项目驱动式教学法在“遥感实验”课程在线教学中的应用探析

唐中林，付 敏

（1.重庆工商大学经济学院，重庆 400067；2.重庆工业职业技术学院，重庆 401120）

0 引言

“遥感实验”课程作为测绘遥感、地理信息系统、土地资源管理等专业的主干实验课程，是各相关专业学生掌握专业技能的必要途径。本课程一般在大学本科三年级或研究生一年级开设，即学生已初步掌握遥感、地理信息系统等相关课程的基础理论与技术方法之后。因其较强的应用特性，所以从内容设置上完整覆盖遥感图像的预处理、图像增强及信息提取等几大板块。在传统教学过程中，该课程多以“课堂+实训室”的教学模式开展，以“课堂学习，课后内化”的知识学习路径进行知识学习［1］。即课堂上任课教师通过理论阐述及实验操作的方法对涉及的知识点进行现场演示，并告知学生具体实验操作步骤，学生在实训室中按照相应的处理流程进行重复，并撰写相应的实验流程及实验分析报告，从而实现知识的掌握及实践技能的内化。这种模式突出了教师在教学活动中的知识传授功能，但却忽视了学生在掌握实践技能过程中的主体地位及主观能动性［2］。尤其是当前，受疫情影响，当传统课堂教学模式并不能如期开展的情况下，探索一种高效的“遥感实验”课程教学模式至关重要。

在教育部“停学不停课”的要求下，各高校纷纷出台相应的“停学不停课”举措。其中，在线教学被大力推广，在疫情的特殊背景下，在线教学对于支持和维护正常的教学秩序发挥了重要的支撑作用。但也暴露出了相当多的问题，其一由于多数教师并未接受过在线教学或混合式课堂的培训，将在线教学简单理解为课堂从线下移到线上，对在线教学的教法、内容结构的组织、课堂管理规律并不熟悉，导致教学实效较差。同时，受到在线教学课程资源、课程平台、网络带宽等软硬件资源客观条件限制，在线教学的教学实效会大打折扣。尤其是像“遥感实验”这一类课程，在突如其来的疫情影响下，受到课堂教学条件、相关专业软件授权、教学评测等客观条件限制，在多数高校的教学计划中，并未按照预定的教学安排正常开展。因此，在基本教学条件，如学生端的软件授权得到保障的情况下，如何利用好在线教育资源开展实验类课程的教学则显得更为急迫。本文将结合作者的个人教学实践对如何在在线教学过程中深度融合项目驱动式教学法进行深入讨论。

1 项目驱动式教学法在在线教学中的实施

项目驱动式教学法是以学生学习为中心，教师通过组织与指导学生根据情景、协作、会话等学习环境要素，引导学生主动完成一个完整的项目，从而使学生高效、系统地掌握所学知识的教学方法［3］。该教学方法多用于系统性较强的实验课程中，通过教师设定实用性强、综合性较高的项目目标并引导学生自主开展知识探索的模式来培养学生解决现实问题的能力。通常，一个“项目”应当满足如下几类条件［4］。

（1）所选的工作任务应该目的明确、任务目标清晰，同时与实际生产活动具有直接关联。

（2）所选取的工作任务应能将某一教学主题的理论知识同实践技能紧密结合起来；

（3）所选取的工作任务应以教学主题为核心依据，以现实生产的对象为材料，既包含基本的教学知识点，又能充分调动学生解决现实问题的积极性。

（4）所选取的工作任务有一定的难度，能充分调动学生学习新知识、新技能、解决新问题的主观能动性，同时又能提供给学生独立开展工作的机会。

（5）具有系统性、明确的项目成果展示、评价环节，以利于学生从项目评价、对比中来实现能力提升。

1.1 实验教学背景

自担任“遥感实验”课程助教至今，作者多次参与遥感实验类课程、遥感理论的任教、毕业指导等工作。在实际的教学过程中，总结出传统课堂存在的几类问题。

一是课程知识点较为零散，学生学习知识的系统性较差。在传统课堂教学过程中，知识点讲授的连贯性较差、分散度较高，练习章节的内容可能会与其他章节之间存在脱节，从而导致学生在学习的过程中不知所云，对所学知识缺乏整体性认知。

二是课程内容缺乏实用性，学生学习的主动性不足。传统的“遥感实验”课程教学往往弱化了实验类课程的实用性倾向和解决现实世界实际问题的实用能力，忽视了学生在教学过程中参与教学活动、掌握新知识、新技能的主观能动性。

三是课程教学手段及方法较单一，学生学习的成效较差。通常在传统课堂中教师会采用PPT通盘讲述+学生参照实训教材逐项练习的方式进行课堂组织，在这种模式培育下的学生实践动手能力往往较差，由于缺乏系统性的项目实践培训，在实际工作中多会面临不知从何下手的窘境。

在实践教学中，基于项目驱动式的教学在一定程度上能有效弥补上述不足，提升学生的课堂积极性及实际动手能力，有助于实现由课堂到应用的顺利转型。尤其是当前在疫情影响下，如何充分利用好现有网络教学资源，将不利化有利，用好项目驱动教学模式，探索一条面向线上、线上线下混合以及面向线上线下协同的“遥感实验”课程在线教学模式意义重大。

1.2 实验教学设计

在项目驱动式的“遥感实验”教学设计过程中，项目选题至关重要。项目选题的设计不仅要考虑所选问题要面向现实需求，具有一定的现实应用价值，以吸引学生主动参与。同时还要考虑到知识点之间的综合应用，以更多地培养学生掌握知识的全面性。因此，基于近年来备受关注的“城市热岛”效应，本文将以“基于ETM+数据的地表温度反演”为例，对在“遥感实验”课程中如何进行在线项目驱动式教学进行论述。

首先，从该项目所考察的知识点来说，基本涵盖了“遥感实验”课程的大部分知识点，如遥感影像的获取、数据读取、辐射定标、几何校正、大气校正、图像裁剪、黑体辐射亮度值及地表比辐射率计算、地表温度反演、温度信息提取等一系列图像预处理、信息提取环节，考察的知识点及实操技能综合性较强。从实验课程的教学目的来说，一是要求学生根据课题研究需要，掌握数据下载、预处理的基本方法。二是基于特定的软件平台，利用现有数据，实现地表温度的反演与信息提取。在在线教学过程中，根据在线教学的实际情况，主要可以划分为3个阶段，其一即课前准备及项目分发阶段；其二即课堂讲解及小组实验阶段；其三即实验小组汇报及总结阶段。根据在线教学的实际情况，在线直播教学实施平台为企业微信，并采用互动功能较强、参与性更高的会议模式进行课程讲授。

2.3 实验教学实施

第一阶段，课前准备及项目分发。本阶段主要工作均于课后时段完成，主要内容包括项目小组分组、项目分发及导学。首先，根据班级规模，以5人为一小组，按照自由组合的形式将班级划分为若干项目小组，并设小组长1人，小组另设讨论群组，以利于小组管理、沟通；其次，由主讲老师为每个小组设定不同的项目实施目标，为了避免相互抄袭情况发生，每个小组的研究区域均不一致；最后，主讲老师向各小组发放文字资料及教学视频等导学资料，导学内容主要涉及基于ETM+数据的地表温度反演的相关理论知识及处理流程的文字、视频讲解，导学课程会设定若干理论性及技术性问题，以利于学生的知识启发及思考。

第二阶段，课堂讲解及小组实验。本阶段的工作主要在课堂中实施，目的在于深化学生的知识内化水平，主要工作包括教师重点讲解及答疑、小组讨论、小组实验。在课堂讲解过程中，除了简要介绍项目可能涉及的知识点及处理流程外，重点围绕导学阶段提出的若干理论性及技术性问题展开讲解。在此基础上，开展小组讨论，并同步开展在线答疑，回答学生在前期准备阶段关于设定问题以及学习过程中所遇到的新问题，以加深学生对所预习重点知识的理解及认识。并以小组为单元，开展小组项目执行，该部分工作可于课堂上实现，也可在课堂外实施，在项目执行过程中，鼓励学生通过自我发现去解决项目执行中遇到的问题，从而提升其发现问题、解决问题的能力。

第三阶段，实验小组汇报及总结。本阶段的主要工作在于对小组项目完成情况进行汇报、点评、总结，并梳理项目过程中遇到的各类理论、技术问题。首先，由各项目小组以在线汇报的方式将各自小组的实验情况以标准的实验报告模式进行汇报，具体包括涉及的理论知识、处理流程、发现的问题与不足、项目分工情况等；其次，教师根据各组的项目完成情况进行在线点评，分别就各小组在项目执行过程中的优点、缺点进行详细阐述，以使学生明确改进的方向；最后，由指导教师对各小组在项目执行过程中遇到的共性问题进行逐一讲解，并做回顾性知识梳理，将本项目所涉及的理论知识、实践操作进行细致回顾，并在此基础上举一反三，串联可能涉及的各项知识点，以进一步提升学生的知识内化能力。

2 教学效果与体会

整体来说，项目驱动式教学方法在在线教学过程中的教学效果较好、学生的参与度及参与热情较高，参与项目实践的主动性较强，基本上达到了课程教学的目的。而且，以项目驱动式教学的方式开展在线教学能有效弥补在线教学的诸多不足，如学生的在线管理问题、学生的时间配置问题。在线教学过程中，因不能像传统课堂一样面对面进行交流、讲解，学生人在线但不一定融入课堂，所以对学生的课堂管理会大打折扣。而通过项目驱动式教学能在很大程度上充分调动学生参与课程的积极性，同时，通过项目驱动式教学能进一步提升课堂效率，学生在项目执行过程中自己发现问题、解决问题，教师在此过程中通过设定问题、答疑等深化学生对于知识点的掌握，提升知识内化的能力，从而提高课堂教学效率。

但是，在在线教学过程中，依然面临不少的问题：其一，学生的协作能力需要进一步加强。在教学实践过程中，项目小组的配置合理性至关重要，需要充分调动学生参与的积极性。本人在项目考评过程中以小组组长统计并考评组员工作量、指导教师评分的方式来扼制消极参与、不认真对待课程的情况发生。同时，在对不同项目组优缺点的公开点评过程中有意识强化协作能力占比，以此促进项目组成员间的协同意识培养及能力提升。其二，理论知识的储备不够扎实。作者在教学试点实践中发现，多数学生的理论知识储备不够扎实，对于“遥感实验”课程来讲，理论知识储备对于实验能力的掌握贡献度不高，多数人认为掌握了处理流程就掌握了该技能，从而轻理论重实操。因此，在课堂中，作者有意识提高不同处理流程过程中对理论知识的考察，要求学生回答用到了什么理论，或理论如何得到体现，以提升学生的理论素养。其三，实验课程教学效果受限于教学软硬件设备，如前所述，在线教学不仅仅是教学形式的转变，更涉及一系列现实问题，对于实验课程而言，实验所用到的软件授权即是一大障碍。

3 结语

目前，受疫情影响，实验类课程如何开展在线教学已是各高校面临的一大难题，这不仅涉及软硬件设施的供给问题，同时，更与教学过程中的教学模式转变息息相关。在线教学不仅仅是课堂由线下转至线上，更是涉及教学方法、教学理念，以及对在线教学的规律认知问题。本文以“遥感实验”课程的在线教学为例，就如何将项目驱动式教学应用于在线教学展开论述，以期为进一步提升在线教学效率、提高学生参与在线教学活动提供有益参考。