圖形圖像處理課程翻轉課堂教學研究

呂瓊+李銳

摘 要 通過在圖形圖像處理課程中應用翻轉課堂教學法，在教學實踐中針對階段性任務設計、教學視頻制作、學習情境設計、課堂活動設計進行研究，通過單組實驗法、記錄課堂觀察、問卷調查法、學生作品評價等進行互證，分析發現該模式能更有效地促進學生運用本課程知識與技能，提高學生解決實際問題的能力。

關鍵詞 翻轉課堂；圖形圖像處理；MOOCs

中圖分類號：G652 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）21-0097-03

1 引言

近幾年，翻轉課堂教學模式的出現，為各個階段各個學科的教學提供了一種新的教學嘗試。它起源于美國科羅拉多州落基山林地公園高中的兩位化學教師喬納森·伯爾曼（Jon Bergmann）和亞倫·薩姆斯（Aaron Sams）[1]。翻轉課堂雖然在2007年出現，但是“可汗學院”把翻轉課堂教學推上新的高臺。另外，MOOCs的崛起也是翻轉課堂教學法在全球廣泛興起的一個重要推手。本文通過圖形圖像處理課程一個學期的翻轉課堂教學實踐，探索適用于本課程或同類課程的翻轉課堂教學方法。

2 圖形圖像處理課程教學現狀

圖形圖像處理需要實踐完成的主要實訓項目有14個，一般采用教師課堂講授、學生課后完成作業的教學方式，課堂教學多采用理論講解、案例演示、評價學生作品、學生討論交流等。教學過程中普遍存在重案例講解輕實戰訓練、重知識傳授輕興趣與創新能力培養，經常出現照搬例題容易、解決實際問題困難，把通過考試作為學習的最高目標等現象。長期下來，發現學生學習的興趣由開始很高逐漸減少，學習過程中產生很多困難，課堂上問題沒能全部解決，使得學習效率逐漸降低。

另外，從調查問卷看出，93.01%的學生對課堂上教師講授的操作方法很容易遺忘；92.65%的學生認為教師提供的教參自己不能較好地應用到實踐中；96.77%的學生在解決實際問題時有困難，不能立刻得到幫助并解決。

3 圖形圖像處理課程應用翻轉課堂教學法的可行性分析

課程特點 Zaid Ali Alsagoff教授認為，教學視頻的作用是“激發、影響和告知”，其特點為生動的、有教育意義的、創造性的、可引人思考的、可以理解的、相關的和令人興奮的[2]。圖形圖像處理課程學習要求理解理論知識和動手實踐實戰。學生可以通過課前學習錄制好的教學視頻，并完成設定好的階段性任務，達到掌握基礎技能的目的；在課堂上完成更有難度的實際問題，融會貫通。

學生情況 學生在學習本課程之前已經完成計算機文化基礎、C程序設計等計算機類課程，具備一定的計算機操作技能。

教師情況 教師要錄制教學視頻、設計階段性問題及要求、設計課堂活動和問題、搭建課后交流平臺。

教學環境 課前學生可用移動設備或計算機，在Moodle

教學平臺上完成視頻的學習；課堂環境為多媒體網絡教學實驗室，學生每人配備一臺計算機；課后使用Moodle教學平臺討論交流及作品展示。

4 圖形圖像處理課程翻轉課堂教學法實踐方案

在開學前確定實施翻轉課堂教學的課程和班級，教學實踐對象是教育技術學專業大三學生，全班共有49名學生，采用單組實驗法，并且以課堂觀察、問卷調查、學生作品評價等進行互證研究。筆者在第一節課介紹翻轉課堂教學的實施過程和方法，得到學生認可之后開始翻轉課堂教學。根據目前翻轉課堂教學的一般流程，教學過程基本分為三個主要階段：課前、課堂、課后。教師和學生在這三個階段的角色和任務是不同的，該實踐方案中明確了教師和學生在課前、課中、課后三個時間段的分工、任務以及流程。

教師方面

1）在課前階段。教師在開學前要做好前期分析，準備教學計劃和實施方案，明確教學進度，對教學內容知識點進行細化，對理論性和操作性知識點的教學方法進行不同設計，針對不同階段提出階段性漸進式的問題、明確的要求和練習。依據前期分析，對教學過程形成方案。然后對劃分好的知識點錄制優質的教學視頻，并通過網絡搭建完整清晰的教學過程平臺。

本課程共劃分為11個章節，14個主要實訓項目。對每一章細分知識點，并對每個小知識點錄制10分鐘左右的微教學視頻，共162個教學視頻，大約時長1600分鐘。使用Moodle搭建網絡平臺，并在平臺上為學生提供課前與課后的學習資源、交流討論區、作業提交區、測試等。學習資源包括教學微視頻、講義、電子書籍、文章、優秀設計師作品、拓展訓練素材、常見問題解答等。

2）在翻轉課堂學習階段。為保證課堂能真正翻轉，在管理學生學習狀態方面，教師需要制定相應的可行規定，確保翻轉課堂學習達到高效。例如：

①要求學生完成課前學習之后必須在Moodle平臺上提出至少一個問題，此項將作為期末綜合成績的組成部分；

②在平臺上設定嚴格的階段性練習并要求完成，教師從學生練習掌握學生的學習狀態。

在翻轉課堂上，教師的教學活動包括：根據學生在Moodle平臺提出的問題、階段性技能掌握情況、之前設計好的漸進式問題等，調整并組織恰當的學習活動，完成為學生提供幫助和解答，打通知識點之間的聯系、知識點的實際應用等工作。另外，課堂秩序的管理也很重要，對一些參與度不高的學生要給予足夠的關注。

3）課后階段。教師主要完成學習評價。學習評價不僅是對學生期末綜合成績的評定，更多的是對學生綜合能力、解決實際問題能力的評價?；诜D課堂特點，可以從學生課前的學習情況，提問次數，課堂中分析問題的角度、深度和參與度，課后完成作品質量，制定出合理恰當的評價標準。本課程學生的綜合成績由課前學習情況（包括平臺上的提問次數）、課堂參與的表現、提交作品質量來確定。

計算公式為：A=B×30%+C×30%+D×40%。

式中：A代表學生綜合成績；B代表學生在平臺上課前學習后完成階段性任務量和平臺上提問次數的平均成績；C代表學生課堂完成檢測任務和參與討論分析問題的平均成績；D代表提交作品質量成績。

學生方面

1）在課前階段。學生在該階段必須通過教學平臺了解學習任務，然后通過在線觀看或提前拷貝視頻到移動設備上再觀看的方式進行學習，完成階段性的問題和練習。如果存在困難，可在平臺上提出問題。

2）在課堂上。這個階段學生需要完成知識的內化，無論使用何種方式，都要完成兩步任務：第一步是完成課前學習階段存在問題的漸進式任務，因為這部分是基礎知識；第二步是學生按照教師整理出的有代表性的學生問題或者是教師設計好的問題進行進一步練習，這是提高解決實際問題能力的部分。

3）課后。在每個教學模塊完成之后，部分學生會有更高的需求得不到解答，這時可以在教學平臺上和教師或同學交流以得到解答。

5 應用效果分析

學生對翻轉課堂的認可度

1）學生的學習興趣高。無論是問卷調查的結果，還是課堂觀察的結果，都表明學生對圖形圖像處理翻轉課堂教學法有很高的認可度。該班級共49名學生，有45人參加問卷調查，且每份問卷都具有效性。對問題“你是否喜歡本課程的翻轉課堂教學法”，有2.7%的學生不喜歡，其原因是“講解不夠全面系統”；有82.49%的學生表示非常喜歡或比較喜歡，其原因有“感覺能夠根據自己情況調整時間以及各塊內容，能夠更好地自主學習”“能讓我更好地有針對性地了解和學習我所需要的知識”“可以提高自學能力，不懂的可以反復觀看視頻，對視頻中所涉及的技能記憶更深”“學習進度可自控”“當我們在課前學習遇到不太理解或不懂的，能在課堂上弄懂”“第一次接觸，并且自己可以接受，從中也學到很多”“課堂上有較多的練習時間”等。對于問題“你希望在今后其他課程的教學中也能使用‘翻轉課堂教學法嗎”，94.6%的學生贊同，5.41%的學生認為一般，沒有學生反對。

2）學生參與度高。課前學習全部完成的學生為59.46%，

有小部分沒學完的學生占35.14%，大部分沒學完的占5.41%。在平臺的問題區，學生對每一章節里的知識點都有不同層次的提問，平均每個知識點的提問有8個左右，每個學生在每一章節里至少有1次提問，最多的有12次提問。平臺上的學習視頻、電子書籍訪問率很高，甚至有的高年級學過的學生也進行了多次訪問。在每次課堂上，學生對不同的知識點參與討論分析的次數至少有12次，最多的幾十次。討論的話題從對應的知識點到相關領域，涉及面之廣，與以往的課堂相比豐富得多。這說明學生通過多種途徑，查閱了很多資源，學到很多知識，獲得學習的樂趣，體驗到翻轉課堂的學習效果。

提高了學生的綜合能力 翻轉課堂教學法的特點決定了評價學生成績要從多個角度考慮，例如：從是否會提問來看學生的思考能力；從課堂參與度來看學生掌握基礎知識、分析問題、表達的能力，還可以看出課外用功程度；從提交的作品來看學生能否運用所學知識解決實際問題的能力。

1）提高了解決實際問題的能力。從學生完成作品的多個進度來看，學生思考的寬度和深度都大大加強，最終作品效果很好。另外，對問卷問題“翻轉課堂是否更有利于你對基礎知識或操作技能的掌握”，75.68%的學生認為更有利于掌握；對問題“翻轉課堂是否更有利于你分析和解決問題能力的培養和提高”，86.49%的學生認為更有利。

2）提高了表達能力。通過在課堂上的討論交流，給每個學生提供了發言的平臺和機會，鍛煉了表達能力。對問題“翻轉課堂是否更有利于你的溝通能力培養和提高”，48.65%的學生認為更有利。

6 結論

通過在圖形圖像處理課程中使用翻轉課堂教學方法進行實踐教學，根據學生在平臺上的活動記錄、課堂活動參與情況、作品質量等方面，分析本課程使用翻轉課堂教學方法在實踐應用中的效果。分析結果表明，這種課前完成基礎知識學習，課堂解決實際問題，學生活動和教師緊密結合的方式，使學生獲得較好的學習體驗和較高的學習效率，值得在教學中推廣。

參考文獻

[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.