工科專業碩士學位課程組合式教學探究

廖中平　趙文玉　王正軍

【摘要】以工科專業碩士研究生學位課程課堂教學為例，介紹了研究型與工程任務相結合的、構建形成性教學內容與測試項目，并通過“A+B”選修和引入過程考核方式，探究在統一教學模式下，實現課堂因材施教，進而完成專業學位課程對工學碩士和工程碩士的不同培養任務。

【關鍵詞】研究型實踐 工程任務 組合式教學 過程考核

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）04-0226-02

教育部《2003-2007年教育振興行動計劃》中提出要“實施研究生教育創新計劃”，探索并建立與社會主義市場經濟體制相適應的研究生教育體制和運行機制，鼓勵在研究生培養體制、培養目標、課程設置、教學內容和教學方法、教材教案、培養方式、科研訓練、社會實踐、導師指導方式、學位論文標準、管理與運行機制等方面加強創新研究[1]，促使我國研究生培養質量和研究生教育的整體水平接近或達到發達國家水平，為實施科教興國戰略和人才強國戰略奠定堅實的人才基礎。目前，我國一些工科專業招收工學碩士和工程碩士兩類碩士研究生，此外由于專業間交叉研究等需求，不同專業本科畢業生進入同一專業攻讀碩士學位，形成同一專業在讀全日制碩士研究生具備不同專業基礎和培養目標的現狀，通過控制研究生培養過程中的一些培養環節[2]，[3]，來完成并檢驗碩士研究生的培養，而在碩士研究生課堂課程教學上卻大都采取統一授課、同等評價等本科教學方式，既影響教學效果，又不利于在教學中培養研究生創新與工程實踐能力。

因此，本文結合“大地測量學與測量工程”專業碩士研究生課程《衛星大地測量基礎》教學內容與教學方式，探討以“研究型”和“工程任務”相結合的組合式教學方式，以有效提升研究生理論水平和創新實踐能力。

一、明確課程教學目標

由于計算機微處理與自動化技術、機械制造、新型材料、數值算法等方面的飛速發展，一些工科專業碩士學位課程理論與實踐技術更新較快，加上課程改革與調整，課堂理論與實踐教學學時壓縮，導致最終演變成課堂講座。學生了解了專業新技術與新理論、開闊專業視野，卻難以通過該課程學習系統掌握某一專業方向的研發基礎，或解決某類專業實際工程問題的能力。因此，講授基本原理，注重專業課程前沿理論與技術，并顧及工學碩士和工程碩士的培養目標，合理安排教學內容與區分學習任務，是研究生個性化教學培養的保證。

《衛星大地測量基礎》課程主要講授衛星定位理論與技術及其在大地測量領域中的應用。近十年，“大地測量學與測量工程”專業全國優秀碩士論文中有1/5與衛星定位理論和技術相關。GNSS數據處理與應用研究已成為該專業攻讀碩士學位的主要研究領域。目前，衛星定位技術正處于一個快速發展與變化時期：GPS、GLONASS、Galileo、北斗等系統已經或正將實現全功能[4]；網絡RTK（VRS）、PPP、PPK、快速靜態、多系統聯合網平差等GNSS新技術不僅理論研究趨于成熟，且已在一些測繪項目中應用，原有GPS靜態、單基站RTK等教學內容可能導致工程碩士研究生畢業后不能勝任GNSS工程任務；同時，在講座式授課方式下工學碩士研究生難以鍛煉計算機編程能力，開展GNSS理論算法或拓展應用研究，降低其創新能力。故有必要建立最新的、培養研究型與工程應用高素質人才的課程教學內容。此外，依據寧津生院士對“測繪工程”專業認證的論述，各高校應揚長避短，建設有本校特色的課程體系。碩士研究生課程教學內容在創新能力培養與實踐應用上也可考慮向本校優勢學科傾斜。

二、設計雙向、組合式教學內容

工學碩士教育以培養教學和科研人才為主，側重于研究能力的培養；工程碩士專業學位則強調工程應用，培養應用型、復合型高層次工程技術和工程管理人才[5]。研究生課程體系在研究生培養方案中處于核心地位，作為一門專業學位課程除強調理論學習外，創新思維與創新能力啟發與培養，及最新工程實踐技術傳授更具重要作用。

1.公共教學內容

工科專業學位課程基本原理與基本理論、與課程相關的當前理論與技術最新進展狀況，是碩士研究生必須掌握或了解的專業背景知識。《衛星大地測量基礎》碩士學位課程為2個學分共32個學時，此部分設置4～5次課，以講座方式介紹課程理論基礎與前沿內容，如圖1公共教學內容所示。無論工學碩士與工程碩士，還是有無本專業知識背景，此部分教學內容皆可起到入門或回顧，并激發與本課程內容相關的創新思考。

2.研究型教學內容

工科專業學位課程傳授的理論與技術其自身也存在不斷發展和變化的過程。算法研究與技術創新，一般離不開計算機輔助編程、計算與控制。工程中儀器設備改造與控制、觀測信號捕獲、測量數據采集、計算模型優化等都可成為研究生創新能力培養的研究方向。

偽距單點定位既是《衛星大地測量基礎》課程教學內容的一個綜合性知識點，也是GPS定位技術在工程領域中已廣泛進行應用創新的基礎，如旅行導航、物流行車優化、精細農業、安全防盜等等。對于工學碩士、具備相關專業背景知識的學生，利用Matlab、VC#、VB或Fortune等編程語言，參考GPS中間交換數據文件RINEX協議進行觀測數據的提取、解析、解譯與存儲，依次建立衛星軌道方程、偽距觀測方程等數值計算模型，從而逐步實現偽距單點定位，如圖1所示。以課外動手編程為主，課內輔導答疑為輔，設置5～6次課，構建形成性測試項目，既分散集中考核的壓力，又鍛煉了學生編程與數據處理能力。

3.工程任務型教學內容

提高碩士研究生實際操作能力、加強實際工程問題解決能力的培養，是當前國家擴大工程碩士研究生招生規模的動因。根據教育部的要求，工程碩士將逐步取代工學碩士成為研究生教育主體。購置國內外一流專業設備與數據處理軟件，參考現行國家標準與行業規范，培養研究生應用專業設備完成實際工程任務的能力，符合國家對工程碩士的培養要求。

GPS網約束（聯合）平差、網絡RTK定位等是《衛星大地測量基礎》課程主要理論與實踐教學內容。利用美國Trimble公司開發并發行的Trimble TGO/TBC、Trimble Data Transfer、Trimble Configuration Tools、Trimble Survey Controller等專業軟件，掌握GPS數據下載、RINEX數據格式轉換、Trimble 5800/R8接收機設置、GPS基線處理、GPS無約束平差和約束平差或聯合平差、網絡RTK測量與道路放樣等，培養能利用GPS專業設備與軟件進行GPS（快速）靜態定位、網絡RTK動態定位等工程應用實踐能力，將有利于提高工程碩士研究生的實際動手能力。此部分教學內容以課外自學軟件為主，課內輔導答疑、現場演示等為輔，設置5～6次課，構建形成性測試項目，如圖1所示。

參考文獻：

[1]教育部關于實施研究生教育創新計劃加強研究生創新能力培養進一步提高培養質量的若干意見. http：//www.moe.gov.cn，2005

[2]吳瑞林，王建中.研究性教學與研究生創新能力培養[J].學位與研究生教育，2013（3）：10-15

[3]The framework for higher education qualifications in England， Wales and Northern Ireland. The Quality Assurance Agency for Higher Education， UK. http：//www.qaa.ac.uk/， 2008

[4]北斗系統公布試運行服務性能. http：//www.beidou.gov.cn/

[5]劉惠琴，沈巖，雍翠菊.工程碩士研究生教育質量保證體系的構建與思考[J]. 學位與研究生教育，2004（10）：25-28