全国信息化教学设计比赛一等奖作品：教案

2014年全国职业院校信息化教学设计大赛《无人机航空摄影正射影像制作》教案第1页共13页目录一、教学基本情况………………………………………………………………………1（一）教学背景…………………………………………………………………………1（二）内容分析…………………………………………………………………………1（三）学情分析…………………………………………………………………………1（四）教学方法…………………………………………………………………………2（五）教学设计…………………………………………………………………………2二、教学实施过程………………………………………………………………………4（一）模拟飞行…………………………………………………………………………6（二）实地航拍…………………………………………………………………………6（三）内业处理…………………………………………………………………………7（四）考核评价…………………………………………………………………………10（五）课后拓展…………………………………………………………………………12三、教学效果反思………………………………………………………………………12（一）特色………………………………………………………………………………12（二）效果………………………………………………………………………………132014年全国职业院校信息化教学设计大赛《无人机航空摄影正射影像制作》教案第1页共13页一、教学基本情况授课单元无人机航空摄影正射影像制作授课班级工程测量技术专业二年级学生课程名称《摄影测量与遥感》授课学时8学时授课地点数字摄影测量实训室（数字摄影测量工作站、一人一机网络教室、3D投影）、野外授课形式翻转课堂教学背景无人机低空航拍技术作为一项空间数据获取的重要手段，具有飞行成本低、数据分辨率高、外业周期短、机动灵活等优点。无人机低空航拍摄影已广泛应用于国家基础地图测绘、数字城市建设、国土资源调查、突发事件实时监测、灾害预测与评估等广泛领域。数字正射影像不仅精度高，信息丰富，直观真实，而且数据结构简单，生产周期短，能很好的满足社会各行业的需要。内容分析本单元选自工程测量技术专业《摄影测量与遥感》课程，参考了高职高专测绘类十二五规划教材，依据人才培养方案，立足地区强劲的数字摄影测量人才需求，结合学院现有设备优势，将教学内容确定为单张像片解析、立体观察与立体量测、像片控制测量、像片判断与雕绘、解析空中三角测量、Virtuozo航片处理、无人机航空摄影正射影像制作、ENVI/ERDAS卫星影像处理8个教学单元，本次课是第7单元：无人机航空摄影正射影像制作。学情分析教学年级：高职工程测量技术专业二年级学生。学习基础：前置课程为《地形测量》、《数字测图》、《地理信息系统应用》，学生通过本课程前几单元的学习，已掌握正射投影、立体像对、共线方程及外业控制点布设等基础知识与技能。参考教材高职高专测绘类十二五规划教材《摄影测量与遥感》，陈国平主编，测绘出版社教学资源工程测量技术专业教学资源库《摄影测量与遥感》网络课程平台2014年全国职业院校信息化教学设计大赛《无人机航空摄影正射影像制作》教案第2页共13页教学目标知识目标技能目标素养目标1)无人机航测方法2)正射影像制作流程3)正射纠正原理1)无人机航测技能2)正射影像制作技能3)精度分析技能1)安全规范作业意识2)沟通与协调能力3)团队合作精神教学重点无人机外业数据采集和内业正射影像制作。教学难点理解正射纠正原理。教学方法任务驱动教学法：教师布置任务，师生研讨、练习、实习作业等方式完成外业数据采集与内业正射影像制作任务。小组合作探究法：以小组为单位实施任务，通过制定计划、讨论研究、分组实施等学习活动中，获得知识技能及丰富的情感体验。组内取长补短、共同学习、共同进步。信息化手段三维仿真系统教学动画教学视频微课程photoscan专业软件三维地理信息软件无人机航测系统地面站红蜘蛛教学工具软件实时考核程序教学设计依据职业教育教学改革要求，基于翻转课堂教学理念，采用任务驱动教学法，以某地区无人机低空航空摄影及正射影像制作任务为载体进行教学设计，完成从无人机外业航拍到内业正射影像图制作的完整工作过程。充分利用教学资源库和网络课程平台的教学资源，开展“课前导预习、课上导学习、课后导拓展”的教学活动。2014年全国职业院校信息化教学设计大赛《无人机航空摄影正射影像制作》教案第3页共13页教学设计课前，教师将课前学习资源上传到课程平台，并通过手机邮箱、QQ群、飞信等发布课前预习通知。学生接到预习通知后，下载电子课本、教师录制的微课程、教学动画等信息化教学资源进行自主学习，拓展了学习的时间与空间。课上，利用红蜘蛛课堂教学软件进行任务书的下发，学生按照任务书要求以小组为单位，实施任务作业，教师针对提问学生进行屏幕控制，一对一手把手指导，实现差异化教学。并利用教师编写的ExcelVBA课堂打分程序，进行课堂实训即时考核。最后教师总结并布置课后作业。课后，学生通过网络课程平台完成课后作业和单元测试，并对感兴趣的问题进行提问。教师联系资源库平台中的典型企业专家进行远程答疑。通过农村土地确权、灾区受灾电缆巡检等实际项目案例，拓展学生的职业能力。2014年全国职业院校信息化教学设计大赛《无人机航空摄影正射影像制作》教案第4页共13页二、教学实施过程教学实施过程一、课前导预习教学环节教师活动学生活动设计意图教师发布学习指导，学生预学习。教师将课前学习资源上传到课程平台，并通过课程平台、QQ群、微信等发布课前预习通知；批阅预习报告，整理预习问题，更新问题库。接收学习指导，根据学习计划浏览开放课程、学习微课程、电子课本、教学资源库，完成课前预习，同时完成课前测验。拓展了学生的学习时间与空间空间，实现了个性化、差异化的学习。信息化手段与作用1）网络课程平台、手机邮箱、微信、QQ群等发布预习通知：教师与学生能够快速、即时远程交流，提高了师生沟通效率。2）工程测量技术专业教学资源库平台和网络课程平台中，网络课堂模块：辅助学生自主完成预学习，拓展了学习时间与空间，实现了个性化、差异化的学习。2014年全国职业院校信息化教学设计大赛《无人机航空摄影正射影像制作》教案第5页共13页教学实施过程3）网络课程平台考核模块中的课前测验：对学生预习效果进行分析统计，为后续课堂教学准备提供依据。二、课上导学习教学环节教师活动学生活动设计意图1.任务布置任务为无人机外业数据采集与内业正射影像制作。利用红蜘蛛课堂教学软件下发任务书。学生按照任务书要求，以小组为单位进行任务分析。让学生体验真实的工作过程，培养学生的职业素养。信息化手段与作用1）红蜘蛛课堂教学软件下发任务书：组织学生分组完成，教师对提问题的学生进行屏幕控制，一对一手把手的差异化指导，体现了学生的主体性，实现课堂信息化沟通，提高教学效率。2014年全国职业院校信息化教学设计大赛《无人机航空摄影正射影像制作》教案第6页共13页教学实施过程教学环节教师活动学生活动设计意图2.分组协作，实施任务（360分钟）环节1：模拟飞行（90分钟）1)播放教学视频播放测图鹰无人机结构部件讲解视频。2)三维仿真软件操作指导无人机三维仿真模拟飞行操作演示及操作指导。3)指导和答疑引导学生学习模拟飞行操作，总结操作要点。1)学习教学视频内容观看测图鹰无人机结构部件的讲解视频和测图鹰无人机三维仿真操作方法的视频，快速建立感性认识。2)利用三维仿真软件，练习无人机外业数据采集应用测图鹰无人机三维仿真系统，进行飞行前的检测、地面站飞行参数设置、弹射架的安装、飞机的起飞降落、数据检查、仪器设备回收等外业数据采集过程进行反复的模拟训练。无人机价格贵、数量少、易损坏、外业操作繁琐、弹射起飞过程具有一定危险性，因此采用无人机三维仿真软件，将室外教学室内化、实物操作虚拟化，缩短了外业学习时间、降低了学习成本。环节2：外业航拍（180分钟）1）定位测区教师利用三维地理信息软件定位测区范围。2）航线规划指导指导学生进行航线规划，借助无人机地面站设定飞行参数。3）指导外业数据采集过程1）了解测区地理位置通过观看三维地理信息软件定位测区范围，了解测区地理位置及周边环境。2）地面站上航线规划并试飞练习使用无人机地面站，设定飞行参数，设置真实飞行参数后，在地面站上试飞一遍。3）无人机外业数据采集完成测图鹰无人机外业航拍。利用三维地理信息软件定位测区范围代替实地踏查，提高工作效率。借助无人机地面站真实模拟，减少无人机损坏几率。2014年全国职业院校信息化教学设计大赛《无人机航空摄影正射影像制作》教案第7页共13页教学实施过程2.分组协作，实施任务（360分钟）指导学生进行无人机外业数据采集全过程。4）安装图传设备在无人机上安装无线图传设备，实时回传拍摄画面。4）观看航拍实时画面观看传回的实时画面，理解航拍过程。直观生动地观看航拍画面，提高学习兴趣。教学环节教师活动学生活动设计意图2.分组协作，实施任务（360分钟）环节3：内业正射影像制作（90分钟）1）展示教学动画，引导学生理解正射纠正原理播放航摄像片像点位移和正射纠正原理教学动画，将抽象原理形象化演示并辅助讲解。2）引导学生理解正射影像制作流程播放影像拼接和裁切动画，辅助学生理解正射影像图制作的完整步骤。3）软件操作指导引导学生利用软件完成正射影像的制作。对学生遇到的问题进行手把手指导，体现了“做中教、做中学”的职业教育理念。4）课堂即时考核根据任务完成情况，利用课堂考核程序实时打分。1）学习正射纠正原理观看航摄像片像点位移、正射纠正原理、影像拼接及裁切等教学动画，理解正射影像制作原理及流程。2）巩固航拍过程利用地理信息系统软件展示的三维飞行路线，巩固对航拍过程的理解。3）软件实操正射影像制作利用Photoscan软件建立密集点云、照片对齐、生成网格等一系列步骤，完成正射影像图的制作。4）精度分析利用软件自动导出精度分析报告，检查制作的正射影像图是否满足精度要求。通过教学动画将抽象原理形象化，使学生在掌握正射影像制作基础上理解原理。平台软件操作录屏详细指导学生完成软件操作，提高学习效率。2014年全国职业院校信息化教学设计大赛《无人机航空摄影正射影像制作》教案第8页共13页教学实施过程信息化手段与作用1）测图鹰无人机结构部件及三维仿真操作视频：帮助学生快速建立感性认识，学习无人机三维仿真软件操作流程，提高学习效率。2）三维仿真系统模拟练习：无人机价格贵、数量少、易损坏、外业操作繁琐、弹射起飞过程具有一定危险性，因此采用无人机三维仿真软件，将室外教学室内化、实物操作虚拟化。3）利用三维地理信息软件定位测区范围：了解测区地理位置及周边环境，代替了实地踏查，节约了课程时间、降低了教学成本。2014年全国职业院校信息化教学设计大赛《无人机航空摄影正射影像制作》教案第9页共13页教学实施过程4）无人机航测系统的地面站：练习设置测区范围、航高、航线、风向、起飞点和降落点坐标等参数，减少不当操作。5）在无人机上安装无线图传设备：实时回传拍摄画面，提高学习兴趣。6）展示三维飞行路线：巩固对航拍过程的理解。2014年全国职业院校信息化教学设计大赛《无人机航空摄影正射影像制作》教案第10页共13页教学实施过程7）利用教学动画表现像点位移产生原因及纠正原理：实现复杂问题简单化，抽象问题形象化，化解了教学难点问题。8）利用Photoscan软件完成正射影像图的制作。教学环节教师活动学生活动设计意图3.多元化的考核评价，总结提升1）分析课前测试课前，教师对课前预习测验进行统计分析总结。2）课堂即时考核课上，引导学生对各个小组作业方案进行评价1）完成课前测试课前，学生通过网络平台完成课前预习测验。考核贯穿整个学习过程，课前网站在线测验、课上即时考核、课后在线作业等多元化。2014年全国职业院校信息化教学设计大赛《无人机航空摄影正射影像制作》教案第11页共13页教学实施过程教学环节教师活动学生活动设计意图3.多元化的考核评价，总结提升讨论，教师进