导航系统原理课程双语教学方案设计与实践

课程教育研究Course Education Research2018年第39期考索·探微
在经济全球化的背景下,我国高等教育与国际接轨的进程不断加快,对具有专业技术的国际化人才的需求日益增长[1-2]。

2001年和2005年教育部下发的《关于加强高等学校本科教学
工作提高教学质量的若干意见》和《关于进一步加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》中提出“本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学”、“要提高双语教学课程的质量,继续扩大双语教学课程的数量。

积极鼓励高等学校在本科教学领域开展国际交流与合作”。

2010年国务院颁布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中明确指出高等本科院校要“适应国家经济社会对外开放的要求,培养大批具有国际视野、通晓国际规则、能够参与国际事务和国际竞争的国际化人才”。

贵州理工学院为贯彻上述文件精神,主动适应国家及社会发展对高等教育人才培养的要求,在全校范围内要求各级专业人才培养方案中设置双语教学课程,将培养适应我国经济社会发展需求的国际化专业技术人才作为办学目标。

在贵州理工学院相关政策指导下,飞行器制造工程专业
教研室经广泛讨论,将导航系统原理作为双语教学试点课程。

导航系统原理课程具有涉及的技术领域广、课程教学内容多、知识点更新速度快、实践动手要求高等的特点,是一门理论性与应用性都很强的课程。

近年来,随着全球经济一体化进程的加快,国内很多高新技术企业与国外研究开发机构开展了多种形式的研发合作,例如深圳天鹰兄弟无人机创新有限公司(已与我校签订产学研合作)与美国麻省理工学园共同合作研究无人机智能3D避障技术,该企业明确表达出对无人机导航控制领域双语人才的迫切需求。

因此,开展导航系统原理课程双语教学不仅顺应国家相关政策导向,同时也为我国高新技术产业培养高素质专业工程技术国际化人才。

一、导航系统原理课程双语教学存在的困难
导航技术是一门重要的现代综合性应用技术学科,随着计算机技术、传感器技术、控制理论的发展,导航技术的应用不断地大众化,并逐渐朝着多系统、多功能、高性能、小型化、高精度、高可靠性的方向发展[3]。

特别随着当前国内外无人机行业的迅猛发展,在导航理论、算法和应用等方面有许多新的进展。

由于导航系统原理课程具有理论知识难点多、逻辑推理性强和实践动手应用要求高等特点,采用双语教学授课给教师和学生都带来很大的挑战,主要存在两方面的问题:
(一)涵盖理论知识广,双语讲授和学习难度大
导航系统原理课程涵盖的理论知识范围广,是一门将理论力学、传感器技术、最优滤波理论与现代控制理论的研究结合起来的一个多学科交叉前沿课程[4]。

学生在学习导航系统原理课程时,如果没有掌握前行预备知识点,再加上课堂采用双语教学模式增大了学生对知识点的理解难度,不能构建该门课程的知识体系,学习就会缺乏系统性和逻辑性,将严重影响到这门课程的学习质量。

另外,由于该课程所分配的学时有限,教师在课堂上无法覆盖所有的预备知识和导航系统英语专业词汇,如果学生再缺乏自主学习的积极性,就会造成该课程学习理解困难的问题。

(二)常规教学模式教学效果不好
采用常规教学模式对导航系统原理课程进行双语教学(即教师使用电子课件和板书形式进行授课,学生听讲和记笔记进行课程学习),学生往往习惯性地采用语言类课程的学习方式(即记忆词汇和翻译),很难激发学生对导航系统原理课程的学习兴趣,对专业知识的理解也流于表面。

另外,导航系统原理课程双语教学对授课教师有较高要求,不仅需要熟悉导航系统专业知识,还需具备英语表述和阐释专业词汇和理论能力。

对于学生英语水平参差不齐的情况,教师还需具备较强的课堂管理技巧。

因此,常规的教学模式无法解决上述问题,从而导致导航系统原理课程双语教学效果不好。

二、导航系统原理双语教学方法设计
采用双语模式对导航系统原理课程进行教学,目的是引导学生用中文和英语两种语言进行专业知识的学习和交流,从而培养出高素质专业工程技术国际化人才。

根据授课对象的英语水平实际情况,恰当的教学方法是顺利开展导航系统原理课程双语教学的首要前提。

(一)教学材料的正确制定和选择
导航系统原理课程双语教学大纲不能硬性要求全英语教学,应根据课程内容的难易程度实际情况有针对性地来制定,尤其是对于课程重点和难点部分的教学采用中文讲授为主,英文内容参照辅助教学的方式。

教材的选用是影响导航系统原理课程双语教学质量的一个重要因素,为实现教学内容与国际接轨必须引入国外教材[5]。

但由于地域文化差异不可避免导致翻译内容的不可译性,故不建议采用国外教材的中译本。

国外的导航系统原理原版教材涉及的内容众多,涵盖的知识理论体系十分庞大,而我校导航系统原理课程的学时相对较少,完全采用国外教材不符合教学实际。

因此,我校导航系统原理课程双语教学教材采用西北工业大学出版社的国防特色教材《导航系统理论与应用》为主和国外原版教材《Principles of GNSS,Inertial and Multisensor Integrated Navigation Systems》为辅的原则,介绍国内外各类导航系统的基本理论和工作原理、性能和特点以及最新技术进展,使得学生在理解掌握导航系统基本知识理论的同时,也吸收了国外现代的先进工程技术经验。

(二)教学模式的合理设计
根据导航系统原理课程双语教学大纲要求,该课程教学内容包括导航系统基本概念、地球基本知识和空间坐标系、惯性导航系统、卫星导航系统、组合导航系统。

结合导航系统原理教学内容的难易程度和所选教材中各知识点串联特点,对导航系统基本概念、导航系统的发展历程、地球参考椭球模型及重力、惯性和卫星导航系统原理及应用发展等教学内容采用英语讲授,其中涉及专业词汇将在课件上给予中文注解。

对于参考坐标系转换矩阵和姿态表达矩阵、哥氏加速度原理、比力方程推导等涉及到复杂数学推导和逻辑抽象性强的教学内容教师采用中文讲述,学生使用英文教材和英文课件对照学习理解。

在双语教学过程中,考虑到我校学生英语听、说能力普遍较弱的特点,授课教师要根据课堂教学效果的实际情况灵活调整教学模式。

课程开始阶段,教师可以采用中英文对照讲授,既营造了英语教学氛围,又不让学生感觉理解困难。

接下来阶段,教师采用纯英文讲授,使用中文课件和板书,逐步强化学生英文学习导航系统原理专业知识的能力。

最后,教师的讲授、课件和板书全部是英语,只对新的专业词汇采用中文注
导航系统原理课程双语教学方案设计与实践
陈霖周廷
(贵州理工学院航空航天工程学院贵州贵阳550003)
【摘要】随着全球经济一体化进程的加快,我国对高素质专业工程技术国际化人才培养的需求不断加大,开展专业课程的双语教学对培养专业能力和英语水平兼备的复合型人才具有重要意义。

本文以导航系统原理课程为例,分析实施双语教学所存在
的困难,并详细介绍对该门课程实施双语教学的具体过程,根据实际教学情况灵活调整双语授课模式,提高导航系统原理课程的
双语教学质量。

【关键词】双语教学导航系统原理教学模式
【基金项目】贵州省科技计划项目(黔科合基础[2017]1069),贵州理工学院教育教学改革研究项目(0303008)。

【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2018)39-0220-02
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Course Education Research
课程教育研究2018年第39期
一、引言
综放工作面端头是工作面顶板事故多发地点,以往端头支护的方式一般为木垛、石架等,后来又变为单体液压支柱加十字铰接顶梁的联合支护,目前普遍采用的是端头支架支护。

对于端头顶板的破坏和支护,学者们进行了大量的研究。

在顶板破坏形式上,形成了统一的理论,即工作面端头会形成“弧三角形悬板”结构。

江光宏等根据现场实际观测,以及实验室相似模拟试验证明,在顶板岩层比较稳定时,工作面端头顶板会形成“弧三角形悬板”结构,证实了“弧三角形悬板”的存在。

宋振骐等,康立勋等,宋选民等,朱德仁等通过对放顶煤采煤工作面顶煤的运动规律进行研究发现,采煤工作面端头顶煤的下位部分将会产生许多水平裂隙或离层,这些离层的出现降低了顶煤层的分层厚度,不利于在工作面端头形成有利于护顶的“弧三角形悬板”。

在支护理论上,金桃等运用UDEC 模拟软件分析了端头支护强度与端头顶板稳定性的关系,发现随着端头支护强度的增加,端头顶板下沉量减小。

曹胜根等应用UDEC程序分析了综放开采端面顶板稳定性与支架工作阻力及端面距的关系,发现端面顶板冒落情况与支架工作阻力及支护角度密切相关。

本文以裴沟煤矿31111工作面端头为研究对象,通过CDEM模拟软件分析了端头的应力分布情况,同时,通过计算,对工作面支架和端头支架的适应性进行了研究。

二、31111工作面情况
工作面走向长1600m,倾斜长139m,平均煤厚7.2m,煤层赋存较稳定,煤层倾角8~24°,平均倾角16°,煤硬度系数0.374。

直接顶为泥岩或砂质泥岩,平均6m左右,直接顶随回采放顶逐步垮落,老顶为大占砂岩,平均7m左右,直接底板为泥岩或砂质泥岩,平均10m左右,顶底板完整性较好。

该工作面回风巷、运输巷外段均为36#U型钢支架支护巷道,设计高度为3.5m,下宽为5.3m,净断面为15.1m2。

工作面采用综采放顶煤工艺,采煤机型号:MG250/600-WD,采高2.7m,选择
ZF6400/19/32型液压支架86架,过渡支架选用ZFG6400/21/ 32型6架,上下端头各3架。

下端头采用ZFT21000/18/35型端头支架支护顶板,液压支架宽度1.5m,额定工作阻力6400KN。

三、31111工作面上端头应力分布
利用中科院力学所研制的CDEM数值模拟软件,计算31111工作面上端头应力分布。

依据31111工作面围岩条件和岩层的参数,建立三维数值模型,模型包括煤层下方25m、二1煤层和煤层上方100m左右的岩层范围,共包括10个岩层,模型四周和底面位移约束,顶面施加垂直应力,如图1所示。

(a)三维模型(b)煤层平面
图1三维数值模型
裴沟煤矿31111工作面端头应力分布及支架适应性研究
赵延甫1李飞越2
(1.河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作4540002.河南神火煤电股份有限公司河南商丘476600)
【摘要】随着综采技术的发展,综放工作面端头支护逐渐成为顶板管理的重点。

综放工作面端头是集采煤、运输、通风、行人为一体的重要出口,具有设备众多,支护面积大,支护强度高等特点,端头支护质量的好坏直接影响着矿井的正常安全生产。

以裴沟煤矿为研究对象,采用现场研究和数值模拟相结合的方法,分析了31111工作面端头应力分布状况,同时计算出了工作面和上端头顶板的压力,对所采用支架支护的适应性进行了研究。

【关键词】综放开采数值模拟端头支架应力分布
【中图分类号】TD82【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2018)39-0221-02
考索·
探微解,并有意识让学生用英文回答教师提问和小组内讨论,培养
其用英语进行专业知识学习和交流的能力。

三、导航系统原理双语教学的具体措施
(一)课前预习环节
由于导航系统原理课程采用双语教学模式,在教学中将
涉及到大量导航专业英文词汇和导航理论方法,然而受课程
学时限制教师无法在课堂上全部详细讲解,这就需要学生在
课前就掌握必备的专业英文词汇和导航基本原理。

授课教师
在课前可以采用信息化手段(如已在我校全面普及的“雨课堂”
智慧教学软件)将导航专业英文词汇注解、导航系统基本原理
和一些延展知识点推送到班级每一个学生的手机移动终端
上,并通过“雨课堂”教师终端软件统计分析获取学生的预习
情况及效果,便于在课堂上有针对性地组织教学活动。

(二)课堂教学环节
每堂课的开始,授课教师用英文回顾上次课的内容,中英
文交替引入新课内容来组织课堂教学,逐步培养并巩固学生
双语学习能力。

在学生对导航基础知识已掌握的情况下,教师
将对导航系统技术知识进行延伸和拓展,并采用“翻转课堂”
的形式引导学生找出问题、自主学习,同时使用英语进行讨论
交流,加深对导航系统原理课程知识点的理解。

(三)考核环节
为了科学合理考核学生掌握导航技术知识能力的程度,针
对导航系统原理课程采用双语教学模式的特点,可以从多方面
对学生的综合素质进行考核。

建议采用如下考核方法:期末考
试占总评成绩的60%,考试试卷采用全英文试卷,并要求英文
作答,既考核了学生对导航系统理论知识的掌握程度,又检验
了学生对导航专业英语词汇理解情况;平时作业占总评成绩的
25%,要求使用英文完成作业,锻炼学生英文读写能力;课堂表
现占总评成绩的15%,教师使用英文进行提问和小组讨论交
流,都充分培养了学生在导航专业领域的英语表达能力,同时
充分激励了学生进行创新性学习的积极性和主动性。

参考文献:
[1]陈有真.高等院校开展双语教学的实践与思考[J].北京
大学学报(哲学社会科学版),2007(S2):60-62.
[2]杨军.高校双语教学现状与创新分析[J].科教导刊(中旬
刊),2016(09):124-126.
[3]Groves P D.Principles of GNSS,inertial,and multisensor
integrated navigation systems,2nd edition[J].IEEE Aerospace&
Electronic Systems Magazine,2015,30(2):26-27.
[4]刘建业.导航系统理论与应用[M].西北工业大学出版社,
2010.
[5]曹阳.论高校双语教学的现实选择[J].黑龙江高教研究,
2014(08):154-156.
作者简介:
陈霖周廷(1981.10-),男,浙江丽水人,汉族,博士,副教授,
主要研究领域:无人机系统教学研究。

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