摘要：针对部分课程尤其是工程应用型课程所普遍存在的教学内容陈旧、缺乏系统性的问题，以导航系统课群的一体化设计为例，分析课程整合优化的前提，给出课程体系整合优化的方法，详细介绍了理论与实践一体化教学实施体系的组成环节及其递进关系，通过多环节、一体化体系保障课程改革的顺利实施，为工程应用型专业课程的改革提供了很好的思路。
关键词：课程体系优化；工程应用型；一体化教学体系
随着技术的发展，工程应用型专业的专业特色课程应如何发展才能跟踪最新技术的进展，符合行业需求呢？在课程的教学实施过程中如何兼顾学生理论知识与实践能力的培养呢？如何引导学生积极创新，提升自身的发展空间呢？这些是行业院校及工程应用型人才培养院校所普遍关心的并亟待解决的问题。这其中，培养方案的制订是改革的基石，相关课程的改革是改革成败的关键，因为它直接影响到人才培养的效果和质量。我校从2009年开始进行航空电子信息工程专业的改革，导航类课程群经过几年的努力，逐步形成了围绕课程架构体系、教学实施体系以及教师培养体系的立体化教学改革思路，希望在这里能起到抛砖引玉的效果，为众多行业类、工程应用类专业课程的教学提供一些有益的帮助。
一、明确目标，精准定位
导航类课程是航空电子信息工程专业的主要课程，主要包括：陀螺仪表与惯性导航系统、大气数据系统、无线电导航系统、卫星导航系统等多门课程。长期以来，这些课程各自为战，各有自己的一套教学方法和教学内容，课程教学中出现部分课程内容重复而部分应该紧密相连的内容又相互割裂的问题。针对这些问题，课程组首先进行了大量的调研，明确了课程目标，确定了课程在专业学习中的地位。
1.行业需求决定课程目标。随着航空电子技术的发展，对飞机导航的需求从传统的对机载导航设备的需求转换为对机载综合导航性能的需求[1]，这就使得这几种导航系统之间的关联日益紧密，已经到了密不可分的地步。因此，课程教学应该打破传统的几门课程各自为政的局面，对课程内容进行重组、优化，加强理论与实践一体化教学，实现真正意义上的课程改革。
2.课程目标驱动课程改革。从独立的设备到系统化的性能需求，行业发展决定了课程内容及教学体系必须发生变化。传统的课程设置缺乏系统性，每门课只局限于自己的教学内容，缺乏系统性概念，学生即使学完所有的导航课程也无法形成对整个飞机导航的全面认识，对整个导航性能的认识则更无从谈起了。课程体系的优化设计将从根本上解决这个问题，实现系统设计思想指导学生课程学习的目标。
3.课程改革实现体系优化。课程体系改革要完成上述目标，改革前期课程的不足，必须从三个方面入手：一是形成完善优化的课程架构体系，对课程内容进行全新的优化重组；二是从课程的实施环节入手，一方面强化理论教学，另一方面又需要加强实验环节、实践能力的培养；三是加强教师的培养，教师是授课的主体，有了掌握最先进技术的教师，才会培养掌握先进技术的学生。
课程组成员经过长期的调研、研讨、实验，最终形成了系统、完善、行之有效的课程架构体系、课程一体化实施体系和教师主动、被动培养体系。
二、课程架构体系的整合与优化
飞机导航系统从最开始的目视导航、简单的仪表导航到后来的区域导航、基于性能的导航，导航手段与实现原理发生了两次本质性的变化。通过这门课程的学习，航空电子信息工程专业的学生不仅应该知道导航手段方法的变化，更应该知道在现有导航手段下对系统维修、放行的特殊需求，这不仅需要对各个导航系统的掌握，更重要的是需要掌握所有这些导航手段以不同形式并存时，性能特点是如何的，是否满足飞的放行要求。
由于陀螺仪表与惯性导航系统、大气数据系统、无线电导航系统、卫星导航系统这几门课程的专业基础是不同的，所以传统上各个院校通常是分别讲授这几门课程的，这在传统导航、区域导航的阶段是没有太多问题的，但到了基于性能的导航阶段，各系统之间的紧密关系发生了很大的变化，再坚持传统课程体系将无法实现基于性能的导航要求[2]。因此，课程组尝试打破各种导航系统之间的界限，对课程内容进行重组，调整课程体系。
新的课程体系以飞机导航发展演变为主线，以导航系统维修为主导，分为传统导航方法、区域导航方法以及基于性能的导航三个部分。传统导航方法包括各种不同的实现方法：陀螺仪表、大气仪表、无线电导航系统，主要介绍各种导航方法的原理。区域导航主要介绍区域导航的方法及原理，包括DME/DME、DME/VOR、INS、GPS。基于性能的导航主要侧重导航性能的要求以及实现性能要求的方式方法。
课程群经过整合优化之后，删除了大量以前每门课程都会介绍的各种导航方法的简介、特点分析等重复内容，课程内容更新明显，但由于删除了大量的重复内容，并配合合适的教学手段，课程课时不仅没有增加，反而有所缩减，为课程实验、实践增加了课时。
在新的课程体系下，每一部分内容都围绕航空电子信息工程专业学生所需的知识架构展开介绍，包括系统的基本原理、与其他部分之间的关系、基本的故障诊断及维修方法等。将传统的多门课程整合优化为一门课程，更便于课程内容的调整及课程的教学开展，实现课程内容的系统化和整体化。
三、理论与实践一体化教学实施体系
麻省理工学院终身荣誉校长Charles M. Vest教授在《Rethinking Engineering Education：The CDIO Approach》的前言中强调：“学生是由激情、好奇心、参与和梦想而驱动的。尽管我们不能准确知道应该教给他们什么，但我们能够把注意力集中在他们学习的环境和背景，他们的动力、想法和灵感，为他们提供充分展示自己的空间[3]”。教学实施过程是课程体系的执行过程，该过程的完好性与完善性是课程改革的关键。导航系统的教学实施体系坚持教学过程对学生进行兴趣引导，启发探究式教学，将理论教学与实践教学相结合，实现一体化教学。教学理念遵循CDIO的构思、设计、实施、运行的概念，设计基于理论教学的教学实验、实践体系，确保教学过程能够很好地贯彻课程体系的设计思想。 理论教学采用需求导向、兴趣引导的方法，首先发动学生进行航空企业导航系统调研、资料查阅，并播放与导航系统相关的航空事故视频资料。通过这些方式方法，引导学生进行飞机导航系统的需求分析，包括功能与性能两个方面，由此展开不同的导航系统所能提供的功能与性能。在此基础之上，进行不同导航系统功能原理的讲解及性能分析。
1.验证性课程实验。对于课程中的基础原理内容和难以理解的内容，通过验证性实验加强学生对内容的理解及掌握能力。这部分实验包括学生在实验室亲自动手的实验以及教师的课堂演示实验。另外，通过计算机辅助教学手段进行直观内容的实验教学。
2.探索性设计实验。通过对不同导航手段的学习，引导学生进行简单的设计性实验，以进一步加强学生对理论教学内容的理解。对某一类导航实现方法进行设计性实验，通过小组成员配合，实现对不同导航功能的设计实现。
3.创新性项目实现。无论是理论教学、基础实验，还是探索性设计实验，实际上都是为了实现学生对所传授内容的掌握，但要真正实现对内容的灵活应用，仅有上述理论教学和实验环节是不够的，必须通过相应的实践来体会，因此，在课程实施过程的最后增加了一个项目设计环节。通过教师提供多个题目，学生自由分组选择题目的办法实施这些项目。在整个过程中，学生遵循CDIO原则，根据需求任意设计方案，分析验证方案的可行性，并配合实现整个项目的完成。项目完成后，学生需要提交项目需求分析报告、方案设计报告、方案实施及测试报告、用户报告共四个报告，并进行项目答辩。通过整个项目实现过程来提高学生的设计创新能力及工程实践能力。
四、结语
通过目标分析定位、对课程体系进行优化、并利用理论与实践一体化的教学实施手段保证授课的执行、加强师资培训等方法，导航系统课程的教学效果取得了明显的效果，并将在执行过程中不断对其中的细节进行修改，从而取得更加优化的效果，为行业院校、工程应用型专业等的类似课程的改革提供很好的依据。
参考文献：
[2]ICAO，Performance based navigation manual[M].2007.
[3][美]Edward F Crawley，Johan Malmqvist，etc，Rethinking Engineering Education：The CDIO Approach[M].顾佩华，沈民奋，陆小华，译.北京：高等教育出版社，2009.
