《氣象衛(wèi)星遙感》課程混合教學(xué)模式改革探討

劉海磊，張升蘭

（成都信息工程大學(xué)電子工程學(xué)院，四川 成都 610225）

0 引言

隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，合理利用在線網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，提高大學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量已成為高等教育教學(xué)改革的共識[1]。近年來，混合式教學(xué)呈現(xiàn)了快速的發(fā)展態(tài)勢，已逐漸成為我國大學(xué)課程教學(xué)改革的一個重要方向[2]。混合式教學(xué)可以充分發(fā)揮新媒體的交互作用，在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率等方面效果顯著。

《氣象衛(wèi)星遙感》是成都信息工程大學(xué)電子信息工程專業(yè)（大氣探測方向）開設(shè)的一門專業(yè)必修課程。本課程主要講授氣象衛(wèi)星遙感的發(fā)展概況、輻射傳輸基本理論、氣象衛(wèi)星大氣遙感技術(shù)和方法等。總之，課程內(nèi)容涉及大量的物理、數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)理論知識，這部分內(nèi)容具有一定的抽象性。同時，課程也包括非常重要的實踐和應(yīng)用內(nèi)容，因此課程利用傳統(tǒng)的單一教學(xué)模式很難展現(xiàn)良好的教學(xué)效果。

混合教學(xué)模式可以充分利用在線優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源，促使學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)學(xué)，提升學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的積極性、能動性和創(chuàng)造性，發(fā)揮教師的啟發(fā)和引導(dǎo)作用[3]。對于《氣象衛(wèi)星遙感》這種涉及較多理論的專業(yè)選修課，是否可以進(jìn)行線下和線上學(xué)習(xí)相結(jié)合的混合教學(xué)方式，是否可以取得比傳統(tǒng)教學(xué)模式好的效果等，這些問題都需要去探索和實踐。

本文根據(jù)此課程的特色和專業(yè)特點，將針對這些問題進(jìn)行深入探討和分析，重點分析課程存在的問題，課程開展混合式教學(xué)改革的必要性、可行性，以及混合式教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和評價體系如何改革的問題進(jìn)行探討。期待通過教學(xué)模式的改革，更好調(diào)動學(xué)生在該課程學(xué)習(xí)過程中的積極性，并取得更好的教學(xué)效果。同時，為學(xué)生今后的科學(xué)研究和業(yè)務(wù)需求打下良好基礎(chǔ)。此外，希望能對其他大氣探測課程的教學(xué)模式改革提供一定的參考。

1 教學(xué)模式改革的必要性

《氣象衛(wèi)星遙感》涉及復(fù)雜的數(shù)學(xué)、物理和大氣科學(xué)的知識，也包含一些抽象的內(nèi)容，比如大氣遙感理論需要較嚴(yán)密的邏輯推理。此外，近年來氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)發(fā)展迅速，展現(xiàn)了很多的新技術(shù)和新方法，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)無法滿足學(xué)生學(xué)習(xí)和氣象人才培養(yǎng)的需求。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)在公式推導(dǎo)、理論分析部分可展現(xiàn)較好的優(yōu)勢，但在遙感新技術(shù)和新方法的展現(xiàn)部分效果較差，無法很好地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，這些均使得課程的混合式教學(xué)改革勢在必行。

《氣象衛(wèi)星遙感》是大氣探測和大氣科學(xué)相關(guān)的比較專業(yè)的必修課，內(nèi)容主要包含氣象衛(wèi)星發(fā)展概況、大氣輻射傳輸理論、遙感平臺及傳感器、衛(wèi)星圖像成像原理、衛(wèi)星云圖特征分析、典型大氣參數(shù)的氣象衛(wèi)星探測原理與方法等。課程側(cè)重氣象衛(wèi)星遙感的基本概念、原理和技術(shù)前沿的掌握能力的培養(yǎng)，在大氣探測和大氣科學(xué)專業(yè)教學(xué)中有著非常重要的地位。課程涉及比較復(fù)雜的數(shù)學(xué)、物理和大氣科學(xué)的知識。同時，也涉及一些抽象的內(nèi)容，并需要較嚴(yán)密的邏輯推理，這對學(xué)生的綜合素質(zhì)和課程教學(xué)模式提出了較高的要求。

目前，國內(nèi)主要高校的《氣象衛(wèi)星遙感》課程主要是基于傳統(tǒng)的線下教學(xué)開展的，包括課題板書和PPT多媒體教學(xué)。單一教學(xué)模式可能使得部分同學(xué)對課程主要內(nèi)容理解不深入，很多時候僅僅依靠對知識點的記憶去被動掌握相關(guān)知識。由于課堂時間的限制，針對重點和難點問題討論時間有限，教學(xué)互動略顯不足；學(xué)生預(yù)習(xí)主要通過研讀教材，無法很好調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性，同時也無法很好地利用互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)質(zhì)資源對課程內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充；課程主要根據(jù)學(xué)生課堂表現(xiàn)、作業(yè)情況和期末考試成績進(jìn)行考核，沒有進(jìn)行較好的學(xué)習(xí)過程化考核，評價不夠客觀和全面。因此，《氣象衛(wèi)星遙感》課程教學(xué)模式改革勢在必行，探索線上線下混合式教學(xué)模式就顯得非常重要。

2 混合教學(xué)模式的可行性

目前，國內(nèi)高校都在積極開展“金課”建設(shè)[4-5]，“金課”的建設(shè)經(jīng)驗為《氣象衛(wèi)星遙感》混合教學(xué)模式改革和實施提供了較好的理論基礎(chǔ)和實踐方向。近年來，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺發(fā)展迅速，如騰訊課堂、智慧樹和雨課堂等，為混合式教學(xué)提供了條件，使得該教學(xué)模式實施較為方便。充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)資源，合理收集、篩選適合《氣象衛(wèi)星遙感》課程內(nèi)容的相應(yīng)教學(xué)資源和相應(yīng)教學(xué)視頻，可以良好調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，提高學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)的效果。同時，有利于增強(qiáng)學(xué)生與教師的聯(lián)系與溝通，進(jìn)而提高教學(xué)效果和質(zhì)量。

在近兩年的《氣象衛(wèi)星遙感》教學(xué)工作中，筆者已經(jīng)嘗試了將為國內(nèi)外高校和研究機(jī)構(gòu)相關(guān)的微課、慕課、自己錄制的視頻和其他相關(guān)的教育培訓(xùn)視頻引入課堂，按照線上線下的混合教學(xué)模式進(jìn)行了部分章節(jié)課程內(nèi)容的教學(xué)，取得了良好的效果，這些也都表明混合式教學(xué)模式在該課程的可行性。

3 教學(xué)模式和內(nèi)容的改革

實施線上教學(xué)的前提構(gòu)建優(yōu)質(zhì)資源庫，比如可以利用線上慕課、微課和其他國內(nèi)外大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)的相應(yīng)資源，探索適合《氣象衛(wèi)星遙感》課程體系的混合式教學(xué)設(shè)計。我們將充分利用氣象衛(wèi)星遙感相關(guān)的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)資源（包括微課、慕課、教學(xué)名師課程、國家衛(wèi)星氣象中心、NOAA和NASA相關(guān)教材培訓(xùn)視頻），以精簡的在線視頻為表現(xiàn)形式，選擇具備主題突出、內(nèi)容精簡、趣味性強(qiáng)的內(nèi)容，構(gòu)建合適的線上教學(xué)資源庫。

基于線上線下混合教學(xué)模式，優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)。在線上教學(xué)中利用線上資源，合理分配學(xué)前預(yù)習(xí)、重點難點知識講解、課外參考文獻(xiàn)閱讀和分組討論等環(huán)節(jié)內(nèi)容。注重過程化考核，豐富線上隨堂試題庫、課后作業(yè)庫、課程資源庫等教學(xué)資源。由于該課程涉及內(nèi)容較多，既有需要邏輯推理的理論內(nèi)容，也有應(yīng)用性較強(qiáng)的實踐內(nèi)容，更適合面對面交流和探討形式。總之，不同知識點適合不同教學(xué)模式，這些知識點的劃分需要教師在課程準(zhǔn)備階段進(jìn)行初步劃分，之后再根據(jù)教學(xué)過程的反饋對教學(xué)模式進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程教學(xué)大綱，對知識點進(jìn)行梳理和分類，同時基于混合式教學(xué)模式的特點對課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行劃分，確定合理的教學(xué)模式。比如：大氣輻射傳輸理論的重點、難點，考慮以課堂講授為主；將大氣輻射和遙感的基本概念、氣象衛(wèi)星的軌道特點、衛(wèi)星遙感分類等基礎(chǔ)知識采用線上教學(xué)為主，課堂互動交流的形式開展。同時考慮分組討論、專題研討等擴(kuò)大學(xué)生的知識面。此外，充分利用優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)資源（如：NOAA和NASA相關(guān)培訓(xùn)視頻）進(jìn)行課程內(nèi)容的擴(kuò)展，讓學(xué)生了解學(xué)科前沿，同時也認(rèn)識氣象衛(wèi)星遙感在大氣探測和大氣科學(xué)領(lǐng)域的重要性。

在混合式教學(xué)模式中，教師角色需要做出相應(yīng)的調(diào)整。教師需要針對線上教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，精心組織課堂教學(xué)，通過組內(nèi)討論、查閱文獻(xiàn)、專題討論等方式使學(xué)生更好地理解和運(yùn)用知識。同時，通過國內(nèi)外氣象衛(wèi)星最新的應(yīng)用實例展示拓寬學(xué)生的知識面。針對準(zhǔn)備考研的學(xué)生，可以考慮通過學(xué)習(xí)平臺引入一些高校衛(wèi)星遙感相關(guān)優(yōu)質(zhì)考研資源，從而提高他們的學(xué)習(xí)積極性和效果。

4 混合式教學(xué)模式評價體系

客觀、全面的課程評價體系對混合式教學(xué)和課程的實施和改進(jìn)非常重要[6]。在混合式教學(xué)過程中，我們需要注重過程化考核，采取多維度考核體系。探索提高過程化考試比重，降低期末閉卷考試比重的可行性和方式。嘗試將在線學(xué)習(xí)情況、平臺測試、學(xué)生作業(yè)、小組討論、專題調(diào)研等均歸為考核范圍。這對調(diào)動學(xué)習(xí)的主動性，豐富考核內(nèi)容和形式，讓學(xué)生能更好融入課程教學(xué)過程有重要意義。

需要探討簽到、課前線上學(xué)習(xí)、課堂互動、測驗、作業(yè)、考試等內(nèi)容在和考核標(biāo)準(zhǔn)的比例和合理性。此外，教師需要對學(xué)生自主學(xué)習(xí)態(tài)度和能力、課堂表現(xiàn)，解決問題、互動交流能力等進(jìn)行綜合考核。在混合式教學(xué)模式中，可以適當(dāng)弱化期末考試在整個課程成績的所占比例。提高過程化考核的成績占比，加強(qiáng)學(xué)習(xí)過程化管理，將各部分考核情況進(jìn)行加權(quán)形成合理的課程綜合成績。

5 結(jié)語

線上線下混合式教學(xué)模式可以開發(fā)和利用優(yōu)質(zhì)MOOC、專屬在線課程和其他在線課程、教學(xué)資源，積極提高課程質(zhì)量和形態(tài)方式，培養(yǎng)學(xué)生基于互聯(lián)網(wǎng)和移動終端的自主學(xué)習(xí)能力，穩(wěn)步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。本文對《氣象衛(wèi)星遙感》課程存在的問題、混合式模式改革的必要性和可行性、教學(xué)模式內(nèi)容和評價體系的改革進(jìn)行了分析和探討。課程改革重點優(yōu)化線上線下混合教學(xué)模式下的《氣象衛(wèi)星遙感》教學(xué)內(nèi)容，建立課程優(yōu)質(zhì)線上線下教學(xué)資源庫，同時制定混合教學(xué)模式下的合理課程考核標(biāo)準(zhǔn)。希望通過課程教學(xué)模式、內(nèi)容和評價體系等的改革更好地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力，以獲取更好的教學(xué)效果，培養(yǎng)適應(yīng)新時代需求的大氣探測業(yè)務(wù)和科研人才。