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结合雨课堂的《遥感图像处理》翻转课堂教学模式探索

发表时间：2021/5/25 来源：《基层建设》2021年第2期作者：陈媛媛隋铭明

[导读] 摘要:《遥感图像处理》是测绘工程专业本科生的专业选修课程。

        南京林业大学土木工程学院江苏南京 210037
        摘要:《遥感图像处理》是测绘工程专业本科生的专业选修课程。本文针对该门课程的特点，结合智慧教学工具——雨课堂，探索翻转课堂的教学新模式。教学实践表明，该教学模式在增强师生之间交流，发挥学生学习的主观能动性，提升课程教学质量等方面具有重要意义。
        关键词：雨课堂；翻转课堂；遥感图像处理
        1引言
        近些年，随着计算机及遥感技术的发展和互联网的普及，遥感类课程的教学模式在不断地发展和变革[1-3]。2007年，Jonathan Bergmann等将“翻转课堂”的教学模式应用于美国中小学课堂中[4]，学生可以通过互联网使用优质的教育资源，不再单纯地依靠教师课堂讲授，对教学内容可以获得更深层次的理解。2016年，清华大学推出的一款智慧教学工具——雨课堂，将课前——课上——课后的每一个环节在翻转课堂教学实践中赋予了全新的体验[5]。因此，本文针对南京林业大学开设的《遥感图像处理》课程特点和教学中存在的问题，探索结合雨课堂智慧教学工具的“翻转课堂”教学模式，实现课内和课下的有效结合。
        2课程特点及教学中存在的问题
        《遥感图像处理》是南京林业大学测绘工程专业特色选修课之一，该课程具有以下几个特点：
        实践性强：遥感图像处理中涉及到的几何校正、辐射校正、图像分类等内容必须通过软件操作、自主编程等过程完成，才能让学生将所学理论知识与实际应用有机结合。
        创新性强：新型传感器不断升空，数据越来越丰富，数据类型多种多样，因此，遥感图像处理的方法也要及时更新，才能满足遥感技术不断发展的需要。
        难度较大：以往《遥感图像处理》都是针对硕士研究生开设的课程，这个阶段的学生经过本科四年的培养，对遥感技术和遥感图像有了一定的了解，他们具有一定的发现问题和解决问题的能力。南京林业大学针对本科三年级学生开设该门课程，该阶段的学生实践能力和创新意识比较薄弱，因此具有一定的难度和挑战性。
        针对课程特点，虽然在以往的课堂中也会采用翻转课堂的模式进行教学，但是教学效果并未明显提高，主要存在以下几个问题：
        （1）教师虽然采用多种教学手段，但是在实际课堂教学中，学生的自主学习热情并不高，课堂上无法完成高质量的教学任务。
        （2）没有健全的监管平台，无法了解学生课前预习和课后复习的情况，教师只能根据教学经验和教学大纲设置教学环节和讲授重点。
        （3）《遥感图像处理》成绩由期末考试卷面成绩（“结果”占70%）与平时成绩（“过程”占30%）组成，但是平时表现数据难以获取导致平时成绩无法量化。
        针对以上所述的课程特点和目前课堂教学中存在的问题，本文对基于雨课堂的翻转教学模式进行探究，以期实现教学效果最大化。
        3基于雨课堂的翻转教学模式探索
        基于雨课堂的翻转教学分为课前准备、课堂教学、课后总结等三个环节。
        3.1课前准备
        作为教师，在课前教学分析阶段，要熟悉教学大纲，明确教学对象和教学目标，选择合适的教材和教学方法。本课程选择高等教育出版社出版的《遥感数字图像处理——原理与方法》（朱文泉等著）为教材，共分为八个章节，可根据内容分为遥感图像处理的数学基础、处理流程、分析方法等三大块内容。在对教学内容分析的基础上，项目组教师协商讨论，搜集相关资料，将授课内容制作成PPT课件和视频资料，并在课前将其上传至雨课堂课件库供学生下载预习。此外，教师每次课前发布教学相关公告和习题，随时监督学生课前预习情况，了解学生预习效果。
        作为学生，可以在课前利用手机微信接收老师发布的公告、预习资料等，对于在预习过程中难以理解的知识点上网查找相关文献，做好标记，以便在课堂学习中认真听老师讲解。

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        3.2课堂教学
        （1）针对问题，深入探究
        教师根据雨课堂统计的学生课前预习情况，针对标记的“不懂”知识点进行重点讲解。在讲解过程中，根据弹幕出现频率较高的问题及时与学生互动，教学任务完成后发布练习题，掌握学生对知识点的吸收情况和学生课堂参与情况。
        学生在课堂上可以组成学习小组，针对自主学习中存在的问题进行汇总，小组讨论、查找资料、合作探究，并及时完成老师发布的课堂习题。以第一章节课程教学为例，学生对目前典型的遥感传感器和遥感图像处理软件很感兴趣，大家展开积极讨论，查阅相关资料，加深了对课堂知识点的理解，拓展了知识面。
        （2）总结提炼，概括升华
        小组讨论、合作探究后，学生构建了自己的知识网络，教师在此基础上，及时进行补充、纠正及方向引导，确保课程秩序及行进方向的可控性，在课程结束之前针对每部分重点及难点再次进行总结提升，概括升华，达到有效掌握知识、形成能力的目的。
        （3）结合实例，强化能力
        在学生掌握遥感图像处理中涉及的基本理论与知识的基础上，结合具体的遥感案例，使用遥感图像处理软件，选取不同处理方法，完成图像的处理、精度分析及成果输出，培养学生遥感图像解译、处理和对处理结果进行分析的能力。在总结实验成果的基础上，以小组汇报形式在课堂上展示。每组分配20min时间，10min汇报实验结果，10min提问、质询与讨论。同时，其他小组成员就教师提出的问题进行补充与解释。
        3.3课后总结
        每一次课程结束，教师根据课堂教学中涉及的主要问题，引导学生利用网络获取知识，拓展知识面，培养学生独立思考的习惯和解决问题的能力。以其中一次课程为例，教师在课程结束后发布了讨论题“结合课程内容，查阅资料，具体讨论遥感图像处理可以应用在哪些领域”，班级45名学生均积极参与讨论。此外，每一章内容结束，在雨课堂发布一定数量的练习题，针对雨课堂统计学生的学习情况和效果进行总结和反思，发现不足并在以后的课程中进行持续改进。
        课后，学生在完成课后练习题的同时，会收到本次课程的课堂报告，对自己在课堂上的表现有一个整体把握。此外，还可以随时回放课堂教学课件或直播视频，做到随时随地复习。
        针对学生对雨课堂在教学中的接受度在课程结束也做了调查问卷，结果显示，43名学生很喜欢借助雨课堂教学工具进行课程学习，2名同学表示还不太适应这种自主学习的模式。
        4结论
        本文从《遥感图像处理》课程的特点和目前教学中存在的问题出发，结合雨课堂智慧教学工具，探索教师与学生互动永不下线的翻转课堂教学模式。该教学模式重视课前准备，关注课堂学习过程，学习课件和视频可以反复再现，真正做到以学生为主体，对实践性和创新性较强的课程教学具有重要的借鉴作用。
        参考文献
        [1]黄秋燕.教学型地方高校遥感课程教学与科研互动模式探索[J].高教论坛,2008(05):74-76+92.
        [2]王星东.工程教育认证下遥感导论课程的教学探索[J].当代教育实践与教学研究,2019(21):196-197.
        [3]刘美玲,吴伶.“遥感地学应用”课程混合式教学模式初探[J].地理空间信息,2021,19(02):109-112+8.
        [4]张金磊,王颖,张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志,2012,30(04):46-51.
        [5]王帅国.雨课堂:移动互联网与大数据背景下的智慧教学工具[J].现代教育技术,2017,27(05):26-32.
        通讯作者：隋铭明（1979——），女，吉林长白山人，讲师.
        基金项目：南京林业大学教学质量提升工程项目：一流课堂与教学方法