研究生導航系統(tǒng)課程教學改革探索

研究生導航系統(tǒng)課程教學改革探索研究生導航系統(tǒng)課程教學改革探索

中圖分類號：G643.0

文獻標識碼：ADOI：10.16400/jki.kjdkz.2022.09.029

Graduates'NavigationSystemCourseTeachingReform

PEIFujun

〔CollegeofElectronicInformationandControlEngineering，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124〕

Abstract"Navigationsystem"courseisanimportantspecializedcourseincontrolscienceandengineeringsubject.Inthispaper，forthetheoreticalandpracticalcharacteristicofthe"Navigationsystem"course，thereformandexplorationweredevelopedbyimprovingtheteachingcontent，teachingmethod，teachingconditionandappraisalmechanism.Thenthestudentscanmasterthefundamentalandpracticetechniqueinthiscourse，andgetreadyforthefollowingresearchwork.

KeywordsNavigationSystem;MasterDegreeCandidate;teachingreform

0引言

研究生課程教學是整個研究生培養(yǎng)中的根底環(huán)節(jié)，在整個研究生培養(yǎng)過程中有著重要地位，影響著研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而對于導航系統(tǒng)這類具有行業(yè)特色的專業(yè)課程，課程教學不僅是教授根底理論和專業(yè)知識的過程，更應該是傳授科研辦法，培養(yǎng)和塑造研究生實踐動手能力和科研創(chuàng)新精神的過程。近年來，傳統(tǒng)的行業(yè)學校對導航課程教學改革的進行了很多探討工作，如哈爾濱項目大學的國家級精品課程衛(wèi)星導航系統(tǒng)在教學改革方面取得了很多成果，用雙語教學、用案例式、啟發(fā)式、研討式教學等教學方式活潑課堂氛圍，采用“傳統(tǒng)板書+電子教案+雙語教學〞教學模式提高教學效率，通過增加設計性實驗等實踐教學內(nèi)容來培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新意識等。國防科技大學的碩士生課程導航系統(tǒng)作為“十一五〞重點建設課程，發(fā)展了研究型教學辦法的改革和探索，其以研究性教學理念為核心，通過參與式教學和專題研討式教學來改善教學效果，以最新的科研成果來增加教學深度，通過增加實踐性教學來培養(yǎng)學員的自學能力和實踐能力。

本文是在學校課程建設工程的支持下，探索對“導航系統(tǒng)〞課程的教學內(nèi)容、教學辦法、教學條件和考核機制進行全面改革，通過將“導航系統(tǒng)〞課程的發(fā)明性和實踐性緊密結(jié)合在一起，引導學生全方位了解導航系統(tǒng)的原理，掌握導航技術的應用于實踐的具體辦法，全面培養(yǎng)研究生對導航技術的創(chuàng)新性研究和實踐應用能力。最終把該課程建設成為教學水平突出、有創(chuàng)新理念、教學效果優(yōu)秀、在國內(nèi)外具有較強影響的優(yōu)秀研究生核心課程。

1存在的主要問題

目前，雖然很多高校已經(jīng)開始對研究生課程體系進行改革，嘗試改善研究生課程重理論缺實踐的問題，但對于并不是傳統(tǒng)的行業(yè)學校的北京工業(yè)大學來講，導航系統(tǒng)課程的教學過程中仍然面臨著眾多問題：〔1〕教學內(nèi)容的根底知識內(nèi)容過多過細，與研究生課程的先進性和實用性需求不符;〔2〕教學過程中仍教授導航系統(tǒng)根底知識，與最新的科研開展和實際需求嚴重脫節(jié);〔3〕由于導航系統(tǒng)設備昂貴，很多學校實踐教學條件有限，學生不足實踐動手的時機;〔4〕教學辦法落后，不適合研究生教學過程;〔5〕考核方式不合理，多為考試或報告模式，不足對應用能力和創(chuàng)新能力的考核。

這些問題主要由兩方面原因造成：一是教師仍然按照本科生教學的思維和方式教授研究生課程，教學過程中仍以老師講解根本理論的方式進行，而不足對學生實踐動手和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，更有教師僅講授課本已有的根本理論內(nèi)容，而并不波及最新的研究成果和技術。雖然學生掌握了根底理論，但是并不知道自己如何運用所學的知識解決實際問題，更不足對導航技術的先進性和創(chuàng)新性的了解。二是研究生課程教學體系不夠合理。因此，依據(jù)研究生的培養(yǎng)目標，將教學內(nèi)容、教學辦法、教學條件和考核機制作為一個整體進行改革和探索是改良導航系統(tǒng)課程教學的一種有效途徑。

2課程改革的必要性

導航系統(tǒng)課程建設合乎國家和社會開展的實際需求。導航技術是一門重要的技術學科，它是捍衛(wèi)飛機、艦船、火箭等載體能順利完成導航與控制任務的關鍵技術之一，也是國家科技實力的一個重要標志，不僅在軍事上著重要的地位，在民用領域也有著廣泛的應用。目前，導航技術已在航空、航天、航海和陸地車輛的導航和定位中得到了應用，還在大地測量、海洋勘探、石油鉆井、航空測量等國民經(jīng)濟領域里獲得成功的應用。

導航系統(tǒng)課程是控制科學與項目學科建設的根本要求。導航系統(tǒng)課程是碩士研究生的一門重要專業(yè)課程，更是導航、制導與控制學科的核心課程。建設好“導航系統(tǒng)〞課程可以為控制科學與項目一級學科的全面協(xié)調(diào)開展奠定根底，并為建設國家級重點學科提供有力的撐持。導航系統(tǒng)課程是控制科學與項目學科研究生培養(yǎng)的迫切要求。北京工業(yè)大學控制科學與項目學科目前有多支科研團隊從事自主導航方面相關的科學研究工作，每年招收近百名碩士研究生中，有大約30名研究生將從事自主導航相關的科研工作，因此迫切需要通過導航系統(tǒng)課程的學習使學生掌握從事導航技術領域相關科研工作的分析與思維辦法，培養(yǎng)學生從事導航系統(tǒng)的研究開發(fā)及應用的根本技能。

3改革的主要內(nèi)容

3.1教學內(nèi)容

在進一步明確導航系統(tǒng)課程的核心內(nèi)容和開展前景的根底上，面向我?？刂瓶茖W與項目學科的特色和實際情況，對課程的教學內(nèi)容及時調(diào)整和更新，在保證課程根底性、應用性的同時，著重體現(xiàn)出“前沿性〞和“研究性〞的特色，以充沛發(fā)揮課程教學在研究生科研能力培養(yǎng)中的根底性作用。

在課程的教學大綱、教學方案的制定上，參考國內(nèi)外相關課程的教學大綱，力圖在教學內(nèi)容與體系結(jié)構(gòu)方面體現(xiàn)出經(jīng)典與現(xiàn)代、根底性與先進性、理論性和實用性的有效結(jié)合。在教授根本的導航概念理論的根底上，參加了晃動基座初始對準、高動態(tài)環(huán)境下組合導航等研究熱點領域以及非線性濾波、粒子濾波等前沿性理論問題。在課程講授過程中，通過對國際頂級期刊上最新研究論文的解讀，將當前國際上最新的科研成果展示給學生，開闊學生學術視野，增強了教學內(nèi)容的“前沿性〞和“研究性〞。

在實踐環(huán)節(jié)中，注重及時將最新學術開展動態(tài)及科研團隊的科研工程、研究成果引入課堂教學，并邀請企業(yè)項目師或領域?qū)＜覅⑴c局部章節(jié)的課程教學，通過開設系列講座的方式完成課程教學。

3.2教學辦法

導航系統(tǒng)課程是專業(yè)根底課程，課程內(nèi)容波及大量的力學根底理論。假設直接在課堂教學中教授數(shù)學公式，不僅會使課堂教學干燥乏味，更會使學生陷入從數(shù)學公式到數(shù)學公式的誤區(qū)，而不足對實際物理含義的認識。因此，在課堂教學過程中，應更加注重對理論公式及其物理意義的闡述，注意防止陷入從公式到公式的理論推導，使學生能從實際物理世界的角度理解課程中的根本概念，掌握解決問題的根本辦法和思路，從而為學生進一步的課程學習和科研工作打下良好的根底。

在課堂教學過程中，改變傳統(tǒng)的“教師講，學生聽〞的教學模式，改變學生的被動接受狀態(tài)，引入互動式教學辦法，激勵學生敘述觀點，采用參與式教學、討論式教學等辦法，激發(fā)學生學習興趣，改善課堂教學效果。

構(gòu)建導航系統(tǒng)案例教學優(yōu)秀案例庫，引進國內(nèi)外當先的導航系統(tǒng)案例，尤其是將課題組最新的研究成果作為實際案例展示給學生。同時，激勵學生建立自組織的研究組，分工研究，內(nèi)部學習經(jīng)驗共享，然后再通過老師引導到達融會貫穿，教學結(jié)束后形成個人小課題論文組;在教學過程中恰當引入真實項目工程實踐，有效加強課程效果反應。

3.3教學條件

現(xiàn)在的導航系統(tǒng)課程教學中，教材內(nèi)容過于偏重根底理論的介紹，無法滿足研究生教育對教材內(nèi)容的“前沿性〞和“研究性〞的要求，嚴重影響了課程教學質(zhì)量。因此，必須參考國家優(yōu)秀教材、國外高水平原版教材，并且不斷豐盛課件、案例、習題等相關資料內(nèi)容，為學生的研究性學習和自主學習提供有效的文獻資料，滿足研究生教學的需求。

緊密結(jié)合控制科學與項目學科的實際情況，不斷調(diào)整和完善實踐教學內(nèi)容，開發(fā)導航系統(tǒng)教學實驗仿真平臺，通過完整實踐教學的訓練，提升學生對課程核心內(nèi)容的掌握程度，培養(yǎng)學生的實踐能力、項目意識和創(chuàng)新能力。

充沛利用現(xiàn)代網(wǎng)絡技術提供的知識傳輸?shù)谋憷?，利用當前博客技術建立教師和學生的交流和討論的溝通渠道，讓學生與教師通過數(shù)字化網(wǎng)絡教學平臺能夠?qū)崟r互動，拓展課程教學的時間和空間，促進教學過程中的師生互動，加強研究生在課程教學過程中的參與度，為研究生的自主學習發(fā)明條件。

3.4考核機制

研究生課程考核的本質(zhì)目的是：檢驗學生的學習效果，催促學生更好地掌握本課程的知識和辦法。因此，考核方式不但要重視課程結(jié)束時最終考核的結(jié)果，更應該重視教學過程中的階段結(jié)果。因此，單一的最終考核方式不適合作為研究生課程教學效果的評價伎倆。

本課程將在考核方式上采用課堂教學與實踐教學相結(jié)合的二維考核機制。一方面通過課堂實踐、論文講解、案例分析等方式，考察學生的平時課堂學習情況，并通過參與式的教學辦法，充沛評估學生在課堂學習過程中的學習效果;另一方面，依托學校的研究生公共實訓平臺，安頓學生完成導航試驗系統(tǒng)，通過實驗報告、口頭辯論等方式對學生的實踐動