)新能力提升為目標,通過對課程的結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化,建立了“理論學(xué)習(xí)—實踐鍛煉—能力提升—問題解決”的改革方案,在教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核機制等多個方面展開改革創(chuàng)新。隨著以鄉(xiāng)村振興為目標導(dǎo)向的GNSS導(dǎo)航與定位課程改革的深入,測繪工程專業(yè)的學(xué)生在不斷鞏固導(dǎo)航定位的專業(yè)知識之外,在大數(shù)據(jù)和計算機技術(shù)等基礎(chǔ)知識的輔助下可以顯著提升項目設(shè)計和問題解決的能力。由于學(xué)生積極參與不同的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目及專業(yè)比賽,不同于以往課程結(jié)束之后再也不會打開教材的局面,即便課程結(jié)束學(xué)生仍然需要汲取相關(guān)的知識,來完成主持參與的相關(guān)項目,不斷地提升自己的知識儲備和專業(yè)技能。隨著學(xué)生在科研小組的不斷學(xué)習(xí),學(xué)生對科研的鉆研興趣得以持續(xù)提升,可以發(fā)表相關(guān)的學(xué)術(shù)論文和申請相關(guān)的專利,同時也保證部分同學(xué)繼續(xù)在導(dǎo)航定位領(lǐng)域不斷深造。此外,通過對學(xué)生奉獻農(nóng)村的情懷的培養(yǎng),不少來自城市的同學(xué)對“三農(nóng)”和國家鄉(xiāng)村振興政策有了深刻的認知,部分同學(xué)在擇業(yè)的時候選擇扎根農(nóng)村,為新農(nóng)村的建設(shè)和鄉(xiāng)村振興的遠大目標貢獻自己的力量。

4 結(jié)語

黨的二十大表明,全民建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家最艱巨最繁重的任務(wù)在農(nóng)村,解決好“三農(nóng)”問題是全黨工作重中之重,要舉全黨全社會之力全面推進鄉(xiāng)村振興,加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化。該研究以現(xiàn)有GNSS導(dǎo)航與定位課程教學(xué)存在問題為切入點,從教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核機制4個方面展開改革創(chuàng)新,課程教學(xué)改革實踐以鄉(xiāng)村振興理念為重要背景,有針對性地培養(yǎng)可以服務(wù)“三農(nóng)”的專業(yè)技能人才,為加快農(nóng)村農(nóng)業(yè)現(xiàn)代、實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的人才培養(yǎng)提供行之有效的方案和思路。