基于應用型人才培養模式的《GPS基本原理》課程改革探究

付國燕

基于應用型人才培養模式的《GPS基本原理》課程改革探究

付國燕

文章分析了《GPS基本原理》教學存在的問題，以及由教材建設、教師隊伍建設、教學模式優化等三個方面提出了基于應用型人才培養模式的《GPS基本原理》課程改革對策，旨在培養應用型的GPS專業優秀人才。

在我國的三大信息產業中，衛星導航是其中之一，并且當今國內在積極地發展自主性的衛星導航系統，這進一步增加了對衛星導航專業人才的需求。高校需要結合課程的特色與社會的需要，有目的性地優化教學知識，不但重視講解衛星導航知識，而且重視講解基于GPS的衛星導航關鍵技術與系統知識，即重視培養應用型的人才，從而跟當今不斷發展的衛星導航事業相符合。

《GPS基本原理》教學存在的問題

教材知識的單一性。關于GPS的教材，在早期絕大多數是對國外信息資料與教材的翻譯，由于測繪專業較早設置了GPS課程，因此測繪專業的教師編寫了大部分的教材內容。這樣一來，盡管給國內的GPS技術人才的培養和測繪專業做出了貢獻，可是面臨教材比較單一的不足。

缺少教師力量。基于不斷進步的GPS測量定位技術影響下，該技術應用行業持續延伸，在測繪專業中具備充實的GPS測繪應用方面的教師力量。然而，GPS不是一個學科，而是一種技術。為此，當前國內缺少GPS技術的專門高校。教師中很少有研究GPS等衛星導航定位技術的人才，當前深入研究GPS技術的高校是國防科技大學、北京航空航天大學等，這個導致國內嚴重缺少切實進行GPS技術教學的教師。（孫蘭萍,李聲鋒,馬龍,張斌. 基于應用型創新創業人才教育培養的課程考核與學業評價方式改革探究[J]. 廣東化工,2017,(08):253-254+260.）

基于應用型人才培養模式的《GPS基本原理》課程改革對策

注重建設教材。當前應用的主導GPS教材是測繪應用型與概論型。一般的GPS基本原理教材有助于講解GPS常識、拓展學生的知識面、提高學生的綜合素質，其跟學生的選修課相適應。測繪專業的教師編寫的GPS測量理論跟測繪專業的學生相適應，然而也面臨一味注重測繪應用，不重視GPS定位技術的不足之處，沒有對GPS技術的原理進行深入地分析，未曾體現出固有技術的發展程度與一些重要的核心技術。針對專門進行GPS接收機研發與專業系統研發的學生來講，并不是非常適用。為此，能夠結合GPS專業的需要與特點，安排教師編制一致性的富有特色的教材。模塊化、分層次地編寫GPS原理、GPS應用、GPS技術等內容，讓教師自主地選用需要講解的知識。結合該課程的特色，有效地統一通俗易懂與理論難度，不但重視前沿發展，而且關注應用實踐。（李林楗. 淺析GPS測繪技術[J]. 黑龍江科技信息,2016,(04):4.）

對于導航方面的專門人才，需要設置接收機基帶信號處理的核心技術與GPS信號體制，像是針對偽隨機碼擴頻信號進行跟蹤、捕捉、解碼，且增加仿真實驗過程。值得欣慰的是，基于不斷發展的GPS技術，我國編寫的教材《GPS原理與仿真》跟導航專業的學生更加適宜。

注重建設教師隊伍。應當在學科建設中首先注重教師隊伍建設，注重教學溝通，特別是培養青年教師，實現教師隊伍科研水平與教學能力的提升，以使教師隊伍既育人又教書、教學能力提升、站在學科發展的最前沿。并且，注重培養技術骨干教師，以使其帶領本校GPS專業的發展。當前我國已經在中長期的發展規劃中納入二代導航，在激勵教師參與分析關鍵科研前沿項目的基礎上能夠提高高校該專業學科的地位。除此之外，需要安排教師參與“新產品新技術成果展示會”、“專家論壇”、“衛星導航技術創新和進步”等，從而明確國內導航領域及其技術的發展現狀，實現視野的拓展與教學高度的提升。

注重優化教學模式。因為GPS技術牽涉到比較廣的內容、技術理論較深，并且其也在持續地豐富內容，所以高校需要根據自身的實際現狀與專業特點組織研究該課程，從而實現教學水平的持續提升。在教學設計環節，課程知識需要有效地統一通俗性與前瞻性、應用實踐與理論分析，重視教學過程中設計的層次，確保教學知識能夠結合講解的對象要求加以選用而成為一體化，能夠實現各個專業教學需要的GPS技術，有著普遍的適應性。

重視“三位一體”的實踐教學，即統一生產、科研、教育，在建設課程中重視設計實踐教學內容與科學組織教學知識，并且融入有關的生產成果與科研成果，以使學生在實踐的過程中靈活地應用掌握的內容，切實提升學生分析、發現、處理問題的技能。（李念良,李望國. 基于應用型人才培養的高校課程考核改革探究[J]. 科教導刊(上旬刊),2013,(09):14-15.）

對于培養導航專業人才來講，一是需要逐步地介紹GPS的基本原理，且囊括GPS的一些核心技術。三球交會原理是GPS定位的最基本的幾何理論，對GPS接收機衛星距離進行測量的基礎上來測量接收機位置。GPS的測量信號是衛星發射的直接序列擴頻通信信號。為此，接收機的核心技術是接收處理導航信號。針對導航專業來講，需要主要介紹GPS偽距測量和信號處理等主導知識。二是有效統一實踐和理論。在教學課堂上介紹GPS基本原理、信號結構、接收機處理等技術，需要注重學生的理解與掌握。像是能夠強化GPS信號仿真實驗過程，能夠結合MATLAB工具進行GPS基帶信號處理與信號仿真等過程的編程實驗，這非常有利于學生掌握偽碼測距。且向學生介紹科研成果，實現教學知識的豐富，對學生的實訓與實驗過程進行有效地指導。三是合理地應用多媒體教學方式。GPS基本原理牽涉到非常多抽象的概念、動態過程、空間概念等，這有別于涵蓋很多推導公式的課程“信號與系統”。由于傳統的教學模式難以在學生前清楚地呈現著一系列的過程及其概念，而應用多媒體教學模式能夠使學生的體會更加直觀化和形象化，從而實現理想的教學效果。

總而言之，對于當今《GPS基本原理》課程的教學實際情況，為了跟導航專業人才培養的要求相符合，需要注重建設教材、注重建設教師隊伍、注重優化教學模式等。只有如此，才可以真正地培養大量優秀的應用型GPS專業的人才。

（作者單位：河南師范大學新聯學院）