導航專業課程群實驗實踐智慧教學探討

張 玲 許 睿 熊 智 賴際舟 李榮冰 呂 品

（南京航空航天大學自動化學院 江蘇·南京 211106）

0 引言

導航定位技術是現代科學技術中涉及傳感器測試、導航定位、組合濾波等多門學科的重要技術。隨著科學技術的不斷發展，人們對動態載體運動目標（導彈、飛機、衛星、坦克、車輛、艦船等）的跟蹤精度和可靠性要求越來越高，依賴單一傳感器、單一技術進行的導航與跟蹤控制已不能滿足需要，于是出現了多傳感器、多學科交叉的組合導航學科群。我國在導航定位技術方面的發展相對落后，為了適應導航定位技術迅猛發展的現狀，滿足該領域對高水平創新人才的需求，加強導航定位技術領域的專業課程建設將具有及其重要的現實意義。

與通用課程相比，導航定位技術專業課程群具有理論性強、抽象復雜的特色，如果僅依靠有限時間內課堂理論知識講授的方式進行教學，將很難獲得理想的教學效果，加上疫情影響，線上教學的開設也對課堂教學、實踐教學的效果提出了更多的挑戰和考驗。針對此，本文擬結合目前已有的教學條件，通過智慧課堂與騰訊會議兩種網絡方式相結合，開啟智慧教學，將導航定位課程群的網絡化教學，打造成理論與實踐交叉結合的智慧型教學示例，更好地培養導航領域的專業特色人才的更強、更專、更實用的課程。

1 智慧教學模式研究與實踐

雨課堂由學堂在線與清華大學在線教育辦公室共同研發，將課前-課上-課后的每一個環節都聯系在一起，將復雜的信息技術手段融入到PowerPoint和微信中，帶有MOOC視頻、習題、語音的課前預習課件可以通過雨課堂推送到學生手機，師生也可通過課堂上實時答題、彈幕互動等及時反饋，為傳統課堂教學師生互動提供了完美解決方案。

圖1：導航課程群理論與實踐智慧教學模式

結合“雨課堂”智慧課堂軟件以及微信群功能，根據所授課程性質，逐步將各門課程的教學模式、課件、作業等進行“雨課堂”化。根據在線授課的任務要求，運用“雨課堂”的在線分組、在線提交和顯示答案的功能，實現組內與組間的課堂討論，提高討論課程的學生參與度。針對專業選修與必修課知識點多，專業理論較難理解的特點，在適當分組討論的基礎上，增加課堂測試環境，及時了解學生對課堂內容的掌握情況，并顯著提高學生的課堂聽課率，在課后通過“通知”的方式推送擴展閱讀材料，延伸課堂內容，通過“在線測試”功能布置和批改作業，以及推送課程調查問卷。

結合《傳感器與檢測技術》&《定位與導航系統》課程實驗、《傳感器與檢測技術》課程設計，同時采用“雨課堂”、騰訊會議、微信群進行教學，微信群里針對實驗與實踐教學的內容，發布一些相關的背景資料供參考學習，同時在雨課堂中發布課件資料，和預習通知（見圖2）。

在授課過程中，在課件中利用“雨課堂”穿插部分課堂練習，一方面及時了解學生對于一些重要知識點的理解情況，另一方面可以將學生注意力拉回課堂，使其必須認真聽課堂每部分內容的介紹。此外，針對課堂錯題較多的內容，會給更多一些的講解，并可以展示每位學生具體答題的情況，經過一段時間的示范展示，提高了學生答題的規范與準確率。通過抓住學生課堂每一分鐘的時間，提高了上課效率。在課后的調查問卷里，也可以反映出學生的上課壓力，并觸動他們對上課的重視（見圖3）。

在授課結束后，利用“雨課堂”考試卷功能，布置與每章課程內容、課程實驗相關的作業，并限定答題時間和提交時間。與課堂練習不同，課后作業綜合性更強，雙限時可以督促學生及時復習，并按時完成和提交作業，從提交時間、完成數量和質量上可以快速了解學生水平，同時線上改作業的時間也更自由，可以隨時隨地批改。通過制作調查問卷，利用“雨課堂”的投票和開放性問題，可以實現調查問卷功能，并能及時反饋與保存，可在每次課程后發給學生，從而更及時地發現自己教學的不足，進行改進。

圖2：利用雨課堂進行資料分享、習題發布的情況

2 智慧課堂教學效果分析與思考

圖3：課堂隨堂練習情況

結合對導航專業課程群理論與實驗實踐教學的改革思考，以《傳感器與檢測技術》和《定位導航系統》專業基礎課程為核心，通過雨課堂與騰訊會議相結合的在線網絡授課模式的探索，為專業課程群的組合式授課提供新的思路。從教學效果來看，學生表現出的學習熱情和主動性顯著提高，通過不斷的背景資料共享與定期的課程回顧與檢測，學生的探索求知欲受到了很大的激發，課前、課中及課后的學習參與度也得到了很好的改善，課堂不再是任課教師的獨秀，而更多的是所有學生的互動討論，學習的內容、形式、效果都有了很大程度的改善，完全從以前對知識的被動接收轉變為自發的主動思考，特別是在線小測驗的互動環節，學生的積極性和參與度得到了顯著提高，對新知識點的理解通過不斷的測驗、討論，也優于傳統課堂的教學效果。

但是在智慧教學中也會遇到一些問題值得思考：

（1）學生在課堂中參與討論的答案，是否通過獨自思考？對課堂內容的學習效果是否真實反映？

（2）不參與教學活動的學生是否在網絡端認真學習和思考？這些過程難以把控。

因此，如何通過智慧課堂，優化教學資源，構建一個豐富的知識框架體系，促進線上線下組合教學的優良改進，提高課程群的教學效果，需要長期的探索和改進。