楊旭 余學(xué)祥 趙興旺 方新建 彭皆彩
[摘? ? ? ? ? ?要]? 科技創(chuàng)新與衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)測(cè)繪類專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)提出了更高的要求,如何培養(yǎng)具有多學(xué)科交叉融合與創(chuàng)新實(shí)踐能力的國(guó)際化人才,以滿足社會(huì)發(fā)展和行業(yè)需求,成為產(chǎn)教融合視域下衛(wèi)星導(dǎo)航定位實(shí)踐教學(xué)改革探索所面臨的重要問(wèn)題。從課程思政融入、課程設(shè)計(jì)、教學(xué)方式變革、實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)、教學(xué)科研融合機(jī)制建立、產(chǎn)學(xué)研合作體系構(gòu)建等方面進(jìn)行探索與研究,有助于衛(wèi)星導(dǎo)航定位實(shí)踐教學(xué)改革和教育質(zhì)量提升、高校在校學(xué)生職業(yè)技能提升、產(chǎn)教融合協(xié)同育人。
[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 產(chǎn)教融合;衛(wèi)星導(dǎo)航定位;實(shí)踐教學(xué);職業(yè)教育
[中圖分類號(hào)]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603(2023)04-0093-04
隨著以人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、基因工程為主流的新一輪科技革命的興起,產(chǎn)業(yè)跟隨新技術(shù)迭代進(jìn)行了快速轉(zhuǎn)型升級(jí),促進(jìn)了大量新業(yè)態(tài)和新經(jīng)濟(jì)模式在全球范圍內(nèi)的蓬勃發(fā)展。全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)應(yīng)用市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的規(guī)模正在逐漸增廣、增大,GNSS相關(guān)人才的需求也在不斷擴(kuò)大;2020年10月13日,中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)正式發(fā)布《關(guān)于新設(shè)北斗產(chǎn)教融合創(chuàng)新專業(yè)委員會(huì)和北斗鐵路專業(yè)委員會(huì)的通知》,批準(zhǔn)設(shè)立“北斗產(chǎn)教融合創(chuàng)新專業(yè)委員會(huì)”,對(duì)“培養(yǎng)未來(lái)科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才”“造就大批產(chǎn)業(yè)需要的高素質(zhì)應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型人才”“引導(dǎo)地方政府、行業(yè)企業(yè)與職業(yè)學(xué)校、高等學(xué)校全面加強(qiáng)合作,大力加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)載體建設(shè)”等,都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和長(zhǎng)遠(yuǎn)的引領(lǐng)作用。我國(guó)高校GNSS相關(guān)專業(yè)教育模式已經(jīng)無(wú)法滿足國(guó)家戰(zhàn)略和市場(chǎng)的需求,如何培養(yǎng)具有多學(xué)科交叉融合與創(chuàng)新實(shí)踐能力的國(guó)際化人才,以滿足社會(huì)發(fā)展和行業(yè)需求,成為產(chǎn)教融合視域下衛(wèi)星導(dǎo)航定位實(shí)踐教學(xué)改革探索所面臨的重要問(wèn)題。
一、探索與研究的必要性
(一)社會(huì)需求分析
目前GNSS主要由美國(guó)的GPS、俄羅斯的GLONASS、中國(guó)的北斗(BDS)以及歐盟的GALILEO等衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)構(gòu)成,其為定位、導(dǎo)航與授時(shí)(PNT),測(cè)繪地理信息行業(yè)帶來(lái)了巨大技術(shù)革新,推動(dòng)了資源環(huán)境與安全大類專業(yè)升級(jí)和數(shù)字化改造。《2022中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》顯示,2021年我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達(dá)4690億元,由基礎(chǔ)元器件、軟件和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)組成的上游產(chǎn)業(yè),由系統(tǒng)集成和終端集成組成的中游產(chǎn)業(yè),由運(yùn)營(yíng)服務(wù)構(gòu)成的下游產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值分別占比9.32%,43.39%,47.29%。未來(lái)國(guó)家需要大量的北斗衛(wèi)星測(cè)繪、環(huán)境、安全等方面規(guī)?;瘧?yīng)用的專業(yè)人才(人才缺口在70%~80%),緊密結(jié)合當(dāng)前衛(wèi)星導(dǎo)航定位“數(shù)智化”背景下的實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn),拓展GNSS新形態(tài)下的“政產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同育人模式,對(duì)提升學(xué)生實(shí)踐能力與專業(yè)素養(yǎng)、實(shí)現(xiàn)學(xué)校人才培養(yǎng)與社會(huì)實(shí)際需求結(jié)合十分必要。
(二)學(xué)生需求分析
目前部分高校測(cè)繪類、資源環(huán)境與安全大類等專業(yè)GNSS課程的實(shí)踐教學(xué)對(duì)新技術(shù)、新工藝缺乏相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件,導(dǎo)致許多新知識(shí)只能是紙上談兵,嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量。如:GNSS接收機(jī)衛(wèi)星信息捕獲與追蹤,嵌入式系統(tǒng)與衛(wèi)星導(dǎo)航程序設(shè)計(jì),實(shí)時(shí)精密單點(diǎn)定位,GNSS高精度數(shù)據(jù)處理,GNSS變形監(jiān)測(cè),由于缺少相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件,因此只能通過(guò)圖片和文字進(jìn)行理論教學(xué),學(xué)生缺乏直觀認(rèn)識(shí)與深入的實(shí)際操作體驗(yàn)。衛(wèi)星導(dǎo)航定位實(shí)踐教學(xué)探索,對(duì)增強(qiáng)理論與實(shí)踐教學(xué)的緊密結(jié)合、提高教學(xué)質(zhì)量十分必要。
(三)對(duì)應(yīng)崗位能力要求
衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)與應(yīng)用是典型的多學(xué)科交叉融合的工程技術(shù)與科學(xué),涉及測(cè)繪、電子、計(jì)算機(jī)、通信、空間科學(xué)等多個(gè)學(xué)科,其相關(guān)職業(yè)崗位涉及大量的實(shí)踐實(shí)操環(huán)節(jié)(如GNSS測(cè)量與數(shù)據(jù)處理),急缺北斗資源環(huán)境與安全等領(lǐng)域應(yīng)用的人才,奇缺能做開(kāi)發(fā)、工程、推動(dòng)行業(yè)解決方案設(shè)計(jì)的復(fù)合型人才,需通過(guò)職業(yè)化教育來(lái)快速提升崗位任職能力,基于OBE理念的衛(wèi)星導(dǎo)航職業(yè)教育的設(shè)計(jì),將高校科研和學(xué)歷學(xué)位教學(xué)經(jīng)驗(yàn)搬到職業(yè)教育上來(lái)十分必要。
我校衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理與應(yīng)用課程教學(xué)有近24年的歷史,目前是我校測(cè)繪工程、導(dǎo)航工程、遙感科學(xué)與技術(shù)、地理信息科學(xué)、地理空間信息工程等專業(yè)中一門很重要的專業(yè)核心課程,為進(jìn)一步完善我校衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理與應(yīng)用大規(guī)模在線開(kāi)放課程(MOOC)的實(shí)踐教學(xué)部分的內(nèi)容,本文擬從衛(wèi)星導(dǎo)航定位實(shí)踐教學(xué)課程思政融入、課程設(shè)計(jì)、教學(xué)方式變革、實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)、科教融合機(jī)制建立、產(chǎn)學(xué)研合作體系構(gòu)建等方面來(lái)補(bǔ)充與拓展該課程,進(jìn)一步加強(qiáng)產(chǎn)教融合視域下衛(wèi)星導(dǎo)航定位課程實(shí)踐教學(xué)改革研究。
二、課程思政融入
課程思政融入衛(wèi)星導(dǎo)航定位實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)涵是:落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù),堅(jiān)持“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”理念,以課程思政引領(lǐng)為驅(qū)動(dòng),通過(guò)衛(wèi)星導(dǎo)航定位實(shí)踐課程和思政理論課程融合,進(jìn)行北斗精神,測(cè)繪院士求真務(wù)實(shí)精神,追求卓越、精益求精大國(guó)工匠精神等課程思政教學(xué)實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)學(xué)生人格品質(zhì)、思維素養(yǎng)、職業(yè)能力“三大”提升,培養(yǎng)品學(xué)兼優(yōu),具有多學(xué)科交叉融合解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力、適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展和行業(yè)需求的復(fù)合型、創(chuàng)新應(yīng)用型衛(wèi)星導(dǎo)航定位方向工程技術(shù)人才。
課程思政融入衛(wèi)星導(dǎo)航定位實(shí)踐教學(xué)的關(guān)鍵是:以課程思政為指引,解決“重專業(yè)、輕素質(zhì)”,構(gòu)建導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)制,為學(xué)生提供全方位、全過(guò)程指導(dǎo),實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)提升。針對(duì)單導(dǎo)師制在學(xué)生綜合能力與素質(zhì)培養(yǎng)過(guò)程中存在的不足,建立思政課程教學(xué)團(tuán)隊(duì),提出構(gòu)建包括專業(yè)教師、企業(yè)精英、人文教師、心理導(dǎo)師等多領(lǐng)域的本科生導(dǎo)師團(tuán)隊(duì),為學(xué)生提供“導(dǎo)德、導(dǎo)能、導(dǎo)職、導(dǎo)心”的全方位指導(dǎo)。引進(jìn)企業(yè)兼職導(dǎo)師15名。專業(yè)教師為學(xué)生專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)提供指導(dǎo),企業(yè)精英為學(xué)生未來(lái)就業(yè)和職業(yè)規(guī)劃提供咨詢意見(jiàn),人文教師為學(xué)生人文素質(zhì)培養(yǎng)和思想品格塑造提供專業(yè)培訓(xùn)、心理導(dǎo)師為學(xué)生情感、心理及生理問(wèn)題提供輔導(dǎo)。導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)制建設(shè),拓寬了師生溝通的渠道,充分發(fā)揮了現(xiàn)有教師資源優(yōu)勢(shì),全方位提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、合作交流能力等綜合素質(zhì)。
三、實(shí)踐課程設(shè)計(jì)
(一)課程簡(jiǎn)介
衛(wèi)星導(dǎo)航定位實(shí)踐教學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的實(shí)訓(xùn)課程,主要解決學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)衛(wèi)星導(dǎo)航原理基礎(chǔ)知識(shí)后,掌握完備的GNSS測(cè)量、數(shù)據(jù)處理與程序設(shè)計(jì)實(shí)踐技能,培養(yǎng)學(xué)生GNSS創(chuàng)新應(yīng)用、軟硬件集成開(kāi)發(fā)能力。
(二)課程內(nèi)容
1.課程目標(biāo)
通過(guò)GNSS測(cè)量與數(shù)據(jù)處理實(shí)踐,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力,讓學(xué)生掌握軟、硬件使用操作方法和GNSS測(cè)量項(xiàng)目作業(yè)流程,加深專業(yè)理論知識(shí)理解。
2.課程建設(shè)思路
(1)課程建設(shè)
①瞄準(zhǔn)學(xué)科前沿,完善教學(xué)內(nèi)容,研發(fā)教學(xué)課件;②優(yōu)選教學(xué)資源、虛擬仿真平臺(tái),縮短建設(shè)周期。
(2)課程教學(xué)
①建立多模態(tài)師生溝通方式;②發(fā)揮團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)和優(yōu)勢(shì)教學(xué)資源整合;③線上和線下授課模式無(wú)縫鏈接;④教學(xué)考核方法改革。
(3)主要特色
①?gòu)?qiáng)調(diào)問(wèn)題導(dǎo)向的綜合設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)方案采用問(wèn)題導(dǎo)向的設(shè)計(jì)方法,將知識(shí)學(xué)習(xí)和能力提升有機(jī)融合,培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的綜合能力和探究式的思維方式;②源于科研,反哺教學(xué)。及時(shí)將科研成果融入理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)等環(huán)節(jié),達(dá)到科研反哺教學(xué)的效果。
3.課程內(nèi)容
本課程采用模塊化教學(xué)方式,共分10個(gè)模塊。
(1)GNSS接收機(jī)認(rèn)知實(shí)踐
熟悉GNSS接收機(jī)各部件的名稱、功能和作用;掌握各部件的連接方法;初步掌握GNSS接收機(jī)的使用方法;完成以下任務(wù):①認(rèn)識(shí)GNSS接收機(jī)的有關(guān)性能;②認(rèn)識(shí)GNSS接收機(jī)各部件;③在一測(cè)站上正確操作GNSS接收機(jī);④正確進(jìn)行測(cè)站記錄。
(2)GNSS接收機(jī)原理實(shí)驗(yàn)
加深對(duì)GNSS接收機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理的理解,能夠利用射頻前端模塊采集數(shù)字中頻數(shù)據(jù),并采用軟件編程的方法從采集的數(shù)字中頻數(shù)據(jù)中實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星信號(hào)的捕獲、跟蹤以及導(dǎo)航電文的解碼,完成偽距等參數(shù)的獲取,進(jìn)行單點(diǎn)定位。
(3)GNSS靜態(tài)數(shù)據(jù)測(cè)量與處理
①學(xué)習(xí)依照任務(wù)要求、測(cè)量規(guī)范或行業(yè)規(guī)范等選擇布網(wǎng)方法、確定網(wǎng)測(cè)量精度;選點(diǎn)方法;繪制網(wǎng)設(shè)計(jì)圖;②設(shè)計(jì)測(cè)量調(diào)度表;③實(shí)習(xí)GNSS靜態(tài)外業(yè)作業(yè)過(guò)程;④學(xué)習(xí)和操作數(shù)據(jù)處理軟件的安裝;⑤觀測(cè)數(shù)據(jù)檢查、下載、RINEX格式的轉(zhuǎn)換;⑥坐標(biāo)系統(tǒng)的建立、選擇和有關(guān)參數(shù)的輸入;⑦基線處理有關(guān)參數(shù)的選擇、輸入、調(diào)整和處理;⑧閉合環(huán)誤差的檢驗(yàn)、有關(guān)參數(shù)的調(diào)整;⑨網(wǎng)平差有關(guān)參數(shù)的選擇、輸入、調(diào)整和平差執(zhí)行。
(4)GNSS-RTK/CORS工程施工放樣
①認(rèn)識(shí)GNSS動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)組成;②實(shí)習(xí)基準(zhǔn)位置的選擇、架設(shè);③基準(zhǔn)站、移動(dòng)站儀器連接,數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)(電臺(tái)或網(wǎng)絡(luò))設(shè)置;④移動(dòng)站手薄工程建立、坐標(biāo)系設(shè)置、控制點(diǎn)采集、放樣數(shù)據(jù)導(dǎo)入、施工放樣。
(5)GNSS-RTK/CORS地形圖測(cè)繪
①認(rèn)識(shí)GNSS動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)組成;②實(shí)習(xí)基準(zhǔn)位置的選擇、架設(shè);③基準(zhǔn)站、移動(dòng)站儀器連接,數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)(電臺(tái)或網(wǎng)絡(luò))設(shè)置;④移動(dòng)站手薄工程建立、坐標(biāo)系設(shè)置、控制點(diǎn)采集、轉(zhuǎn)換參數(shù)計(jì)算、碎部點(diǎn)采集、數(shù)據(jù)導(dǎo)出;⑤地形圖繪制。
(6)項(xiàng)目技術(shù)總結(jié)報(bào)告書編寫
①技術(shù)設(shè)計(jì):GNSS網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)依據(jù),GNSS網(wǎng)形、密度、精度、基準(zhǔn)設(shè)計(jì);②外業(yè)技術(shù)總結(jié):任務(wù)來(lái)源,測(cè)區(qū)概況,施測(cè)單位,儀器設(shè)備,聯(lián)測(cè)方法,數(shù)據(jù)質(zhì)量;③內(nèi)業(yè)技術(shù)總結(jié):數(shù)據(jù)處理方案,結(jié)果精度分析,工作量計(jì)算,方案實(shí)施與規(guī)范執(zhí)行情況,存在問(wèn)題;④上交資料:測(cè)量任務(wù)書與技術(shù)設(shè)計(jì)書,點(diǎn)之記,觀測(cè)計(jì)劃,外業(yè)觀測(cè)資料,技術(shù)總結(jié)與成果驗(yàn)收?qǐng)?bào)告。
(7)GNSS高精度軟件事后/實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理
①觀測(cè)數(shù)據(jù)與資料分析:全球及我國(guó)周邊及內(nèi)部IGS框架點(diǎn),區(qū)域GNSS連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站;②高精度數(shù)據(jù)處理平臺(tái):數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì),軟硬件平臺(tái)搭建環(huán)境;③GAMIT數(shù)據(jù)處理:主要參數(shù)設(shè)置,單日數(shù)據(jù)處理,GAMIT/GLOBK平差方案,精度統(tǒng)計(jì)與檢核;④GNSS數(shù)據(jù)處理成果質(zhì)量評(píng)估。
(8)GNSS程序設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)
掌握偽距單點(diǎn)定位算法設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的步驟:程序框架設(shè)計(jì)(全局變量、結(jié)構(gòu)體、類),函數(shù)設(shè)計(jì)(讀取廣播星歷、觀測(cè)文件函數(shù),時(shí)間和空間轉(zhuǎn)換函數(shù),衛(wèi)星位置計(jì)算函數(shù),偽距單點(diǎn)定位函數(shù),定位結(jié)果顯示與保存函數(shù)),基于C++/MATLAB等語(yǔ)言開(kāi)發(fā)程序,實(shí)例數(shù)據(jù)驗(yàn)證。
(9)嵌入式系統(tǒng)與衛(wèi)星導(dǎo)航程序設(shè)計(jì)
在嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)上,實(shí)現(xiàn)時(shí)間轉(zhuǎn)換,坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算法,實(shí)時(shí)從GNSS接收機(jī)模塊的接口中獲取數(shù)據(jù),提取觀測(cè)數(shù)據(jù)和衛(wèi)星星歷,實(shí)現(xiàn)利用廣播星歷計(jì)算衛(wèi)星位置、速度、鐘差、鐘漂,實(shí)現(xiàn)利用碼偽距進(jìn)行單點(diǎn)定位與測(cè)速程序。
(10)GNSS在資源環(huán)境與安全領(lǐng)域中的應(yīng)用
①GNSS在資源環(huán)境中的應(yīng)用:氣象學(xué)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、國(guó)土測(cè)量、城鎮(zhèn)化建設(shè)、智能交通;②GNSS在公共安全中的應(yīng)用:融合北斗/GNSS/UWB/INS、RS、GIS、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、5G、大數(shù)據(jù)、傳感器、云計(jì)算等技術(shù),開(kāi)展基于北斗的典型地質(zhì)災(zāi)害、城市公共安全監(jiān)測(cè)預(yù)警,低成本“北斗+”協(xié)同監(jiān)測(cè)預(yù)警一體化設(shè)備研發(fā),應(yīng)急救援系統(tǒng)研制、災(zāi)害環(huán)境下快速應(yīng)急定位組網(wǎng)技術(shù)研究、位置服務(wù)交通信息化管理、無(wú)人機(jī)植保與植被監(jiān)測(cè)等工作,推進(jìn)北斗創(chuàng)新應(yīng)用、安全應(yīng)用、可信服務(wù)應(yīng)用,促進(jìn)北斗產(chǎn)學(xué)研用融合交叉。
四、教學(xué)方式變革
在“互聯(lián)網(wǎng)+高等教育”背景下,以衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理與應(yīng)用MOOC課程(以下簡(jiǎn)稱“GNSS MOOC”)建設(shè)為推手,加強(qiáng)省級(jí)和校級(jí)專業(yè)核心課程、一流課程的在線教學(xué)資源建設(shè)。以大規(guī)模在線開(kāi)放課程、雨課堂等現(xiàn)代信息化技術(shù)為手段,運(yùn)用“線上+線下”混合式創(chuàng)新教學(xué)理念,改變“教”與“學(xué)”傳統(tǒng)觀念,打造智能、高效的課堂教學(xué)。對(duì)現(xiàn)有教學(xué)資源進(jìn)行優(yōu)化,“線下”教學(xué)主要圍繞課程知識(shí)體系展開(kāi)系統(tǒng)性講授,“線上”則以“問(wèn)題”為切入點(diǎn)按照碎片式、模塊化組織知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性講授,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“以教為中心”向“以學(xué)為中心”的轉(zhuǎn)變。
對(duì)于GNSS MOOC中實(shí)踐教學(xué)模塊,在《衛(wèi)星導(dǎo)航虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目》《導(dǎo)航工程專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)》等省級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目支持下,搭建了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),教學(xué)方法上進(jìn)行了以下創(chuàng)新:
(一)采用互動(dòng)式教學(xué)方法
不同學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn),或?qū)W生多次開(kāi)展實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)任務(wù)的關(guān)鍵參數(shù)或場(chǎng)景配置隨機(jī)給定,提高了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的難度、趣味性和互動(dòng)性,也提高了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。
(二)采用“線下設(shè)計(jì)、線上測(cè)試”的探究式教學(xué)方法
在線下通過(guò)自主學(xué)習(xí)、探究完成系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì),在線觀察衛(wèi)星星座分布、信噪比等,讓學(xué)生自覺(jué)地、主動(dòng)地學(xué)習(xí)、探索、掌握GNSS接收機(jī)的理論和方法。
(三)采用“虛實(shí)結(jié)合、線上線下聯(lián)動(dòng)”的教學(xué)方法
在教學(xué)中,除虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)外,還充分利用實(shí)際的GNSS接收機(jī),幫助學(xué)生深入理解GNSS信號(hào)的接收、解碼、傳輸、播發(fā)等,虛實(shí)結(jié)合提升學(xué)生對(duì)GNSS接收機(jī)結(jié)構(gòu)及功能的分析設(shè)計(jì)能力。
五、強(qiáng)化實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)
針對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航定位方向?qū)W生培養(yǎng)過(guò)程中,實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)普遍偏弱的問(wèn)題,積極強(qiáng)化導(dǎo)航定位實(shí)驗(yàn)室、導(dǎo)航定位技術(shù)與應(yīng)用研究所、測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、“礦山采動(dòng)災(zāi)害空天地協(xié)同監(jiān)測(cè)與預(yù)警”安徽省教育廳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等實(shí)踐教學(xué)與科研創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè),加強(qiáng)校企共建實(shí)驗(yàn)室建設(shè),發(fā)揮校企實(shí)習(xí)基地在人才培養(yǎng)中的作用,分階段、分層次加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)、工程應(yīng)用、科技創(chuàng)新、學(xué)科競(jìng)賽、新技術(shù)應(yīng)用的結(jié)合,制訂實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系,不斷提升學(xué)生的實(shí)踐能力與應(yīng)用創(chuàng)新能力,如學(xué)校整合研究生院、教務(wù)處、就業(yè)創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)中心和校團(tuán)委等單位創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的相關(guān)職能,成立了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院,所在學(xué)院制定了《空間信息與測(cè)繪工程學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目工作指南(試行)》文件。
六、建立教學(xué)科研融合機(jī)制
重構(gòu)實(shí)踐教學(xué)體系,分階段、分層次加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)、工程應(yīng)用、科技創(chuàng)新、學(xué)科競(jìng)賽、新技術(shù)應(yīng)用的結(jié)合,制訂實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系,促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手、應(yīng)用創(chuàng)新和解決復(fù)雜工程問(wèn)題等能力的提高。建立的控制區(qū)域約6000平米的學(xué)生實(shí)習(xí)CORS系統(tǒng)基準(zhǔn)框架在全國(guó)高校尚為首例,建立的以GNSS技術(shù)為主要支撐的、融入教學(xué)的煤礦開(kāi)采沉陷自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,我校申報(bào)的“全國(guó)高等學(xué)校大學(xué)生測(cè)繪技能大賽(含省賽)”成功列入安徽省大學(xué)生學(xué)科和技能競(jìng)賽B類項(xiàng)目并承辦安徽省(首屆)大學(xué)生測(cè)繪技能大賽,為實(shí)踐教學(xué)改革創(chuàng)新提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
七、夯實(shí)產(chǎn)學(xué)研合作體系
實(shí)施聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制,夯實(shí)衛(wèi)星導(dǎo)航定位方向?qū)I(yè)學(xué)位研究生產(chǎn)學(xué)研合作體系。學(xué)校著力突出專業(yè)學(xué)位研究生職業(yè)能力培養(yǎng),不斷加強(qiáng)與行業(yè)企事業(yè)單位共建專業(yè)學(xué)位研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地和實(shí)踐基地,拓展聯(lián)合培養(yǎng)領(lǐng)域,先后建立了13個(gè)校級(jí)專業(yè)學(xué)位研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地,出臺(tái)了研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地建設(shè)及管理意見(jiàn),并與企業(yè)共同設(shè)立了“北斗創(chuàng)新應(yīng)用研究院”“時(shí)空大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室”等實(shí)踐平臺(tái)。同時(shí),聘請(qǐng)了一批具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員擔(dān)任兼職導(dǎo)師。實(shí)施了校企協(xié)同育人新模式,以聘任專業(yè)學(xué)位研究生聯(lián)合培養(yǎng)導(dǎo)師為驅(qū)動(dòng),以職業(yè)能力培養(yǎng)為導(dǎo)向,建立了聯(lián)合培養(yǎng)基地/實(shí)踐基地全過(guò)程參與專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)新機(jī)制,解決了衛(wèi)星導(dǎo)航定位方向?qū)I(yè)學(xué)位研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地/實(shí)踐基地合作、管理和運(yùn)行機(jī)制不健全的問(wèn)題。
八、檢驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)效果
(一)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力
依托學(xué)校多學(xué)科優(yōu)勢(shì),融合測(cè)繪、信息、控制等多學(xué)科資源,形成了注重衛(wèi)星導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、室內(nèi)定位、嵌入式系統(tǒng)理論教學(xué),加強(qiáng)軟硬件融合和人工智能、大數(shù)據(jù)、5G等新興技術(shù)應(yīng)用,構(gòu)建了導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理、算法設(shè)計(jì)、軟件開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)集成應(yīng)用等“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)特色”實(shí)踐教學(xué)課程體系。在新的實(shí)踐教學(xué)體系下,綜合運(yùn)用教學(xué)與實(shí)踐改革成果,有效提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、應(yīng)用創(chuàng)新的能力。成果實(shí)施以來(lái),學(xué)生在中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)、全國(guó)大學(xué)生測(cè)繪學(xué)科創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)智能大賽、全國(guó)大學(xué)生測(cè)繪創(chuàng)新開(kāi)發(fā)大賽、全國(guó)高等學(xué)校測(cè)繪學(xué)科大學(xué)生科技創(chuàng)新論文大賽、全國(guó)高等學(xué)校大學(xué)生測(cè)繪技能大賽(虛擬仿真數(shù)字測(cè)圖、無(wú)人機(jī)航測(cè)虛擬仿真、測(cè)繪程序設(shè)計(jì))、全國(guó)大學(xué)生嵌入式芯片與系統(tǒng)設(shè)計(jì)競(jìng)賽、安徽省“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽、“挑戰(zhàn)杯”安徽省大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽、“創(chuàng)青春”安徽青年創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等賽項(xiàng)中獲獎(jiǎng)數(shù)量和層次均有大幅度提升。同時(shí),在國(guó)家級(jí)省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、大學(xué)生創(chuàng)業(yè)基金扶持項(xiàng)目、研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目等項(xiàng)目中獲批數(shù)量和研究質(zhì)量均有提升。
(二)實(shí)踐教學(xué)成果應(yīng)用
實(shí)踐教學(xué)課程體系的構(gòu)建、“線上+線下”混合式、“虛實(shí)結(jié)合”授課模式與教學(xué)改革等建設(shè)成果在我校測(cè)繪類專業(yè)研究生和本科生的人才培養(yǎng)中得到應(yīng)用與檢驗(yàn),受益學(xué)生約1200人。相繼安徽大學(xué)、安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)、廈門理工學(xué)院、河北工程大學(xué)、滁州學(xué)院、宿州學(xué)院等多所院校來(lái)訪交流,并得到推廣應(yīng)用,后期繼續(xù)向安徽省高校和全國(guó)其他高校的測(cè)繪類專業(yè)、通信工程和電子信息工程等專業(yè)進(jìn)行推廣。本實(shí)踐教學(xué)成果除可以為本科和研究生提供實(shí)驗(yàn)授課參考,還可用于相關(guān)企業(yè)和研究所的人員培訓(xùn),后續(xù)將與其他相關(guān)行業(yè)部門合作,開(kāi)展人員培訓(xùn),同時(shí)進(jìn)一步探索教學(xué)科研協(xié)同,行業(yè)、企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式、新機(jī)制。
九、結(jié)論
本文從社會(huì)需求、高校學(xué)生需求、崗位能力要求等方面分析了產(chǎn)教融合視域下衛(wèi)星導(dǎo)航定位實(shí)踐教學(xué)改革探索與研究的必要性。探討了課程思政融入衛(wèi)星導(dǎo)航定位實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)涵與關(guān)鍵,從課程目標(biāo)、建設(shè)思路、課程內(nèi)容等方面設(shè)計(jì)了該實(shí)踐課程,強(qiáng)化了實(shí)踐平臺(tái)建設(shè),提高了學(xué)生的實(shí)踐能力,建立了教學(xué)科研融合機(jī)制,創(chuàng)新了實(shí)踐教學(xué)改革,實(shí)施了聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制,夯實(shí)了衛(wèi)星導(dǎo)航定位方向人才培養(yǎng)產(chǎn)學(xué)研合作體系,從學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力提升、實(shí)踐教學(xué)成果應(yīng)用推廣等方面檢驗(yàn)了該實(shí)踐教學(xué)效果。本文研究有助于學(xué)科交叉融合實(shí)踐應(yīng)用拓展,加速創(chuàng)新應(yīng)用型衛(wèi)星導(dǎo)航職業(yè)人才的培育步伐。
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◎編輯 王亞青