王金亮，趙麗紅，郭 熙

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 國土資源與環(huán)境學(xué)院，江西 南昌 330045）

當(dāng)前遙感技術(shù)日新月異，知識(shí)和技能更新快，理論方法和應(yīng)用領(lǐng)域不斷推陳出新，以及隨著空間技術(shù)發(fā)展，遙感技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)、國防等建設(shè)領(lǐng)域越來越顯示出其獨(dú)特的戰(zhàn)略地位和意義［1-2］。掌握遙感技術(shù)也成為多種專業(yè)人員的基本要求?！斑b感技術(shù)與應(yīng)用”課程是土地資源管理專業(yè)的必修課程，學(xué)生通過該課程可以掌握遙感基礎(chǔ)理論知識(shí)和基本技能，提高在土地資源調(diào)查監(jiān)測(cè)等行業(yè)的能力。然而，針對(duì)土地資源管理專業(yè)的“遙感技術(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)，在教學(xué)設(shè)計(jì)方面存在一些不足：一方面，缺少對(duì)該專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)需求的了解，使得“遙感技術(shù)與應(yīng)用”課程知識(shí)點(diǎn)與能力培養(yǎng)融合度不夠；另一方面，對(duì)于教學(xué)評(píng)價(jià)缺乏持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，沒有形成閉環(huán)反饋通道等［3-4］。因此，在課堂教學(xué)中需要借助成熟的教學(xué)模型對(duì)土地資源管理專業(yè)的“遙感技術(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)踐。ADDIE模型是國際上廣泛采用的教學(xué)設(shè)計(jì)模型，對(duì)于該模型的教學(xué)設(shè)計(jì)研究，國內(nèi)外主要集中在模型的基礎(chǔ)理論研究和運(yùn)用方面［5-7］，但是對(duì)ADDIE模型與“遙感技術(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)設(shè)計(jì)方面的研究較少。為此，本文研究探討引入ADDIE模型，為土地資源管理專業(yè)的“遙感技術(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)確定需求、設(shè)計(jì)和開發(fā)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)施和評(píng)估教學(xué)活動(dòng)。

一、ADDIE模型原理與階段內(nèi)容

ADDIE模型最早作為由美國佛羅里達(dá)州立大學(xué)的教育技術(shù)研究中心為美國陸軍設(shè)計(jì)和開發(fā)的培訓(xùn)模型［8］，發(fā)展至今，該模型以教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（ISD）的框架出現(xiàn)，并且已經(jīng)成為教育技術(shù)解決問題的一種方法論［9-10］。ADDIE是分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)、實(shí)施、評(píng)估五個(gè)詞的首字母縮寫，代表了系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計(jì)過程的五個(gè)階段，其中分析是系統(tǒng)的輸入；設(shè)計(jì)、開發(fā)和評(píng)估是過程；實(shí)施是輸出。第一階段是分析，分析階段主要闡明教學(xué)問題和目標(biāo)，并確定了學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)和技能。第二階段是設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)階段涉及學(xué)習(xí)目標(biāo)、評(píng)估工具、練習(xí)、內(nèi)容、主題分析、課程計(jì)劃和媒體選擇。該階段在分析階段的基礎(chǔ)上，從學(xué)生認(rèn)知出發(fā)，對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)、多媒體資料、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程、教學(xué)評(píng)價(jià)等進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。第三階段是開發(fā)，以設(shè)計(jì)方案為指導(dǎo)，將設(shè)計(jì)階段的內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w的數(shù)字化或文本化的學(xué)習(xí)資源（輔助教材、多媒體課件、視頻動(dòng)畫、模型道具等）、學(xué)習(xí)任務(wù)（練習(xí)題、作業(yè)等），該階段的要點(diǎn)在于開發(fā)創(chuàng)建教學(xué)材料的方法和流程。第四階段是實(shí)施，實(shí)施階段主要是課堂教學(xué)，實(shí)施是教學(xué)過程的最重要一環(huán)，是落實(shí)第一至第三階段的環(huán)節(jié)，而且要視學(xué)生掌握知識(shí)和技能的程度做出相應(yīng)的教學(xué)調(diào)整和變化。第五階段是評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)方式主要為形成性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)，形成性評(píng)價(jià)發(fā)生在教學(xué)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，其目的是改進(jìn)教學(xué)；總結(jié)性評(píng)價(jià)則發(fā)生在課程實(shí)施以后，目的是確定課程是否達(dá)成了預(yù)期的目標(biāo)。因此，最后階段要利用學(xué)生學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)結(jié)果的相關(guān)數(shù)據(jù)以及學(xué)生的反饋，對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行多維度評(píng)價(jià)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行修改和完善。

二、ADDIE模型在“遙感技術(shù)與應(yīng)用”課程的實(shí)踐過程

（一）前期調(diào)研與需求分析

結(jié)合土地資源管理專業(yè)“遙感技術(shù)與應(yīng)用”課程的特點(diǎn)，采取問卷調(diào)查的方式，對(duì)土地資源管理專業(yè)本科生的學(xué)習(xí)特征和學(xué)習(xí)需求進(jìn)行調(diào)研分析，找準(zhǔn)“遙感技術(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)實(shí)踐過程中存在的問題；梳理分析課程內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)。

（二）學(xué)習(xí)需求與學(xué)生特征分析

學(xué)習(xí)需求分析最終目的是縮短學(xué)生對(duì)教學(xué)的需求與實(shí)際問題之間存在的差距。通過對(duì)江西農(nóng)業(yè)大學(xué)2020級(jí)土地資源管理專業(yè)學(xué)生發(fā)放調(diào)查問卷的方式收集數(shù)據(jù)，填寫問卷人數(shù)為165人，有效問卷率為100%。通過問卷數(shù)據(jù)分析，對(duì)于“遙感技術(shù)與應(yīng)用”課程，在學(xué)習(xí)積極性方面，有20.45%的學(xué)生表示有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)積極性，60.28%的學(xué)生表示學(xué)習(xí)積極性一般，還有19.27%的學(xué)生表示學(xué)習(xí)積極性很低；在學(xué)習(xí)焦慮感的學(xué)生人數(shù)占比方面，焦慮感較強(qiáng)（50.64%）＞焦慮感較低（35.8%）＞沒有焦慮感（13.56%），可見多數(shù)學(xué)生對(duì)“遙感技術(shù)與應(yīng)用”課程的學(xué)習(xí)存在不同程度的焦慮，主要原因在于課程涉及的數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)、地理等方面的知識(shí)較多，對(duì)空間思維能力的要求較強(qiáng)，這對(duì)于管理類專業(yè)本科學(xué)生來說較為困難。

（三）教學(xué)內(nèi)容分析

“遙感技術(shù)與應(yīng)用”課程的教材為《遙感導(dǎo)論》，出版時(shí)間為2001年7月，是經(jīng)典的大學(xué)遙感類教材，教材知識(shí)理論體系比較完善，且主要是針對(duì)綜合性大學(xué)和高等師范院校地學(xué)類專業(yè)的大學(xué)本科生。課程內(nèi)容主要涉及七章，包括《遙感系統(tǒng)和發(fā)展歷史》《電磁輻射與地物光譜特征》《遙感成像原理與遙感圖像特征》《遙感圖像處理》《遙感圖像目視解譯與制圖》《遙感數(shù)字圖像計(jì)算機(jī)解譯》和《遙感應(yīng)用》。然而，由于該教材出版年份較早，沒有及時(shí)更新遙感技術(shù)知識(shí)，而且與實(shí)際問題結(jié)合較少，缺少案例分析。

（四）教學(xué)環(huán)境分析

該課程教師授課以多媒體教室為主、超星學(xué)習(xí)平臺(tái)和雨課堂互動(dòng)為輔，發(fā)揮硬件環(huán)境與信息環(huán)境相輔相成的教學(xué)作用。多媒體教室可以提供PPT課件制作與展示、多屏互動(dòng)與軟件展示、課堂評(píng)價(jià)等智能化工具。超星學(xué)習(xí)和雨課堂平臺(tái)可以為師生和生生之間提供多元化的互動(dòng)交流。

（五）ADDIE教學(xué)設(shè)計(jì)

在掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)特征與基礎(chǔ)知識(shí)水平前提下，從教學(xué)現(xiàn)狀出發(fā)，結(jié)合ADDIE教學(xué)設(shè)計(jì)模型的“設(shè)計(jì)”理念，系統(tǒng)規(guī)劃“遙感技術(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)設(shè)計(jì)總方案。設(shè)計(jì)內(nèi)容包含學(xué)生的具體學(xué)習(xí)目標(biāo)、差異化教學(xué)策略、教學(xué)資料準(zhǔn)備等，進(jìn)而有助于學(xué)生掌握遙感技術(shù)與應(yīng)用知識(shí)，并提高對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力和解決實(shí)際問題的實(shí)踐能力。具體以《遙感平臺(tái)》一節(jié)為例，考慮到學(xué)生對(duì)遙感平臺(tái)相對(duì)比較陌生，為此首先播放與遙感平臺(tái)相關(guān)的專題紀(jì)錄片，讓學(xué)生對(duì)搭載傳感器的遙感平臺(tái)有感性的認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)遙感平臺(tái)的學(xué)習(xí)欲望；然后以問題方式引出對(duì)不同遙感平臺(tái)的區(qū)分。針對(duì)不同遙感平臺(tái)的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生分組自主學(xué)習(xí)不同國家發(fā)射的遙感衛(wèi)星材料，從中對(duì)比發(fā)現(xiàn)遙感衛(wèi)星的差異，并通過設(shè)置課中、課后測(cè)試來引導(dǎo)學(xué)生理解遙感衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)軌道、周期及應(yīng)用等方面的理論知識(shí)。由此，一方面可以加深學(xué)生對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)的掌握，另一方面授課教師也可以通過學(xué)生的表現(xiàn)和測(cè)試結(jié)果及時(shí)調(diào)整授課內(nèi)容和進(jìn)度。

（六）ADDIE教學(xué)開發(fā)

教學(xué)開發(fā)是教學(xué)設(shè)計(jì)與決定教學(xué)課堂質(zhì)量成效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要內(nèi)容為開發(fā)教學(xué)的線上線下配套資源，涉及多媒體課件、教學(xué)視頻錄制、課前自主學(xué)習(xí)材料、章節(jié)案例素材、互動(dòng)討論話題、測(cè)試試題和課后作業(yè)等。例如，對(duì)于多媒體課件的制作，需要緊緊圍繞“遙感技術(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)目標(biāo)，系統(tǒng)性地把握課程知識(shí)體系，緊密結(jié)合學(xué)生的綜合思維能力培養(yǎng)遙感技術(shù)服務(wù)等核心素養(yǎng)。例如，在《大氣散射》一節(jié)中，采用以乘坐飛機(jī)觀看天空云層的色彩變化作為案例的導(dǎo)入方式，將不同大氣散射情況（瑞利散射、米氏散射和無選擇性散射）與實(shí)際生活現(xiàn)象結(jié)合，并制作PPT，以此引導(dǎo)學(xué)生理解大氣散射的原理。另外，教學(xué)視頻的錄制主要由線上搜索為主、線下實(shí)驗(yàn)為輔，包括衛(wèi)星遙感的發(fā)射、遙感系統(tǒng)過程、加色法與減色法原理、傳感器掃描過程等方面，也可以邀請(qǐng)學(xué)生共同參與錄制，讓學(xué)生親身體驗(yàn)并在過程中加深對(duì)知識(shí)的理解，有助于增進(jìn)師生的感情與交流。例如，在講解《加色法與減色法》一節(jié)時(shí)，可以在線搜索加色混合實(shí)驗(yàn)的視頻，導(dǎo)入超星平臺(tái)進(jìn)行展示，或者和學(xué)生一起用三原色演示儀器制作視頻。

（七）教學(xué)實(shí)踐與實(shí)施

以土地資源管理專業(yè)2020級(jí)兩個(gè)班級(jí)學(xué)生為實(shí)施對(duì)象，在教學(xué)實(shí)施前，通過對(duì)這兩個(gè)班級(jí)學(xué)生的入學(xué)成績(jī)進(jìn)行對(duì)比，分析發(fā)現(xiàn)T檢驗(yàn)結(jié)果的sig值為0.625＞0.05，可見兩個(gè)班的成績(jī)不存在顯著性差異，因此可以正常進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)。為此，將這兩個(gè)班級(jí)分為實(shí)驗(yàn)組班級(jí)和對(duì)照組班級(jí)，其中對(duì)實(shí)驗(yàn)組實(shí)施基于ADDIE模型開發(fā)的教學(xué)內(nèi)容，對(duì)照組實(shí)施傳統(tǒng)教學(xué)模式，進(jìn)行課前預(yù)習(xí)—教學(xué)導(dǎo)入—新授課—課后鞏固的課堂實(shí)施。

（八）教學(xué)實(shí)踐效果評(píng)價(jià)

教學(xué)評(píng)價(jià)是對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施效果的檢驗(yàn)，主要通過學(xué)生成績(jī)分析和學(xué)生個(gè)人評(píng)價(jià)兩方面內(nèi)容進(jìn)行兩組教學(xué)實(shí)踐效果評(píng)價(jià)。具體通過教學(xué)實(shí)施一學(xué)期后，對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組進(jìn)行成績(jī)和評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)分析。

1.學(xué)習(xí)成績(jī)分析。學(xué)習(xí)成績(jī)包括期末考試成績(jī)和平時(shí)表現(xiàn)成績(jī)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的期末成績(jī)和平時(shí)平均成績(jī)統(tǒng)計(jì)如表1所示。由表1可知，實(shí)驗(yàn)組的期末考試成績(jī)均值（85）大于對(duì)照組的（74），且T檢驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的sig值為0.027，數(shù)值小于0.05，表明兩組班級(jí)的期末考試平均成績(jī)存在顯著性差異，進(jìn)一步反映出教學(xué)實(shí)驗(yàn)效果好。平時(shí)成績(jī)由考勤、課堂表現(xiàn)、測(cè)試三部分組成，由表1可知，實(shí)驗(yàn)組的平時(shí)成績(jī)均值（87）大于對(duì)照組的（77），且t檢驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示兩組的sig值為0.000，數(shù)值小于0.05，表明兩組班級(jí)的平時(shí)考試平均成績(jī)存在顯著性差異。

表1 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的期末成績(jī)和平時(shí)成績(jī)統(tǒng)計(jì)

2.學(xué)生個(gè)人評(píng)價(jià)。針對(duì)實(shí)驗(yàn)組的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過問卷星平臺(tái)，設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)問卷，學(xué)生分別從五個(gè)方面對(duì)基于ADDIE教學(xué)設(shè)計(jì)模型的“遙感技術(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)方式的感受進(jìn)行打分，每項(xiàng)總分為5分。實(shí)驗(yàn)組學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容更容易理解的打分最高，為4.6分；其次是課堂學(xué)習(xí)的參與度增高，為4.2分，ADDIE教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)施對(duì)課堂教學(xué)起到了較好的效果。所不足的是，學(xué)生的自主能力提高和與教師溝通方面的打分均低于均值，分別為3.5分和3.6分，表明教學(xué)設(shè)計(jì)在這兩方面還需要進(jìn)一步改善。

結(jié)語

本文通過一系列的ADDIE模型教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐，得出以下結(jié)論：通過設(shè)置實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，與傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，基于ADDIE模型的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施可以有效提高學(xué)生對(duì)“遙感技術(shù)與應(yīng)用”課程知識(shí)的理解，提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了學(xué)習(xí)效果。