专业认证背景下课程改革研究

2023-05-30邓连生彭微

高教学刊 2023年12期

邓连生　彭微

摘要：工程教育专业认证是实现工程教育和工程师资格国际互认的重要基础，课程建设是工程教育认证考核的重要部分。该文针对当前专业认证的新形势，分析GNSS原理及应用课程教学中存在的问题，并结合GNSS原理及应用课程的特点，以专业认证三大核心理念为指导，从课程教学大纲的完善与修订、课程教学内容的设计、课程教学方法和考核方法改革等方面进行探索，给出具体的改革措施，以期为测绘类专业课程的建设和发展提供借鉴和思路。

关键词：工程教育认证；GNSS原理及应用；课程改革；教学大纲；能力培养

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：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

工程教育專业认证是新时代我国构建“五位一体”本科教学评估和质量保障体系的重要组成部分[1]。落实工程教育以产出导向（OBE）的教育理念、以学生为中心的培养理念和持续改进的教学评价理念，有针对性地开展专业认证，已经成为高等学校促进本科人才高质量发展、推动“双一流”建设的导向性课题。课程教学作为实践专业认证理念的重要途径，是落实专业认证理念的重要实践阵地，为了达到工程教育专业认证对学生培养和能力达成的要求，针对课程教学设计的改革势在必行[2-4]。

作为测绘类专业课程体系中的一门强支持课程，GNSS原理及应用课程改革取得了很大进步，但是随着当前专业认证工作的不断推进和认证评价方式的不断深化，有必要对GNSS原理及应用课程教学改革进行进一步地探索和研究。本文以工程教育三大核心理念为依据，基于专业认证的要求，从课程目标、教学设计和课程评价等方面进行探索，对GNSS原理及应用课程进行教学改革，以期进一步提高课程的教学效果，提高学生利用GNSS技术解决相关复杂工程问题的能力.

一 GNSS原理及应用课程介绍

GNSS原理及应用是测绘类专业（测绘工程、遥感科学与技术和导航工程）的一门专业必修课，课程不仅要求学生能理解和掌握基本理论知识，还要求学生通过实践了解和掌握GNSS相关工程应用和数据处理方法。目前，卫星导航定位系统已经由GPS进入了BDS/GPS/GLONASS/GALILEO四大全球导航系统并存的GNSS时代，尤其是我国自主研发的北斗卫星导航系统（BDS）实现全球组网与服务之际，如何将新知识、新方法和新应用有效融入GNSS课程中，对整个课程的教学提出了更高的要求[5-8]。然而，面对GNSS卫星导航定位的理论、技术及应用的不断发展，当前的GNSS原理及应用课程教学中还存在一些问题，主要表现为以下几点。

第一，课程具有涉及知识面广、基本概念多、多学科交叉和工程应用性强的特点，加大了对学生理解程度的要求。尤其是关于GNSS定位的基本原理部分，牵涉多学科的综合利用，如空间数据处理理论、卫星轨道理论和卫星大地测量等，学生往往感觉难懂。在有限的课时下，如何保证产出效果是需要探索的重要问题。

第二，测绘类专业的学科特点决定了多数专业课与数学密不可分，GNSS原理及应用作为专业核心课程，更是如此。利用GNSS实现导航与定位，本身也是一个利用数学原理解决实际问题的过程，因此课程中必不可少地会涉及看似“枯燥乏味”的数学公式，这在客观上进一步增加了专业课教学的难度和对学生理解力的要求。在专业认证背景下，将看上去枯燥乏味的数学公式以学生容易接受的方式呈现是提高教学质量需要探索的另一问题。

第三，卫星导航定位技术的快速发展给课程的教学带来的挑战。以北斗为代表的全球卫星导航定位系统发展迅速，GNSS成为位置服务领域的重要支撐，然而课程教材及实验设备的更新换代往往具有相对滞后性。现有教学模式侧重于“依本宣讲”，未将GNSS相关新技术内容融入教学中，造成教学内容在一定程度上落后于实际发展，如何将新的卫星导航发展思想和发展状况引入课堂是急需改进的又一问题[9-10]。

二课程教学改革的思考

以上问题导致GNSS原理及应用课程内容安排和教学往往不是以学生为中心来设计的，而是以老师知识的固化按部就班教学，进而难以保证有良好的学习效果和教学产出，难以达到持续改进的要求。因此，专业认证背景下GNSS原理及应用课程改革势在必行。

（一）课程教学大纲的完善与修订

课程教学大纲是统揽课程整体计划的指导性文件，是教学活动实施的基本纲要。作为专业核心课程，GNSS原理及应用课程教学大纲的设计与撰写极其重要。在工程教育专业认证中，制定面向产出的课程目标达成情况评价机制是核心内容之一，毕业要求的达成也需要通过课程目标达成评价来支撑。因此，在修订GNSS原理及应用课程大纲时，以专业培养方案中培养目标和毕业要求为基础，全面注重并体现专业认证的要求。课程大纲中要明确好课程对毕业要求达成的支撑情况，设计好课程目标对毕业要求分解指标的支持关系，将目标导向理念从顶层设计上融入课程中。

具体实施时，课程教学大纲应包括课程基本信息、课程简介、课程目标、课堂目标要求、课程考核与成绩评定细则、课程教学目标达成度及持续改进等内容，重点在于明确设置课程目标的培养要求及课程对学生达成毕业要求的贡献，体现在课程根据毕业要求观测点，采用一定的对应原则（如一一对应原则），将每一个课程教学目标对应毕业要求观测点，并通过具体的教学内容来体现，课程教学内容安排要与课程目标相一致。GNSS原理及应用课程理论教学安排见表1，其课程目标如下。

1）掌握GNSS导航定位的基础理论知识和思维方式。能够根据测量位置服务的需求，比较分析不同GNSS定位方法的适用性，选择合适的GNSS定位方式。

2）掌握GNSS导航定位科学分析方法。能够运用GNSS实现导航定位的理论方法对GNSS工程实践效果进行分析，确定相应的技术参数，判断定位结果的合理性，找出导航定位时存在的问题，并能对相关结论进行有效的描述和沟通。

3）具备GNSS开展测量工程的实践应用能力。能够依据关键技术参数和定位结果分析，获得有效结论，研究并寻求测量方案的优化。

（二）课程教学内容的设计

教学内容是课程教学过程中有意传递的主要信息，是教师教学的重要载体活动，通过教学内容来进行知识和技能的传授、思想和观点的灌输、习惯和行为的培养。GNSS原理及应用教学内容涉及知识点多，知识面广，整体授课内容多、跨度大。为了体现工程教育认证精神和课程教学大纲要求，需要以目标为导向，精心设计GNSS原理及应用课程教学内容。

GNSS原理及应用课程教学内容要源于培养方案、源于教材，但不拘泥于教材。考虑到GNSS内容更新快，教材内容更新相对滞后的情况，一方面要下载最新的GNSS研究论文，供学生课下阅读，依托学生自主学习和小组讨论，拓宽学生理论知识的同时，适度培养研究思考的能力。另一方面，通过在教学内容中增加国际前沿的最新研究成果，拓展学生的国际视野。而对于课程中晦涩难懂的公式推导步骤在不影响基本原理理解的情况下进行适当简化，在内容中穿插介绍最近几年与教学内容有关的事件或案例作为课程的补充，紧紧围绕课程知识点，并结合专业实际，更有针对性和示范性地加强课堂教学过程中GNSS典型应用案例的讲解，在突出专业知识应用的同时，激发学生的学习兴趣。在内容讲解时，强调理论和实践的互融互通。在讲解理论知识时，加强教学内容之间的联系，并结合实际应用案例，在讲到项目执行到哪一步时，就要讲解这一步所涉及的课堂理论知识，做到教学内容适用、内容新。这样能让学生将理论与实践联系起来，让学生感到学有所用，从而达到课程目标和毕业要求，符合工程教育认证的精神。

（三）教学方法改革

“教师为主”的教学方式已经不符合专业认证“以学生为中心”的理念。在专业认证背景下，教师不仅要合理规划教学内容，更重要的是及时获取学生学习反馈，体现课程学后学生的学习成果和能力提升。因此，在教学方法和手段上，要打破“教师满堂灌、学生被动听”的不良局面，按照成果导向即教学目标去设计教学方法、教学手段，充分发挥学生的主观能动性，注重利用传统教学手段和多媒体教学的优点，加强师生之间的互动；调动学生的学习积极性，让学生主动学，从“要你学”转变为“我要学”。

在教学过程中，更多地采取互动式、探究式、案例式和基于项目/问题的教学方法等，突出以问题为导向的教学方法使用（PBL教学），从GNSS测量工程实际出发，提出常见的利用GNSS进行位置获取的现象及需要解决的GNSS导航定位的实际工程问题，注重激发学生的兴趣和思考，引导学生积极参与到课程问题的讨论中，加深对GNSS解决复杂工程问题中的角色与思路认识，提高应用知识解决问题的综合能力。

此外，构建合适的线下学习环境，充分利用互联网时代的技术和资源，如网络精品课程资源、雨课堂、B站资源，以及专业内有影响力的公众号和平台，分享相关的课程资料，让学生在扩大知识面的同时，增加对专业课程的学习兴趣，提升学习动力。建立课程学习QQ群、微信群，及时和学生分享课件，解答学生学习中的疑惑。推动学生参与科研创新，引导学生申请卫星导航定位相关的创新创业类实践项目，使其具有科学思维方法及良好的沟通与合作能力，锻炼学生应用所学知识解决实际问题的能力。

（四）考核方法改革

课程达成度是评价毕业要求达成情况的基础数据源，而课程考核是课程达成情况评价的重要手段。以往的課程成绩考核主要由考试成绩、实验成绩和平时成绩三部分构成，这些成绩往往还不能充分考察出学生学习的真实情况，考察缺少过程性，对学生能力达成的考察也不具体，不能完全作为以产出为导向能力培养的评价指标。专业认证对学生的能力培养达成，强调过程性，就是要求各个教学环节在学生能力培养达成情况方面，能够提供可评价、可衡量的证明。因此，为合理评价课程情况，需综合运用形成性和终结性评价方法对GNSS原理及应用课程进行考核。形成性评价是面向过程中的评价，终结性评价考察最终效果。

在形成性评价中，为了在课程全过程进行考核，第一节课时即安排全班学生进行分组；开展翻转课堂和小组实验时，让学生完成综合实验，锻炼工程实践能力、沟通和合作能力；适当引入加分激励与纠错奖励机制，对平时回答问题正确和对教材及课程教学内容中存疑交流的同学，酌情考虑平时成绩加分；增加课堂测试、课外学习总结与记录等环节，并将判断、选择和填空等题型用于形成性过程考核。考虑到基础知识的掌握也是能力形成的必要途径，在形成性考核中注重学生对课程基础知识的掌握与理解。

对于终结性评价，主要采用期末卷面考试的方法，主要通过设计、分析和综合运用等题型，重点考核学生理解和运用所学课程知识解决相关专业问题的综合能力。在考核点设置时，考核评分点覆盖该课程支撑的毕业要求，如GNSS原理及应用支撑的使用现代工具、问题和分析、个人和团队等毕业要求，通过考核评分点来支撑该课程对应的毕业要求观测点，通过细化考核评分标准，分配不同的分数来区分对各观测点的贡献，强调全过程考核，响应“产出导向”的考核要求。

三结束语

工程教育专业认证要求以产出为导向、以学生为中心，持续改进，代表着新的教学改革方向。本文以GNSS原理及应用课程为例，探讨了在专业认证体系下课程的建设，论文主要从课程教学大纲的完善与修订、课程教学内容的设计、教学方法改革和考核方法改革四个方面对专业认证背景下GNSS原理及应用课程改革进行了探索与思考。本文就上述方面给出了一些改革措施，然而如何将专业认证理念融入到中国高等教育的实际，仍然需要在实践中不断摸索、尝试。

参考文献：

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[10] 王华，陶庭叶．“GPS测量原理与应用”课程教学改革实践[J]．测绘通报，2016（6）：138-141.

基金项目：湖北理工学院教学研究重点项目“工程教育专业认证背景下省属普通本科院校遥感科学与技术专业课程体系研究”（2018B03）