全国信息化教学设计大赛一等奖作品：教案

2014 年全国职业学校信息化教学设计竞赛 《无人机航空摄影正射影像制作》教案

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目录

一、教学基本状况………………………………………………………………………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、教学推进过程………………………………………………………………………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………………………………………………………………………………13

2014 年全国职业学校信息化教学设计竞赛 《无人机航空摄影正射影像制作》教案

一、教学基本情况

授课单元 无人机航空摄影正射影像制作 授课学校 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（数字摄影培训方式翻转课堂

测量工作站、一人一机网络教

室、3D 投影）、野外

教学背景无人机低空航拍技术成为一项空间数据获得的重要方式，具有飞行成本低、

数据分辨率低、外业周期短、机动灵活等特点。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，能较好的满足社会各产业的还要。

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照片解析、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。

学情分析课堂年级：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

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知识目标技能目标能力目标

教学目标 1) 无人机航测方法 1) 无人机航测技能1) 安全规范作业意识

2) 沟通与协调能力

2) 正射影像制作流程 2) 正射影像制作技能3) 团队合作精神

3) 正射纠正原理3) 精度分析技能

教学重点 无人机外业数据收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、实习作业等形式完成外业数

据采集与内业正射影像制作任务。

小组合作研究法：以小组为单位实行任务，通过建立计划、讨论研究、分组推进

等学习活动中，获得常识技能及丰富的情感感受。组外取长补短、共同学习、共

同进步。

三维仿真系统教学动画教学视频

信息化手段

微课程photoscan 专业工具 三维物理信息插件

无人机航测系统地面站 红蜘蛛教学工具插件 实时考核程序

教学设计根据职业教育教学变革要求，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系统的课堂资源，开展“课前导预习、课下

导学习、课后导拓展”的课堂活动。

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教学设计课前，教师将课前学习资源上传到课程系统，并借助电脑邮箱、QQ 群、飞

信等公布课前预习通知。

学生接到预习通知后，下载电子教材、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工具进行任务书的下发，学生根据任务书规定

以小组为单位，实施任务作业，教师对于回答学员进行屏幕控制，一对一手把手

指导，实现差异化教学。并运用学生编写的 Excel VBA 课堂打分程序，进行课堂

实训即时考核。最后老师小结并布置课后作业。

课后，学生借助网络课程系统完成随堂作业和单元测试，并对感兴趣的问

题进行问答。教师联系资源库系统中的典型企业人士进行远程答疑。

通过乡村农田确权、灾区灾情电缆巡检等实际工程实例，拓展学生的职业

能力。

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二、教学实施过程

一、课前导预习

教学环节老师活动教师活动 设计意图

教师发布学习指导，学 教师将课前学习资源下接收学习指导，根据学

生预学习。传到课程系统，并借助课拓展了学生的

程平台、QQ 群、微信等发

布课前备课通知；批阅预习计划浏览开放课程、

习报告，整理复习问题，学习时间与空

更新问题库。

学习微课程、电子教材、

间空间，实现

教学资源库，完成课前

了个性化、差

预习，同时完成课前测

异化的学习。

验。

教 信息化手段与作用

学 1） 网络课程系统、手机邮件、微信、QQ 群等公布预习通知：教师与学员才能迅速、即时远

实 程交流，提高了师生沟通效率。

施

过

程

2） 工程测量技术专业教学资源库平台和网络课程系统中，网络教学模块：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。

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3） 网络课程系统考核模块中的课前测试：对学员预习效果进行探讨统计，为后续课堂教学

准备提供根据。

二、课下导学习老师活动教师活动设计意图

教学环节 任务为无人机外业

教数据采集与内业正射影学生根据任务书要

学

实 1.任务布置像制作。求，以小组为单位进行任 让 学 生 体 验

施

过利用红蜘蛛课堂教 务分析。真实的工作

程

学软件上发任务书。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上发任务书：组织师生分组完成，教师对提难题的学员进行屏幕控

制，一对一手把手的差异化指导，体现了教师的主体性，实现课堂信息化沟通，提高教学效

率。

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教学环节老师活动教师活动 设计动机

环节 1：模拟飞行（90 分钟）

无人机

1)播放教学视频 1)学习教学视频内容费用贵、数量

播放测图鹰观看测图鹰无人机结构部 少、易损坏、

无 人 机 结 构 部 件 件的讲解视频跟测图鹰无人机 外 业 操 作 繁

讲解视频。三维仿真操作方法的视频，快 琐、弹射起飞

2) 三 维 仿 真 软 件 速完善感性认识。过程具备一

操作指导2)利用三维仿真工具，练习无 定危险性，因

无 人 机 三 维 人机外业数据收集 此采用无人

仿真模拟飞行操应用测图鹰无人机三维仿 机 三 维 仿 真

作 演 示 及 操 作 指 真系统，进行飞行前的监测、 软件，将室外

教 2.分组协作，实施任 导。

地面站飞行参数设定、弹射架 教学室内化、

学 务（360 分钟） 3)指导跟答疑的安装、飞机的着陆降落、数 实 物 操 作 虚

实 引 导 学 生 学 据检测、仪器设施回收等外业 拟化，缩短了

施习模拟飞行操作， 数据收集过程进行反复的模拟 外 业 学 习 时

总结操作技巧。 训练。间、降低了学

过 习成本。

程 环节 2：外业航拍（180 分钟）

1）定位测区1）了解测区地理位置 利用三

教师运用三借助观看三维物理信息软 维 地 理 信 息

维 地 理 信 息 软 件 件定位测区范围，了解测区地 软 件 定 位 测

定位测区范围。 理位置及周围环境。区范围代替

2）航线规划指导 2）地面站上航线规划并飞行 实地踏查，提

指导学员进训练使用无人机地面站， 高工作效率。

行航线规划，借助 设定飞行参数，设置真实飞行通过无

无 人 机 地 面 站 设 参数后，在地面站上飞行一遍。 人 机 地 面 站

定飞行参数。3）无人机外业数据收集 真实模拟，减

3）指导外业数据完成测图鹰无人机外业航 少无人机损

采集过程拍。坏几率。

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指 导 学 生 进 4）观看航拍实时场景直观生

行无人机外业数观看传回的即时场景，理 动 地 观 看 航

据采集全过程。

4）安装图传设备 解航拍过程。拍场景，提高

在无人机上学习兴趣。

安装无线图传设

2.分组协作，实施任 备信息化大赛教案格式信息化大赛教案格式，实时回传拍摄

画面。

务（360 分钟）

教学环节老师活动教师活动设计动机

环节 3：内业正射影像制作（90 分钟）

教 1）展示教学动画，

引导学生理解正

学射纠正原理1）学习正射纠正原理

播放航摄像观看航摄像片像点位移、

实片像点位移和正

射 纠 正 原 理 教 学 正射纠正原理、影像拼接及裁

动画，将抽象原理借助教

施切等教学动画，理解正射影像

过形象化演示并辅制作原理及步骤。学动画将抽

助讲解。

2）引导学生理解2）巩固航拍过程象原理形象

利用地理信息系统软件展

程正射影像制作流化，使学生在

程

2.分组协作，实施任播放影像拼示的三维飞行路线，巩固对航掌握正射影

拍过程的理解。

务（360 分钟） 接跟裁切动画，辅像制作基础

助学生理解正射

影像图制作的完3）软件实战正射影像制作下理解原理。

整步骤。平台软

3）软件操作指导运用 Photoscan 软件构建

引导学生利密集点云、照片对齐、生成网件操作录屏

格等一系列步骤，完成正射影

用工具完成正射详细指导学

影像的制作。

对学生遇到生完成软件

的 问 题 进 行 手 把 像图的制作。

手 指 导 ， 体 现 了 4）精度分析操作，提高学

“做中教、做中运用工具手动导入精度分习效率。

学”的职业教育

理念。析报告，检查制作的正射影像

4）课堂即时考核

根 据 任 务 完 成 情 图是否满足精度要求。

况，利用课堂考核

程序实时打分。

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信息化手段与作用

1） 测图鹰无人机结构零件及三维仿真操作视频：帮助学员迅速制定感性认识，学习无人机

三维仿真工具操作步骤，提高学习效率。

2） 三维仿真平台模拟练习：无人机价格贵、数量少、易损坏、外业操作繁琐、弹射起飞过

教 程具有必定危险性，因此引入无人机三维仿真工具，将室外教学室内化、实物操作虚拟

学 化。

实

施

过

程

3） 利用三维物理信息工具定位测区范围：了解测区地理位置及周围环境，代替了实地踏查，