例谈课程教学《GNSS定位原理与应用》

1. 引言

随着测绘技术手段不断创新，作为重要技术方式的GNSS的内容也随之迅速更新。中国北斗卫星导航系统运行成功，代表中国建成了自己的“天眼”。从GNSS发展趋势看，未来GNSS领域将进行更深入的一体化进程，因此GNSS相关课程的重要性越发凸显。大连理工大学城市学院将原有课程《GPS定位原理及应用》更名《GNSS定位原理及应用》，课程教学将紧跟现今发展，体系设置更加合理，内容更加完善[1]。

2.课程设置

大连理工大学城市学院注重理论性、实践性双型人才培养，实行“3+1”制，让学生有时间走出校门，但这导致课程学时也相应变化。如何在有限的学时内发挥更大的教学作用，教学改革措施是学校教师探索的内容。

2.1 课程主要问题

我校测绘专业历史不悠久，从教学质量、实践效果、课程需求考量，存在以下问题[2]：

⑴GNSS是发展中学科，授课学时无法满足教学要求；⑵GNSS相关教材都非近三年新教材，不能满足涵盖经典和最新技术的教学目的；⑶及时更新教学内容。教师需要与时俱进，补充并更新教学理念；⑷更新教学手段，需注意其使用比例，防止顾此失彼；⑸实践基地单一，实验设备不足。目前基地都非综合性基地，设备数量不足、老化且单一；⑹考核方式简单。为单一3：7比例，无法考核学生真实水平。

2.2 教学改革措施 2.2.1 教学课时、教材选取

GNSS是不断发展的新型技术，涵盖内容也不断丰富，原教学安排无法满足需要，需更改理论、实践学时适应人才需求。学校对教材选用重视，选取理论清楚、结构完整、公式规范的教材，选取徐绍铨《GPS测量原理及应用（第三版）》、徐爱功《全球卫星导航定位系统原理与应用》及李征航《GPS测量与数据处理（第

二版）》，徐绍铨版作讲授，另两版辅助，内容均深入浅出并有相同的部分，可方便知识衔接，适用40学时左右教学。

2.2.2 课程内容调整

课程教學为36学时，从单一GPS到现代GNSS，将BDS及其他导航系统纳入教学体系是必要的。若只循规蹈矩的讲授，未根据学生知识储备情况调整，将致知识脉络不清晰，对知识模棱两可，无法准确学习其内涵。

考虑GNSS与大地测量学有重复内容，采用同名教师授课，可更好把握课程的衔接，如GNSS中省略坐标系统、时间系统等，改在《大地测量学基础》表述，缓解学时，避免知识重叠；为后续实习提供保障。因此合理设置课程内容，有效联系和整合，实现有限学时、更多内容的目标[4]。

2.2.3 优化、丰富教学手段

《GNSS定位原理及应用》应用广泛，知识点更新快，仅板书作教学手段，令一些内容未能形象展现，无法表达四维概念，影响宏观理解，因此在传统手段上加入CAI等现代教育技术，取长补短，改善教学效果[5]。通过“黑板+粉笔”完成演算部分（如观测值组合），可加深理解和互动。采用多媒体课件，展示图片、三维影像、动画效果的教学模块，形象表述如卫星分布、测距原理等难度高的内容，增强感官认识，演示数据处理软件（如GNSSadj、TBC等），涵盖数据预处理、基线向量解算等过程。优化授课方式，丰富教学手段，节省学时增加信息量，提高教学效果，但这也加大教师、学生对其依赖，把握二者的适用内容和使用比例至关重要。

2.2.4 加强实践教学

学校开展测绘专业时间不长，建立了校内、校外实践基地。设立数字化实验室，配65台计算机，提供数据处理平台；建立南方单基站CORS，并联测完成平差计算，为实践教学和教学研究提供有利条件[6]。

理论授课间配课内实验（12学时），令学生熟悉GNSS设备，利用CORS系统完成实验，熟练掌握操作技能，包括静态测量、数据处理等。但教师人数、设备数量有限，采用小组为单位，课前详细教授各组长，课间教师、组长协作教授每位学生，设备组内轮流使用，力争都可熟练操作和掌握。

理论授课后配控制测量实习和GPS实习，为期两周。将分散内容整合，把实际工作缩放至实习，复习外业测量，掌握内业数据处理。放开学生走出校门，

自己完成整套连续作业，进行真实现场工作，实现“精外业测量，会数据处理”的目标，培养理论与实践都过硬的合格学生。

除传统方式外，也需将新鲜事物引进[7]：①加强实验室建设，购买新仪器，但相对困难；②与厂商、经销商联系，邀请技术人员携仪器来校，现场讲解；③向技术处获取最新资料，及时介绍不与社会脱节；④注册测绘师制度2007年建立，加入案例分析环节，巩固教学，开拓视野；⑤实验室开放式教学，提供课下学习时间，高效利用资源。

2.2.5 改善考核机制、提高积极性

GNSS课程为“平时成绩：期末成绩=3：7”。期末成绩考查理论知识，并加入案例分析试题[8]，平时成绩含考勤、作业、测验，考核实习态度、作业情况、仪器熟练程度。集中实习单独考核，以“出勤：收集资料和调研：分析讨论=2：4：4”比例计算。外业以数据质量、观测手簿等为指标，内业以技术报告、数据解算等为指标，但部分学生敷衍了事，教师也只能批阅报告，对实习状况不清，难以准确定量分数。为提升学生关注度设答辩环节，随机提问，并抽取2-3名同学演示数据处理，以期考核外业时也能对内业掌握做到心里有数，为实践改革打好基础。

结论

《GNSS定位原理与应用》是“理论性+实践性+应用性”很强的复合性课程，定位技术成果已走进千家万户，是测绘领域必要的应用工具，也为科学研究提供了重要的技术手段。通过教学改革探索，完善教学内容，合理设置教学体系，完善教学方法，丰富教学手段，加大实践教学设计力度，增强基地建设，最大化利用实验室资源，并培养学生科学文献的检索能力，及时了解GNSS领域最新技术，达到提高教学质量的目的，力求培养出懂理论、精实践、具有社会竞争力的复合人才。

参考文献

[1]郭敏，李天子，李春意.《GNSS原理及应用》课程的教学改革探索[J].测绘科学，2013，38（4）：207-208.

[2]邓华梅，王瑞.测绘专业《GPS测量原理及应用》[J].许昌学院学报，2014，33（5）：143-145.