項目驅(qū)動式教學(xué)法在“遙感實驗”課程在線教學(xué)中的應(yīng)用探析

唐中林，付 敏

（1.重慶工商大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，重慶 400067；2.重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 401120）

0 引言

“遙感實驗”課程作為測繪遙感、地理信息系統(tǒng)、土地資源管理等專業(yè)的主干實驗課程，是各相關(guān)專業(yè)學(xué)生掌握專業(yè)技能的必要途徑。本課程一般在大學(xué)本科三年級或研究生一年級開設(shè)，即學(xué)生已初步掌握遙感、地理信息系統(tǒng)等相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論與技術(shù)方法之后。因其較強(qiáng)的應(yīng)用特性，所以從內(nèi)容設(shè)置上完整覆蓋遙感圖像的預(yù)處理、圖像增強(qiáng)及信息提取等幾大板塊。在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，該課程多以“課堂+實訓(xùn)室”的教學(xué)模式開展，以“課堂學(xué)習(xí)，課后內(nèi)化”的知識學(xué)習(xí)路徑進(jìn)行知識學(xué)習(xí)［1］。即課堂上任課教師通過理論闡述及實驗操作的方法對涉及的知識點進(jìn)行現(xiàn)場演示，并告知學(xué)生具體實驗操作步驟，學(xué)生在實訓(xùn)室中按照相應(yīng)的處理流程進(jìn)行重復(fù)，并撰寫相應(yīng)的實驗流程及實驗分析報告，從而實現(xiàn)知識的掌握及實踐技能的內(nèi)化。這種模式突出了教師在教學(xué)活動中的知識傳授功能，但卻忽視了學(xué)生在掌握實踐技能過程中的主體地位及主觀能動性［2］。尤其是當(dāng)前，受疫情影響，當(dāng)傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式并不能如期開展的情況下，探索一種高效的“遙感實驗”課程教學(xué)模式至關(guān)重要。

在教育部“停學(xué)不停課”的要求下，各高校紛紛出臺相應(yīng)的“停學(xué)不停課”舉措。其中，在線教學(xué)被大力推廣，在疫情的特殊背景下，在線教學(xué)對于支持和維護(hù)正常的教學(xué)秩序發(fā)揮了重要的支撐作用。但也暴露出了相當(dāng)多的問題，其一由于多數(shù)教師并未接受過在線教學(xué)或混合式課堂的培訓(xùn)，將在線教學(xué)簡單理解為課堂從線下移到線上，對在線教學(xué)的教法、內(nèi)容結(jié)構(gòu)的組織、課堂管理規(guī)律并不熟悉，導(dǎo)致教學(xué)實效較差。同時，受到在線教學(xué)課程資源、課程平臺、網(wǎng)絡(luò)帶寬等軟硬件資源客觀條件限制，在線教學(xué)的教學(xué)實效會大打折扣。尤其是像“遙感實驗”這一類課程，在突如其來的疫情影響下，受到課堂教學(xué)條件、相關(guān)專業(yè)軟件授權(quán)、教學(xué)評測等客觀條件限制，在多數(shù)高校的教學(xué)計劃中，并未按照預(yù)定的教學(xué)安排正常開展。因此，在基本教學(xué)條件，如學(xué)生端的軟件授權(quán)得到保障的情況下，如何利用好在線教育資源開展實驗類課程的教學(xué)則顯得更為急迫。本文將結(jié)合作者的個人教學(xué)實踐對如何在在線教學(xué)過程中深度融合項目驅(qū)動式教學(xué)法進(jìn)行深入討論。

1 項目驅(qū)動式教學(xué)法在在線教學(xué)中的實施

項目驅(qū)動式教學(xué)法是以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心，教師通過組織與指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)情景、協(xié)作、會話等學(xué)習(xí)環(huán)境要素，引導(dǎo)學(xué)生主動完成一個完整的項目，從而使學(xué)生高效、系統(tǒng)地掌握所學(xué)知識的教學(xué)方法［3］。該教學(xué)方法多用于系統(tǒng)性較強(qiáng)的實驗課程中，通過教師設(shè)定實用性強(qiáng)、綜合性較高的項目目標(biāo)并引導(dǎo)學(xué)生自主開展知識探索的模式來培養(yǎng)學(xué)生解決現(xiàn)實問題的能力。通常，一個“項目”應(yīng)當(dāng)滿足如下幾類條件［4］。

（1）所選的工作任務(wù)應(yīng)該目的明確、任務(wù)目標(biāo)清晰，同時與實際生產(chǎn)活動具有直接關(guān)聯(lián)。

（2）所選取的工作任務(wù)應(yīng)能將某一教學(xué)主題的理論知識同實踐技能緊密結(jié)合起來；

（3）所選取的工作任務(wù)應(yīng)以教學(xué)主題為核心依據(jù)，以現(xiàn)實生產(chǎn)的對象為材料，既包含基本的教學(xué)知識點，又能充分調(diào)動學(xué)生解決現(xiàn)實問題的積極性。

（4）所選取的工作任務(wù)有一定的難度，能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)新知識、新技能、解決新問題的主觀能動性，同時又能提供給學(xué)生獨立開展工作的機(jī)會。

（5）具有系統(tǒng)性、明確的項目成果展示、評價環(huán)節(jié)，以利于學(xué)生從項目評價、對比中來實現(xiàn)能力提升。

1.1 實驗教學(xué)背景

自擔(dān)任“遙感實驗”課程助教至今，作者多次參與遙感實驗類課程、遙感理論的任教、畢業(yè)指導(dǎo)等工作。在實際的教學(xué)過程中，總結(jié)出傳統(tǒng)課堂存在的幾類問題。

一是課程知識點較為零散，學(xué)生學(xué)習(xí)知識的系統(tǒng)性較差。在傳統(tǒng)課堂教學(xué)過程中，知識點講授的連貫性較差、分散度較高，練習(xí)章節(jié)的內(nèi)容可能會與其他章節(jié)之間存在脫節(jié)，從而導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中不知所云，對所學(xué)知識缺乏整體性認(rèn)知。

二是課程內(nèi)容缺乏實用性，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性不足。傳統(tǒng)的“遙感實驗”課程教學(xué)往往弱化了實驗類課程的實用性傾向和解決現(xiàn)實世界實際問題的實用能力，忽視了學(xué)生在教學(xué)過程中參與教學(xué)活動、掌握新知識、新技能的主觀能動性。

三是課程教學(xué)手段及方法較單一，學(xué)生學(xué)習(xí)的成效較差。通常在傳統(tǒng)課堂中教師會采用PPT通盤講述+學(xué)生參照實訓(xùn)教材逐項練習(xí)的方式進(jìn)行課堂組織，在這種模式培育下的學(xué)生實踐動手能力往往較差，由于缺乏系統(tǒng)性的項目實踐培訓(xùn)，在實際工作中多會面臨不知從何下手的窘境。

在實踐教學(xué)中，基于項目驅(qū)動式的教學(xué)在一定程度上能有效彌補(bǔ)上述不足，提升學(xué)生的課堂積極性及實際動手能力，有助于實現(xiàn)由課堂到應(yīng)用的順利轉(zhuǎn)型。尤其是當(dāng)前在疫情影響下，如何充分利用好現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，將不利化有利，用好項目驅(qū)動教學(xué)模式，探索一條面向線上、線上線下混合以及面向線上線下協(xié)同的“遙感實驗”課程在線教學(xué)模式意義重大。

1.2 實驗教學(xué)設(shè)計

在項目驅(qū)動式的“遙感實驗”教學(xué)設(shè)計過程中，項目選題至關(guān)重要。項目選題的設(shè)計不僅要考慮所選問題要面向現(xiàn)實需求，具有一定的現(xiàn)實應(yīng)用價值，以吸引學(xué)生主動參與。同時還要考慮到知識點之間的綜合應(yīng)用，以更多地培養(yǎng)學(xué)生掌握知識的全面性。因此，基于近年來備受關(guān)注的“城市熱島”效應(yīng)，本文將以“基于ETM+數(shù)據(jù)的地表溫度反演”為例，對在“遙感實驗”課程中如何進(jìn)行在線項目驅(qū)動式教學(xué)進(jìn)行論述。

首先，從該項目所考察的知識點來說，基本涵蓋了“遙感實驗”課程的大部分知識點，如遙感影像的獲取、數(shù)據(jù)讀取、輻射定標(biāo)、幾何校正、大氣校正、圖像裁剪、黑體輻射亮度值及地表比輻射率計算、地表溫度反演、溫度信息提取等一系列圖像預(yù)處理、信息提取環(huán)節(jié)，考察的知識點及實操技能綜合性較強(qiáng)。從實驗課程的教學(xué)目的來說，一是要求學(xué)生根據(jù)課題研究需要，掌握數(shù)據(jù)下載、預(yù)處理的基本方法。二是基于特定的軟件平臺，利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)，實現(xiàn)地表溫度的反演與信息提取。在在線教學(xué)過程中，根據(jù)在線教學(xué)的實際情況，主要可以劃分為3個階段，其一即課前準(zhǔn)備及項目分發(fā)階段；其二即課堂講解及小組實驗階段；其三即實驗小組匯報及總結(jié)階段。根據(jù)在線教學(xué)的實際情況，在線直播教學(xué)實施平臺為企業(yè)微信，并采用互動功能較強(qiáng)、參與性更高的會議模式進(jìn)行課程講授。

2.3 實驗教學(xué)實施

第一階段，課前準(zhǔn)備及項目分發(fā)。本階段主要工作均于課后時段完成，主要內(nèi)容包括項目小組分組、項目分發(fā)及導(dǎo)學(xué)。首先，根據(jù)班級規(guī)模，以5人為一小組，按照自由組合的形式將班級劃分為若干項目小組，并設(shè)小組長1人，小組另設(shè)討論群組，以利于小組管理、溝通；其次，由主講老師為每個小組設(shè)定不同的項目實施目標(biāo)，為了避免相互抄襲情況發(fā)生，每個小組的研究區(qū)域均不一致；最后，主講老師向各小組發(fā)放文字資料及教學(xué)視頻等導(dǎo)學(xué)資料，導(dǎo)學(xué)內(nèi)容主要涉及基于ETM+數(shù)據(jù)的地表溫度反演的相關(guān)理論知識及處理流程的文字、視頻講解，導(dǎo)學(xué)課程會設(shè)定若干理論性及技術(shù)性問題，以利于學(xué)生的知識啟發(fā)及思考。

第二階段，課堂講解及小組實驗。本階段的工作主要在課堂中實施，目的在于深化學(xué)生的知識內(nèi)化水平，主要工作包括教師重點講解及答疑、小組討論、小組實驗。在課堂講解過程中，除了簡要介紹項目可能涉及的知識點及處理流程外，重點圍繞導(dǎo)學(xué)階段提出的若干理論性及技術(shù)性問題展開講解。在此基礎(chǔ)上，開展小組討論，并同步開展在線答疑，回答學(xué)生在前期準(zhǔn)備階段關(guān)于設(shè)定問題以及學(xué)習(xí)過程中所遇到的新問題，以加深學(xué)生對所預(yù)習(xí)重點知識的理解及認(rèn)識。并以小組為單元，開展小組項目執(zhí)行，該部分工作可于課堂上實現(xiàn)，也可在課堂外實施，在項目執(zhí)行過程中，鼓勵學(xué)生通過自我發(fā)現(xiàn)去解決項目執(zhí)行中遇到的問題，從而提升其發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

第三階段，實驗小組匯報及總結(jié)。本階段的主要工作在于對小組項目完成情況進(jìn)行匯報、點評、總結(jié)，并梳理項目過程中遇到的各類理論、技術(shù)問題。首先，由各項目小組以在線匯報的方式將各自小組的實驗情況以標(biāo)準(zhǔn)的實驗報告模式進(jìn)行匯報，具體包括涉及的理論知識、處理流程、發(fā)現(xiàn)的問題與不足、項目分工情況等；其次，教師根據(jù)各組的項目完成情況進(jìn)行在線點評，分別就各小組在項目執(zhí)行過程中的優(yōu)點、缺點進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使學(xué)生明確改進(jìn)的方向；最后，由指導(dǎo)教師對各小組在項目執(zhí)行過程中遇到的共性問題進(jìn)行逐一講解，并做回顧性知識梳理，將本項目所涉及的理論知識、實踐操作進(jìn)行細(xì)致回顧，并在此基礎(chǔ)上舉一反三，串聯(lián)可能涉及的各項知識點，以進(jìn)一步提升學(xué)生的知識內(nèi)化能力。

2 教學(xué)效果與體會

整體來說，項目驅(qū)動式教學(xué)方法在在線教學(xué)過程中的教學(xué)效果較好、學(xué)生的參與度及參與熱情較高，參與項目實踐的主動性較強(qiáng)，基本上達(dá)到了課程教學(xué)的目的。而且，以項目驅(qū)動式教學(xué)的方式開展在線教學(xué)能有效彌補(bǔ)在線教學(xué)的諸多不足，如學(xué)生的在線管理問題、學(xué)生的時間配置問題。在線教學(xué)過程中，因不能像傳統(tǒng)課堂一樣面對面進(jìn)行交流、講解，學(xué)生人在線但不一定融入課堂，所以對學(xué)生的課堂管理會大打折扣。而通過項目驅(qū)動式教學(xué)能在很大程度上充分調(diào)動學(xué)生參與課程的積極性，同時，通過項目驅(qū)動式教學(xué)能進(jìn)一步提升課堂效率，學(xué)生在項目執(zhí)行過程中自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，教師在此過程中通過設(shè)定問題、答疑等深化學(xué)生對于知識點的掌握，提升知識內(nèi)化的能力，從而提高課堂教學(xué)效率。

但是，在在線教學(xué)過程中，依然面臨不少的問題：其一，學(xué)生的協(xié)作能力需要進(jìn)一步加強(qiáng)。在教學(xué)實踐過程中，項目小組的配置合理性至關(guān)重要，需要充分調(diào)動學(xué)生參與的積極性。本人在項目考評過程中以小組組長統(tǒng)計并考評組員工作量、指導(dǎo)教師評分的方式來扼制消極參與、不認(rèn)真對待課程的情況發(fā)生。同時，在對不同項目組優(yōu)缺點的公開點評過程中有意識強(qiáng)化協(xié)作能力占比，以此促進(jìn)項目組成員間的協(xié)同意識培養(yǎng)及能力提升。其二，理論知識的儲備不夠扎實。作者在教學(xué)試點實踐中發(fā)現(xiàn)，多數(shù)學(xué)生的理論知識儲備不夠扎實，對于“遙感實驗”課程來講，理論知識儲備對于實驗?zāi)芰Φ恼莆肇暙I(xiàn)度不高，多數(shù)人認(rèn)為掌握了處理流程就掌握了該技能，從而輕理論重實操。因此，在課堂中，作者有意識提高不同處理流程過程中對理論知識的考察，要求學(xué)生回答用到了什么理論，或理論如何得到體現(xiàn)，以提升學(xué)生的理論素養(yǎng)。其三，實驗課程教學(xué)效果受限于教學(xué)軟硬件設(shè)備，如前所述，在線教學(xué)不僅僅是教學(xué)形式的轉(zhuǎn)變，更涉及一系列現(xiàn)實問題，對于實驗課程而言，實驗所用到的軟件授權(quán)即是一大障礙。

3 結(jié)語

目前，受疫情影響，實驗類課程如何開展在線教學(xué)已是各高校面臨的一大難題，這不僅涉及軟硬件設(shè)施的供給問題，同時，更與教學(xué)過程中的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變息息相關(guān)。在線教學(xué)不僅僅是課堂由線下轉(zhuǎn)至線上，更是涉及教學(xué)方法、教學(xué)理念，以及對在線教學(xué)的規(guī)律認(rèn)知問題。本文以“遙感實驗”課程的在線教學(xué)為例，就如何將項目驅(qū)動式教學(xué)應(yīng)用于在線教學(xué)展開論述，以期為進(jìn)一步提升在線教學(xué)效率、提高學(xué)生參與在線教學(xué)活動提供有益參考。