基于翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)模式的高職機(jī)器視覺檢測技術(shù)課程改革及實踐研究

陳思 張濤川

摘? 要 近幾年，國內(nèi)教育界非常重視在線開放精品課等線上教學(xué)資源建設(shè)，各院校也在努力建設(shè)和積極使用線上開放課程資源，給翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)模式的推進(jìn)帶來很大促進(jìn)作用。論述基于翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)模式的高職機(jī)器視覺檢測技術(shù)課程改革及實踐研究。

關(guān)鍵詞 高職；機(jī)器視覺檢測技術(shù)；翻轉(zhuǎn)課堂；混合式教學(xué)；課程改革

中圖分類號：G642.3? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：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

翻轉(zhuǎn)課堂源于美國。起初是教師拍了教學(xué)視頻給因病缺席的學(xué)生補(bǔ)課，然而這些教學(xué)視頻也受到其他需要查漏補(bǔ)缺的學(xué)生的青睞。隨后，翻轉(zhuǎn)課堂在美國逐漸發(fā)展起來，受到教育界的推崇并迅速傳播到世界各地。近年來，翻轉(zhuǎn)課堂線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式在國內(nèi)得到認(rèn)同和推廣，并被廣大教學(xué)教研工作者應(yīng)用到具體的課程改革研究中[1]。在本次新冠疫情防控期間，線上教學(xué)資源為保障“停課不停學(xué)，停課不停教”起了非常重要的作用[2]。這次大規(guī)模的線上課程教學(xué)給傳統(tǒng)教學(xué)模式帶來很大沖擊，給教育者帶來新的教學(xué)理念，給受教育者帶來新的學(xué)習(xí)體驗[3-4]。

經(jīng)歷了這次線上教學(xué)，教育界更加重視翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)模式的應(yīng)用，更加重視利用信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來培養(yǎng)學(xué)生。

機(jī)器視覺檢測技術(shù)，作為現(xiàn)代新興科技之一，對安全消防、生產(chǎn)制造及航空航天等多個領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價值和研究意義。而對于高職工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)，機(jī)器視覺檢測技術(shù)課程是一門重要的專業(yè)課程，是一門理實融合、教學(xué)做一體的專業(yè)課程，是機(jī)器人集成應(yīng)用技術(shù)及自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試等課程的重要前續(xù)課程。為了與時俱進(jìn)，利用現(xiàn)代科技來改善教育教學(xué)條件，培養(yǎng)符合現(xiàn)代社會需求的機(jī)器視覺檢測技術(shù)人才，將翻轉(zhuǎn)課堂和線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式應(yīng)用到機(jī)器視覺檢測技術(shù)教學(xué)中，進(jìn)行課程改革研究。

1? 應(yīng)用于機(jī)器視覺檢測技術(shù)課程教學(xué)的傳統(tǒng)模式存在的問題

1.1? 學(xué)生在課堂上難以將理論知識內(nèi)化吸收

機(jī)器視覺檢測技術(shù)涉及復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式、專業(yè)術(shù)語較多的數(shù)字圖像知識、多種類型的程序語句及深奧的算法設(shè)計等知識，給高職層次的學(xué)生帶來很大學(xué)習(xí)壓力。使用傳統(tǒng)的教學(xué)模式對高職工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行機(jī)器視覺檢測技術(shù)課程教學(xué)后，很多學(xué)生反饋在課堂上難以理解數(shù)學(xué)公式，對專業(yè)術(shù)語遺忘率高，對理論知識的內(nèi)化吸收率較低，在學(xué)習(xí)中經(jīng)常受到挫敗，缺乏學(xué)習(xí)成就，從而導(dǎo)致對該課程產(chǎn)生恐懼和厭倦的情緒，削弱了內(nèi)在的學(xué)習(xí)動機(jī)。

1.2? 學(xué)生在課堂上難以按時完成虛擬的實驗仿真任務(wù)

機(jī)器視覺檢測技術(shù)使用的虛擬仿真和程序編寫軟件大多是英文界面，而且操作步驟多，使用程序語句類型多，需要修改的參數(shù)非常多，在程序編譯過程中出現(xiàn)的問題也很多。在教師在進(jìn)行實驗演繹的過程中，學(xué)生如果忽略了某些環(huán)節(jié)，容易導(dǎo)致在進(jìn)行自主實驗仿真的時候不能順利操作，難以按時完成虛擬實驗仿真任務(wù)。

1.3? 學(xué)生在課后未能有效查漏補(bǔ)缺

在課后，學(xué)生表示不知道如何去查漏補(bǔ)缺，常常是對前一次課的知識內(nèi)容還沒來得及消化吸收，就要接受新的知識，經(jīng)常出現(xiàn)斷層式的學(xué)習(xí)現(xiàn)象，難以將前后知識進(jìn)行關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)。因為遺忘的知識點太多，一些學(xué)生不知道如何向教師請教，產(chǎn)生嚴(yán)重的學(xué)習(xí)挫敗情緒。

2? 翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)應(yīng)用于機(jī)器視覺檢測技術(shù)課程教學(xué)的可行性

2.1? 在線開放課程平臺發(fā)展成熟

隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，市場上涌現(xiàn)了大量像微知庫、超星學(xué)習(xí)通等優(yōu)質(zhì)的在線開放課程平臺，具有操作終端多樣化、使用方便、功能豐富強(qiáng)大的特點，可以給開展翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)提供有效保障[5-6]。教師可以使用平臺上現(xiàn)有的課程資源進(jìn)行教學(xué)，也可以根據(jù)教學(xué)計劃自行建設(shè)課程資源來開展教學(xué)工作。平臺提供了課程資源管理、題庫管理、隨機(jī)試題、在線練習(xí)與測驗、師生互動、簽到、搶答、隨機(jī)抽查等功能。在平臺上建立的課程可以重復(fù)使用，并且容易實現(xiàn)對課程資源進(jìn)行管理，對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)督，對學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量進(jìn)行診斷。平臺操作終端多樣化，不但可以使用終端電腦進(jìn)行操作，還可以使用智能手機(jī)和iPad等移動終端設(shè)備進(jìn)行操作，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)靈活性。

2.2? 高職學(xué)生身心發(fā)展較成熟

相對于中小學(xué)學(xué)生，高職學(xué)生身心發(fā)展較為成熟，職業(yè)理想較為明確，學(xué)習(xí)動機(jī)較強(qiáng)，自律能力和自主學(xué)習(xí)能力較好，課后空余時間也相對充裕[7-8]。而且高職學(xué)生渴望提高技能和職業(yè)能力，注重培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力和管理學(xué)習(xí)能力[9]。在教師的安排下，高職學(xué)生能逐步適應(yīng)翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)模式的學(xué)習(xí)，實現(xiàn)課前、課中及課后學(xué)習(xí)相結(jié)合。

2.3? 教育工作者在不斷探索和研究課程改革

事物是不斷革新發(fā)展的，教育也一樣需要改革發(fā)展。教育工作者應(yīng)不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的教學(xué)理念，學(xué)習(xí)國內(nèi)外相關(guān)的教學(xué)研究成果，了解國內(nèi)外的教學(xué)現(xiàn)狀及趨勢，借鑒國內(nèi)外院校的實踐經(jīng)驗，聯(lián)系教學(xué)實際，進(jìn)行課程教學(xué)改革研究，制訂課程改革計劃。在互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)發(fā)展較為成熟的時代，利用互聯(lián)網(wǎng)手段優(yōu)化教學(xué)方法是大勢所趨、人心所向[10]。目前在翻轉(zhuǎn)課堂課題研究過程中，很多教師選擇某個班級嘗試翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)模式，并對教學(xué)結(jié)果進(jìn)行對比和評價，觀察并記錄收集相關(guān)資料數(shù)據(jù)，總結(jié)經(jīng)驗并進(jìn)行研究成果共享[11-12]。

3? 將翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)應(yīng)用于機(jī)器視覺檢測技術(shù)課程教學(xué)

3.1? 準(zhǔn)備階段

在準(zhǔn)備階段，組成課程小組，走訪兄弟院校，了解兄弟院校的機(jī)器視覺檢測技術(shù)課程開課現(xiàn)狀，調(diào)研了解企業(yè)對機(jī)器視覺檢測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及對相關(guān)崗位的技能要求，把企業(yè)生產(chǎn)工程項目融入翻轉(zhuǎn)課堂的課程內(nèi)容設(shè)計中。進(jìn)行課程資源規(guī)劃，部分課程資源規(guī)劃如表1所示，并分工合作完成課程資源的制作。目前，市場上已經(jīng)開發(fā)出很多優(yōu)質(zhì)的在線開放課程平臺，課題小組嘗試使用微知庫和超星學(xué)習(xí)通兩個平臺來建立在線課程，并將制作的課程資源上傳到平臺上。選擇工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的一個班級作為實驗教學(xué)班，使用翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)模式開展教學(xué)。準(zhǔn)備階段的工作流程如圖1所示。

3.2? 實施階段

翻轉(zhuǎn)課堂的實施過程如圖2所示，分為課前、課中和課后三個環(huán)節(jié)。

3.2.1? 課前? 教師在平臺上發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)目標(biāo)，并將信息通知學(xué)生。學(xué)生自主安排時間，利用課程資源進(jìn)行學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)過程中遇到問題，學(xué)生可以通過重復(fù)學(xué)習(xí)研究某個知識點來嘗試解決問題，也可以在線與其他學(xué)生探討遇到的問題；如果問題還得不到解決，可以給教師留言請教。教師可以在平臺的后臺監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和完成課前測試題的結(jié)果，主動督促學(xué)習(xí)進(jìn)度較慢的學(xué)生去學(xué)習(xí)，對測試結(jié)果不理想的學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)學(xué)習(xí)指導(dǎo)。

3.2.2? 課中? 教師的主要任務(wù)是跟學(xué)生互動交流，結(jié)合學(xué)習(xí)效果抽查和課前收集的問題，引導(dǎo)學(xué)生解決問題，突破重點與難點，然后對知識進(jìn)行總結(jié)歸納。

3.2.3? 課后? 學(xué)生繼續(xù)利用在線課程資源進(jìn)行查漏補(bǔ)缺、溫習(xí)鞏固。教師針對學(xué)生前面的學(xué)習(xí)情況發(fā)布測驗練習(xí)題，并對測驗結(jié)果進(jìn)行點評，錄制測驗練習(xí)題的講解視頻并上傳到平臺。

4? 教學(xué)效果評價

在進(jìn)行兩輪的翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)試驗后，根據(jù)學(xué)生的反饋和課程小組教師的診斷結(jié)果，總結(jié)出翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)模式用于機(jī)器視覺檢測技術(shù)教學(xué)有較明顯的優(yōu)勢，同時存在一些缺點。其中，主要優(yōu)勢是學(xué)生能很好地利用課余時間學(xué)習(xí)，根據(jù)個人的情況，靈活使用線上課程資源進(jìn)行課前學(xué)習(xí)及課后溫習(xí)，及時進(jìn)行知識鞏固；使用在線討論和留言等方式與教師及其他學(xué)生進(jìn)行交流互動，逐步形成主動學(xué)習(xí)的習(xí)慣，培養(yǎng)了自主學(xué)習(xí)的能力及自我管理的能力。對課程考核結(jié)果進(jìn)行分析比較：使用翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)的班級，大部分學(xué)生能掌握機(jī)器視覺檢測技術(shù)課程的基本知識，能熟練操作編程仿真軟件，學(xué)生的成績分布集中在中等和良好兩個等級；使用傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)的班級，學(xué)生的成績兩極化較為嚴(yán)重，成績差距較大。

翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)模式應(yīng)用于機(jī)器視覺檢測技術(shù)教學(xué)的主要缺點，是部分自律性較差的學(xué)生應(yīng)付式對待教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)，只是點擊課程視頻而并沒有認(rèn)真學(xué)習(xí)，通過抄襲同學(xué)的答案來完成課程測驗。

5? 結(jié)束語

聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)快速發(fā)展給教學(xué)改革帶來強(qiáng)勁的促進(jìn)力量，教育界需要利用好這股科技力量對教學(xué)模式進(jìn)行改革創(chuàng)新，促進(jìn)國內(nèi)教育教學(xué)發(fā)展進(jìn)步。教育者需要勇于學(xué)習(xí)和接受新的教學(xué)理念，學(xué)習(xí)國內(nèi)外相關(guān)研究成果，了解國內(nèi)外教學(xué)現(xiàn)狀及趨勢，借鑒國內(nèi)外教學(xué)實踐經(jīng)驗，讓教育事業(yè)永葆生機(jī)和充滿活力。雖然在改革途中會遇到很多困難和問題，但是每克服一個困難、解決一個問題，教育事業(yè)就會更前進(jìn)一步。

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