專業(yè)認(rèn)證背景下課程改革研究

鄧連生　彭微

摘? 要：工程教育專業(yè)認(rèn)證是實現(xiàn)工程教育和工程師資格國際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)，課程建設(shè)是工程教育認(rèn)證考核的重要部分。該文針對當(dāng)前專業(yè)認(rèn)證的新形勢，分析GNSS原理及應(yīng)用課程教學(xué)中存在的問題，并結(jié)合GNSS原理及應(yīng)用課程的特點(diǎn)，以專業(yè)認(rèn)證三大核心理念為指導(dǎo)，從課程教學(xué)大綱的完善與修訂、課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計、課程教學(xué)方法和考核方法改革等方面進(jìn)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(shè)和發(fā)展提供借鑒和思路。

關(guān)鍵詞：工程教育認(rèn)證；GNSS原理及應(yīng)用；課程改革；教學(xué)大綱；能力培養(yǎng)

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)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(rèn)證是新時代我國構(gòu)建“五位一體”本科教學(xué)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(dǎo)向（OBE）的教育理念、以學(xué)生為中心的培養(yǎng)理念和持續(xù)改進(jìn)的教學(xué)評價理念，有針對性地開展專業(yè)認(rèn)證，已經(jīng)成為高等學(xué)校促進(jìn)本科人才高質(zhì)量發(fā)展、推動“雙一流”建設(shè)的導(dǎo)向性課題。課程教學(xué)作為實踐專業(yè)認(rèn)證理念的重要途徑，是落實專業(yè)認(rèn)證理念的重要實踐陣地，為了達(dá)到工程教育專業(yè)認(rèn)證對學(xué)生培養(yǎng)和能力達(dá)成的要求，針對課程教學(xué)設(shè)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(qiáng)支持課程，GNSS原理及應(yīng)用課程改革取得了很大進(jìn)步，但是隨著當(dāng)前專業(yè)認(rèn)證工作的不斷推進(jìn)和認(rèn)證評價方式的不斷深化，有必要對GNSS原理及應(yīng)用課程教學(xué)改革進(jìn)行進(jìn)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(rèn)證的要求，從課程目標(biāo)、教學(xué)設(shè)計和課程評價等方面進(jìn)行探索，對GNSS原理及應(yīng)用課程進(jìn)行教學(xué)改革，以期進(jìn)一步提高課程的教學(xué)效果，提高學(xué)生利用GNSS技術(shù)解決相關(guān)復(fù)雜工程問題的能力.

一? GNSS原理及應(yīng)用課程介紹

GNSS原理及應(yīng)用是測繪類專業(yè)（測繪工程、遙感科學(xué)與技術(shù)和導(dǎo)航工程）的一門專業(yè)必修課，課程不僅要求學(xué)生能理解和掌握基本理論知識，還要求學(xué)生通過實踐了解和掌握GNSS相關(guān)工程應(yīng)用和數(shù)據(jù)處理方法。目前，衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)已經(jīng)由GPS進(jìn)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(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）實現(xiàn)全球組網(wǎng)與服務(wù)之際，如何將新知識、新方法和新應(yīng)用有效融入GNSS課程中，對整個課程的教學(xué)提出了更高的要求[5-8]。然而，面對GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航定位的理論、技術(shù)及應(yīng)用的不斷發(fā)展，當(dāng)前的GNSS原理及應(yīng)用課程教學(xué)中還存在一些問題，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。

第一，課程具有涉及知識面廣、基本概念多、多學(xué)科交叉和工程應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，加大了對學(xué)生理解程度的要求。尤其是關(guān)于GNSS定位的基本原理部分，牽涉多學(xué)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(xué)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(xué)科特點(diǎn)決定了多數(shù)專業(yè)課與數(shù)學(xué)密不可分，GNSS原理及應(yīng)用作為專業(yè)核心課程，更是如此。利用GNSS實現(xiàn)導(dǎo)航與定位，本身也是一個利用數(shù)學(xué)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(xué)公式，這在客觀上進(jìn)一步增加了專業(yè)課教學(xué)的難度和對學(xué)生理解力的要求。在專業(yè)認(rèn)證背景下，將看上去枯燥乏味的數(shù)學(xué)公式以學(xué)生容易接受的方式呈現(xiàn)是提高教學(xué)質(zhì)量需要探索的另一問題。

第三，衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的快速發(fā)展給課程的教學(xué)帶來的挑戰(zhàn)。以北斗為代表的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)發(fā)展迅速，GNSS成為位置服務(wù)領(lǐng)域的重要支撐，然而課程教材及實驗設(shè)備的更新?lián)Q代往往具有相對滯后性?，F(xiàn)有教學(xué)模式側(cè)重于“依本宣講”，未將GNSS相關(guān)新技術(shù)內(nèi)容融入教學(xué)中，造成教學(xué)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(dǎo)航發(fā)展思想和發(fā)展?fàn)顩r引入課堂是急需改進(jìn)的又一問題[9-10]。

二? 課程教學(xué)改革的思考

以上問題導(dǎo)致GNSS原理及應(yīng)用課程內(nèi)容安排和教學(xué)往往不是以學(xué)生為中心來設(shè)計的，而是以老師知識的固化按部就班教學(xué)，進(jìn)而難以保證有良好的學(xué)習(xí)效果和教學(xué)產(chǎn)出，難以達(dá)到持續(xù)改進(jìn)的要求。因此，專業(yè)認(rèn)證背景下GNSS原理及應(yīng)用課程改革勢在必行。

（一）? 課程教學(xué)大綱的完善與修訂

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

具體實施時，課程教學(xué)大綱應(yīng)包括課程基本信息、課程簡介、課程目標(biāo)、課堂目標(biāo)要求、課程考核與成績評定細(xì)則、課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度及持續(xù)改進(jìn)等內(nèi)容，重點(diǎn)在于明確設(shè)置課程目標(biāo)的培養(yǎng)要求及課程對學(xué)生達(dá)成畢業(yè)要求的貢獻(xiàn)，體現(xiàn)在課程根據(jù)畢業(yè)要求觀測點(diǎn)，采用一定的對應(yīng)原則（如一一對應(yīng)原則），將每一個課程教學(xué)目標(biāo)對應(yīng)畢業(yè)要求觀測點(diǎn)，并通過具體的教學(xué)內(nèi)容來體現(xiàn)，課程教學(xué)內(nèi)容安排要與課程目標(biāo)相一致。GNSS原理及應(yīng)用課程理論教學(xué)安排見表1，其課程目標(biāo)如下。

1）掌握GNSS導(dǎo)航定位的基礎(chǔ)理論知識和思維方式。能夠根據(jù)測量位置服務(wù)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(dǎo)航定位科學(xué)分析方法。能夠運(yùn)用GNSS實現(xiàn)導(dǎo)航定位的理論方法對GNSS工程實踐效果進(jìn)行分析，確定相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)，判斷定位結(jié)果的合理性，找出導(dǎo)航定位時存在的問題，并能對相關(guān)結(jié)論進(jìn)行有效的描述和溝通。

3）具備GNSS開展測量工程的實踐應(yīng)用能力。能夠依據(jù)關(guān)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(xué)內(nèi)容的設(shè)計

教學(xué)內(nèi)容是課程教學(xué)過程中有意傳遞的主要信息，是教師教學(xué)的重要載體活動，通過教學(xué)內(nèi)容來進(jìn)行知識和技能的傳授、思想和觀點(diǎn)的灌輸、習(xí)慣和行為的培養(yǎng)。GNSS原理及應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容涉及知識點(diǎn)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(rèn)證精神和課程教學(xué)大綱要求，需要以目標(biāo)為導(dǎo)向，精心設(shè)計GNSS原理及應(yīng)用課程教學(xué)內(nèi)容。

GNSS原理及應(yīng)用課程教學(xué)內(nèi)容要源于培養(yǎng)方案、源于教材，但不拘泥于教材?？紤]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(xué)生課下閱讀，依托學(xué)生自主學(xué)習(xí)和小組討論，拓寬學(xué)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(xué)內(nèi)容中增加國際前沿的最新研究成果，拓展學(xué)生的國際視野。而對于課程中晦澀難懂的公式推導(dǎo)步驟在不影響基本原理理解的情況下進(jìn)行適當(dāng)簡化，在內(nèi)容中穿插介紹最近幾年與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的事件或案例作為課程的補(bǔ)充，緊緊圍繞課程知識點(diǎn)，并結(jié)合專業(yè)實際，更有針對性和示范性地加強(qiáng)課堂教學(xué)過程中GNSS典型應(yīng)用案例的講解，在突出專業(yè)知識應(yīng)用的同時，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在內(nèi)容講解時，強(qiáng)調(diào)理論和實踐的互融互通。在講解理論知識時，加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容之間的聯(lián)系，并結(jié)合實際應(yīng)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(xué)內(nèi)容適用、內(nèi)容新。這樣能讓學(xué)生將理論與實踐聯(lián)系起來，讓學(xué)生感到學(xué)有所用，從而達(dá)到課程目標(biāo)和畢業(yè)要求，符合工程教育認(rèn)證的精神。

（三）? 教學(xué)方法改革

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

在教學(xué)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(xué)方法等，突出以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法使用（PBL教學(xué)），從GNSS測量工程實際出發(fā)，提出常見的利用GNSS進(jìn)行位置獲取的現(xiàn)象及需要解決的GNSS導(dǎo)航定位的實際工程問題，注重激發(fā)學(xué)生的興趣和思考，引導(dǎo)學(xué)生積極參與到課程問題的討論中，加深對GNSS解決復(fù)雜工程問題中的角色與思路認(rèn)識，提高應(yīng)用知識解決問題的綜合能力。

此外，構(gòu)建合適的線下學(xué)習(xí)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(luò)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(guān)的課程資料，讓學(xué)生在擴(kuò)大知識面的同時，增加對專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)習(xí)動力。建立課程學(xué)習(xí)QQ群、微信群，及時和學(xué)生分享課件，解答學(xué)生學(xué)習(xí)中的疑惑。推動學(xué)生參與科研創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生申請衛(wèi)星導(dǎo)航定位相關(guān)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類實踐項目，使其具有科學(xué)思維方法及良好的溝通與合作能力，鍛煉學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力。

（四）? 考核方法改革

課程達(dá)成度是評價畢業(yè)要求達(dá)成情況的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，而課程考核是課程達(dá)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(xué)生學(xué)習(xí)的真實情況，考察缺少過程性，對學(xué)生能力達(dá)成的考察也不具體，不能完全作為以產(chǎn)出為導(dǎo)向能力培養(yǎng)的評價指標(biāo)。專業(yè)認(rèn)證對學(xué)生的能力培養(yǎng)達(dá)成，強(qiáng)調(diào)過程性，就是要求各個教學(xué)環(huán)節(jié)在學(xué)生能力培養(yǎng)達(dá)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(yùn)用形成性和終結(jié)性評價方法對GNSS原理及應(yīng)用課程進(jìn)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(jìn)行考核，第一節(jié)課時即安排全班學(xué)生進(jìn)行分組；開展翻轉(zhuǎn)課堂和小組實驗時，讓學(xué)生完成綜合實驗，鍛煉工程實踐能力、溝通和合作能力；適當(dāng)引入加分激勵與糾錯獎勵機(jī)制，對平時回答問題正確和對教材及課程教學(xué)內(nèi)容中存疑交流的同學(xué)，酌情考慮平時成績加分；增加課堂測試、課外學(xué)習(xí)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(chǔ)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(xué)生對課程基礎(chǔ)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(shè)計、分析和綜合運(yùn)用等題型，重點(diǎn)考核學(xué)生理解和運(yùn)用所學(xué)課程知識解決相關(guān)專業(yè)問題的綜合能力。在考核點(diǎn)設(shè)置時，考核評分點(diǎn)覆蓋該課程支撐的畢業(yè)要求，如GNSS原理及應(yīng)用支撐的使用現(xiàn)代工具、問題和分析、個人和團(tuán)隊等畢業(yè)要求，通過考核評分點(diǎn)來支撐該課程對應(yīng)的畢業(yè)要求觀測點(diǎn)，通過細(xì)化考核評分標(biāo)準(zhǔn)，分配不同的分?jǐn)?shù)來區(qū)分對各觀測點(diǎn)的貢獻(xiàn)，強(qiáng)調(diào)全過程考核，響應(yīng)“產(chǎn)出導(dǎo)向”的考核要求。

三? 結(jié)束語

工程教育專業(yè)認(rèn)證要求以產(chǎn)出為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心，持續(xù)改進(jìn)，代表著新的教學(xué)改革方向。本文以GNSS原理及應(yīng)用課程為例，探討了在專業(yè)認(rèn)證體系下課程的建設(shè)，論文主要從課程教學(xué)大綱的完善與修訂、課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計、教學(xué)方法改革和考核方法改革四個方面對專業(yè)認(rèn)證背景下GNSS原理及應(yīng)用課程改革進(jìn)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(rèn)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。

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基金項目：湖北理工學(xué)院教學(xué)研究重點(diǎn)項目“工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下省屬普通本科院校遙感科學(xué)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(dǎo)航定位和衛(wèi)星遙感應(yīng)用。