导航专业课程群实验实践智慧教学探讨

张 玲 许 睿 熊 智 赖际舟 李荣冰 吕 品

（南京航空航天大学自动化学院 江苏·南京 211106）

0 引言

导航定位技术是现代科学技术中涉及传感器测试、导航定位、组合滤波等多门学科的重要技术。随着科学技术的不断发展，人们对动态载体运动目标（导弹、飞机、卫星、坦克、车辆、舰船等）的跟踪精度和可靠性要求越来越高，依赖单一传感器、单一技术进行的导航与跟踪控制已不能满足需要，于是出现了多传感器、多学科交叉的组合导航学科群。我国在导航定位技术方面的发展相对落后，为了适应导航定位技术迅猛发展的现状，满足该领域对高水平创新人才的需求，加强导航定位技术领域的专业课程建设将具有及其重要的现实意义。

与通用课程相比，导航定位技术专业课程群具有理论性强、抽象复杂的特色，如果仅依靠有限时间内课堂理论知识讲授的方式进行教学，将很难获得理想的教学效果，加上疫情影响，线上教学的开设也对课堂教学、实践教学的效果提出了更多的挑战和考验。针对此，本文拟结合目前已有的教学条件，通过智慧课堂与腾讯会议两种网络方式相结合，开启智慧教学，将导航定位课程群的网络化教学，打造成理论与实践交叉结合的智慧型教学示例，更好地培养导航领域的专业特色人才的更强、更专、更实用的课程。

1 智慧教学模式研究与实践

雨课堂由学堂在线与清华大学在线教育办公室共同研发，将课前-课上-课后的每一个环节都联系在一起，将复杂的信息技术手段融入到PowerPoint和微信中，带有MOOC视频、习题、语音的课前预习课件可以通过雨课堂推送到学生手机，师生也可通过课堂上实时答题、弹幕互动等及时反馈，为传统课堂教学师生互动提供了完美解决方案。

图1：导航课程群理论与实践智慧教学模式

结合“雨课堂”智慧课堂软件以及微信群功能，根据所授课程性质，逐步将各门课程的教学模式、课件、作业等进行“雨课堂”化。根据在线授课的任务要求，运用“雨课堂”的在线分组、在线提交和显示答案的功能，实现组内与组间的课堂讨论，提高讨论课程的学生参与度。针对专业选修与必修课知识点多，专业理论较难理解的特点，在适当分组讨论的基础上，增加课堂测试环境，及时了解学生对课堂内容的掌握情况，并显著提高学生的课堂听课率，在课后通过“通知”的方式推送扩展阅读材料，延伸课堂内容，通过“在线测试”功能布置和批改作业，以及推送课程调查问卷。

结合《传感器与检测技术》&《定位与导航系统》课程实验、《传感器与检测技术》课程设计，同时采用“雨课堂”、腾讯会议、微信群进行教学，微信群里针对实验与实践教学的内容，发布一些相关的背景资料供参考学习，同时在雨课堂中发布课件资料，和预习通知（见图2）。

在授课过程中，在课件中利用“雨课堂”穿插部分课堂练习，一方面及时了解学生对于一些重要知识点的理解情况，另一方面可以将学生注意力拉回课堂，使其必须认真听课堂每部分内容的介绍。此外，针对课堂错题较多的内容，会给更多一些的讲解，并可以展示每位学生具体答题的情况，经过一段时间的示范展示，提高了学生答题的规范与准确率。通过抓住学生课堂每一分钟的时间，提高了上课效率。在课后的调查问卷里，也可以反映出学生的上课压力，并触动他们对上课的重视（见图3）。

在授课结束后，利用“雨课堂”考试卷功能，布置与每章课程内容、课程实验相关的作业，并限定答题时间和提交时间。与课堂练习不同，课后作业综合性更强，双限时可以督促学生及时复习，并按时完成和提交作业，从提交时间、完成数量和质量上可以快速了解学生水平，同时线上改作业的时间也更自由，可以随时随地批改。通过制作调查问卷，利用“雨课堂”的投票和开放性问题，可以实现调查问卷功能，并能及时反馈与保存，可在每次课程后发给学生，从而更及时地发现自己教学的不足，进行改进。

图2：利用雨课堂进行资料分享、习题发布的情况

2 智慧课堂教学效果分析与思考

图3：课堂随堂练习情况

结合对导航专业课程群理论与实验实践教学的改革思考，以《传感器与检测技术》和《定位导航系统》专业基础课程为核心，通过雨课堂与腾讯会议相结合的在线网络授课模式的探索，为专业课程群的组合式授课提供新的思路。从教学效果来看，学生表现出的学习热情和主动性显著提高，通过不断的背景资料共享与定期的课程回顾与检测，学生的探索求知欲受到了很大的激发，课前、课中及课后的学习参与度也得到了很好的改善，课堂不再是任课教师的独秀，而更多的是所有学生的互动讨论，学习的内容、形式、效果都有了很大程度的改善，完全从以前对知识的被动接收转变为自发的主动思考，特别是在线小测验的互动环节，学生的积极性和参与度得到了显著提高，对新知识点的理解通过不断的测验、讨论，也优于传统课堂的教学效果。

但是在智慧教学中也会遇到一些问题值得思考：

（1）学生在课堂中参与讨论的答案，是否通过独自思考？对课堂内容的学习效果是否真实反映？

（2）不参与教学活动的学生是否在网络端认真学习和思考？这些过程难以把控。

因此，如何通过智慧课堂，优化教学资源，构建一个丰富的知识框架体系，促进线上线下组合教学的优良改进，提高课程群的教学效果，需要长期的探索和改进。