張智韜 楊江濤 李援農(nóng) 崔晨風(fēng)

摘要：慕課、微課和翻轉(zhuǎn)課堂的出現(xiàn)，引發(fā)了對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)理念和教學(xué)模式新的變革。文章針對(duì)當(dāng)前遙感課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，以慕課、微課和翻轉(zhuǎn)課堂各自的特點(diǎn)為基礎(chǔ)，構(gòu)建遙感課程內(nèi)容教學(xué)體系，設(shè)計(jì)基于慕課和微課背景下的遙感課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。這種模式不僅可以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，還可以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞：慕課;微課;翻轉(zhuǎn)課堂;遙感;教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）44-0110-04

遙感是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一種空間對(duì)地觀測(cè)技術(shù)，現(xiàn)階段，遙感技術(shù)已在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、氣象、環(huán)境、水文地質(zhì)等方面得到了廣泛的應(yīng)用[1，2]。隨著遙感技術(shù)的快速發(fā)展，以及一些理論的不斷完善和擴(kuò)展，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不能滿足遙感課程的教學(xué)需要[3，4]。因此，改革與創(chuàng)新一直是遙感類(lèi)課程教學(xué)研究的重點(diǎn)。近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，慕課和微課等新的教學(xué)技術(shù)日益成為高校主要研究的教學(xué)手段，在教學(xué)模式上，翻轉(zhuǎn)課堂的進(jìn)一步完善和發(fā)展，也逐漸得到大家的認(rèn)可[5]。筆者認(rèn)為，以慕課和微課為契機(jī)，并與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合，創(chuàng)新教學(xué)模式，推動(dòng)遙感類(lèi)課程在理論和實(shí)踐教學(xué)中的改革，可以有效彌補(bǔ)現(xiàn)實(shí)課堂教學(xué)的缺點(diǎn)，促進(jìn)遙感課程教學(xué)方式的改變。

一、基于慕課和微課的翻轉(zhuǎn)課堂

1.慕課、微課和翻轉(zhuǎn)課堂的概念與特點(diǎn)。慕課又稱(chēng)MOOCs，即Massive（大規(guī)模的）、Open（開(kāi)放的）、Online（在線的）、Courses（課程）4個(gè)詞的首字母縮寫(xiě)，是一種大規(guī)模開(kāi)放式的線上教學(xué)[6]。它的特點(diǎn)是借助互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，將課堂講授、課后練習(xí)、討論答疑等環(huán)節(jié)完整地在網(wǎng)絡(luò)上呈現(xiàn)，學(xué)生可以根據(jù)自己的基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)需要，選擇自己需要的教學(xué)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)。但慕課的缺點(diǎn)是師生之間具有針對(duì)性的互動(dòng)較少，且學(xué)習(xí)效果完全取決于學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的積極性[7，8]。

微課（Micro-Course Online Video）是借助互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，力求通過(guò)一段短小的視頻，解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的某個(gè)重點(diǎn)或難點(diǎn)知識(shí)，通常微課的視頻時(shí)間只有幾分鐘左右。微課的特點(diǎn)是具有很強(qiáng)的指向性教學(xué)模式，著力解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的具體問(wèn)題，滿足了學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，提高了學(xué)習(xí)效率。但微課的信息量較小，而且內(nèi)容相對(duì)零散，不利于大規(guī)模的系統(tǒng)性教學(xué)[9]。

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）就是將傳統(tǒng)的先由教師在課堂講授再到課后做作業(yè)的模式翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，即先學(xué)后教模式。課前，學(xué)生根據(jù)課程進(jìn)度，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或查閱資料等方式自主學(xué)習(xí)，并完成作業(yè);課堂上，教師通過(guò)引導(dǎo)、討論及分析問(wèn)題等方式，解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的疑難問(wèn)題[10]。翻轉(zhuǎn)課堂的特點(diǎn)是有利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和自學(xué)能力的培養(yǎng)。但翻轉(zhuǎn)課堂的前提是要有滿足不同層次學(xué)習(xí)者課前自主學(xué)習(xí)所需的大量學(xué)習(xí)資料[11]。

2.慕課和微課背景下翻轉(zhuǎn)課堂模式的構(gòu)建。從上述慕課、微課和翻轉(zhuǎn)課堂的概念和特點(diǎn)來(lái)看，相對(duì)于目前的課堂教學(xué)模式，這些新的教學(xué)模式在教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式及教學(xué)效果等方面，都具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)又各有不足之處[12]。打破慕課、微課和翻轉(zhuǎn)課堂各模式的局限，使三者進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，形式優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，才能真正發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，提高教學(xué)質(zhì)量。（1）慕課和微課是實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂的前提。慕課和微課為翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施提供大量?jī)?yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源，在課前，學(xué)習(xí)者通過(guò)慕課資源，可以非常系統(tǒng)地對(duì)知識(shí)進(jìn)行自學(xué)，再通過(guò)微課資源對(duì)所學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行加強(qiáng)和解決，最后將慕課和微課不能解決的問(wèn)題通過(guò)梳理和整理后帶到課堂上進(jìn)行共同討論，提高教學(xué)效率。（2）翻轉(zhuǎn)課堂又給慕課和微課提出了新的發(fā)展方向。在課堂上，教師通過(guò)和學(xué)生的交流，梳理學(xué)生所提出的問(wèn)題，并提出合理的解決方案，然后再深入研究所設(shè)置的視頻內(nèi)容，進(jìn)一步完善慕課設(shè)置的系統(tǒng)性和微課對(duì)重點(diǎn)或難點(diǎn)知識(shí)解決的針對(duì)性。（3）實(shí)現(xiàn)三者的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建一體化教學(xué)新模式。在慕課和微課基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)共享資源的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，同時(shí)有針對(duì)性地解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，并針對(duì)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，開(kāi)展差異化和特色化的教學(xué)模式，還可以通過(guò)手機(jī)互聯(lián)網(wǎng)功能，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生在課前、課堂和課后的學(xué)習(xí)互動(dòng)，有效提高高校信息化教學(xué)水平。

二、遙感課程教學(xué)改革的必要性

結(jié)合當(dāng)前遙感課程的教學(xué)實(shí)際，主要存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題[13]：（1）教學(xué)內(nèi)容和教材的更新滯后于遙感技術(shù)的快速發(fā)展。隨著遙感技術(shù)的不斷進(jìn)步，新的傳感器、新的處理手段以及無(wú)人機(jī)遙感等技術(shù)已在各專(zhuān)業(yè)中得到應(yīng)用，但現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容對(duì)遙感技術(shù)在各專(zhuān)業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用和學(xué)術(shù)前沿關(guān)注不夠。（2）現(xiàn)有教學(xué)方法已不能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的積極性?，F(xiàn)有教學(xué)方式只注重“教”而輕視了“學(xué)”，教課一言堂，互動(dòng)少，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果不佳。（3）遙感基本技能和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)薄弱。遙感課程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，但目前遙感課程學(xué)時(shí)的設(shè)置存在理論課時(shí)多、實(shí)踐課時(shí)偏少的問(wèn)題，使得學(xué)生對(duì)遙感數(shù)據(jù)處理的基本技能和應(yīng)用得不到充分訓(xùn)練，學(xué)生所學(xué)的知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用難以銜接。

三、慕課和微課背景下遙感課程翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)容體系構(gòu)建

遙感課程包括理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)部分。按照翻轉(zhuǎn)課堂的形式，以及課前、課堂和課后的不同任務(wù)設(shè)置，將全部知識(shí)碎片化成許多知識(shí)單元，并以慕課的形式，將這些知識(shí)點(diǎn)按一定的系統(tǒng)性和邏輯關(guān)系，制作成不同的視頻模塊，對(duì)一些知識(shí)的難點(diǎn)和重點(diǎn)內(nèi)容，制作成不同的微課進(jìn)行補(bǔ)充，構(gòu)建成一套完整的遙感課程教學(xué)體系。

1.理論課程的教學(xué)設(shè)計(jì)。遙感課程理論部分的內(nèi)容主要由遙感基礎(chǔ)知識(shí)、遙感圖像處理、遙感信息提取和綜合應(yīng)用4部分組成[14]。根據(jù)遙感課程特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用的需要，以遙感成像基本原理、傳感器和遙感類(lèi)型為基礎(chǔ)，以遙感圖像處理為主線，以遙感信息的提取和綜合應(yīng)用為中心，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行梳理，將其分解為18個(gè)知識(shí)單元。表1為遙感理論課程的知識(shí)單元和視頻長(zhǎng)度。每個(gè)知識(shí)單元配置3—5個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)解析微視頻，每段微視頻2—5分鐘不等。同時(shí)預(yù)留開(kāi)放式微視頻上傳功能，學(xué)生可以根據(jù)對(duì)本單元知識(shí)的理解自己制作微視頻，并上傳到共享平臺(tái)，其他同學(xué)可以對(duì)視頻進(jìn)行觀看、評(píng)價(jià)和打分。

2.實(shí)踐課程的教學(xué)設(shè)計(jì)。遙感課程的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容由遙感數(shù)字圖像處理軟件的操作和遙感技術(shù)的基本應(yīng)用兩部分組成[15，16]。遙感軟件以ERDAS和ENVI等為主要實(shí)習(xí)軟件，結(jié)合遙感數(shù)據(jù)基本處理技術(shù)，將實(shí)踐內(nèi)容設(shè)置為12個(gè)知識(shí)單元。表2為遙感實(shí)踐課程的知識(shí)單元、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和視頻長(zhǎng)度。授課教師將制作好的實(shí)驗(yàn)視頻放到慕課和微課平臺(tái)上，學(xué)生通過(guò)在線觀看和閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的方式進(jìn)行自學(xué)和課前練習(xí)。在實(shí)驗(yàn)課上，教師只對(duì)關(guān)鍵步驟和操作技巧進(jìn)行講解，這樣就可以使學(xué)生快速掌握實(shí)驗(yàn)方法、理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高操作技能。

3.慕課和微課背景下遙感翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式設(shè)計(jì)?；谀秸n和微課背景下的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，由課前準(zhǔn)備、課堂活動(dòng)和課后復(fù)習(xí)3個(gè)部分組成。學(xué)生通過(guò)課前線上自主學(xué)習(xí)、課堂集中討論、課后復(fù)習(xí)與思考等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化與拓展。該教學(xué)模式的具體內(nèi)容如圖1所示。（1）課前準(zhǔn)備是翻轉(zhuǎn)課堂的最重要環(huán)節(jié)，教師不僅要根據(jù)課程體系設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，搜集與本章節(jié)內(nèi)容相關(guān)的教學(xué)資料，對(duì)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行解析，構(gòu)建慕課和微課平臺(tái)，還要對(duì)學(xué)生在線上的情況進(jìn)行及時(shí)的總結(jié)和歸納，精心設(shè)計(jì)課堂學(xué)習(xí)和討論的內(nèi)容。學(xué)生則要觀看微視頻，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，總結(jié)在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的難點(diǎn)和疑點(diǎn)，準(zhǔn)備課堂討論的問(wèn)題。在課堂準(zhǔn)備過(guò)程中，教師應(yīng)根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，針對(duì)不同知識(shí)單元采用不同的教學(xué)方法。同時(shí)，還要給學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中留有想象和思考的空間，激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的積極性和主觀能動(dòng)性，起到強(qiáng)化學(xué)習(xí)的效果。（2）課堂活動(dòng)主要任務(wù)是梳理課程內(nèi)容，講解學(xué)生在線上自學(xué)中遇到的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。在課堂活動(dòng)中，應(yīng)設(shè)置對(duì)學(xué)生課前準(zhǔn)備的評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，教師可以通過(guò)提問(wèn)或進(jìn)行小測(cè)驗(yàn)等方式，及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度。同時(shí)，課堂活動(dòng)可采用多種形式，例如教師可根據(jù)課程內(nèi)容與學(xué)生進(jìn)行“角色互換”，讓學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行講解和答疑，或采用學(xué)生分組討論和分組提問(wèn)的方式進(jìn)行教學(xué)。這些方式不僅可以活躍課堂氣氛，還可激發(fā)學(xué)生課前準(zhǔn)備的積極性和成就感。（3）課后復(fù)習(xí)的主要任務(wù)是對(duì)課堂知識(shí)的加強(qiáng)和鞏固。教師可根據(jù)本節(jié)課程內(nèi)容，展示相關(guān)應(yīng)用案例，讓學(xué)生明白當(dāng)天所學(xué)知識(shí)的用處，同時(shí)讓學(xué)生進(jìn)行線上交流和思考，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用意識(shí)。最后，教師根據(jù)學(xué)生在課前準(zhǔn)備、課堂學(xué)習(xí)和課后復(fù)習(xí)等環(huán)節(jié)對(duì)本節(jié)內(nèi)容教學(xué)過(guò)程和教學(xué)效果的反饋情況，不斷調(diào)整和改進(jìn)教學(xué)方法和內(nèi)容。

四、結(jié)語(yǔ)

1.通過(guò)慕課與微課的有機(jī)結(jié)合，對(duì)傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)由教師講授為中心轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自主學(xué)習(xí)為中心，不僅可以有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高課堂教學(xué)效率，還可以培養(yǎng)學(xué)生自主分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，這對(duì)于培養(yǎng)新型科技人才具有重要的意義。

2.基于慕課和微課背景下的遙感課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，可有效解決課程內(nèi)容多、課時(shí)少的問(wèn)題，打破線上教學(xué)和課堂教學(xué)的局限性，通過(guò)三者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)和有機(jī)結(jié)合，使得有限的課堂教學(xué)效益最大化，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的最優(yōu)化。

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