实践案例：全国信息化教学设计大赛一等奖作品：教案.pdf

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………………………………………………………………………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 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 学时数字摄影测量实训室 （数字摄影培训地点 测量工作站、一人一机网络教 授课方式 翻转教学室、3D 投影）、野外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、突发事件实时观测、灾害教学背景分析与检测等广泛领域。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、立体观察与立体内容探讨量测、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》，学情分析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。参考丛书 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》网络课程平台第 1 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》教案知识目标技能目标能力目标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 教学目标2) 正射影像制作流程 2) 正射影像制作技能2) 沟通与协调能力3) 正射纠正原理3) 精度预测技能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。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信息化大赛教案格式，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。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 教学设计题进行问答。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。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学生活动设计动机教师将课前学习资源上 接收学习指导，根据学拓展了教师的传到课程系统，并借助课 习计划浏览开放课程、学习时间与空教师发布学习指导，学 程系统、QQ 群、微信等发 学习微课程、电子教材、间空间，实现生预学习。布课前备课通知；批阅预 教学资源库，完成课前了个性化、差习报告，整理预习问题， 预习，同时完成课前测异化的学习。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。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学生活动设计意图任务为无人机外业 教数据采集与内业正射影学生根据任务书应像制作。求，以小组为单位进行任 让学员体验 学运用红蜘蛛课堂教 务分析。真实的工作 实1.任务布置学工具下发任务书。过程，培养学 施生的职业能力。 过 程信息化手段与作用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。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》教案教学环节教师活动学生活动设计动机环节1：模拟飞行（90 分钟）无人机1)播放课堂视频 1)学习教学视频内容价格贵、数量播放测图鹰观看测图鹰无人机结构部 少、易破损、无人机结构组件 件的详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)三维仿真工具 速构筑感性认识。过程具有一操作指导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运用无人仿真模拟试飞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)指导和答疑的安装、飞机的着陆降落、数 实物操作虚 实引导学员学 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 施总结操作技巧。 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）了解测区物理位置运用三教师利用三通过观看三维物理信息软 维化学信息维物理信息工具 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， 高工作强度。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，在地面站上试飞一遍。

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。第 6 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》教案指导教师进 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，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1）展示教学动画，引导学员理解正 学射纠正原理1）学习正射纠正原理播放航摄像 实片像点位移和正观看航摄像片像点位移、射纠正原理教学 正射纠正原理、影像拼接及裁 施动画，将抽象原理通过教形象化演示并辅 切等教学动画，理解正射影像学动画将抽 过助讲解。制作原理及步骤。2）引导学生理解象原理形象 程正射影像制作流 2）巩固航拍过程化，使学员在程借助地理信息系统软件展2.分组协作，实施任播放影像拼掌握正射影接跟裁切动画，辅 示的三维飞行路线，巩固对航像制作基础务 （360 分钟）助学生理解正射 拍过程的理解。

影像图制作的完上理解原理。整步骤。3）软件实操正射影像制作系统软3）软件操作指导利用 Photoscan 软件构建引导学生利件操作录屏用工具完成正射 密集点云、照片对齐、生成网具体指导学影像的制作。格等一系列步骤，完成正射影对学生遭遇生完成硬件的难题进行手把 像图的制作。操作，提高学手指导，体现了 4）精度预测“做中教、做中习效率。学”的职业教育利用工具手动导出精度分模式。析报告，检查制作的正射影像4）课堂实时考核根据任务完成情 图能否满足精度要求。况，利用教学考核程序即时打分。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 教程具有一定危险性，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。 学 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，节约了课程时间、降低了教学成本。

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、起飞点和降落点坐标等参数，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8）利用Photoscan 软件完成正射影像图的制作。 实 施 过 程教学环节教师活动学生活动设计动机1）分析课前检测考核贯穿课前，教师对整个学习过程，3.多元化的考核评 课前预习测验进 1）完成课前测试课前网站在线行统计预测总结。课前，学生通过网络平 测验、课上即时2）课堂实时考核价，总结提高课上，引导学 台完成课前备课测验。考核、课后在线生对各个小组作作业等多样化。业方案进行评价第 10 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》教案教学环节教师活动学生活动设计动机讨论，教师进行总结评价。

并借助 2）完成课上任务的考核方Excel+VBA 编写的型，对过程跟结课上，各小组对作业方课堂考核程序自果进行奖惩课动即时打分汇总， 案进行探讨分析优缺点，归 堂实训即时考实时获取考核得 纳总结。并下载实训评价标 核，使学生实时3.多元化的考核评分。观察自己的成准，学生进行自我评价和互3）课后统计总名次与排名，有效价，总结提高绩评。促进了学习积教师统计各 3）完成课后作业极性和自我约个考核环节的成束性。同时在考课后，完成课后作业和绩，按不同权重进核基础上推动行统计预测，为后 单元测试。总结提高 教续教学提供根据。 学信息化手段与作用 实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。 施 过 程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。第 11 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》教案三、课后导巩固教学环节教师活动学生活动设计动机教师联系资通过网络课程系统完成课课后拓源库平台中的典 后作业和单元测试。

展学习，帮助型企业人士。对感兴趣的难题进行在线 学生举办自 教 任务拓展上传不同领 提问。主训练，巩固 学域的实际工程案通过实际项目案例信息化大赛教案格式，拓展 课堂学习成 实例资源。职业素养。果。 施信息化手段与作用 过 程 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 教 学制作技能目标，借助信息化手段，以学生为主体完成了常识、理论、实践一 效 信息化手段 果 应用特色 体化的教学。 反 思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。第 12 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。

教4、运用课堂资源库和网络课程教学系统，实现了“素材” “课程” 学 信息化手段 “素材”的循序更新的信息化教学模式。应用特色 效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， 果有效抑制了学习积极性和自我约束性。 反综合考核表明，绝大多数学生都完成了课堂任务要求，使教师的职业技 思可跟职业能力方面受到了很高的提升。1) 学生学会了测图鹰无人机操控，并完成外业数据收集。教学预期 2) 学生掌握了运用Photoscan 软件制作正射影像的技能。效果达成3) 学生理解了航摄像片的正射纠正原理。第 13 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》教案第 14 页 共 13 页