探討導航型測繪專業人才培養模式

趙興旺 張翠英 王勝利

(安徽理工大學 測繪學院，安徽 淮南232001)

1 導航現狀與人才需求分析

導航技術是一種多學科交叉的新興工程應用技術，對進一步強化我國戰略性新興產業的發展、更好地適應測繪科技與其他學科交叉發展需要具有重要的現實意義。它是物聯網、智能交通、公共安全以及位置服務等戰略性新興產業的支撐技術之一，已被廣泛應用于車輛及船舶導航與監控、精細農業、移動互聯網、智能交通、現代物流、車載導航、公共安全、位置服務等國民經濟發展的各個方面[1-2]。

2007年9月13日下發“國務院關于加強測繪工作的意見”（2007[30]）的文件，通過積極發展衛星導航定位綜合服務系統，來拓寬測繪服務領域，促進智能交通、現代物流、車載導航、手機定位等新興服務業的發展。為積極推動基礎測繪“十二五”期間轉型發展，《測繪地理信息科技發展“十二五”規劃》強調“充分利用衛星定位和導航技術并集成移動通信、地理信息、智能傳感和互聯網技術，研究導航定位與位置服務網構建理論與方法，開展導航與位置空間信息內容服務平臺、導航與位置服務內容信息與公共地理框架信息的集成與管理技術、面向移動終端的地理信息在線服務中間件技術等關鍵技術研究，促進在動態精密導航、交通物流管理、公眾位置跟蹤服務等領域中的發展，促進導航與位置服務產業發展”。可見，從國家法規的層面上，對當前行業和公眾生活的導航定位與位置服務信息提出了較高的要求，相應的各行業對導航定位型測繪人才也將有較高要求。因此，這對高校導航型人才的培養提出了迫切需求。

北斗衛星導航系統新聞發言人、中國衛星導航系統管理辦公室主任冉承其指出，衛星導航產業的前景巨大，它和互聯網、移動通信并稱為世界上三大IT產業[3]。我國北斗系統已與交通運輸部聯合開展的交通運輸行業的重點監控管理服務示范系統，并在北京、廣州等多個城市建立了導航產業示范基地。國家有關部門預計2015年其產值將超過2250億元，衛星導航終端社會持有量有望達到3.4億臺左右[4]。因此，導航技術應用的前景非常樂觀，然而各大高校對導航型人才的培養還未曾得到足夠重視，導航人才緊缺，無法滿足社會對導航型人才的迫切需求。隨著國家經濟的發展和人們追求自身位置意識的增強，推動著導航技術一直持續發展、蓬勃發展，社會對導航型人才的需求也將持續、穩定上升。因此，加強測繪工程專業教學改革，建立面向導航型測繪專業人才培養機制，對培養高素質導航型測繪專業復合型人才具有重要意義。

2 人才培養的現狀及存在問題

測繪工程專業首次出現于1998年第四次全面修訂的 《普通高等學校本科專業目錄》中，并在《普通高等學校本科專業目錄和專業介紹》中對測繪工程專業的業務培養目標、業務培養要求等作了介紹[5]。隨后全國多所院校陸續開展測繪工程專業的招生工作，截至目前，已有200余所院校設置測繪工程專業。然而長期以來，各大高校及中等專業學校在測繪工程人才培養方法普遍存在著與測繪科學技術迅速發展不相適應的問題（培養模式單一，沒有起到分層次、分類別培養的效果）。主要表現在：（1）導航型測繪人才的地位和作用沒有得到足夠重視。傳統測繪工作更加側重于基礎測繪、工程勘察、建筑施工、礦山測量等領域的測繪工作，往往忽略相關行業和公眾生活對測繪信息的需求，致使測繪科學技術的一個分支學科——導航技術，并沒有得到足夠的重視。（2）新形勢下對綜合型、創新型、應用型導航測繪人才與傳統測繪人才培養模式之間的差異性沒有理順。傳統測繪人才教育更加注重地面測量、空間測量、海洋測量、攝影測量與遙感等方面的外業數據采集和內業數據處理；而導航型測繪人才的培養除具備上述知識外，更多的是強調與通訊技術、網絡技術、物聯網技術等先進技術的多學科交叉性，以適應車輛導航、移動互聯網、智能交通、現代物流、未知服務以及公共安全等新型業務領域中的應用。

3 導航型測繪人才培養模式研究

3.1 導航型測繪人才培養目標

在培養目標下分設不同專業方向是當前人才培養的共性。安徽理工大學測繪工程專業目前主要圍繞基礎測繪和礦山測量兩個方向進行人才的培養，在此基礎上，開展導航定位技術方向，可有效適應社會發展和科學技術的進步。導航定位技術是集測繪科學技術、信息與通信工程、電子科學與技術等多學科為一體的交叉性學科，特別是隨著信息技術、互聯網技術等技術的發展，其專業內容更加豐富，對導航定位人才的知識面要求更加寬廣。導航定位技術方向的培養目標是培養適應新形式下社會主義建設、國民經濟發展、公眾生活需求的德智體全面發展的基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高，具有創新精神和實踐能力的本科導航型測繪專業復合人才。培養的畢業生應具備衛星導航定位技術、組合導航定位技術、嵌入式系統與程序設計、數字信號處理等方面知識，掌握導航工程設計、技術研發、系統集成和工程應用等基本原理與基本技能，能在導航及相關領域從事管理、設計、研發、教學及應用等工作。

3.2 優化培養方案，培養專業導航人才

任何培養方案的制定均要適應人才的培養目標。通過對現有測繪工程培養方案進行更新課程、優化體系、調整結構等措施，構建與新形勢下導航人才培養目標相適應的教學內容和課程體系，拓寬測繪工程專業口徑、淡化專業界限、培養導航型測繪復合型人才[6]。在兼顧現有測繪工程必修課程的基礎上，貫徹“少而精”的原則，盡力合并傳統內容，增設新的、與當今導航技術發展同步的課程或內容，以改善現有知識結構，適應新的培養目標。

新的人才培養模式中，將測繪工程專業培養過程按照“2+2”模式設置教學計劃，即前兩年學習基礎知識和公共專業課程，后兩年根據學生特點與自身興趣選取不同的專業培養方向。在導航定位技術方向的培養方案的優化主要體現在三個方面：基礎知識，專業知識、實踐環節。

（1）基礎課程模塊。隨著人們對日常生活中對位置信息的不斷追求，導航技術與移動互聯網、智能交通、現代物流以及公共安全的聯系更加緊密。這些導航技術的應用往往體現在衛星導航終端上，特別是隨著Android、iPhone OS、windows CE、嵌入式Linux等嵌入式系統的興起，使得移動終端上導航技術的開發異軍突起。因此，在現有計算機基礎知識的基礎上，強化嵌入式系統與程序設計、無線通訊技術、計算機網絡技術、軟件工程等知識的學習，以滿足導航型測繪人才培養目標的需求。

（2）專業課程模塊。為了拓展導航型測繪專業人才的知識，完善導航型測繪工程專業人才的知識結構，需要把握社會對導航人才的需求。在新課程體系中應該注重以下幾個方面：一是準確把握專業定位、突出培養特色，逐漸回歸高校導航人才培養的主要職；二是靈活的教學技術，將導航前沿學術報告和科技講座列為學生的必修內容，適應未來知識爆炸和學科飛速發展的需求。根據培養目標，對專業基礎必修課程進行調整，首先合理調整現有測繪工程專業“GPS定位原理及應用”、“地圖學”、“測量平差基礎”、“數字測圖原理與方法”等必修課程之間的比重；同時，對與導航技術緊密性較差的課程進行合并或刪減，增設導航技術方面的課程，如“GNSS接收機原理”、“組合導航方法”、“慣性導航原理”、“導航電子地圖”等專業核心課程，突出培養導航型人才的特色。在學習導航技術的基礎上，兼學最優估計理論、自動控制理論、數字信號處理等方面的課程，以適應多學科交叉發展的導航型測繪復合人才培養的需求。

（3）實踐教學模塊。導航技術是一種實踐性較強的應用技術，理論與實踐緊密結可有效鞏固理論知識、激發學生的創新能力。因此，在現有導航理論實習的基礎上，增加GNSS信號仿真實驗、嵌入式系統與程序設計、導航電子地圖課程設計等實踐內容。

3.3 改革培養措施，提高教學質量

（1）合理選擇教材，科學確定教學目標

教材是課程資源的核心部分，是教學活動的媒介和載體，也是教師開展教學活動的主要依據，還是教師和學生共用實踐教學活動的主要工具。因此，教材在教學活動中起著重要的作用。

安徽理工大學測繪工程專業目前已經開設“GPS定位原理與應用”、“GPS數據處理”等與導航定位相關的課程。這些課程主要以概述型以及測繪應用型為主，雖可以增強學生的綜合素質、普及GPS常識、拓展大地測量知識面，但更加側重于傳統測繪工作能力的培養，僅僅適合于一般測繪專業的學生。針對導航型測繪專業人才的特點，選擇教材時既要體現基礎性，又要體現前沿性和開放性。這就要求在反映導航定位原理的同時，還要強調新技術發展以及相關學科的滲透。如GPS課程在教材選取時，可結合人才培養目標，將“GPS定位原理與應用”與“GPS基本原理及其Matlab仿真”兩種教材相結合，合理設置教學內容[7]。在教學中，首先應由淺深入的講解GPS定位原理，并涵蓋GPS衛星導航的關鍵技術，且在內容上重點增加GPS信號機制、接收機基帶信號處理、GPS數據流解析、GPS通訊協議等前端知識的學習，以改善現有知識結構，適應新的培養方案。另外，導航技術的應用通常是基于定位技術和地理信息技術實現的，手持終端的定位和地理信息展現是必不可少的功能，而導航電子地圖是制約導航技術應用的一個重要因素。因此，為了取得預期培養目標，在教學中需要增強導航技術與地理信息技術、信息與通訊技術、軟件設計等科學技術之間的相互聯系。

（2）改革實踐教學內容，加強能力培養

實踐教學是培養學生應用與創新能力的重要途徑。根據教學目標對導航型測繪人才培養的要求，構建實踐教學多學期運行體系。實踐教學主要包括基礎實驗、專業技能訓練、綜合設計三個層次，采用分散與集中相結合的機制。基礎實驗按照課程進度分散進行，達到對基礎原理的認識與驗證的目的。專業技能訓練主要包括GPS導航定位技術、導航地圖匹配技術、組合導航技術等方面的應用與開發能力。綜合設計根據教學進程在每學期集中進行，是連接理論教學和實踐教學的紐帶，重點在于分析問題、解決問題的能力上，內容上涵蓋導航基礎知識，到信號捕獲、組合導航、嵌入式程序設計與開發等知識與能力。同時，為了加強學生實踐動手能力和社會適應能力的培養，應加強與高新導航企業的合作與交流，通過各種渠道開拓更多的校外實習實踐基地。

（3）培養科研興趣，激發創新意識

科學研究是一種創造性的活動，通過參與一系列的研究性學習活動，既讓學生充滿新鮮感，又提高學習研究興趣，從而加深對科學概念、規律的理解，符合學生的思維認知特征[8]。教師要充分利用自身科研項目等活動，為學生營造良好的科研環境，使學生盡早進入專業科研領域，接觸和了解本學科前沿知識和發展動態，培養學生敏銳、批判的科研思維，激發學生學習的主動性、積極性和創造性[9]。同時，以“教師指導，學生獨立設計、自主開發”的形式來鼓勵學生參加各種創新訓練項目、學科競賽等活動。通過創新訓練與科研實踐，不僅可以達到培養動手能力、觀察分析問題和解決問題等綜合能力的目的，還可以培養學生的團隊合作精神、交流能力，這種學習效果是課堂教學無法得到的。

4 結論

為社會發展提供厚基礎、強能力、高素質的復合型人才是高等院校才培養目標的出發點和歸宿。因此，高校本科專業人才的培養既要適應社會發展的需求，還要注重創新與引領社會發展。本文在現有測繪工程專業的培養方案的基礎上合理刪減與合并舊課程、增設新課程，開展導航定位應用方向人才培養，可以更好的滿足社會、服務未來，為迎接導航定位與位置服務產業風暴的來臨提供有效的導航型測繪專業人才。

［1］李忠寶，巨濤，張春澤.充分研究行業需求，大力發展北斗產業：中國衛星踐行北斗導航產業的體會與思考[J].中國航天，2009（5）：21-26.

［2］黃力遠，易楓.中國車載衛星導航市場需求分析與預測[J].中國高新技術企業，2009,13：68-69.

［3］冉承其.北斗衛星導航系統的發展[J].衛星應用,2013,4：4-7.

［4］徐德明.測繪地理信息藍皮書：中國地理信息產業發展報告（2011版）[M].北京：社會科學文獻出版社,2011.

［5］寧津生.測繪工程專業和測繪學[J].測繪工程，2000，9(2)：70-74.

［6］陳國良，顧和和，李鋼，等.礦山測量應用型人才培養的實踐與思考[J].2008.

［7］紀元法，孫希延，施滸立.改革“GPS原理與應用”課程教學，培養導航人才[J].全球定位系統，2010，35(2)：61-64.

［8］孔維華.測繪專業中的科研促進教學的研究與實踐[J].測繪科學，2010，35(6)：267-268.

［9］趙興旺，張翠英.“GPS 數據處理”課程教學方法初探[J].科技信息，2013，2：75-76.