《导航理论与方法》课程教学研究与实践

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1、《导航理论与方法》课程教学研究与实践　　摘要：《导航理论与方法》是武汉大学为导航、制导与控制专业硕士研究生开设的一门专业必修课程。针对研究生的培养目标和特殊需求，从教学内容、授课模式、考核方式以及教学实践效果等方面进行研究，主要目的是了解基本的导航原理和技术，从中吸收科研思路和方法的精髓，并通过课程作业锻炼文献调研和科技文献写作的能力，为研究生其他课程的设置和教学模式提供一定的参考。　　关键词：导航；导航理论与方法；教学研究　　中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2014）51-0130-02　　一、引言　　导航是解决人、事件与目标相互位置间动态关系随时

2、间变化的科学、技术和工程实现问题。导航与人类出行、物流交通以及目标救助捕获等息息相关，涉及人类行为认知、社会发展、经济建设、国防军事及防灾救灾等方方面面的需求。人类导航技术的发展是伴随人类文明发展不断进步的，现代导航已经不仅仅是科学和技术，它已经发展壮大为多个产业。现代导航技术主要包括天文导航、无线电导航、惯性导航以及卫星导航等。经过几十年的发展，导航技术已经应用到测绘、智能交通、航空航海、资源调查、精密农业及防震减灾等许多领域[1-2]。7　　特别是美国全球定位系统GPS的建立，实现了人类全球、全天候、高精度的导航定位服务[3]。不仅只有GPS系统，还有俄罗斯的GLONASS系统、欧

3、盟的Galileo系统以及中国的北斗卫星导航系统，统称为全球导航卫星系统（GNSS）。2011年，我国导航产业市场规模超过500亿元，并且每年增长率超过30%～40%。预计2020年，中国导航市场产值将远远超过4000亿。因此，导航产业其市场潜力巨大，未来导航产业及其应用服务功能将进入井喷期[4]。　　为了普及导航基础知识，介绍不同导航技术的基本原理，萃取现有导航定位技术中蕴含的方法学精髓，武汉大学卫星导航定位技术研究中心特为导航、制导与控制专业研究生开设《导航理论与方法》这门课程。目前对于本科生课程的教学研究与改革方面，有许多学者进行了研究和探讨[5-7]，而对于研究生课程的研究相对

4、较少[8]。目前研究生的课程教学主要存在以下三个方面的问题：（1）同一专业的研究生通常具有不同的本科专业背景，例如，导航、制导与控制专业的研究生其本科专业有测绘工程、计算机、电子工程、通信工程、自动控制等。对于开设研究生专业课而言，往往很难起步一致，给课程设置带来困难。（2）研究生课堂教学方式单一化。目前的许多研究生专业课程教学中，仍然存在“填鸭式”、“满堂灌”7的教学模式，在教学活动中缺乏师生互动、学生参与等环节，未能充分调动学生的学习积极性，导致学生学习兴趣下降，达不到预期的教学效果。（3）教师和研究生教学应付化。国内许多教师由于科研业务繁忙，经常出差等原因，导致课堂教学准备不足，

5、不能精心备课，导致很多专业课内容乏味，学生收获甚少，导致学生的学习积极性下降。另外，研究生由于对课程设置不满意，对老师讲授的内容不感兴趣，最后采取随便应付的态度，从而形成了教师不能精心讲授、学生不能感兴趣地学习的不良局面。　　二、教学内容　　《导航理论与方法》课程设置为36个学时，主要讲授全球卫星系统导航定位技术[3]；惯性导航、组合导航与信息融合技术；车载导航、位置服务及室内定位技术三个方面的内容。在有限的学时内，结合研究生的本科专业背景，重点安排以下知识点：坐标系统与参考框架基本理论、卫星导航定位及定轨、惯性导航与组合导航、室内定位与基于位置服务（LBS）相关技术、天文导航与匹配导

6、航、以及卫星导航与地震学应用等。通过以上知识点的学习，使学生对导航技术及相关理论有一个大体的认识，同时掌握与自己研究方向密切相关的重要关键理论和方法。　　为了提高研究生自主科研能力，本课程还通过指导学生自主调研，深入了解和学习某个导航相关专题，自己查阅相关文献资料，完成课程研究报告并作课堂讲解。为了将专业课与研究生科研方向有机结合，课程研究报告的选题可以优先与自己的导师进行沟通，在得到导师认可和支持后确认选题。在导师没有具体要求的情况下，也可以基于个人研究方向和兴趣自由选择。为了让学生能打开思路，授课教师可以建议相关领域的一些研究主题引导学生进行选择和调研。例如：原子陀螺与加速度计原理

7、、生物导航技术原理、人体内的导航定位、人类导航技术发展的历史并对导航手段分类、月球上的导航定位手段、人类导航定位的死角等等。　　三、授课模式和考核方式7　　经过笔者调研发现，目前国内许多研究生课程的教学仍然存在教学模式单一化现象，在教学活动中缺乏师生互动、学生参与等环节，未能充分调动学生的学习积极性，导致学生学习兴趣下降，达不到预期的教学效果。因此，本课程力争改变学生被动学习的教学模式，在课堂上学生可以针对没有听懂的问题实时提问。教师也可以在讲