基于翻转课堂混合式教学模式的高职机器视觉检测技术课程改革及实践研究

陈思 张涛川

摘  要 近几年，国内教育界非常重视在线开放精品课等线上教学资源建设，各院校也在努力建设和积极使用线上开放课程资源，给翻转课堂混合式教学模式的推进带来很大促进作用。论述基于翻转课堂混合式教学模式的高职机器视觉检测技术课程改革及实践研究。

关键词 高职；机器视觉检测技术；翻转课堂；混合式教学；课程改革

中图分类号：G642.3    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）14-0099-03

Abstract In recent years， the domestic education sector attaches great importance to the construction of online teaching resources， such as online open quality courses. Colleges and universities are also making efforts to build and actively use online open course resources， which has brought great promotion to the promotion of flipped classroom hybrid teaching mode. This paper discusses the curriculum reform and practical research of Machine Vision Detec-tion Technology in higher vocational colleges based on the flipped classroom hybrid teaching mode.

Key words higher vocational education; machine vision detection technology; flipped classroom; hybrid teaching; curriculum reform

0  引言

翻转课堂源于美国。起初是教师拍了教学视频给因病缺席的学生补课，然而这些教学视频也受到其他需要查漏补缺的学生的青睐。随后，翻转课堂在美国逐渐发展起来，受到教育界的推崇并迅速传播到世界各地。近年来，翻转课堂线上线下相结合的混合式教学模式在国内得到认同和推广，并被广大教学教研工作者应用到具体的课程改革研究中[1]。在本次新冠疫情防控期间，线上教学资源为保障“停课不停学，停课不停教”起了非常重要的作用[2]。这次大规模的线上课程教学给传统教学模式带来很大冲击，给教育者带来新的教学理念，给受教育者带来新的学习体验[3-4]。

经历了这次线上教学，教育界更加重视翻转课堂混合式教学模式的应用，更加重视利用信息技术和互联网技术来培养学生。

机器视觉检测技术，作为现代新兴科技之一，对安全消防、生产制造及航空航天等多个领域有着重要的应用价值和研究意义。而对于高职工业机器人技术专业，机器视觉检测技术课程是一门重要的专业课程，是一门理实融合、教学做一体的专业课程，是机器人集成应用技术及自动化生产线安装与调试等课程的重要前续课程。为了与时俱进，利用现代科技來改善教育教学条件，培养符合现代社会需求的机器视觉检测技术人才，将翻转课堂和线上线下相结合的混合式教学模式应用到机器视觉检测技术教学中，进行课程改革研究。

1  应用于机器视觉检测技术课程教学的传统模式存在的问题

1.1  学生在课堂上难以将理论知识内化吸收

机器视觉检测技术涉及复杂的数学公式、专业术语较多的数字图像知识、多种类型的程序语句及深奥的算法设计等知识，给高职层次的学生带来很大学习压力。使用传统的教学模式对高职工业机器人专业的学生进行机器视觉检测技术课程教学后，很多学生反馈在课堂上难以理解数学公式，对专业术语遗忘率高，对理论知识的内化吸收率较低，在学习中经常受到挫败，缺乏学习成就，从而导致对该课程产生恐惧和厌倦的情绪，削弱了内在的学习动机。

1.2  学生在课堂上难以按时完成虚拟的实验仿真任务

机器视觉检测技术使用的虚拟仿真和程序编写软件大多是英文界面，而且操作步骤多，使用程序语句类型多，需要修改的参数非常多，在程序编译过程中出现的问题也很多。在教师在进行实验演绎的过程中，学生如果忽略了某些环节，容易导致在进行自主实验仿真的时候不能顺利操作，难以按时完成虚拟实验仿真任务。

1.3  学生在课后未能有效查漏补缺

在课后，学生表示不知道如何去查漏补缺，常常是对前一次课的知识内容还没来得及消化吸收，就要接受新的知识，经常出现断层式的学习现象，难以将前后知识进行关联学习。因为遗忘的知识点太多，一些学生不知道如何向教师请教，产生严重的学习挫败情绪。

2  翻转课堂混合式教学应用于机器视觉检测技术课程教学的可行性

2.1  在线开放课程平台发展成熟

随着互联网和信息技术的发展进步，市场上涌现了大量像微知库、超星学习通等优质的在线开放课程平台，具有操作终端多样化、使用方便、功能丰富强大的特点，可以给开展翻转课堂混合式教学提供有效保障[5-6]。教师可以使用平台上现有的课程资源进行教学，也可以根据教学计划自行建设课程资源来开展教学工作。平台提供了课程资源管理、题库管理、随机试题、在线练习与测验、师生互动、签到、抢答、随机抽查等功能。在平台上建立的课程可以重复使用，并且容易实现对课程资源进行管理，对学生的学习进度进行监督，对学生的学习质量进行诊断。平台操作终端多样化，不但可以使用终端电脑进行操作，还可以使用智能手机和iPad等移动终端设备进行操作，增强了学习灵活性。

2.2  高职学生身心发展较成熟

相对于中小学学生，高职学生身心发展较为成熟，职业理想较为明确，学习动机较强，自律能力和自主学习能力较好，课后空余时间也相对充裕[7-8]。而且高职学生渴望提高技能和职业能力，注重培养自主学习能力和管理学习能力[9]。在教师的安排下，高职学生能逐步适应翻转课堂混合式教学模式的学习，实现课前、课中及课后学习相结合。

2.3  教育工作者在不断探索和研究课程改革

事物是不断革新发展的，教育也一样需要改革发展。教育工作者应不断学习先进的教学理念，学习国内外相关的教学研究成果，了解国内外的教学现状及趋势，借鉴国内外院校的实践经验，联系教学实际，进行课程教学改革研究，制订课程改革计划。在互联网和信息技术发展较为成熟的时代，利用互联网手段优化教学方法是大势所趋、人心所向[10]。目前在翻转课堂课题研究过程中，很多教师选择某个班级尝试翻转课堂混合式教学模式，并对教学结果进行对比和评价，观察并记录收集相关资料数据，总结经验并进行研究成果共享[11-12]。

3  将翻转课堂混合式教学应用于机器视觉检测技术课程教学

3.1  准备阶段

在准备阶段，组成课程小组，走访兄弟院校，了解兄弟院校的机器视觉检测技术课程开课现状，调研了解企业对机器视觉检测技术的应用現状及对相关岗位的技能要求，把企业生产工程项目融入翻转课堂的课程内容设计中。进行课程资源规划，部分课程资源规划如表1所示，并分工合作完成课程资源的制作。目前，市场上已经开发出很多优质的在线开放课程平台，课题小组尝试使用微知库和超星学习通两个平台来建立在线课程，并将制作的课程资源上传到平台上。选择工业机器人技术专业的一个班级作为实验教学班，使用翻转课堂混合式教学模式开展教学。准备阶段的工作流程如图1所示。

3.2  实施阶段

翻转课堂的实施过程如图2所示，分为课前、课中和课后三个环节。

3.2.1  课前  教师在平台上发布学习任务和学习目标，并将信息通知学生。学生自主安排时间，利用课程资源进行学习。在学习过程中遇到问题，学生可以通过重复学习研究某个知识点来尝试解决问题，也可以在线与其他学生探讨遇到的问题；如果问题还得不到解决，可以给教师留言请教。教师可以在平台的后台监督学生的学习进度和完成课前测试题的结果，主动督促学习进度较慢的学生去学习，对测试结果不理想的学生进行适当学习指导。

3.2.2  课中  教师的主要任务是跟学生互动交流，结合学习效果抽查和课前收集的问题，引导学生解决问题，突破重点与难点，然后对知识进行总结归纳。

3.2.3  课后  学生继续利用在线课程资源进行查漏补缺、温习巩固。教师针对学生前面的学习情况发布测验练习题，并对测验结果进行点评，录制测验练习题的讲解视频并上传到平台。

4  教学效果评价

在进行两轮的翻转课堂混合式教学试验后，根据学生的反馈和课程小组教师的诊断结果，总结出翻转课堂混合式教学模式用于机器视觉检测技术教学有较明显的优势，同时存在一些缺点。其中，主要优势是学生能很好地利用课余时间学习，根据个人的情况，灵活使用线上课程资源进行课前学习及课后温习，及时进行知识巩固；使用在线讨论和留言等方式与教师及其他学生进行交流互动，逐步形成主动学习的习惯，培养了自主学习的能力及自我管理的能力。对课程考核结果进行分析比较：使用翻转课堂混合式教学模式进行教学的班级，大部分学生能掌握机器视觉检测技术课程的基本知识，能熟练操作编程仿真软件，学生的成绩分布集中在中等和良好两个等级；使用传统教学模式进行教学的班级，学生的成绩两极化较为严重，成绩差距较大。

翻转课堂混合式教学模式应用于机器视觉检测技术教学的主要缺点，是部分自律性较差的学生应付式对待教师布置的学习任务，只是点击课程视频而并没有认真学习，通过抄袭同学的答案来完成课程测验。

5  结束语

联网和信息技术快速发展给教学改革带来强劲的促进力量，教育界需要利用好这股科技力量对教学模式进行改革创新，促进国内教育教学发展进步。教育者需要勇于学习和接受新的教学理念，学习国内外相关研究成果，了解国内外教学现状及趋势，借鉴国内外教学实践经验，让教育事业永葆生机和充满活力。虽然在改革途中会遇到很多困难和问题，但是每克服一个困难、解决一个问题，教育事业就会更前进一步。

参考文献

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[12]李媛媛.基于“MOOC+SPOC+翻转课堂”混合式教学模式培养创新创业人才探索[J].吉林省教育学院学报，2020（11）：135-138.

[13]于洋，李伟莹.翻转课堂有效实施的影响因素研究[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2020（12）：55-57.

[14]鲁建辉.地方高校慕课翻转课堂混合式教学的适宜性探析[J].黑龙江教育（理论与实践），2021（1）：70-72.