“北斗导航原理及应用”课程思政的教学探索

魏浩翰，郑加柱，陈 健

(南京林业大学 土木工程学院，江苏 南京 210037)

0 引 言

课程思政是当前社会大变革、文化大繁荣的时代背景下，党和国家加强人才培养和思政教育的创新探索。通过将思政课程与课程思政有机结合，构建“全员、全过程、全方位”的三全育人格局，可有效缓解思政课程与专业知识脱节的孤岛效应，激活大学生的内在创新动力[1-2]。在高校本科教学活动过程中，需要主动把课程思政融入教书育人的各个环节，将知识传授、能力培养和社会主义核心价值观的传递相结合，既培养学生专业知识技能，同时培养学生科学素养与爱国自信情怀协同发展，帮助学生树立正确世界观、人生观和价值观。

北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS，简称“北斗系统”)是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，不仅具有战略层面的意义，而且在服务民生、服务国民经济方面扮演重要角色，是我国攀登科技高峰、迈向航天强国的重要里程碑，更是在新形势下具有实现中华民族伟大复兴的重大意义。目前，北斗系统已形成由基础产品、应用终端、应用系统和运营服务构成的完整产业链，已在国家关键行业和重点领域标配化使用，在大众消费领域实现规模化应用。

北斗卫星导航系统作为国家重大战略，军民融合的重要产业支撑，其理论及技术涵盖数学、物理、卫星导航、信息与通讯、人工智能等多个学科，其应用更涉及诸土木、水利、地学、通讯、交通运输、公共安全、农林牧渔等多个领域，是学科交叉、学科融合、高新技术开发与应用的产物。在此背景下，以南京林业大学为例，“北斗导航原理及应用”课程作为通识教育环节面向学校理学、工学和林学类本科生开设。在介绍北斗导航原理、技术、应用等课堂知识的同时，有必要主动把课程思政融入课程教学的各个环节，挖掘课程思政元素与资源，设计课程思政的映射与切入点，提高育人意识、发挥课堂育人主渠道功能。

1 北斗导航原理及应用课程思政的必要性

不同学科、不同专业、不同课程的课程内容、特点和思维方法存在显著差异，作为通识教育环节的“北斗导航原理及应用”课程，其授课对象是我校理学、工学和林学等不同专业的本科生。在教学过程中开展课程思政的必要性主要体现在以下几个方面：

(1)完善教学体系的现实需求

在学科交叉、学科融合的时代背景下，教育部等八部门于2020年发布《关于加快构建高校思想政治工作体系的意见》，强调“全面推进所有学科课程思政建设，统筹课程思政与思政课程建设，构建全面覆盖、类型丰富、层次递进、相互支撑的课程体系。重点建设一批提高大学生思想道德修养、人文素质、科学精神和认知能力的公共基础课程”。以南京林业大学测绘工程专业为例，专业培养方案的课程设置中思政类课程学分仅占总学分的10%左右。思想政治理论课呈现“孤岛化”窘境，思政类教师陷入“单兵作战”的困境，思政教育与专业教育“两张皮”的脱节现象[3]。此外，结合课程建设的实际需求，课程主讲教师也要满足课程思政的改革和推进，主动提升教师思政意识和思政素养。因此，从教育主管部门的政策和学校实际校情分析，均需要从“思政课程”过渡到“课程思政”，逐步构建整体的教学体系。

(2)工程教育认证的达成需求

工程教育认证是国际通行的工程教育质量保障制度，已经逐步成为当前我国高等教育的一项合格性评价工作，强调工科专业人才培养质量达到行业提出的基本质量标准要求[4]。在工程认证的背景下，结合各专业培养目标和课程内容教学目标，需要设置德育教学目标，把思政教育元素有机融入到课程教学各个章节中，是目前课程改革的迫切需求。

“北斗导航原理及应用”作为一门全校公选的通识类课程，授课对象是来自不同专业的学生。虽然各个工科专业的培养目标和毕业要求不尽相同，但是在工程教育认证体系中有其共性。例如：“培养目标”应体现德智体美劳全面发展的社会主义事业合格建设者和可靠接班人的培养总目标；“环境和可持续发展”要求学生必须建立环境和可持续发展的意识；“职业规范”需体现学生具有人文社会科学素养、社会责任感；“个人和团队”要求能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。从中可以看出，工程教育认证的培养目标和毕业要求所强调的科学思维、职业素养、可持续发展等内容，与课程思政的目标不谋而合，其实质是辩证唯物思维、科学发展观、社会责任感、道德与法制、团队合作等在工程中的重要体现与应用[2]。

(3)“北斗导航原理及应用”课程教学的内在需求

北斗系统自2020年7月全面建成并提供全球服务以来，已在多个领域得到广泛应用，包括时空基准、坐标框架维持、交通运输、公共安全、农林牧渔、气象预报、电力调度、救灾减灾等，并已产生显著的经济效益和社会效益。在课堂教学中引入课程思政，通过情境创设和现实体验，让课堂知识更有温度，更具有人文情怀，增加课堂的亲和力、吸引力和趣味性，引发学生理论知识、人文情感和实际行为产生共鸣。特别是北斗导航系统作为我国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统，与学生产生共鸣具有先天的优势，利用这些优势在课堂上打通与各知识点相关的家国情怀、法律意识、政治认同、创新意识、安全意识、环境保护及可持续发展等课程思政元素，达到润物细无声的授课效果。

2 北斗导航原理及应用课程思政教学现状及优势

2.1 专业教师缺乏课程思政教学意识

由于任课教师一直以来从事导航定位理论与应用的教学与科研工作，思维局限于专业课程的理论与实践教学，在思想观念上还未能及时主动把专业理论教学与课程思政元素有机结合，思政教学理论与经验缺乏。特别是当代大学生知识面广、思维活跃、兴趣爱好广泛，如果任课教师还凭传统的说教方式进行课程思政教学，则难以在课程教学过程中将课程知识点、课程思政、学生客观情况有机结合在一起而流于表面。因此，任课教师有必要从政治思想觉悟和自身思政教学水平两方面进行提高。

教师的政治思想觉悟方面，要意识到“教师不能只做传授书本知识的教书匠，要成为塑造学生品格、品行、品味的‘大先生’”“教师承载着传播知识、传播思想、传播真理，塑造灵魂，塑造生命的时代重任”[5-6]。课程思政建设再次强调教师不仅传播知识，更需要从思想上传播真理、塑造灵魂，为实现中华民族伟大复兴注入强大的精神力量和思想保障；同时，课程思政建设也再次重申教师职业道德素养，强调教师教书育人过程中的使命感和责任感。教师自身思政教学水平方面，一方面需要主动参加提高自身思政修养和思政教学水平的素质培训，另一方面需结合北斗导航课程特点进行广泛调研，深入挖掘思政教育中的德育元素，找到与课程内容相匹配的课程思政切入点，利用课堂情境导入思政教育内容，在传授学生专业知识和技能的同时把思政元素与专业技能有机结合，达到课程思政的目的。

2.2 课程内容与思政元素缺乏融合

自2020年5月教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》以来，课程思政教育已逐步纳入高校人才培养体系，最新修订的“北斗导航原理及应用”课程教学大纲也体现出课程思政元素。但是，由于课程内容偏重理工科，授课教师也非思政体系教师出身，教学大纲的课程思政元素还不能与课程内容有机融合。课程思政教学并不是孤立的、静态的过程，更不是空中楼阁，必须建立在课程内容的基础上，将具体的思政元素融入课程教学[7]。因此，需要随着课程知识点的展开，深入浅出、精雕细琢地挖掘富含思政元素的题材和切入点。针对目前课程教学和思政元素“两张皮”的现状，要加强对学生政治意识、职业道德、文化素养的培养，把提高学生知识技能和提升自身修养、促进思政理论有效结合，就必须从教学大纲修订、教案制定、课堂教学内容与形式、课后交流与辅导等方面全方位思考和完善课程思政和课程内容的有机融合，才能真正提高人才培养质量，最终实现德技并行，强化立德树人，促进健全育人格局的形成。

2.3 北斗导航原理及应用课程思政教学优势

作为知识结构和教学内容偏重理工科的“北斗导航原理及应用”课程，虽然课程思政教学有其专业局限性，但也有课程本身极具特色的天然优势，主要体现在以下几个方面：

首先，北斗卫星导航系统具有丰富的思想内涵。作为我国自主建设、独立运行的卫星导航系统，北斗导航系统是我国攀登科技高峰、迈向航天强国的重要里程碑，对新形势下实现中华民族伟大复兴具有重大意义[8]。北斗系统从无到有、从弱到强的发展历程，凝聚着我国多个领域广大科研工作者的辛勤汗水。“新时代北斗精神”孕育而成，被实践所检验，在现实中升华，能够充分体现出科技报国的家国情怀和强大的民族自豪感，具有丰富的思想内涵。

其次，“北斗导航原理及应用”课程包含丰富的科技发展史。从人类历史早期利用日月星辰等进行天体导航，到我国古代四大发明之一的罗盘地磁导航，再到近现代无线电导航，直至包含北斗导航在内的全球导航卫星系统(GNSS，Global Navigation Satellite System)，导航发展史与人类文明、历史的发展史紧密相连，导航理论与技术的发展体现出科技工作者孜孜不倦的探索和求实创新的精神，蕴含大量的科学精神和人文精神。这些富有人文色彩的科学精神和科技发展史，是课程思政天然的素材，对培养学生科学精神、人文素养、家国情怀起到潜移默化的效果。

第三，“北斗导航原理及应用”课程内容涵盖多学科交叉知识。北斗导航原理涉及卫星定轨、电磁波传播特性、相对论效应等多学科知识，其应用更延伸到理、工、农、林等诸多学科和领域。课程原理涉及到的多学科知识富含一系列自然哲学思想和辩证科学思维，例如介绍北斗信号的知识点，可在课程思政环节结合中国北斗系统与欧洲伽利略系统的频率之争，经多轮协商后共用频段，从辩证唯物主义角度看待竞争、合作、共赢的辩证关系。作为面向全校本科生开设的公选课程，北斗系统的应用所涉及到诸多领域，不同专业的学生均能从中体会到切合本专业的应用领域，从中提炼的课程思政切入点更能增强学生专业自信，激发学生对本专业的热爱。

3 北斗导航原理及应用课程思政教学实践与探索

3.1 课程思政教学内容优化设计

3.1.1 家国情怀

北斗系统是当前全球范围内GNSS四大系统之一，是在西方国家对我国航空航天高科技封锁的背景下，广大科技工作者艰苦奋斗、攻坚克难，提出了独创的“分三步走”战略，终于建成世界一流、中国特色、自主创新的北斗卫星导航系统。北斗系统提出的“导航与增强一体化设计”的总体方案，自主研发的铷原子钟、北斗芯片，一举打破了西方在此方面的技术封锁和垄断。这些知识背景是极具课程特色的课程思政素材和切入点，能极大激发学生的家国情怀，是民族自信的强大精神力量。

3.1.2 新时代北斗精神

新时代北斗精神，是中国北斗人在建设北斗卫星导航系统过程中表现出来的“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代精神。以国为重是“新时代北斗精神”的核心价值观[8]。新时代北斗精神体现出北斗科技工作者自主创新、迎难而上的无畏气魄，开放融合、共同构建人类共同命运体的大国担当，万众一心的群体力量，和追求卓越、精益求精的科学精神。同时，也是“两弹一星”、载人航天精神红色基因的一贯传承和发扬光大，是新世纪、新时代下中华民族砥砺前行、敢于突破、奋勇争先、追求卓越的时代使命。可以说，“新时代北斗精神”与“北斗导航原理及应用”课程能够实现完美的无缝衔接，符合课程思政对人才培养、价值观形成的内在需求，更容易结合课程内容打动学生，使学生产生共鸣，是激发学生主动学习的内动力。

3.1.3 大国工匠精神和团队合作意识

从远到中国古代的四大发明，近到如今的北斗导航系统，中华民族从来不缺少工匠精神。在将要实现中华民族伟大复兴、实现中国梦的新时代，需要在“工匠精神”基础上进一步拓展，不仅在技艺、品质、信誉等方面刻苦钻研、精益求精，还要以舍我其谁的信念千方百计开辟传承与发展之路，践行国家兴亡、匹夫有责的责任担当精神，结合课程思政环节给学生埋下大国工匠精神的种子。此外，团队合作意识与大国工匠精神相辅相成、密不可分。北斗系统从开发建设到投入各领域的应用，无法依靠个人或个别团队独立完成。从北斗系统建设战略制定、国产铷原子钟的研发、卫星发射与定轨、星间链路设计，到北斗系统面向全球用户提供服务，每个环节的工作都是无数科研工作者通力合作的智慧凝结。在学习课程知识点时，以利用北斗技术进行GNSS控制测量外业观测工作为例，需要观测人员之间密切配合以满足同步观测的基本要求。在教学过程中通过外业观测的素材既讲授课程知识点又能够结合课程思政元素，帮助学生形成大国工匠精神和团队合作意识。

3.1.4 可持续发展

“北斗导航原理及应用”课程所涉及到的可持续发展元素主要包括两个方面：一是北斗系统自身的可持续发展，二是北斗系统在诸多领域应用的可持续发展。对于前者，北斗系统从无到有、从弱到强的发展历程，“分三步走”的战略步骤，导航、定位、授时的国家战略，2035年前将建成更加泛在、融合、智能的国家综合定位导航授时体系，这些素材均能体现北斗系统自身持续发展的思政元素；对于后者，北斗系统的诸多应用领域均切合可持续发展元素，如北斗系统用于“山水林田湖草”自然资源调查，国家基础设施建设和地质灾害预警，极端气象实践和雾霾天气的监测与预警，智能交通、智慧城市建设等，这些案例不仅能突出北斗系统的应用，其中涉及到的思政元素也能够紧密结合不同专业的授课对象，让学生对可持续发展理念感同身受，促成可持续发展理念的形成。

3.2 “线上线下”混合式教学新模式中的课程思政元素

在当前科学技术高速发展的时代，课堂知识迅速更新，课程思政元素不断涌现，“互联网+”已融入教学、科研、生产、生活等方方面面。现有的“教师教”加“学生学”的传统教学模式难以满足知识爆炸的时代特色，需要充分利用互联网资源，创建资源整合、多元协同的课程思政资源库，构造“互联网+课程教学+课程思政”的教学方式，充分调动学生学习的主观能动性。在课堂教学前，教师充分利用网络资源收集、完善课程内容和课程思政素材，形成课程思政教学案例，以微课、微视频的形式上传至网络，并引导学生提前预习在线课程，并主动补充和完善思政素材；在教学过程中，综合运用多媒体教学、翻转课堂、小组讨论等形式，将课程思政元素贯穿于教学的全过程，实现全方位育人；课堂教学后，学生仍可以通过互联网复习课程内容，打破时间和空间的限制，进一步提升思政教育效果，充分调动学生的积极性和主观能动性，实现对学生价值观的引领。

3.3 课程思政教学实践

课程思政需要以课程内容为基础，寻找课程思政映射和切入点，将思政内容有机融入课程教学。一方面思政案例结合理论教学与实际应用可达到相得益彰、活跃课堂气氛的教学效果，将北斗导航的理论与应用落到实处，同时具体的思政案例能够使学生产生共鸣，潜移默化地塑造学生的价值观。在具体教学实践过程中，教师以学生为中心，采用课堂授课、课外主动学习、线上线下混合式教学、项目合作学习、学生小组讨论和专题报告等多种教学手段，结合按照课程章节有机融合课程思政元素(表1)。

表1 北斗导航原理及应用课程思政映射与切入点

4 结 语

随着卫星导航定位技术的飞速发展，特别是我国北斗导航系统建成并提供全球服务，北斗系统已在越来越多的领域得到广泛而深入的应用。“北斗导航原理及应用”课程为高素质专业人才的培养奠定了基础，同时也为北斗系统创新、应用和推广搭建桥梁。课程思政作为教学模式改革的新方向，在课程教学过程中融入思政元素，让学生在掌握专业知识和技能的同时，潜移默化地受到思政教育的熏陶，提高政治觉悟，全面提高学生的综合素养，达到思政育人的效果。本文分析了“北斗导航原理及应用”课程思政的必要性，讨论了课程教学的现状和课程本身开展思政教育所具备的独特的优势，并在课程思政教学优化设计的基础上探讨课程思政实践方式。但是，以上分析和探讨还需要在具体的课程思政教学过程中进行检验和验证，在得到反馈的前提下从形式到内容综合思考课程思政改革的着眼点、着力点，不断更新思政元素的内涵和融入方法。同时，还需要高校教师本着“德技并行、因材施教”的初心，讲好课、育好人，将知识、技能和正能量传递给学生，培养德才兼备的高素质人才。