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》教案第1页共13页目录一、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、教学实施过程…………………………………&hellip

;…………………………………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………………&he

llip;……………………………………………………………12（二）效果………………………………………………………………………………132014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培训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（数字摄影测量工作站、一人一机网络教室、3D投影）、野外培训方式翻转课堂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法，具有飞行成本低、数据分辨率高、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、突发事件实时检测、灾害分析与评定等广泛领域。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必须。内容探讨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》，学生借助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。参考读本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》网络课程系统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》教案第2页共13页教学目标知识目标技能目标能力目标1)无人机航测方法2)正射影像制作步骤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)精度预测技能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、实习作业等方法完成外业数据收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、分组实施等学习活动中，获得知识技能及丰富的情感感受。组内取长补短、共同学习、共同进步。信息化手段三维仿真平台教学漫画教学视频微课程photoscan专业工具三维物理信息软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改革要求信息化大赛教案格式，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、课上导学习、课后导拓展”的课堂活动。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。并运用教师编写的ExcelVBA课堂打分程序，进行教学实训即时考核。最后学生总结并布置课后作业。课后，学生通过网络课程系统完成课后作业和单元测试，并对感兴趣的疑问进行询问。教师联系资源库平台中的典型企业人士进行远程答疑。通过乡村土地确权、灾区灾民电缆巡检等实际工程案例，拓展学生的职业素养。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系统，并借助课程平台、QQ群、微信等公布课前备课通知；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、电子教材、教学资源库，完成课前备课，同时完成课前测试。拓展了学员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）网络课程系统、手机邮件、微信、QQ群等公布预习通知：教师与师生进而迅速、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系统中，网络教学模块：辅助教师自主完成预学习，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》教案第5页共13页教学实施过程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、课上导学习课堂环节教师活动学生活动设计动机1.任务布置任务为无人机外业数据收集与内业正射影像制作。利用红蜘蛛课堂教学工具下发任务书。学生根据任务书规定，以小组为单位进行任务分析。让学生感受真实的工作过程，培养教师的职业能力。信息化手段与作用1）红蜘蛛课堂教学软件下发任务书：组织师生分组完成，教师对提问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，提高教学效益。

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动机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组件讲解视频。2)三维仿真工具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)指导和解答引导学员学习模拟飞行操作，总结操作技巧。1)学习课堂视频内容观看测图鹰无人机结构组件的详解视频和测图鹰无人机三维仿真操作方法的视频，快速构建感性认识。2)利用三维仿真工具，练习无人机外业数据收集应用测图鹰无人机三维仿真平台，进行试飞前的监测、地面站飞行参数设定、弹射架的加装、飞机的着陆降落、数据检测、仪器器材回收等外业数据收集过程进行反复的模拟练习。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，因此运用无人机三维仿真工具，将室外教学室内化、实物操作虚拟化，缩短了外业学习时间、降低了学习费用。环节2：外业航拍（180分钟）1）定位测区教师运用三维物理信息工具定位测区范围。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）指导外业数据收集过程1）了解测区地理位置通过观看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。2）地面站上航线规划并飞行训练使用无人机地面站，设定飞行参数，设置真实飞行参数后，在地面站上飞行一遍。3）无人机外业数据采集完成测图鹰无人机外业航拍。利用三维物理信息工具定位测区范围代替实地踏查，提高工作强度。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）指导学员进行无人机外业数据收集全过程。4）安装图传设备在无人机上加装无线图传设备，实时回传拍摄场景。4）观看航拍实时画面观看传回的即时画面，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动机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，引导学员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，将具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步骤播放影像拼接和裁剪动画，辅助学生理解正射影像图制作的完整流程。3）软件操作指导鼓励学员利用工具完成正射影像的制作。对学员遭遇的难题进行手把手指导，体现了“做中教、做中学”的职业教育理念。4）课堂实时考核根据任务完成状况，利用教学考核程序即时打分。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、影像拼接及裁剪等教学动画，理解正射影像制作原理及步骤。2）巩固航拍过程运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软件构建密集点云、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）精度预测利用工具手动导出精度预测报告，检查制作的正射影像图能否满足精度要求。通过教学动画将具象原理形象化，使学生在把握正射影像制作基础上理解原理。平台工具操作录屏详细指导学员完成硬件操作，提高学习效率。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》教案第8页共13页教学推行过程信息化手段与作用1）测图鹰无人机结构组件及三维仿真操作视频：帮助学员迅速构建感性认识，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、弹射起飞过程颇具一定危险性，因此引入无人机三维仿真工具，将室外教学室内化、实物操作虚拟化。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，节约了课程时间、降低了教学费用。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信息化大赛教案格式，减少不当操作。5）在无人机上加装无线图传设备：实时回传拍摄场景，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造成原因及纠正原理：实现复杂难题简单化，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动机3.多元化

的考核评价，总结提高1）分析课前测试课前，教师对课前备课测验进行统计预测总结。2）课堂实时考核课上，引导学员对各个小组作业细则进行评价1）完成课前测试课前，学生借助网络系统完成课前预习测验。考核贯穿整个学习过程，课前网站在线测试、课上实时考核、课后在线作业等多样化。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动机3.多元化的考核评价，总结提高讨论，教师进行总结评价。并运用Excel+VBA编写的教学考核程序手动即时打分汇总，实时获取考核得分。3）课后统计总名次教师统计各个考核环节的名次，按不同权重进行统计预测，为后续教学提供根据。2）完成课上任务课上，各小组对作业细则进行探讨预测优缺点，归纳总结。并下载实训评价标准，学生进行自我评判和互评。3）完成课后作业课后，完成课后作业和单元测试。的考核方法，对过程跟结果进行考核课堂实训即时考核，使学员实时观察自己的名次与排名，有效抑制了学习积极性和自我约束性。同时在考核基础上推动总结提高信息化手段与作用1）网络课程系统上在线考核：学生在课程系统上完成课前测试，为学生后续备课提供根据。

2）教师编制Excel+VBA编写的教学考核程序：实现课堂实训即时考核，使学员实时观察自己的名次与排名，有效抑制了学习积极性和自我约束性。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》教案第12页共13页教学实施过程三、课后导巩固教学环节教师活动学生活动设计动机任务拓展学生联系资源库系统中的典型企业人士。上传不同领域的实际项目案例资源。通过网络课程系统完成课后作业和单元测试。对感兴趣的疑问进行在线问答。通过实际项目案例，拓展职业素养。课后拓展学习，帮助学员举办自主练习，巩固课堂学习成果。信息化手段与作用网络课程系统教学资源中工程案例：应用于课后拓展学习，帮助学员举办自主练习，巩固课堂学习成果。三、教学效果反思教学效果反思信息化手段应用特色本教学设计基于翻转课堂教学理念，采用任务驱动教学法，以完成无人机摄影系统的内外业任务为主线，紧紧围绕无人机外业数据收集和正射影像制作技能目标，借助信息化手段，以学生为主体完成了常识、理论、实践一体化的教学。1、利用三维仿真、教学动画等信息化手段，帮助学生完成无人机外业数据收集和正射影像制作任务，实现复杂难题简单化，抽象问题形象化，化解了教学难点问题。

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》教案第13页共13页教学效果反思信息化手段应用特色2、利用课堂教学工具软件进行一对多的任务实施作业指导，有针对性地对学员进行屏幕控制，手把手的差异化指导，体现了学生的主体性。3、运用即时通讯软件将教学扩展至不受时间地点限制的课前、课后线上学习，提高了学员自主学习、自主练习的主动性。4、运用课堂资源库和网络课程教学系统，实现了“素材”“课程”“素材”的循序更新的信息化教学模式。5、教师依据课程内容与特征建立详细打分规则，编制了Excel+VBA的教学打分程序，实现课堂实训即时考核，使学员实时观察自己的名次与排名，有效抑制了学习积极性和自我约束性。综合考核表明，绝大多数学生都完成了课堂任务要求，使教师的职业技能跟职业能力方面受到了很高的提升。教学预期效果达成1)学生学会了测图鹰无人机操控，并完成外业数据收集。2)学生把握了运用Photoscan软件制作正射影像的技能。3)学生理解了航摄像片的正射纠正原理。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》教案第14页共13页