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(diǎn)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(diǎn)，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(dú)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)來說，基本涵蓋了“遙感實驗”課程的大部分知識點(diǎn)，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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)及處理流程外，重點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)評，分別就各小組在項目執(zhí)行過程中的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)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(diǎn)，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(diǎn)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(diǎn)的公開點(diǎn)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(diǎn)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。