图形图像处理课程翻转课堂教学研究

吕琼+李锐

摘 要 通过在图形图像处理课程中应用翻转课堂教学法，在教学实践中针对阶段性任务设计、教学视频制作、学习情境设计、课堂活动设计进行研究，通过单组实验法、记录课堂观察、问卷调查法、学生作品评价等进行互证，分析发现该模式能更有效地促进学生运用本课程知识与技能，提高学生解决实际问题的能力。

关键词 翻转课堂；图形图像处理；MOOCs

中图分类号：G652 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）21-0097-03

1 引言

近几年，翻转课堂教学模式的出现，为各个阶段各个学科的教学提供了一种新的教学尝试。它起源于美国科罗拉多州落基山林地公园高中的两位化学教师乔纳森·伯尔曼（Jon Bergmann）和亚伦·萨姆斯（Aaron Sams）[1]。翻转课堂虽然在2007年出现，但是“可汗学院”把翻转课堂教学推上新的高台。另外，MOOCs的崛起也是翻转课堂教学法在全球广泛兴起的一个重要推手。本文通过图形图像处理课程一个学期的翻转课堂教学实践，探索适用于本课程或同类课程的翻转课堂教学方法。

2 图形图像处理课程教学现状

图形图像处理需要实践完成的主要实训项目有14个，一般采用教师课堂讲授、学生课后完成作业的教学方式，课堂教学多采用理论讲解、案例演示、评价学生作品、学生讨论交流等。教学过程中普遍存在重案例讲解轻实战训练、重知识传授轻兴趣与创新能力培养，经常出现照搬例题容易、解决实际问题困难，把通过考试作为学习的最高目标等现象。长期下来，发现学生学习的兴趣由开始很高逐渐减少，学习过程中产生很多困难，课堂上问题没能全部解决，使得学习效率逐渐降低。

另外，从调查问卷看出，93.01%的学生对课堂上教师讲授的操作方法很容易遗忘；92.65%的学生认为教师提供的教参自己不能较好地应用到实践中；96.77%的学生在解决实际问题时有困难，不能立刻得到帮助并解决。

3 图形图像处理课程应用翻转课堂教学法的可行性分析

课程特点 Zaid Ali Alsagoff教授认为，教学视频的作用是“激发、影响和告知”，其特点为生动的、有教育意义的、创造性的、可引人思考的、可以理解的、相关的和令人兴奋的[2]。图形图像处理课程学习要求理解理论知识和动手实践实战。学生可以通过课前学习录制好的教学视频，并完成设定好的阶段性任务，达到掌握基础技能的目的；在课堂上完成更有难度的实际问题，融会贯通。

学生情况 学生在学习本课程之前已经完成计算机文化基础、C程序设计等计算机类课程，具备一定的计算机操作技能。

教师情况 教师要录制教学视频、设计阶段性问题及要求、设计课堂活动和问题、搭建课后交流平台。

教学环境 课前学生可用移动设备或计算机，在Moodle

教学平台上完成视频的学习；课堂环境为多媒体网络教学实验室，学生每人配备一台计算机；课后使用Moodle教学平台讨论交流及作品展示。

4 图形图像处理课程翻转课堂教学法实践方案

在开学前确定实施翻转课堂教学的课程和班级，教学实践对象是教育技术学专业大三学生，全班共有49名学生，采用单组实验法，并且以课堂观察、问卷调查、学生作品评价等进行互证研究。笔者在第一节课介绍翻转课堂教学的实施过程和方法，得到学生认可之后开始翻转课堂教学。根据目前翻转课堂教学的一般流程，教学过程基本分为三个主要阶段：课前、课堂、课后。教师和学生在这三个阶段的角色和任务是不同的，该实践方案中明确了教师和学生在课前、课中、课后三个时间段的分工、任务以及流程。

教师方面

1）在课前阶段。教师在开学前要做好前期分析，准备教学计划和实施方案，明确教学进度，对教学内容知识点进行細化，对理论性和操作性知识点的教学方法进行不同设计，针对不同阶段提出阶段性渐进式的问题、明确的要求和练习。依据前期分析，对教学过程形成方案。然后对划分好的知识点录制优质的教学视频，并通过网络搭建完整清晰的教学过程平台。

本课程共划分为11个章节，14个主要实训项目。对每一章细分知识点，并对每个小知识点录制10分钟左右的微教学视频，共162个教学视频，大约时长1600分钟。使用Moodle搭建网络平台，并在平台上为学生提供课前与课后的学习资源、交流讨论区、作业提交区、测试等。学习资源包括教学微视频、讲义、电子书籍、文章、优秀设计师作品、拓展训练素材、常见问题解答等。

2）在翻转课堂学习阶段。为保证课堂能真正翻转，在管理学生学习状态方面，教师需要制定相应的可行规定，确保翻转课堂学习达到高效。例如：

①要求学生完成课前学习之后必须在Moodle平台上提出至少一个问题，此项将作为期末综合成绩的组成部分；

②在平台上设定严格的阶段性练习并要求完成，教师从学生练习掌握学生的学习状态。

在翻转课堂上，教师的教学活动包括：根据学生在Moodle平台提出的问题、阶段性技能掌握情况、之前设计好的渐进式问题等，调整并组织恰当的学习活动，完成为学生提供帮助和解答，打通知识点之间的联系、知识点的实际应用等工作。另外，课堂秩序的管理也很重要，对一些参与度不高的学生要给予足够的关注。

3）课后阶段。教师主要完成学习评价。学习评价不仅是对学生期末综合成绩的评定，更多的是对学生综合能力、解决实际问题能力的评价。基于翻转课堂特点，可以从学生课前的学习情况，提问次数，课堂中分析问题的角度、深度和参与度，课后完成作品质量，制定出合理恰当的评价标准。本课程学生的综合成绩由课前学习情况（包括平台上的提问次数）、课堂参与的表现、提交作品质量来确定。

计算公式为：A=B×30%+C×30%+D×40%。

式中：A代表学生综合成绩；B代表学生在平台上课前学习后完成阶段性任务量和平台上提问次数的平均成绩；C代表学生课堂完成检测任务和参与讨论分析问题的平均成绩；D代表提交作品质量成绩。

学生方面

1）在课前阶段。学生在该阶段必须通过教学平台了解学习任务，然后通过在线观看或提前拷贝视频到移动设备上再观看的方式进行学习，完成阶段性的问题和练习。如果存在困难，可在平台上提出问题。

2）在课堂上。这个阶段学生需要完成知识的内化，无论使用何种方式，都要完成两步任务：第一步是完成课前学习阶段存在问题的渐进式任务，因为这部分是基础知识；第二步是学生按照教师整理出的有代表性的学生问题或者是教师设计好的问题进行进一步练习，这是提高解决实际问题能力的部分。

3）课后。在每个教学模块完成之后，部分学生会有更高的需求得不到解答，这时可以在教学平台上和教师或同学交流以得到解答。

5 应用效果分析

学生对翻转课堂的认可度

1）学生的学习兴趣高。无论是问卷调查的结果，还是课堂观察的结果，都表明学生对图形图像处理翻转课堂教学法有很高的认可度。该班级共49名学生，有45人参加问卷调查，且每份问卷都具有效性。对问题“你是否喜欢本课程的翻转课堂教学法”，有2.7%的学生不喜欢，其原因是“讲解不够全面系统”；有82.49%的学生表示非常喜欢或比较喜欢，其原因有“感觉能够根据自己情况调整时间以及各块内容，能够更好地自主学习”“能让我更好地有针对性地了解和学习我所需要的知识”“可以提高自学能力，不懂的可以反复观看视频，对视频中所涉及的技能记忆更深”“学习进度可自控”“当我们在课前学习遇到不太理解或不懂的，能在课堂上弄懂”“第一次接触，并且自己可以接受，从中也学到很多”“课堂上有较多的练习时间”等。对于问题“你希望在今后其他课程的教学中也能使用‘翻转课堂教学法吗”，94.6%的学生赞同，5.41%的学生认为一般，没有学生反对。

2）学生参与度高。课前学习全部完成的学生为59.46%，

有小部分没学完的学生占35.14%，大部分没学完的占5.41%。在平台的问题区，学生对每一章節里的知识点都有不同层次的提问，平均每个知识点的提问有8个左右，每个学生在每一章节里至少有1次提问，最多的有12次提问。平台上的学习视频、电子书籍访问率很高，甚至有的高年级学过的学生也进行了多次访问。在每次课堂上，学生对不同的知识点参与讨论分析的次数至少有12次，最多的几十次。讨论的话题从对应的知识点到相关领域，涉及面之广，与以往的课堂相比丰富得多。这说明学生通过多种途径，查阅了很多资源，学到很多知识，获得学习的乐趣，体验到翻转课堂的学习效果。

提高了学生的综合能力 翻转课堂教学法的特点决定了评价学生成绩要从多个角度考虑，例如：从是否会提问来看学生的思考能力；从课堂参与度来看学生掌握基础知识、分析问题、表达的能力，还可以看出课外用功程度；从提交的作品来看学生能否运用所学知识解决实际问题的能力。

1）提高了解决实际问题的能力。从学生完成作品的多个进度来看，学生思考的宽度和深度都大大加强，最终作品效果很好。另外，对问卷问题“翻转课堂是否更有利于你对基础知识或操作技能的掌握”，75.68%的学生认为更有利于掌握；对问题“翻转课堂是否更有利于你分析和解决问题能力的培养和提高”，86.49%的学生认为更有利。

2）提高了表达能力。通过在课堂上的讨论交流，给每个学生提供了发言的平台和机会，锻炼了表达能力。对问题“翻转课堂是否更有利于你的沟通能力培养和提高”，48.65%的学生认为更有利。

6 结论

通过在图形图像处理课程中使用翻转课堂教学方法进行实践教学，根据学生在平台上的活动记录、课堂活动参与情况、作品质量等方面，分析本课程使用翻转课堂教学方法在实践应用中的效果。分析结果表明，这种课前完成基础知识学习，课堂解决实际问题，学生活动和教师紧密结合的方式，使学生获得较好的学习体验和较高的学习效率，值得在教学中推广。

参考文献

[1]The flipping classroom[DB/OL].[2014-04-10].http：//edu

cationnext.org/theflippingclassroom.html.

[2]Alsagoff Z A. From flipped to gamified classroom[EB/OL].[2012-09-04].http：//zaidlearn.blogspot.com/2012/09/from-flipped-to-gamified-classroom.html.