机械智能制造方向本科生“机器视觉及应用”课程教学改革探索

　　摘 要 在工业4.0背景下，开展机器视觉及应用本科教學必要性不断增加。针对前期本课程面临与传统机械专业课接轨性较差、学生积极性较差以及教学内容面临的局限性等问题进行了改进。主要从教学内容、教学模式以及考核方式三方面进行了改革，从而为本课程后续开展以及教学质量的提高奠定了基础。

　　关键词 机器视觉;教学改革;教学内容;教学模式

　　引言

　　自从2015年李克强总理签批工业4.0以来，中国制造2025已经上升至国家级战略发展的高度。而其中一个重要的发展方向就是智能制造。[1]智能制造技术通过计算机，结合前期学习经验，利用特定算法，对过程进行分析和判断，并结合智能机器人对操作过程进行取代，从而极大提高生产效率。因此，智能制造将使传统的机械制造与信息流结合，迈向智能化机械制造。[2]而完成智能制造的一项重要工作就是利用机器视觉系统对目标、环境进行探测，从而保障后续工作的顺利推进。同时，由于机器视觉系统较强的获取信息能力和适应环境能力，并且容易构建自动化和智能化等优点，[3]从而成了发展智能制造的关键部分。

　　除了企业界对机器视觉方向的不断探索，高等院校也在不断开拓机器视觉的教育空间，从而实现产学研的顺利衔接，最明显的一项措施就是部分高校在本科教学中增设了“机器视觉及应用”课程。

　　然而，机器视觉及应用这门课程面临着以下几个问题：(1)与先修专业课程接轨性较差。传统的机械类专业课和机械设计，机械原理，机电一体化等课程接轨性较高，更多地从力学、结构设计或者电路等方面进行学习。但是，从本门课程主要涉及光学以及算法知识。由于缺少对光学类最基本的概念，如物象关系，视场以及投影变换，因此在学习过程中容易一头雾水，让部分学生产生畏难情绪，从而对课程内容提不起兴趣，积极性下降。(2)课堂气氛不活跃。由于机器视觉的核心是通过特定算法实现识别的功能，在讲解算法时，涉及大量数学知识，将会进行数学公式推导，很多时候将出现教师在黑板上推导公式，学生在下面记笔记的场面，教师无法利用幽默的语言吸引学生注意力，因此课堂分为比较枯燥，学生积极性难以调动。(3)教学内容具有一定局限性。目前本科生“机器视觉及应用”普遍存在内容广泛但是难度较大，比如涉及光学成像的知识以及大量有关算法的知识，因此需要学生自学大量前期未修的知识;课时较少，目前为32学时，由于内容较多且难度较大，很多学生学完之后感觉应用能力无法满足实际工程需求，因此导致信心不足，从而对本领域产生一定的动摇。

　　在课时有限的情况下，如何提高教学效率，提升学生对课程吸收程度同时培养本科生动手实践能力，这将是本门课程面临的巨大挑战。因此，我们将从教学内容调整，教学模式改革，考核方式改革三方面切入，并以学生就业兴趣为导向，培养学生在本领域的独立工作能力。

　　1 机械类“机器视觉及应用”本科生教学改进措施

　　1.1师资队伍的建设

　　影响学科发展的因素很多，其中关联最大最直接的就是授课教师的质量和稳定性。首先，教师的学术研究背景将影响本课程的教学深度和高度。为了提升教师的学术本经，可以增加本门课程的教师和其他学校教师的交流，这样能够促进本课程教师学术方面的提升，同时可以指导本门课程前沿的教学知识教学。第二，形成年龄、职称合理分布的教学团队。第三，多参加全国高等学校教学一流课程创新论坛或者会议，这对于提升教学质量，把握课堂将会有显著的提升。第四，为青年教师的成长提供机会，促使其在教学方面不断提升;以未来前景引导其方向，并适时的鼓励和赞扬，提升其教学成就感和荣誉感。第五，教学经验丰富的老教师要与青年教师多交流沟通，对其在教学、生活中的困难和困惑要及时帮助解决，并以过来人的身份给其建议，增加青年教师的归属感。

期刊VIP网，您身边的高端学术顾问

文章名称： 机械智能制造方向本科生“机器视觉及应用”课程教学改革探索

文章地址： http://www.qikanvip.com/jixie/60924.html