高職“攝影測量”課程信息化教學(xué)設(shè)計(jì)探析

黃海虹

根據(jù)中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《中國教育現(xiàn)代化2035》、教育部印發(fā)的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020 年）》等文件精神，加快推進(jìn)職業(yè)教育信息化是職業(yè)教育發(fā)展的重要目標(biāo)，這對高職院校教師的課程教學(xué)提出了新要求。面對“互聯(lián)網(wǎng)+ 教育”的改革浪潮，教師只有在把握學(xué)情、達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的前提下，充分利用信息技術(shù)和信息資源展示各種知識和技能，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高課堂教學(xué)效果，這對高職院校的教學(xué)改革具有現(xiàn)實(shí)意義。筆者結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以高職院校“攝影測量”課程中“數(shù)字正射影像制作”教學(xué)任務(wù)為例，對信息化教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

一、教學(xué)分析

（一）學(xué)情分析

此次授課對象是工程測量技術(shù)專業(yè)大二學(xué)生，學(xué)生課前完成了低空無人機(jī)影像獲取任務(wù)，掌握了數(shù)字高程模型制作方法。很多學(xué)生酷愛手機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)，喜歡實(shí)踐操作，但往往忽視理論學(xué)習(xí)，對原理性知識的掌握水平有待提高。

（二）教學(xué)內(nèi)容分析

如今，隨著攝影測量已進(jìn)入高速發(fā)展階段，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，“攝影測量”課程也成為工程測量技術(shù)專業(yè)的一門核心課程。其中，數(shù)字正射影像的制作屬于攝影測量4D產(chǎn)品中的項(xiàng)目之一，是4D產(chǎn)品中最直觀逼真、信息最豐富、獲取最快捷、應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品，也是“攝影測量”課程教學(xué)中不可或缺的內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容是數(shù)字正射影像制作任務(wù)，共4個(gè)課時(shí)，要求學(xué)生掌握原理性知識，能熟練進(jìn)行實(shí)踐操作。

（三）教學(xué)目標(biāo)

基于學(xué)情和教學(xué)內(nèi)容，筆者結(jié)合專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和崗位需求制訂教學(xué)任務(wù)的三維目標(biāo)。1.知識目標(biāo)：掌握數(shù)字正射影像圖的生成原理（數(shù)字正射糾正原理），掌握數(shù)字正射影像圖的制作流程。2.技能目標(biāo)：能根據(jù)數(shù)字高程模型制作數(shù)字正射影像，能熟練進(jìn)行正射影像的鑲嵌，能檢查和修補(bǔ)數(shù)字正射影像。3.素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)、愛崗敬業(yè)的職業(yè)素養(yǎng)、良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣以及嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工匠精神。

（四）教學(xué)重難點(diǎn)

結(jié)合學(xué)情及以往教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，筆者將數(shù)字正射影像的質(zhì)檢與修補(bǔ)確定為教學(xué)重點(diǎn)，將數(shù)字正射影像的生成原理確定為教學(xué)難點(diǎn)。

（五）教學(xué)策略

筆者根據(jù)學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)和現(xiàn)代職業(yè)教育的教學(xué)要求，結(jié)合攝影測量員崗位需求，以校企合作單位發(fā)布的無人機(jī)數(shù)字正射影像制作為工作任務(wù)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中與崗位對接，以提升課堂教學(xué)的趣味性、操作性和實(shí)效性。為貫徹“做中學(xué)、做中教、做中評”理念，將職業(yè)素養(yǎng)和學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)貫穿始終，筆者借助智慧職教云課堂平臺、DpGrid專業(yè)軟件、微課、動畫、錄屏等信息化手段，通過線上、線下的混合教學(xué)，以達(dá)到不斷突破教學(xué)重難點(diǎn)的目的。

二、教學(xué)實(shí)施

教學(xué)過程分為課前自學(xué)、課中導(dǎo)學(xué)、課后拓展三個(gè)階段。課中導(dǎo)學(xué)階段，筆者按照“知原理、懂規(guī)范、勤操練、善總結(jié)”四個(gè)環(huán)節(jié)展開，并基于云課堂平臺線上自學(xué)、反饋，線下實(shí)時(shí)調(diào)整的方式，開展“三段四遞進(jìn)式”課堂教學(xué)。

（一）課前自學(xué)

課前，筆者利用云課堂發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)：1.查看預(yù)習(xí)課件及微課視頻資料，結(jié)合前面所學(xué)的數(shù)字高程模型知識，弄清楚數(shù)字正射影像與數(shù)字高程模型的關(guān)系;2.通過互聯(lián)網(wǎng)或其他渠道查閱數(shù)字正射影像的制作方法，以及數(shù)字正射影像在各領(lǐng)域的應(yīng)用，并發(fā)布到平臺上;3.任選2～4張前期獲取的無人機(jī)原始影像，在PhotoShop軟件上完成2張影像的拼接，并記錄其中存在的問題，將成果和問題上傳至平臺。

一般來說，通過云課堂平臺，教師不僅能輔助學(xué)生隨時(shí)隨地移動學(xué)習(xí)，還能關(guān)注學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，統(tǒng)計(jì)學(xué)生在預(yù)習(xí)中所發(fā)現(xiàn)的問題，及時(shí)調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)，從而使教學(xué)更有針對性;同時(shí)，也能讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)自主查找數(shù)字正射影像的應(yīng)用，初步了解知識點(diǎn)的產(chǎn)生，進(jìn)一步激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情。

（二）課中導(dǎo)學(xué)

1.知原理

根據(jù)課前預(yù)習(xí)的情況反饋，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生容易混淆一般無人機(jī)獲取的原始影像與正射影像，認(rèn)為一般影像進(jìn)行鑲嵌后就可得到正射影像，對正射影像的生成原理理解比較模糊，于是針對這個(gè)問題使用教學(xué)動畫展開重點(diǎn)講解。

事實(shí)上，高職院校的不少學(xué)生存在重實(shí)踐輕理論的問題，而數(shù)字正射影像的生成原理抽象，公式復(fù)雜，不易理解，教師可利用無人機(jī)拍攝的不同姿態(tài)的動畫，讓學(xué)生直觀地認(rèn)識影像傾斜引起的像點(diǎn)位移，再利用起伏地形的原理動畫，向?qū)W生解釋地面起伏引起的像點(diǎn)位移現(xiàn)象。筆者認(rèn)為，數(shù)字正射影像的糾正原理是本任務(wù)的教學(xué)難點(diǎn)，其形象直觀地描述了將原始影像分成很多個(gè)像元，并逐個(gè)糾正為正射影像的復(fù)雜過程，有助于學(xué)生清晰明了地掌握這一復(fù)雜、抽象的原理性教學(xué)難點(diǎn)。

為精確判斷學(xué)生掌握原理的情況，教師可在云課堂上發(fā)布關(guān)于數(shù)字正射糾正原理的測試題，經(jīng)測試學(xué)生如掌握率達(dá)90%，可視為其能有效突破教學(xué)難點(diǎn)，從而為實(shí)踐操作奠定基礎(chǔ)。

2.懂規(guī)范

為了緊貼生產(chǎn)實(shí)踐，對接崗位要求，結(jié)合項(xiàng)目需求，教師可領(lǐng)學(xué)低空數(shù)字?jǐn)z影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范以及制作流程，并使用軟件演示成果，這需要滿足幾何精度達(dá)標(biāo)、幅面地物完整且不變形等要求。在規(guī)范和制作流程的學(xué)習(xí)過程中，教師還應(yīng)適當(dāng)在每個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)中融入思政元素，使學(xué)生養(yǎng)成求真務(wù)實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的良好習(xí)慣。

3.勤操練

為加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力，教師應(yīng)在演示制作流程后，鼓勵學(xué)生自主實(shí)操完成工作任務(wù);學(xué)生如在操作過程中遇到問題，可讓其在微課資源庫中查找相關(guān)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，也可以進(jìn)行小組討論或?qū)で蠼處熤笇?dǎo)協(xié)助。在實(shí)踐過程中，教師巡視并進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)，將共性問題拍攝小視頻上傳平臺，形成問題操作庫。學(xué)生應(yīng)根據(jù)教師指導(dǎo)及時(shí)更正不當(dāng)操作，并進(jìn)行反復(fù)練習(xí)。

為精確掌握學(xué)生的實(shí)踐情況，教師可要求學(xué)生將操作過程錄制并上傳至教學(xué)平臺，以供課后教師批閱及自我檢查，小組長跟進(jìn)任務(wù)進(jìn)度，把控成果質(zhì)量，組織團(tuán)隊(duì)協(xié)作。事實(shí)證明，在這種教學(xué)模式下，課堂氣氛活躍，學(xué)生參與度高，在邊做邊學(xué)邊教的過程中，將職業(yè)規(guī)范貫穿始終。