《遙感原理與制圖》課程的信息化教學(xué)改革與實(shí)踐

董曉燕,王冬梅，胡 泊

(黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 開封 475004)

0 引言

《遙感原理與制圖》是地圖制圖與地理信息系統(tǒng)技術(shù)專業(yè)和攝影測量與遙感技術(shù)專業(yè)的一門證書課程，也是培養(yǎng)學(xué)生從事遙感圖像處理一線生產(chǎn)工作能力的專業(yè)拓展課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握遙感技術(shù)的基本概念及原理、遙感的電磁物理基礎(chǔ)與數(shù)據(jù)獲取、遙感圖像處理、遙感圖像判讀、遙感圖像分類、遙感專題制圖的方法與流程，能利用ERDAS、ENVI等專業(yè)軟件進(jìn)行遙感圖像處理，為從事遙感技術(shù)應(yīng)用和研究奠定理論與技術(shù)基礎(chǔ)。

課程的特點(diǎn)是理論知識(shí)與實(shí)踐技能并重。根據(jù)這一課程特點(diǎn)，結(jié)合專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本課程要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握遙感制圖相關(guān)理論知識(shí)的同時(shí)，能夠熟練操作和使用遙感圖像處理軟件的技能型目標(biāo)，具備團(tuán)隊(duì)協(xié)作和刻苦鉆研的態(tài)度目標(biāo)。為達(dá)到既定教學(xué)目標(biāo)，本課程基于工作過程,采用任務(wù)引領(lǐng)知識(shí)的方法組織、設(shè)計(jì)、整合教學(xué)內(nèi)容，凝練設(shè)計(jì)出與工作任務(wù)相對應(yīng)的學(xué)習(xí)項(xiàng)目，采用項(xiàng)目—任務(wù)式的教學(xué)模式。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)方法難以適應(yīng)當(dāng)前高職院校發(fā)展特點(diǎn)，教學(xué)效果不甚理想。

國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》和《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》中明確規(guī)定，要實(shí)現(xiàn)教育信息化的目標(biāo)。因此，加快信息化教學(xué)工作的推進(jìn)勢在必行，在當(dāng)前信息化浪潮的推動(dòng)下，本課程著力針對傳統(tǒng)教學(xué)中“老師滿堂灌，學(xué)生不愿學(xué)”的問題，本文以《遙感原理與制圖》課程為例，探討如何充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，開發(fā)優(yōu)質(zhì)教育資源，不斷優(yōu)化教學(xué)過程，將課堂的主體地位真正轉(zhuǎn)給學(xué)生。在信息化教學(xué)思路的指導(dǎo)下，本課程在“課前、課中、課后”三個(gè)環(huán)節(jié)中貫穿信息化教學(xué)方式，通過課堂考勤、小組討論、課后互評等環(huán)節(jié)，增加師生之間的交流，加深對學(xué)生學(xué)情的了解。在課堂效果上得到了明顯的改善。

1 傳統(tǒng)教學(xué)方法的問題

根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，改革前本課程是采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向的教學(xué)模式，每個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目的實(shí)施都以學(xué)生能獨(dú)立完成某一航測內(nèi)業(yè)成圖應(yīng)用工作為目的。在此基礎(chǔ)上，采用的具體教學(xué)方法是：案例教學(xué)、邊講邊練、分組討論等。

這樣的教學(xué)方法雖然合理，但由于目前高職學(xué)生普遍存在著基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，學(xué)習(xí)自主意識(shí)差以及學(xué)習(xí)興趣不足等問題，使得在傳統(tǒng)的教學(xué)中，存在著課堂學(xué)習(xí)注意力不集中，對教學(xué)內(nèi)容掌握困難等問題，出現(xiàn)教師難教、學(xué)生難學(xué)的困境，難以提升教學(xué)效果。而在《遙感原理與制圖》課程的教學(xué)中，困擾我們更多的是，理論知識(shí)部分的教學(xué)效果有待提升，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)興趣不高，對知識(shí)點(diǎn)理解不足，形成了本課程的教學(xué)瓶頸。比如，在遙感圖像的幾何校正的內(nèi)容講解時(shí)，按照傳統(tǒng)邊講邊練、案例教學(xué)的方法講授多次，但是最終的教學(xué)效果仍然不是十分理想。

2 《遙感原理與制圖》信息化教學(xué)實(shí)施

基于以上傳統(tǒng)教學(xué)方法存在的缺陷，本文探討了信息化教學(xué)《遙感原理與制圖》信息化教學(xué)實(shí)施方法，以得到更好的教學(xué)效果。信息化教學(xué)的實(shí)施需要以信息化教學(xué)資源為基礎(chǔ)，以智慧職教云課堂、藍(lán)墨云班課等新型的信息化教學(xué)平臺(tái)為工具，通過信息化教學(xué)設(shè)計(jì)，以信息化教學(xué)思路為導(dǎo)向，開展《遙感原理與制圖》課程的信息化教學(xué)實(shí)施。

2.1 實(shí)施思路

如前所述，由于高職學(xué)生存在著基礎(chǔ)知識(shí)薄弱、學(xué)習(xí)興趣不足、自學(xué)能力及自控能力較弱、缺乏創(chuàng)新能力等種種問題。使得在傳統(tǒng)的教學(xué)中，出現(xiàn)課堂學(xué)習(xí)注意力不集中，理論知識(shí)理解困難的困境。而同時(shí)，我們也看到高職學(xué)生具備如下優(yōu)點(diǎn)：熱衷于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，易于接受新鮮事物，喜歡參與具體和真實(shí)的實(shí)踐操作。這些優(yōu)點(diǎn)，為高職院校信息化教學(xué)的成功實(shí)施提供了最有利的保障條件。

因此，有針對性地把握高職學(xué)生的特點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)需求，轉(zhuǎn)變教學(xué)方式、采用信息化教學(xué)切實(shí)可行。通過信息化教學(xué)方式，實(shí)施學(xué)習(xí)過程的監(jiān)測，讓每個(gè)學(xué)生能夠積極參與到課堂活動(dòng)中來，提高學(xué)生的課堂參與度，增強(qiáng)學(xué)生的課堂主人翁地位，達(dá)到增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣、啟發(fā)學(xué)生積極的思維活動(dòng)的目的。通過信息化教學(xué)的量化考核評價(jià)的功能，引導(dǎo)學(xué)生重視課程學(xué)習(xí)，可以將學(xué)生的主動(dòng)性、積極性、創(chuàng)造性充分地發(fā)揮出來。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中學(xué)習(xí)順暢，這是完成教學(xué)目標(biāo)的根本方法。

2.1.1 信息化教學(xué)資源

根據(jù)項(xiàng)目-任務(wù)-知識(shí)點(diǎn)這一結(jié)構(gòu)框架，本課程共建設(shè)的課程資源數(shù)量累計(jì)330余個(gè)，包括知識(shí)點(diǎn)(技能點(diǎn))110個(gè)，建設(shè)的優(yōu)質(zhì)課程資源有微課、動(dòng)畫、視頻等，優(yōu)質(zhì)資源占總的資源數(shù)的比例高達(dá)一半以上。教學(xué)資源是信息化教學(xué)實(shí)施的必備條件，為信息化教學(xué)開展奠定了基礎(chǔ)。

2.1.2 信息化教學(xué)設(shè)計(jì)

課程的信息化教學(xué)改革首先從分析學(xué)生的認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)需要上展開，根據(jù)攝影測量與遙感專業(yè)崗位職業(yè)能力分析和人才培養(yǎng)方案，《遙感原理與制圖》課程從知識(shí)、技能、職業(yè)素養(yǎng)三個(gè)方面重新確定了教學(xué)目標(biāo)，更加強(qiáng)調(diào)激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和信息素養(yǎng)的養(yǎng)成。

改革后，本課程不僅要求學(xué)生每個(gè)單元都要自己動(dòng)手操作，完成相應(yīng)單元內(nèi)的技能型學(xué)習(xí)任務(wù)，而且利用任務(wù)驅(qū)動(dòng)結(jié)合信息化方式，公布一些學(xué)生的任務(wù)完成情況，讓學(xué)生自己做的結(jié)果作為案例應(yīng)用到教學(xué)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)當(dāng)中的“邊學(xué)邊練”。這樣，通過自己操作軟件，得到處理結(jié)果，從處理結(jié)果中發(fā)現(xiàn)問題，引起思考和掌握知識(shí)，掌握遙感圖像的基本知識(shí)以及不同圖像的認(rèn)知特點(diǎn)，不僅激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且提高學(xué)習(xí)效果，解決教學(xué)的重難點(diǎn)。通過課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力并提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。

2.1.3 信息化教學(xué)平臺(tái)

信息化教學(xué)必須依托信息化教學(xué)平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)。《遙感原理與制圖》課程在信息化教學(xué)中，采用智慧職教云課堂這一信息化教學(xué)平臺(tái)，利用智慧職教這一國家級(jí)教學(xué)資源庫課程資源，有效整合了相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、教材教參和典型案例等內(nèi)容，將行業(yè)仿真軟件、各種圖像處理軟件操作的視頻和遙感制圖的動(dòng)畫、單元微課等優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源融匯集成，加入信息化教學(xué)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程的最優(yōu)化，力圖創(chuàng)設(shè)一個(gè)教師引領(lǐng)、個(gè)性探究、智能導(dǎo)學(xué)、以評價(jià)促學(xué)習(xí)的新型數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境。

2.2 實(shí)施過程

教學(xué)過程利用信息化手段，將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)有效延展為課前自學(xué)、課堂學(xué)做和課后提升三項(xiàng)環(huán)節(jié)，并分別設(shè)置“準(zhǔn)備任務(wù)”“學(xué)做任務(wù)”和“拓展任務(wù)”，以加強(qiáng)對學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度的監(jiān)控及學(xué)習(xí)效果的分析。

2.2.1 課前自學(xué)

課前自學(xué)環(huán)節(jié)是加強(qiáng)學(xué)生對基礎(chǔ)知識(shí)的復(fù)習(xí)、對新知識(shí)進(jìn)行導(dǎo)入以及學(xué)生進(jìn)行自學(xué)的環(huán)節(jié)。在這個(gè)環(huán)節(jié)，教師創(chuàng)設(shè)單元情境，并對學(xué)生進(jìn)行有效引導(dǎo)和幫助，學(xué)生按任務(wù)進(jìn)行自學(xué)探究、體驗(yàn)交流。

新課前，將單元學(xué)習(xí)進(jìn)度提示通過微信的方式發(fā)送給學(xué)生，提醒學(xué)生到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)選擇對應(yīng)學(xué)習(xí)內(nèi)容，進(jìn)入導(dǎo)入學(xué)習(xí)。充分利用本課程已建好的云平臺(tái)中的教學(xué)資源，指導(dǎo)學(xué)生課前登錄網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。同時(shí)，為激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，課程單元設(shè)置課前任務(wù)，可以通過發(fā)布課前問題、布置預(yù)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生更加有針對性地開展預(yù)習(xí)。學(xué)生在課前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，思考并完成課前的準(zhǔn)備任務(wù)。

信息化手段構(gòu)建的課前自學(xué)環(huán)節(jié)，擺脫了傳統(tǒng)教學(xué)中書本預(yù)習(xí)枯燥乏味的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)平臺(tái)上的教學(xué)資源類型多，種類齊全，視頻、動(dòng)畫受到學(xué)生的青睞和好評，提高了預(yù)習(xí)的興趣，同時(shí)，根據(jù)學(xué)生訪問課程教學(xué)空間的學(xué)習(xí)進(jìn)度、訪問次數(shù)等數(shù)據(jù)，可以直觀、真實(shí)地呈現(xiàn)學(xué)生預(yù)習(xí)的情況，老師可以第一時(shí)間了解和掌握這些情況，了解學(xué)生基礎(chǔ)以及學(xué)習(xí)情況，為接下來課堂教學(xué)的良好開展打好了基礎(chǔ)。

2.2.2 課中學(xué)做

課堂的學(xué)做環(huán)節(jié)是以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)的新型教學(xué)結(jié)構(gòu)，改革后的信息化教學(xué)過程，中充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，避免了“滿堂灌”的傳統(tǒng)教學(xué)方法，注重“教”與“學(xué)”互動(dòng)。由教師提出任務(wù)要求并做演示，學(xué)生按要求完成任務(wù)，讓學(xué)生在完成任務(wù)的活動(dòng)中掌握本課程的職業(yè)能力。

信息化課堂教學(xué)采用信息化課堂考勤、發(fā)布課堂討論、頭腦風(fēng)暴和課堂測驗(yàn)等信息化教學(xué)手段和形式，創(chuàng)新了傳統(tǒng)課堂無法做到的實(shí)時(shí)教學(xué)互動(dòng)和互評。根據(jù)《遙感原理與制圖》課程特點(diǎn)，首先，采用多媒體課件、動(dòng)畫、視頻、仿真等方式進(jìn)行講解，在個(gè)人獨(dú)立思考的基礎(chǔ)上，然后通過小組討論、頭腦風(fēng)暴、師生互動(dòng)等方式，完成小組單元的工作任務(wù)，在學(xué)做任務(wù)中發(fā)現(xiàn)問題，根據(jù)學(xué)生提出的問題再次講授，最后通過發(fā)布課堂測驗(yàn)檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。

傳統(tǒng)的教學(xué)方法，在每個(gè)單元中分開講解理論部分和實(shí)踐部分的內(nèi)容，這樣做雖然內(nèi)容完整、清晰，但是，學(xué)生在學(xué)習(xí)理論部分時(shí)普遍積極性低，效果不是十分理想。針對這一缺陷，信息化教學(xué)手段則創(chuàng)新地改變了原有的教學(xué)安排和教學(xué)設(shè)計(jì)。比如，在本課程中的遙感圖像的幾何糾正這一教學(xué)難點(diǎn)的處理中，將理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)做了整合，將單元教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容凝練為一個(gè)需要學(xué)生完成的學(xué)做任務(wù)。根據(jù)任務(wù)指導(dǎo)書，讓學(xué)生通過完成任務(wù)，在任務(wù)的結(jié)果和過程中發(fā)現(xiàn)問題，思考問題，這樣不僅掌握軟件操作的要領(lǐng)，而且可以學(xué)到更多的理論知識(shí)，結(jié)合教師不斷地指導(dǎo)示范，實(shí)現(xiàn)“做中教、做中學(xué)”。不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也鍛煉了學(xué)生自主分析問題、解決問題的能力。任務(wù)完成后，通過發(fā)布調(diào)查問卷的形式，搜集學(xué)生發(fā)現(xiàn)的問題，根據(jù)學(xué)生反映的問題，進(jìn)行針對性更強(qiáng)地理論知識(shí)傳授，這樣的講解，是在充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性地基礎(chǔ)之后的講授，目的性更強(qiáng)，學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的吸收更好。

通過實(shí)時(shí)的互動(dòng)能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)和掌握學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的問題，讓教與學(xué)更明了。通過學(xué)生的課堂表現(xiàn)和測驗(yàn)情況，可以掌握每個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)效果和課堂表現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)對學(xué)生真正的過程考核，從而極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，讓教與學(xué)更高效。

2.2.3 課后拓展

課后，學(xué)生可到云課堂平臺(tái)進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)。在課堂“學(xué)做任務(wù)”的基礎(chǔ)上，給學(xué)生安排拓展任務(wù)，布置作業(yè)，進(jìn)一步自學(xué)探究；學(xué)生通過完成作業(yè)，進(jìn)一步鞏固提升所學(xué)知識(shí)。根據(jù)本課程的特點(diǎn)，將學(xué)生是否熟練操作遙感圖像處理軟件作為主要技能目標(biāo)。

課后拓展環(huán)節(jié)包括以下內(nèi)容：

(1)布置作業(yè)。根據(jù)本課程的教學(xué)目標(biāo)，要達(dá)到學(xué)生能夠熟練操作感圖像處理軟件的目的，課后練習(xí)是非常重要。信息化教學(xué)較傳統(tǒng)教學(xué)，在布置作業(yè)方面顯得更加便捷和高效。以智慧職教云課堂為例，其中的布置作業(yè)功能不僅方便快捷，而且作業(yè)類型全面，還可以設(shè)置作業(yè)完成時(shí)間，學(xué)生通過完成作業(yè)，不僅可以檢驗(yàn)教學(xué)技能目標(biāo)是否達(dá)標(biāo)，還可以作為量化考核的一種方式，能夠讓學(xué)生積極參與，認(rèn)真對待，還能夠讓老師看到真實(shí)的教學(xué)效果。實(shí)現(xiàn)雙贏。在本課程的信息化教學(xué)實(shí)踐中，累計(jì)布置作業(yè)50余次。收到了不錯(cuò)的教學(xué)效果。

(2)課后評價(jià)。課后評價(jià)功能實(shí)現(xiàn)師生互評，根據(jù)學(xué)生反映的意見建議，方便老師下一次課更好地備課和授課，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程的良好循環(huán)。老師對學(xué)生的評價(jià)，則能夠更好地激勵(lì)學(xué)生更好地學(xué)習(xí)，助推學(xué)生學(xué)習(xí)。

3 結(jié)語

本文對《遙感原理與制圖》課程采用上述的信息化教學(xué)的改革和實(shí)踐。實(shí)踐表明，信息化教學(xué)方式在課堂出勤率、作業(yè)完成率、答疑互動(dòng)情況等方面取得了明顯的改善，比如：

(1)信息化的課堂考勤更高效，尤其對于大班授課的情況有效節(jié)約課堂時(shí)間，提高課堂效率。

(2)包括課堂討論、頭腦風(fēng)暴和課堂測驗(yàn)等形式的信息化教學(xué)手段，創(chuàng)新了課堂互動(dòng)的新形式，增加了課堂互動(dòng)次數(shù)，擴(kuò)大了教學(xué)互動(dòng)的范圍，讓師生互動(dòng)更實(shí)時(shí)、更明了、更高效。

(3)信息化手段的實(shí)現(xiàn)的課前自學(xué)-課中學(xué)做以及課后拓展情況，都可以通過信息化平臺(tái)展現(xiàn)出來，一目了然，這些數(shù)據(jù)可以全面、客觀、公平合理地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，讓教學(xué)評價(jià)更真實(shí)客觀。通過以評促學(xué)的方式，可以充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，改善教學(xué)效果。

然而，課堂教學(xué)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的不斷變化的過程，由于教學(xué)對象的復(fù)雜性，課堂教學(xué)中問題解決的過程也充滿了種種不確定性和可能性，這就要求教師不斷加強(qiáng)自身的專業(yè)技能，更新自身的職業(yè)素養(yǎng)，不斷提高教學(xué)設(shè)計(jì)的適用性，提升課堂的預(yù)設(shè)能力，以更好地激發(fā)學(xué)生的思維，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的契機(jī)，達(dá)到對以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的超越和升華。今后，可以從以下幾個(gè)方面繼續(xù)做信息化教學(xué)的改革和探索：

(1)正確理解信息技術(shù)與課程整合的內(nèi)涵是信息化教學(xué)的前提。對信息技術(shù)與課程整合的認(rèn)識(shí)存在缺陷，將直接導(dǎo)致信息技術(shù)無法與課程真正整合，無法實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)信息化。

(2)如何運(yùn)用信息技術(shù)，突破教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)是信息化教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)。

(3)如何運(yùn)用信息技術(shù)，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)及探究能力是信息化教學(xué)的關(guān)鍵所在。