導(dǎo)航專業(yè)課程群實(shí)驗(yàn)實(shí)踐智慧教學(xué)探討

張 玲 許 睿 熊 智 賴際舟 李榮冰 呂 品

（南京航空航天大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 江蘇·南京 211106）

0 引言

導(dǎo)航定位技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中涉及傳感器測(cè)試、導(dǎo)航定位、組合濾波等多門學(xué)科的重要技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)動(dòng)態(tài)載體運(yùn)動(dòng)目標(biāo)（導(dǎo)彈、飛機(jī)、衛(wèi)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(shù)進(jìn)行的導(dǎo)航與跟蹤控制已不能滿足需要，于是出現(xiàn)了多傳感器、多學(xué)科交叉的組合導(dǎo)航學(xué)科群。我國(guó)在導(dǎo)航定位技術(shù)方面的發(fā)展相對(duì)落后，為了適應(yīng)導(dǎo)航定位技術(shù)迅猛發(fā)展的現(xiàn)狀，滿足該領(lǐng)域?qū)Ω咚絼?chuàng)新人才的需求，加強(qiáng)導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)課程建設(shè)將具有及其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

與通用課程相比，導(dǎo)航定位技術(shù)專業(yè)課程群具有理論性強(qiáng)、抽象復(fù)雜的特色，如果僅依靠有限時(shí)間內(nèi)課堂理論知識(shí)講授的方式進(jìn)行教學(xué)，將很難獲得理想的教學(xué)效果，加上疫情影響，線上教學(xué)的開設(shè)也對(duì)課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)的效果提出了更多的挑戰(zhàn)和考驗(yàn)。針對(duì)此，本文擬結(jié)合目前已有的教學(xué)條件，通過智慧課堂與騰訊會(huì)議兩種網(wǎng)絡(luò)方式相結(jié)合，開啟智慧教學(xué)，將導(dǎo)航定位課程群的網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)，打造成理論與實(shí)踐交叉結(jié)合的智慧型教學(xué)示例，更好地培養(yǎng)導(dǎo)航領(lǐng)域的專業(yè)特色人才的更強(qiáng)、更專、更實(shí)用的課程。

1 智慧教學(xué)模式研究與實(shí)踐

雨課堂由學(xué)堂在線與清華大學(xué)在線教育辦公室共同研發(fā)，將課前-課上-課后的每一個(gè)環(huán)節(jié)都聯(lián)系在一起，將復(fù)雜的信息技術(shù)手段融入到PowerPoint和微信中，帶有MOOC視頻、習(xí)題、語(yǔ)音的課前預(yù)習(xí)課件可以通過雨課堂推送到學(xué)生手機(jī)，師生也可通過課堂上實(shí)時(shí)答題、彈幕互動(dòng)等及時(shí)反饋，為傳統(tǒng)課堂教學(xué)師生互動(dòng)提供了完美解決方案。

圖1：導(dǎo)航課程群理論與實(shí)踐智慧教學(xué)模式

結(jié)合“雨課堂”智慧課堂軟件以及微信群功能，根據(jù)所授課程性質(zhì)，逐步將各門課程的教學(xué)模式、課件、作業(yè)等進(jìn)行“雨課堂”化。根據(jù)在線授課的任務(wù)要求，運(yùn)用“雨課堂”的在線分組、在線提交和顯示答案的功能，實(shí)現(xiàn)組內(nèi)與組間的課堂討論，提高討論課程的學(xué)生參與度。針對(duì)專業(yè)選修與必修課知識(shí)點(diǎn)多，專業(yè)理論較難理解的特點(diǎn)，在適當(dāng)分組討論的基礎(chǔ)上，增加課堂測(cè)試環(huán)境，及時(shí)了解學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的掌握情況，并顯著提高學(xué)生的課堂聽課率，在課后通過“通知”的方式推送擴(kuò)展閱讀材料，延伸課堂內(nèi)容，通過“在線測(cè)試”功能布置和批改作業(yè)，以及推送課程調(diào)查問卷。

結(jié)合《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》&《定位與導(dǎo)航系統(tǒng)》課程實(shí)驗(yàn)、《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》課程設(shè)計(jì)，同時(shí)采用“雨課堂”、騰訊會(huì)議、微信群進(jìn)行教學(xué)，微信群里針對(duì)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容，發(fā)布一些相關(guān)的背景資料供參考學(xué)習(xí)，同時(shí)在雨課堂中發(fā)布課件資料，和預(yù)習(xí)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(xí)，一方面及時(shí)了解學(xué)生對(duì)于一些重要知識(shí)點(diǎn)的理解情況，另一方面可以將學(xué)生注意力拉回課堂，使其必須認(rèn)真聽課堂每部分內(nèi)容的介紹。此外，針對(duì)課堂錯(cuò)題較多的內(nèi)容，會(huì)給更多一些的講解，并可以展示每位學(xué)生具體答題的情況，經(jīng)過一段時(shí)間的示范展示，提高了學(xué)生答題的規(guī)范與準(zhǔn)確率。通過抓住學(xué)生課堂每一分鐘的時(shí)間，提高了上課效率。在課后的調(diào)查問卷里，也可以反映出學(xué)生的上課壓力，并觸動(dòng)他們對(duì)上課的重視（見圖3）。

在授課結(jié)束后，利用“雨課堂”考試卷功能，布置與每章課程內(nèi)容、課程實(shí)驗(yàn)相關(guān)的作業(yè)，并限定答題時(shí)間和提交時(shí)間。與課堂練習(xí)不同，課后作業(yè)綜合性更強(qiáng)，雙限時(shí)可以督促學(xué)生及時(shí)復(fù)習(xí)，并按時(shí)完成和提交作業(yè)，從提交時(shí)間、完成數(shù)量和質(zhì)量上可以快速了解學(xué)生水平，同時(shí)線上改作業(yè)的時(shí)間也更自由，可以隨時(shí)隨地批改。通過制作調(diào)查問卷，利用“雨課堂”的投票和開放性問題，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)查問卷功能，并能及時(shí)反饋與保存，可在每次課程后發(fā)給學(xué)生，從而更及時(shí)地發(fā)現(xiàn)自己教學(xué)的不足，進(jìn)行改進(jìn)。

圖2：利用雨課堂進(jìn)行資料分享、習(xí)題發(fā)布的情況

2 智慧課堂教學(xué)效果分析與思考

圖3：課堂隨堂練習(xí)情況

結(jié)合對(duì)導(dǎo)航專業(yè)課程群理論與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的改革思考，以《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》和《定位導(dǎo)航系統(tǒng)》專業(yè)基礎(chǔ)課程為核心，通過雨課堂與騰訊會(huì)議相結(jié)合的在線網(wǎng)絡(luò)授課模式的探索，為專業(yè)課程群的組合式授課提供新的思路。從教學(xué)效果來看，學(xué)生表現(xiàn)出的學(xué)習(xí)熱情和主動(dòng)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(cè)，學(xué)生的探索求知欲受到了很大的激發(fā)，課前、課中及課后的學(xué)習(xí)參與度也得到了很好的改善，課堂不再是任課教師的獨(dú)秀，而更多的是所有學(xué)生的互動(dòng)討論，學(xué)習(xí)的內(nèi)容、形式、效果都有了很大程度的改善，完全從以前對(duì)知識(shí)的被動(dòng)接收轉(zhuǎn)變?yōu)樽园l(fā)的主動(dòng)思考，特別是在線小測(cè)驗(yàn)的互動(dòng)環(huán)節(jié)，學(xué)生的積極性和參與度得到了顯著提高，對(duì)新知識(shí)點(diǎn)的理解通過不斷的測(cè)驗(yàn)、討論，也優(yōu)于傳統(tǒng)課堂的教學(xué)效果。

但是在智慧教學(xué)中也會(huì)遇到一些問題值得思考：

（1）學(xué)生在課堂中參與討論的答案，是否通過獨(dú)自思考？對(duì)課堂內(nèi)容的學(xué)習(xí)效果是否真實(shí)反映？

（2）不參與教學(xué)活動(dòng)的學(xué)生是否在網(wǎng)絡(luò)端認(rèn)真學(xué)習(xí)和思考？這些過程難以把控。

因此，如何通過智慧課堂，優(yōu)化教學(xué)資源，構(gòu)建一個(gè)豐富的知識(shí)框架體系，促進(jìn)線上線下組合教學(xué)的優(yōu)良改進(jìn)，提高課程群的教學(xué)效果，需要長(zhǎng)期的探索和改進(jìn)。