全国信息化教学设计大赛一等奖作品：教案_教学实例/设计_教学研究_教育专区

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 课程名称 授课地点无人机航空摄影正射影像制作 《摄影测量与遥感》 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 授课教室 授课学时 工程测量技术专业二年级学生 8 学时授课形式翻转教学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教学背景于国家基础地图测绘、数字城市建设、国土资源调查、突发事件实时观测、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必须。 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内容探讨求，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 个课堂单元， 本次课是第 7 单元：无人机航空摄影正射影像制作。 教学年级：高职工程测量技术专业二年级学生。学情分析学习基础：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第 1 页 共 13 页《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 技能目标 1) 无人机航测技能 2) 正射影像制作技能 3) 精度预测技能 素养目标 1) 安全规范作业意识 2) 沟通与协调能力 3) 团队合作精神知识目标教学目标1) 无人机航测方法 2) 正射影像制作流程 3) 正射纠正原理教学重点 教学难点无人机外业数据收集和内业正射影像制作。

理解正射纠正原理。 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。教学方法小组合作研究法：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。三维仿真平台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根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。教学设计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。第 2 页 共 13 页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 Excel VBA 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。教学设计课后，学生通过网络课程系统完成课后作业和单元测试，并对感兴趣的问 题进行询问。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 能力。第 3 页 共 13 页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》教案二、教学实施过程一、课前导预习教学环节 教师活动 教师将课前学习资源上 学生活动 接收学习指导，根据学 设计动机 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。传到课程系统，并借助课 习计划浏览开放课程、 教师发布学习指导， 学 程平台、QQ 群、微信等发 学习微课程、电子教材、 生预学习。 布课前备课通知；批阅预 教学资源库，完成课前 习报告，整理预习问题， 预习，同时完成课前测 更新问题库。 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：教师与师生进而迅速、即时远 实 施 过 程程交流，提高了学生交谈效率。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：辅助学员自主完 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。第 4 页 共 13 页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 任务为无人机外业 学生活动 设计动机教 学 实 1.任务布置 施 过 程数据采集与内业正射影 像制作。学生根据任务书应 求，以小组为单位进行任 让 学 生 体 验 真实的工作 过程信息化大赛教案格式， 培养学 生的职业素 养。利用红蜘蛛课堂教 务分析。 学工具下发任务书。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 率。第 5 页 共 13 页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 教师活动 学生活动 设计动机教学环节环节 1：模拟飞行（90 分钟）无人机 1)播放教学视频 播放测图鹰 1)学习教学视频内容 价格贵、 数量观看测图鹰无人机结构部 少、易丢失、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 过程具有一2) 三 维 仿 真 软 件 速建立感性认识。 操作指导2)利用三维仿真工具，练习无 定危险性， 因 此采用无人无 人 机 三 维 人机外业数据收集 仿真模拟试飞操应用测图鹰无人机三维仿 机 三 维 仿 真教 学 实 施 过 程作 演 示 及 操 作 指 真系统，进行飞行前的监测、 软件， 将室外2.分组协作，实施任 导。 务（360 分钟）3)指导和答疑地面站飞行参数设定、弹射架 教学室内化、 的安装、飞机的着陆降落、数 实 物 操 作 虚引 导 学 生 学 据检查、仪器器材回收等外业 拟化， 缩短了 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 习成本。环节 2：外业航拍（180 分钟）1）定位测区 教师运用三 1）了解测区地理位置 利用三通过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。 2）航线规划指导 指导学员进 理位置及周围环境。 2）地面站上航线规划并飞行 区范围代替 实地踏查， 提练习使用无人机地面站， 高工作效率。

借助无行航线规划，借助 设定飞行参数，设置真实飞行无 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 ）指导外业数据 采集过程 拍。第 6 页 共 13 页3）无人机外业数据收集真实模拟， 减完成测图鹰无人机外业航 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》教案指 导 学 生 进 4）观看航拍实时画面 直观生 行无人机外业数 观看传回的即时画面，理 动 地 观 看 航 据采集全过程。 解航拍过程。 拍场景， 提高 4）安装图传设备 学习兴趣。 在无人机上 安装无线图传设2.分组协作，实施任 备，实时回传拍摄场景。务（360 分钟）教学环节教师活动学生活动设计动机环节 3：内业正射影像制作（90 分钟） 教 学 实 施 过 程1）展示教学动画， 引导学员理解正 射纠正原理 播放航摄像 片像点位移跟正 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 正射影像制作流 程 播放影像拼 2.分组协作，实施任 接和裁切动画，辅 助学生理解正射 务（360 分钟） 影像图制作的完 整步骤。

3）软件操作指导 引导学员利 用工具完成正射 影像的制作。 对学生遭遇 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 根据任务完成情 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 切等教学动画，理解正射影像 制作原理及步骤。 2）巩固航拍过程 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分 析报告，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。第 7 页 共 13 页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：帮助学员迅速确立感性认识，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 学 实 施 过 程程具有一定危险性，因此采取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、降低了课堂成本。第 8 页 共 13 页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、起飞点和着陆点坐 标等参数，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。教 学 实 施 过 程6） 展示三维飞行路线：巩固对航拍过程的理解。第 9 页 共 13 页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7）利用课堂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，化解了课堂难点问题。教 学 实 施 过 程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 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 作业等多样化。