“衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)”課程全英文教學(xué)模式探索

王 璐，尹 萍，孫淑光

(中國民航大學(xué)電子信息工程學(xué)院，天津 300300)

0 引言

衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)目前在全球發(fā)展迅猛，應(yīng)用十分普及。除了最早建成且最為成熟的美國GPS系統(tǒng)，俄羅斯的GLONASS、歐洲的Galileo和我國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也正在迅速的發(fā)展?？梢哉f衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)具有全球性和前沿性。衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的不斷更新，尤其是美國GPS系統(tǒng)的迅速升級，必對“衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)”課程授課模式的改革產(chǎn)生促進(jìn)作用［1］。

全英文教學(xué)是指從教材、授課、討論到作業(yè)和考試均采用英語開展的模式，該模式是我國高等教育與國際接軌，迎接新時(shí)代挑戰(zhàn)和教育改革的必然趨勢，也是當(dāng)前教學(xué)改革的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。教育國際化，尤其是高等教育國際化已成為世界范圍內(nèi)眾多高校的共識，歐洲、俄羅斯、日本和韓國的名校都在努力開展全英文教學(xué)［2］。

在我?！靶l(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)”課程的教學(xué)改革中，筆者所在的課程組積極探索全英文教學(xué)模式，包括:認(rèn)真篩選英文教材，以求最具系統(tǒng)性和科學(xué)性;借鑒國外優(yōu)秀課程及我校民航特色，重新整合教學(xué)內(nèi)容［3］，增加國際民航組織(ICAO)導(dǎo)航性能規(guī)范及衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)部分的內(nèi)容;綜合運(yùn)用多種教學(xué)方法，保證全英文授課的教學(xué)質(zhì)量;進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)課程資源建設(shè)與共享，方便學(xué)生的課后學(xué)習(xí);合理安排作業(yè)及考試，對全英文授課效果進(jìn)行評估。這些探索均有助于“衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)”課程全英文教學(xué)的開展。

1 教材選取與教學(xué)內(nèi)容整合

1.1 教材選取

教材是教學(xué)順利進(jìn)行的前提，對于全英文授課而言，選擇適合于本科生學(xué)習(xí)的教材尤為重要。經(jīng)仔細(xì)比較和謹(jǐn)慎考慮，本課程選用美國原版教材文獻(xiàn)［4］。選其作為教材的原因主要有以下幾方面:

(1)這本教材的難度適中。對于本科生初次學(xué)習(xí)來說，教材深入淺出的講解方式和順暢的結(jié)構(gòu)很容易使學(xué)生入門;同時(shí)，當(dāng)學(xué)生具有一定的基礎(chǔ)后，該教材又提供了很大的空間讓其進(jìn)行精讀和更深入的研究。據(jù)筆者所知，國外許多高校的衛(wèi)星導(dǎo)航課程也推薦這本教材作為主要參考書。

(2)這本教材涵蓋的內(nèi)容全面、豐富，易于教師在安排教學(xué)內(nèi)容時(shí)分層次進(jìn)行取舍。這本教材不僅講解了GPS的基本理論，包括:信號和電文結(jié)構(gòu)、捕獲跟蹤定位信號處理過程、衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理等內(nèi)容;還分析了單一GPS系統(tǒng)性能及差分GPS方法;除此之外，全球各大導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)展也在該教材中給出了詳細(xì)介紹;甚至作為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可能面臨的干擾問題，該教材也用專門章節(jié)加以討論。

(3)除內(nèi)容安排上的優(yōu)勢，這本教材的中文譯本已出版，即文獻(xiàn)［5］。參照中文譯本進(jìn)行學(xué)習(xí)將更好地解決學(xué)生沒有閱讀英文原版教材經(jīng)驗(yàn)、英語較差的學(xué)生難以對專業(yè)術(shù)語建立概念等問題。

1.2 教學(xué)內(nèi)容整合

“衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)”作為我院大四年級學(xué)生的專業(yè)課，考慮到大部分學(xué)生即將畢業(yè)并走向與民航相關(guān)的工作崗位，而衛(wèi)星導(dǎo)航作為民航諸多導(dǎo)航方式之一，近年來越來越受到國際民航組織(ICAO)的重視，隨著中國民航基于性能的導(dǎo)航PBN(Performance Based Navigation)實(shí)施路線的制定和逐步推進(jìn)，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)必將在我國的民航飛機(jī)上使用。因此，課程組對該課的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了整合，以求既做到基本概念、理論和方法交待清楚，又能同時(shí)體現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域最新的發(fā)展動(dòng)態(tài);既交待衛(wèi)星導(dǎo)航在測繪、導(dǎo)航和授時(shí)等方面的常規(guī)應(yīng)用，又突出民航應(yīng)用特色;既涵蓋國際各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的進(jìn)程，又突出中國北斗一代和二代系統(tǒng)的特點(diǎn)。本著上述原則，課程組對教學(xué)內(nèi)容的整合主要從以下兩個(gè)方面入手:

(1)基本理論與最新發(fā)展相結(jié)合

文獻(xiàn)［4］這本教材雖然是由衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域權(quán)威專家著述，且涵蓋的內(nèi)容豐富全面，但出版時(shí)間較早，第二版出版時(shí)間為2006年，中文譯書出版時(shí)間為2007年。因此，課程組通過討論確定將GPS現(xiàn)代化方案、GLONASS和Galileo系統(tǒng)建設(shè)新進(jìn)展、以及我國北斗一代和二代系統(tǒng)原理和建設(shè)進(jìn)程這些內(nèi)容加入到課程中。除此之外，結(jié)合課程組教師承擔(dān)的科研項(xiàng)目，緊密圍繞國際上衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域最新的發(fā)展動(dòng)態(tài)和最關(guān)注的問題組織教學(xué)內(nèi)容，如衛(wèi)星導(dǎo)航與慣性導(dǎo)航的組合導(dǎo)航系統(tǒng)、電離層監(jiān)測、衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾處理等，讓學(xué)生們在掌握基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，能拓寬視野，豐富知識，了解最新發(fā)展。

(2)注重民航應(yīng)用的特殊性

ICAO提出的基于性能的導(dǎo)航概念正按計(jì)劃有序的在全世界范圍內(nèi)推進(jìn)，中國也制定了《中國民航PBN實(shí)施路線圖》以確保在2016年之前以全球一致和協(xié)調(diào)的方式過渡到PBN運(yùn)行。這就要求衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在民航中的應(yīng)用除了常規(guī)應(yīng)用中常常關(guān)注的精度和實(shí)時(shí)性外，還必須讓學(xué)生深刻理解連續(xù)性、完好性和可用性的概念。筆者所在的課題組通過參加我校與法國國立民航大學(xué)合作項(xiàng)目ATSEP(Air Traffic Safety Electronic Personnel)，與該大學(xué)相關(guān)課程的負(fù)責(zé)人詳細(xì)交流了“衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)”課程在法國國立民航大學(xué)的授課情況以及衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在法國民航領(lǐng)域的應(yīng)用情況，獲得了許多寶貴資料。在此基礎(chǔ)上增加的教學(xué)內(nèi)容包括:PBN概念及RNAV/RNP導(dǎo)航規(guī)范;衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)ABAS、GBAS和SBAS的基本原理和各國增強(qiáng)系統(tǒng)的建設(shè)情況。這些內(nèi)容將更好地幫助學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用到將來的工作當(dāng)中。圖1給出了經(jīng)過重新整合的教學(xué)內(nèi)容分配比例。

圖1 重新整合的教學(xué)內(nèi)容分配比例

該課程的總學(xué)時(shí)數(shù)為46課時(shí)，其中，衛(wèi)星導(dǎo)航基本理論用28課時(shí)講授，使學(xué)生能夠深入理解衛(wèi)星導(dǎo)航的基本原理，打好基礎(chǔ);利用8學(xué)時(shí)為學(xué)生介紹星基導(dǎo)航系統(tǒng)在民航中使用的原理和各國應(yīng)用情況;最后6課時(shí)為學(xué)生介紹衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的最新進(jìn)展，并鼓勵(lì)學(xué)生互相交流學(xué)習(xí)心得和感受。

2 教學(xué)手段的保障

2.1 全英文教學(xué)的師資準(zhǔn)備

全英文教學(xué)要求課堂上全用英語授課，這要求授課教師有很好的英語駕馱能力，尤其是口語表達(dá)能力。只有同時(shí)具有良好的英語水平和相當(dāng)?shù)男l(wèi)星導(dǎo)航課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師，才能勝任。本課程負(fù)責(zé)人早在1995年就參加了GPS在中國民航的應(yīng)用研究，開始從事衛(wèi)星導(dǎo)航的教學(xué)工作，并前往英國接受博士教育和博士后工作，不僅具有豐富的專業(yè)知識，還具備英語授課的能力。主要參與教師也都具有國外學(xué)習(xí)的經(jīng)歷，能熟練使用英語，同時(shí)所學(xué)專業(yè)也是衛(wèi)星導(dǎo)航相關(guān)領(lǐng)域，滿足了全英文教學(xué)的基本要求。其次，課題組主要成員承擔(dān)了多年“衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)”的教學(xué)任務(wù)，具有相當(dāng)豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并主持參與了多項(xiàng)衛(wèi)星導(dǎo)航方面的科研課題，了解該領(lǐng)域的前沿技術(shù)，熟知國內(nèi)和國際發(fā)展動(dòng)向。

2.2 多種教學(xué)方法的綜合運(yùn)用

由于課堂教學(xué)需要采用全英文，要求教師和學(xué)生用英文交流和思維。針對學(xué)生英文水平參差不齊的狀況，多種教學(xué)方法的綜合運(yùn)用才能更好地保證教學(xué)質(zhì)量。首先，在課堂教學(xué)中采用“板書+電子教案”的方式，采取啟發(fā)式和討論式的授課模式，激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生的參與感。其次，根據(jù)不同層次的教學(xué)內(nèi)容，以文本、圖片、動(dòng)畫和視頻等不同的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生便于理解、印象深刻。比如，關(guān)于衛(wèi)星星座、衛(wèi)星在軌運(yùn)動(dòng)及衛(wèi)星軌道位置計(jì)算方面的內(nèi)容，因需要很強(qiáng)的空間想象能力，學(xué)生反映比較難學(xué)懂，我們利用STK(Satellite Tool Kit)向?qū)W生演示衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)及軌道參數(shù)對衛(wèi)星覆蓋的影響，學(xué)生通過STK給出的場景對衛(wèi)星的在軌運(yùn)動(dòng)有了更直觀的印象。最后，注重課堂教授與課外閱讀的結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生通過有針對性地閱讀英文材料提高英文水平，并跟蹤國內(nèi)外衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的最新進(jìn)展。這一點(diǎn)又需要與下面介紹的“網(wǎng)絡(luò)課程資源建設(shè)與共享”緊密結(jié)合。

2.3 網(wǎng)絡(luò)課程資源建設(shè)與共享

廣泛閱讀是提高英語能力的有效途徑之一，為了推動(dòng)學(xué)生課余閱讀的實(shí)施，課程組構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)課程資源平臺，為學(xué)生提供優(yōu)秀閱讀材料分享以及問題討論的空間。在已建成的校園網(wǎng)本科教學(xué)資源平臺“衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)”課程(中文)的基礎(chǔ)上，為學(xué)生提供全英文資料，包括:教師上課視頻及其它相關(guān)視頻、教師電子教案、GPS等導(dǎo)航系統(tǒng)官方網(wǎng)站、官方文件(如ICD)、衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域新近學(xué)術(shù)論文和出版物、著名大學(xué)衛(wèi)星導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)室及著名衛(wèi)星導(dǎo)航國際會議介紹等。學(xué)生可以利用課余時(shí)間訪問該平臺，下載閱讀和交流討論，給學(xué)生以更多的自由度進(jìn)行學(xué)習(xí)。

3 作業(yè)安排及考核方式改進(jìn)

由于全部使用英語進(jìn)行考核，所以對考核方式應(yīng)加以改變，增加文獻(xiàn)閱讀、翻譯、平時(shí)作業(yè)及討論成績評價(jià)。借鑒國外的先進(jìn)考核模式，通過在學(xué)期中布置project，以分組完成的形式考察學(xué)生小組和成員個(gè)體的表現(xiàn);學(xué)期末布置report和presentation，要求學(xué)生獨(dú)立完成以考察學(xué)生的獨(dú)立思考問題的英文思維、以及書面和口頭的英文表達(dá)能力。通過考核方式的改進(jìn)，可以更全面地考察學(xué)生的綜合能力，且減小期末考試的壓力，避免“一卷定終身”的弊端，使學(xué)生更注重和享受學(xué)習(xí)的過程，而不僅僅關(guān)注于卷面考試中的發(fā)揮。

4 結(jié)語

本文介紹了我?！靶l(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)”課程全英文教學(xué)模式，該模式在教材選擇、教學(xué)方法和考核方式方面進(jìn)行了改進(jìn)，為“衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)”課程的全英語教學(xué)奠定了基礎(chǔ)并取得了一定成果。

［1］ 張爽，朱志良，于瑞云.軟件工程課程全英文教學(xué)模式研究［J］.北京:計(jì)算機(jī)教育，2013(22):55-57.

［2］ 宋培晶，陳紅，胡泊.非英語國家高校開設(shè)全英文授課碩士生培養(yǎng)項(xiàng)目現(xiàn)狀比較分析［J］.北京:學(xué)位與研究生教育，2008(9):73-77

［3］ 孫淑光.面向行業(yè)需求實(shí)現(xiàn)區(qū)別化教學(xué)--衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容與方法探索研究［J］.武漢:武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版)，2012(58):101-103

［4］ Kaplan E.D.，Understanding GPS:Principles and Applications，second edition，2006.

［5］ 寇艷紅.GPS原理與應(yīng)用(第二版)［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2007.