OBE理念下的GNSS原理及其应用课程思政教学研究

［摘 要］课程思政是全面提升人才培养质量、落实立德树人根本任务的重要途径。文章在分析GNSS原理及其应用课程思政教学现状的基础上，探讨基于OBE理念的课程思政教学模式及课程思政教学设计方法，通过课前预习、课中实施和课后拓展环节，利用多元化教学方法进行课程思政教育，引导学生在专业课程学习的同时潜移默化 地树立社会主义核心价值观，实现专业知识学习和思想政治教育同频共振。

［关键词］OBE理念；课程思政；教学模式；思政元素

［中图分类号］ G641 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）20-0094-04

近年来，随着党和国家对思政教育的高度重视，课程思政已成为全面育人的核心和关键[1]。GNSS（Global Navigation Satellite System）是全球导航卫星系统或全球卫星导航系统的简称，以我国的北斗卫星导航系统BDS、美国的GPS、欧盟的Galileo和俄罗斯的GLONASS等四大系统为代表。GNSS原理及其应用课程是《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》中规定的测绘类专业的专业核心课程。相关专业学者对该课程的课程思政进行了研究[2-4]，但从总体上看，课程思政建设效果还不理想，专业课教师对课程思政的理解还不够深入，对课程思政教学模式和融入方式的研究仍处于探索阶段。本文在分析本课程开展课程思政的优势和思政教学中存在的问题的基础上，研究并提出本课程基于OBE理念的思政教学模式。

一、本课程开展课程思政的优势

（一）大国重器优势——北斗卫星导航系统

2020年7月31日，习近平总书记宣布北斗三号全球卫星导航系统（BDS）正式开通运行。北斗卫星导航系统是我国立足国情、自主创新建设的全球卫星导航系统，具有核心技术自主研发、系统服务优质多样、系统组成创新引领等特点，是体现我国综合实力的国家重要时空基础设施和重器，可实现全球、全天候、高精度的导航、定位和授时，助力人类命运共同体构建，服务全球，造福人类。北斗卫星导航系统还具有以下特点：（1）空间段采用三种轨道组合，具有较强的抗遮挡能力。（2）采用多频点信号组合，服务精度高。（3）创新性地融合导航、通信功能，拥有全球短报文通信、区域短报文通信、星基增强、国际搜救、精密单点定位、地基增强等六大独具特色的服务。

对浩瀚宇宙的探索，是中华民族数千年来不断追求的梦想。从夜观“北斗”到建设与使用北斗卫星导航系统，从仰望星空到时空经纬，我国的北斗卫星导航系统作为大国重器，将在书写人类时空文明、中华民族伟大复兴、构建人类命运共同体等方面作出更大贡献。北斗卫星导航系统的建设，实践了从区域快速服务到逐步扩展为全球服务的具有中国特色的卫星导航发展路径，彰显了中国特色社会主义制度集中力量办大事的优越性，形成了“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代北斗精神[5]。测绘人是北斗卫星导航系统的重要建设者和使用者，北斗卫星导航系统建设和使用过程中蕴含多种类型的思政元素，为本课程开展课程思政提供了很好的条件。

（二）大国重器产业化及大国应用优势

在大国重器产业化应用方面，北斗卫星导航系统应用产业化发展已被纳入我国“十四五”规划。北斗卫星导航系统不断融入和赋能各行各业，已逐渐走进千家万户的日常生活，带来了显著的经济和社会效益。以2021年为例，我国的卫星导航与位置服务产业以年均复合增长率约20%的速度不断增长，总体产值已达到约4700亿元[6]。我国已形成模块、芯片、板卡、天线等完整型谱，导航定位算法、软件等已经完全实现自主掌控。国产导航定位芯片的出货量已达到亿级规模，国外相同类型的导航定位芯片均支持北斗卫星导航系统，北斗卫星导航系统逐步在全球范围内形成良性发展态势。

在大国应用方面，GNSS已经在测绘及相关工程建设领域得到广泛应用，比如雷神山、火神山医院建设，珠峰高程测量等，其相关工程应用中蕴含的工匠精神等典型案例成为本课程融入思政育人元素的有效载体。除了工程领域，GNSS还在其他应用行业领域全面覆盖，应用深度不断拓展。以北斗卫星导航系统为例，截至2022年6月，北斗终端在营运车辆的应用超过800万台，而在农林牧渔行业及公安系统的应用则分别达到130余万台和180余万台[6]，已经在城市管理、气象监测、应急减灾、通信授时领域加速规模化产业应用。同时，GNSS已进入智能手机、可穿戴设备等大众应用作业，卫星导航定位服务日均使用量突破千亿次。这些卫星定位在日常生活中的频繁应用，几乎与每个人的日常生活息息相关，这就为本课程将其融入课程思政教育提供了坚实的基础。

（三）课程实践育人优势

GNSS原理及其应用是一门实践性较强的课程，在课程实践环节，学生需要针对具体工程问题进行大量的沟通、协作才能圆满完成实习任务。例如，在静态控制测量实习中，需要参与实践的学生通过选点、埋设标志、同步观测、数据处理等环节的协作才能完成整个静态控制测量实践工作。提交合格的控制测量成果，在各环节需要大量的交流沟通、团结协作和针对具体问题的具体分析。再例如，外业观测过程能够进一步锻炼学生的动手能力以及吃苦耐劳、甘于奉献的精神，为实践教学融入课程思政元素提供了有效的手段。

二、本课程思政教学存在的问题

（一）部分授课教师对课程思政的理解和重视不够

近年来，虽然课程思政教育在高等教育中的重要作用得到不断重视，但是部分授课教师仍存在对课程思政的重视不够，缺乏将思政元素与专业内容进行有机结合的能力，难以完成高校立德树人的根本任务。

（二）部分授课教师对课程思政元素的挖掘与讲授不足

部分教师在课程的授课过程中，仍然存在对课程思政元素挖掘与讲授不足的现象。一方面，受到教师自身教学观念的影响，课程思政教育存在“两张皮”现象；另一方面，授课教师将大部分时间用于教学理论、实践及科研方面，缺少相关思想政治方面的学习和积累。除此之外，我国的北斗卫星导航系统仍在不断发展之中，将最新的北斗系统和北斗事例融入课程思政教学需要教师与时俱进。

（三）授课教师往往缺少将思政元素融入专业课的方法和经验

课程思政是近几年才提出的一种新的教学理念，教师往往缺少将思政元素融入专业课的方法和经验，他们将更多的时间花费在课程知识讲授和实践操作能力提升上，缺少提升思政育人能力的培训、实践和锻炼，难以使GNSS原理专业知识与思政元素有效统一和深度融合，存在思政元素与授课内容表面化、“两张皮”和生硬融入等问题，导致学生难以接受和认可这种教学模式，从而影响课程思政的效果。

三、OBE理念下的课程思政设计

（一）OBE理念

OBE（Outcome-Based Education）这一基于学习产出的教育模式注重学生的学习产出，重视学生的学习结果，要求教师对学生要达到的目标和能力有清楚的把握，选择有效的教学方式保证预期目标得以达成。

OBE理念强调学生的产出结果和主观能动性，鼓励学生主动参与学习，达成学习效果。基于OBE理念进行课程的思政教学设计，能够使思政教育效果和专业教育效果同步达成，实现专业素养提升和价值引领同频共振。它与传统教育模式相比具有以下优势：（1）能够加强学生思政教育，有利于实现知识教育和品德教育同步达成，引导学生树立正确的价值观，积极弘扬社会主义核心价值观，培养学生客观看待问题的思维。（2）以产出为导向，有利于提升学生在学习过程中的课堂参与感、主体地位和主动性，促进学生自主学习习惯的养成。（3）促进学生创新能力的培养，学生在主动参与学习的过程中会不断进行从学到思的转变，有利于学生加深对知识和思政元素的理解，增强学生创新的意识和能力。

（二）案例章节

1.案例章节及主题

本次设定课程内容中的第1章第2节《卫星定位系统的组成》为案例章节。本单元为课程的入门篇，起着培养学生课程自信、职业自信的重要作用。通过本节的教学，让学生了解卫星定位技术的发展、掌握卫星定位系统的组成；及时介绍北斗卫星导航系统的最新进展，增强学生的民族自豪感；让学生了解GPS方案的特点和优势；讲述中、美、俄、欧的空中较量，让学生了解北斗卫星导航系统的发展过程和“新北斗”精神，体会中国特色社会主义制度集中力量办大事的优越性。

2.案例教学目标

知识目标：（1）了解系统的基本概念。（2）理解全球卫星导航系统的基本概念和组成。（3）掌握全球卫星导航系统各组成部分之间的系统工作原理。

能力目标：通过全球卫星导航系统的组成、各组成部分协同工作原理的讲授，让学生理解整体和局部的关系，培养学生的系统思维和理性思维，强化学生的大局意识、合作意识。

素养目标：（1）通过对北斗卫星导航系统发展历程和北斗产业发展支持政策的解读，激发学生的民族自豪感，引导其树立远大的理想。（2）通过对卫星定位系统的学习，强化学生的行业自信和专业自信。

3.学情分析

（1）态度基础：通过课前预习学生已了解到，本课程是与现代测绘手段联系较密切的课程，相关知识在测绘及生活诸多领域都有应用，学生有相关学习需要和学习期待。（2）认知基础：课程开设于第五学期，学生前面已经学过数字地形测量学、大地测量学基础等课程，掌握了测绘基础知识，对卫星定位有基本的认知。（3）经验基础：经过课前测试，学生更关注GNSS本身，对四大定位系统及我国的北斗卫星导航系统等基本知识有较好的掌握，但普遍缺乏对系统组成及各系统协同工作原理的深层理解。（4）能力基础：通过课前对常规测定点位知识的测试发现，大部分学生能基本完成对测定点位方法的描述，具备初步的定位思维，但也有少部分学生专业基础偏弱，其学习有一定的难度，需要个性化的帮助。（5）思维特点：本专业学生思维活跃、反应迅速，但不敢挑战课本和权威，遇到问题往往浅尝辄止、缺乏深度思考，需要通过引导学生开展线上讨论、发课堂弹幕、撰写小论文等方式加以改进。（6）专业性格：不少学生性格腼腆，不喜欢表达，这虽然容易使课堂保持安静，但是也容易影响研讨互动的效果，需要通过组织发课堂弹幕、开展小组活动加以改善。（7）学习习惯：经过近几年的线上教学推广，学生已经逐渐适应了线上学习，但其自主学习习惯尚未养成，仍需要长期激励和有效监督。（8）教材解读：教材本单元主要介绍卫星定位系统组成，包括各部分组成及协同工作原理等内容，但缺少系统工程、空间星座设计依据以及前沿知识。因此，需要增加国家发展改革委关于推动“十四五”北斗产业发展等的政策解读以及对系统工程、卫星设计依据等知识的讲解。

（三）教学方法

1.设置明确的、逐层进阶的分层教学目标

通过微课视频、教材和拓展阅读，让学生了解卫星导航系统组成，理解各组成部分的工作原理，达成“记忆”“理解”等基本目标；通过教师引导、学生讨论，完成北斗卫星导航系统设计、Galileo卫星导航系统故障等高阶问题的分析，提升学生的问题分析能力和知识综合应用能力，达成“分析”“应用”等高阶目标；通过资料查阅、政策解读等分组任务，提升学生的设计分析能力、沟通表达能力和综合素质，达成“评价”“创造”等拓展目标。

2.充分利用信息化手段，开展线上线下混合式教学

利用部署在超星学习通平台的微课视频、课前讨论、调研提纲、拓展阅读等线上教学资源，可为不同基础的学生提供个性化教学服务。

课前，学生通过线上平台完成知识点的学习和课前测，教师通过线上平台掌握学生理解误区和思想现状，以便课上精准施教。课中，学生带着问题进课堂，教师从案例导入，剖析重点难点，通过师生研讨探索、小组合作展示，实现“线上学习硬知识，线下培养软实力，思政水平和能力同步提升”。课后，学生通过资料查找和线上讨论，对思维整理和思政内容进行进一步思考，把所学知识应用起来，将专业知识和专业素养内化于心。

3.设置个性化自我参照标准和达成性评价指标体系