秦 永，韓留生，黃潔慧，郭 兵

（1.山東理工大學 建筑工程學院，山東 淄博 255000）

當下傳統(tǒng)的教育模式仍未得到根本扭轉，課堂授課仍舊以老師講授為主，學習主動性仍亟待調(diào)動與開發(fā)。2000 后的大學生更喜歡主動在網(wǎng)上尋找教學資源，以國內(nèi)知名的視頻互動網(wǎng)站bilibili為例，平臺中有很多專業(yè)課程都得到大量的點擊與播放，對于制作精良的動畫設計，在好評如潮的彈幕中，也出現(xiàn)許多對當前填鴨式教學的批評與不滿。2020 年的新冠疫情，更是讓線上教學一夜間走進學校。但單純的線上教學效果較差，老師無法第一時間了解學生知識的掌握情況，刷課現(xiàn)象較為普遍。

因此，傳統(tǒng)的課堂教學（線下）受到了很大的沖擊，我們亟需吸收網(wǎng)絡學習的模式（線上），緊跟時代的發(fā)展，滿足學生的需求，《遙感概論》線上線下混合式教學改革就是在這個大背景下提出的。本文從課程現(xiàn)狀及已有建設成果、教學模式改革、考核方式改革、案例教學設計等幾個方面進行敘述，希望能夠更好地提高教學質量。

1 課程介紹及已有課程建設成果

《遙感概論》是測繪學科專業(yè)核心課程之一，2000 年之后該課程從《攝影測量與遙感》中分離出來，成為一門獨立課程。國內(nèi)測繪及資源環(huán)境專業(yè)高校均開設了此課程，學時從32 至64 學時不等。目前武漢大學及北京大學均有該課程的國家級精品課程[1-2]，國內(nèi)高校主要以高等教育出版社及武漢大學教材為主[3-5]。歐美國家的遙感課程一般隸屬于地球科學與地理信息學科，其中美國馬里蘭大學的遙感學科在國際范圍內(nèi)獲得較高認可。綜合來說，遙感作為一門新興學科發(fā)展迅速，前景廣闊。

《遙感概論》是我校測繪工程系的核心專業(yè)課程，經(jīng)歷了該課程的網(wǎng)絡課程建設、骨干課程建設、核心課程建設、一流課程建設、山東省共享課程建設，基本實現(xiàn)了教學資源全部上網(wǎng)，線上線下互動答疑，教學視頻錄制，完善教學案例庫，多樣化教學與考核。經(jīng)過近幾年的課程建設和改革，教學效果顯著提高，教學團隊初步形成。目前《遙感概論》是我校校級精品課程、省級一流課程（培育），授課教師4人。課程安排在第5學期，56個學時，另外還有兩周的軟件實踐操作及綜合實訓。

按照山東省一流本科建設的“確立以學生為中心、產(chǎn)出為導向，突出課程的創(chuàng)新性，增加課程的挑戰(zhàn)度”這一指導思想，結合專業(yè)的實際情況，本次課程改革需要解決的重點問題有：①努力實現(xiàn)現(xiàn)代信息技術與教育教學深度融合，強化師生互動、學生互動，杜絕信息技術應用的簡單化、形式化。2020年初的嚴重疫情讓教師們對線上課程教學模式產(chǎn)生了認同感，而在此之前一直存在線上教學是可有可無或者是浮于表面的觀點。在一流課程建設和改革過程中要解決的最突出的問題是讓學生有效的利用網(wǎng)絡平臺進行學習，包括課堂討論、線上測試、網(wǎng)絡作業(yè)和師生互動等。和以往網(wǎng)絡課程建設相比，本次改革的最大不同點是讓學生真正使用線上課程資源進行學習和測驗，而不是把一大堆的教學素材上傳到網(wǎng)上而不管其是否起到輔助教學作用。如何讓網(wǎng)上“死”的教學資源動起來，如何讓學生發(fā)自內(nèi)心的主動使用這些資源，實現(xiàn)線上線下混合式教學將是本次教學改革最需解決的問題。②探索多種評價方式，加強非標準化、綜合性等評價手段的權重。授課團隊一直以目標為導向加強課程考核，在過去的教學改革中采用了報告答辯、論文探究等批判性思維的作業(yè)評價方式，不但提升了學習的深度，而且較好的扭轉以前填鴨式教學弊端，更加符合工程技術類人才的培養(yǎng)模式。③需要解決擋在“仿真性教學”面前的一系列棘手問題，包括課堂上機內(nèi)容的優(yōu)化重組，集中實習內(nèi)容的重新安排以及深入企業(yè)一線實習的可行性操作等。

遙感課程改革目標是改變傳統(tǒng)填鴨式教學模式，從根本上將“要我學”扭轉為“我要學”。改革考試方式，從傳統(tǒng)的以記憶為主的考試轉變到以理解和應用為主的考試方式。以“案例教學”為主，將理論講解與實際應用相結合；以“校企結合”為紐帶，組織學生深入生產(chǎn)實踐第一線，培養(yǎng)滿足企業(yè)需求的工程技術人才。本次課程改革的主要成果有：①實現(xiàn)了課前預習，課后復習。②學生在線網(wǎng)絡測試，利用模擬考試形式達到復習知識點的目的。③選用英文教材、課件及案例授課，要求學生用英語進行論文及演示匯報，提高了學生英文水平。

2 課程改革內(nèi)容

2.1 教學模式改革

我們參考了國內(nèi)知名高校的創(chuàng)新型實踐教學[6-7]和項目教學法內(nèi)容[8-10]，結合我校的實際狀況，將課堂教學分解為3 個主要模塊：①基本概念及基本理論學習。無論如何改變教學方式，課堂授課環(huán)節(jié)必不可少，因此本模塊主要以教師授課為主，并選取部分內(nèi)容作為課堂反轉，學生以小組的形式各講授一部分內(nèi)容，其他小組評議并討論。②案例教學。通過選取合適的案例對所學習的理論知識和方法進行回顧和總結并要求學生對某一專題進行綜述，通過查閱文獻和論文匯報等形式迫使學生主動學習。③觀摩學習。組織學生觀看慕課[2]或到遙感生產(chǎn)第一線參觀學習，了解遙感影像處理流程和具體應用。具體教學安排見圖1。

圖1 課堂教學模塊方案

在線上和線下學時安排方面，我們在教學實踐中經(jīng)過多次探索和實踐，共安排了1∕4左右的學時進行線上教學，本課程共56個學時，共安排了12個學時的線上教學時長，包括4個學時的理論授課以及8個學時的課內(nèi)上機教學。線上教學采用學生自學與師生討論相結合的形式，比如傅立葉變換以及人工目視解譯，課內(nèi)上機教學則將傳統(tǒng)的機房統(tǒng)一教學轉化到線上進行。線上教學平臺有很多，例如智慧樹平臺、QQ視頻共享、騰訊會議以及釘釘會議等，線上教學模式的優(yōu)點是可以隨時切換到學生的電腦桌面，在集體討論、成果演示等互動式教學方面具有線下教學所無法取代的優(yōu)勢。

2.2 考核方式改革

通過課程考試并取得高分是學生學習的一個主要動力，因此合理使用考試杠桿可以大大提高學生學習的主動性?？己酥笜朔譃? 部分：其一是基礎知識和基礎理論的考核，仍舊通過期末筆試的方式，所占比重為60%；第二部分是在線期中測試，比重為20%；第三部分主要通過小組討論及翻轉課堂形式給出，比重為10%；平時作業(yè)及出勤10%。借鑒交通規(guī)則網(wǎng)上模擬考試平臺模式，課題組老師組織學生開發(fā)了本課程的網(wǎng)上考試平臺（如圖2所示），學生可以通過預先模擬測試，以考代練，提高期末考試成績。

圖2 在線測試平臺

2.3 創(chuàng)新能力培養(yǎng)

在本次課程改革中，對學生的創(chuàng)新能力重點培養(yǎng)具體如下：①由學生自行設計“翻轉課堂”的授課形式，自行制作演示文檔。②在軟件綜合學習期間內(nèi)，在保證必備軟件操作學時下，安排學生自行選擇專題項目進行編程訓練。③在小組討論環(huán)節(jié)中，對表現(xiàn)積極，想法新奇的學生給予口頭表彰，鼓勵學生自由發(fā)揮、創(chuàng)新。④邀請地學背景方面的專家開展講座，拓寬學生視野，提高學生學習的興趣。

另外我們結合遙感課程的特點，采取自愿報名的形式，組織學生參加“大學生科技創(chuàng)新計劃”、“ERSI遙感軟件開發(fā)大賽”及“JAVA 圖像處理興趣小組”。學生為了完成某一課題，需要經(jīng)歷組織團隊，撰寫申請書，設計方案，編寫代碼，程序調(diào)試，撰寫結項書及制作幻燈片等一系列流程，培養(yǎng)了學生創(chuàng)新能力及開展學術研究的興趣。為快速幫助同學融入團隊，我們采取畢業(yè)生帶高年級學生，高年級帶低年級學生這種年級混合交叉模式，保證創(chuàng)新團隊或興趣小組的延續(xù)性和拓展性。

2.4 理論與實踐一體化建設

理論學習與實踐相結合一直是課程改革的方向和難點。長期以來，部分本科畢業(yè)生給用人單位留下了偏重理論，實際操作偏弱的印象。在以往的教學實踐中，我們團隊也存在重理論，輕技能實踐的問題，本次課程綜合改革擬對該問題做深入調(diào)整，具體舉措如下：

1）加大課堂教學環(huán)節(jié)中上機操作學時，強調(diào)遙感是一門技術，主要利用軟件來處理影像，因此要加大學生對遙感領域主流軟件的學習和操作，保證學生熟悉掌握一種處理軟件。

2）新開設一周時間的軟件集中綜合練習，即采用專題應用模式，讓學生繼續(xù)熟悉軟件的操作，掌握遙感圖像處理的通用流程，提高學生學習興趣。

3）增設一周生產(chǎn)實習，主要環(huán)節(jié)有：邀請一線生產(chǎn)部門的工程師過來授課，保證授課內(nèi)容更有針對性和實用性；組織學生到生產(chǎn)第一線觀摩遙感圖像的判讀、影像的野外調(diào)繪、4D產(chǎn)品的生產(chǎn)等環(huán)節(jié)；安排部分學生參與實際生產(chǎn)，使學生真正參與到工作實踐中，做到理論與實踐相結合。

2.5 線上教學平臺建設

《遙感概論》經(jīng)歷了網(wǎng)絡課程建設、校級核心課程建設、骨干課程建設等環(huán)節(jié)，大部分教學資源已經(jīng)上網(wǎng)，學生可在宿舍查閱和下載相關教學資源。但在使用過程中仍舊存在以下問題：①網(wǎng)絡資源更新慢，訪問率低。由于很多資源被老師在上課時已經(jīng)分享給學生，因此網(wǎng)絡課程對于非函授類學生而言幫助并不大。②互動性有限，網(wǎng)絡平臺中雖有在線答疑及作業(yè)批閱能功能，但由于設計界面不夠友好，加之老師不能實時回復，網(wǎng)絡教學中的互動平臺作用有限?；谝陨显?，我們借助上海“智慧樹”網(wǎng)課平臺，全新構建了新的教學網(wǎng)絡平臺。該平臺主要功能有：

1）700 min在線教學視頻，包括50個教學視頻錄像及7 個上機指導視頻。每個視頻平均12 min，為防止學生刷課，每隔5 min 會有一道和視頻內(nèi)容相關的客觀題，學生必須回答正確才能繼續(xù)觀看視頻。課程組歷時1 a 精心設計了上百個演示動畫，在提高學生學習興趣的同時，也大大降低了學生對生澀原理的理解難度。

2）300道客觀題，包括填空、選擇和判斷。這些題經(jīng)過授課組精心挑選并親自試做，可以較好的測試學生學習情況，通過期中考試或者章節(jié)測試等形式，提高過程考核的比重，減少教師閱卷壓力。

3）在線提交作業(yè)。實現(xiàn)在線上傳作業(yè)、在線批閱、自動統(tǒng)計分數(shù)、打包下載等功能。

4）在線討論與答疑。師生可以在線互動。

5）豐富的教學資源。收集國內(nèi)外遙感教學的優(yōu)秀素材，例如國家精品課程材料、名師名課、專家講座等材料，進一步充實網(wǎng)絡課程素材。

6）學生作品展示主頁。具體思路是從歷屆學生中摘選出程序設計、論文綜述或小組討論優(yōu)秀的作品（圖片、程序、視屏等形式）集中展示，這樣可以提高學生的自信心和學習興趣。

3 案例教學模塊選取與設置

案例式教學模式由于講授內(nèi)容具有生動性、針對性、現(xiàn)勢性等眾多優(yōu)點，因此該種教學模式一直深受廣大教師的青睞。教學案例的選取很重要，要充分考慮到教學大綱的要求，能否鞏固和提高遙感理論知識，案例的趣味性和可操作性等因素。

表1 課堂案例選用

4 總結與展望

我們對線上和線下混合式教學模式進行了嘗試，線下教學主要負責理論知識學習，線上教學主要通過在線視頻、在線測試以及在線上機等形式對線下學習形式進行補充。通過教學實踐，線上教學可以較好的指導學生課前預習、課后復習，增加過程考核權重，減少老師批改試卷的工作量，在調(diào)動學生學習積極性、利用網(wǎng)絡資源方面具有較好的促進作用，能夠有效提高教學效果。但在教學實踐中，也會出現(xiàn)個別學生無法刷課現(xiàn)象，以及線上授課不易統(tǒng)一管理等問題。