陳 思 ，易 銘 ，劉修泉

（佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能制造學(xué)院，廣東 佛山 528137）

我國(guó)制造業(yè)正處于由勞動(dòng)密集型向科技創(chuàng)新型轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵階段，需要大量新技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用型人才[1-2]。機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)具有智能化程度高、無(wú)損探測(cè)等特點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)上被廣泛應(yīng)用于果蔬采摘、分揀、打包等方面，在工業(yè)上被廣泛應(yīng)用于精密定位、尺寸測(cè)量、缺陷檢測(cè)等方面，也被廣泛應(yīng)用于安防、消防和軍事領(lǐng)域中，是一門重要的新技術(shù)，具有良好的創(chuàng)新應(yīng)用前景[3-5]。人工智能產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)相關(guān)人才缺口很大，供需失衡。在智能制造的背景下，主動(dòng)適應(yīng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)調(diào)整布局，積極響應(yīng)國(guó)家人才規(guī)劃發(fā)展的指導(dǎo)方針：“服務(wù)發(fā)展、人才優(yōu)先、以用為本、創(chuàng)新機(jī)制、高端引領(lǐng)、整體開(kāi)發(fā)”，促進(jìn)畢業(yè)生高質(zhì)量就業(yè)創(chuàng)業(yè)，進(jìn)行高職課程教學(xué)改革是高職教育的重要責(zé)任[6-7]。

1 高職“機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)”課程教學(xué)存在的問(wèn)題

1.1 缺乏適合高職學(xué)生的“機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)”教學(xué)資源

由于機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)是一門新興技術(shù)，在我國(guó)起步較晚，高校尤其是高職院校相關(guān)課程的教學(xué)資源不夠完善?！皺C(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)”是一門涉及圖像處理、模式識(shí)別、人工智能等諸多領(lǐng)域的交叉學(xué)科，理論知識(shí)復(fù)雜[8-9]。目前，慕課、云課堂等平臺(tái)提供了一些相關(guān)的課程資源，課程內(nèi)容大多是針對(duì)本科院校學(xué)生來(lái)設(shè)計(jì)的，課程資源大多是偏向于講解圖像預(yù)處理、圖像形態(tài)處理等相關(guān)原理和介紹復(fù)雜運(yùn)算公式，雖然也有一些是高職院校制作的共享課程資源，但是大多內(nèi)容設(shè)置還是模仿本科院校，缺乏實(shí)際的工程應(yīng)用案例。隨著人工智能的迅猛發(fā)展，市場(chǎng)上出現(xiàn)了很多智能化機(jī)器視覺(jué)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，例如VisionMaster、VisionPro、VisionBank。這些視覺(jué)軟件平臺(tái)封裝了多種圖像處理算子，提供了強(qiáng)大的視覺(jué)分析工具庫(kù)，便于用戶進(jìn)行可視化開(kāi)發(fā)，被廣泛應(yīng)用于視覺(jué)定位、尺寸測(cè)量、缺陷檢測(cè)和分類識(shí)別，雖然具有較高的工程應(yīng)用價(jià)值，但是缺乏相關(guān)的共享教學(xué)資源。

1.2 傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融合度不夠

“機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)”作為一門實(shí)踐性和創(chuàng)新性較強(qiáng)的課程，對(duì)于學(xué)生畢業(yè)后的求職就業(yè)具有重要的影響，也是檢驗(yàn)職業(yè)教育效果的一門重要課程。機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)作為一門新技術(shù)，不論是在制造領(lǐng)域還是生活應(yīng)用領(lǐng)域，都有著廣闊的創(chuàng)新應(yīng)用空間，課程教學(xué)模式應(yīng)與創(chuàng)新教育深入融合。然而，一方面，傳統(tǒng)的高職“機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)”課程教學(xué)模式過(guò)于注重視覺(jué)識(shí)別原理的講解，分配過(guò)多課時(shí)在講解和驗(yàn)證圖像處理原理方面，過(guò)于依賴電腦仿真來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，缺乏完整的實(shí)訓(xùn)實(shí)踐活動(dòng)，不利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力；另一方面，傳統(tǒng)的“機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)”課程教學(xué)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融合度不夠高，忽視對(duì)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。

1.3 考核評(píng)價(jià)方法存在弊端

“機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)”是一門實(shí)踐性和創(chuàng)新性較強(qiáng)的課程，考核評(píng)價(jià)方法應(yīng)當(dāng)注重實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的考核[10-11]。傳統(tǒng)的高職“機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)”課程考核評(píng)價(jià)方法能夠結(jié)合課堂表現(xiàn)、期中考核、期末考核來(lái)進(jìn)行課程考核，但期中考核和期末考核內(nèi)容主要是機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)原理的理論知識(shí)和基礎(chǔ)應(yīng)用知識(shí)，忽視了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的考核評(píng)價(jià)，不利于引領(lǐng)學(xué)生主動(dòng)查閱機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用資料和文獻(xiàn)及應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，不利于鞭笞學(xué)生主動(dòng)參與到相關(guān)的專利開(kāi)發(fā)、課題研究等活動(dòng)中去，不利于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

2 教學(xué)改革策略

2.1 完善教學(xué)資源

課程資源共享平臺(tái)上，已經(jīng)有很多關(guān)于機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)基本理論知識(shí)的課程知識(shí)，但是缺乏企業(yè)實(shí)際應(yīng)用案例資源，也缺乏能與PLC、機(jī)器人等外圍設(shè)備進(jìn)行聯(lián)調(diào)的實(shí)踐項(xiàng)目資源。豐富的聯(lián)調(diào)實(shí)踐項(xiàng)目資源，有助于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，豐富的企業(yè)實(shí)際應(yīng)用案例，能讓學(xué)生深入了解機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際制造領(lǐng)域的應(yīng)用情況，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)作思維。職業(yè)教育需要深度關(guān)注企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)，以佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例，該院工業(yè)機(jī)器人專業(yè)教研室聯(lián)合周邊先進(jìn)制造業(yè)，校企共建“機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)”課程企業(yè)案例資源，具體如表1 所示。高職技能競(jìng)賽平臺(tái)和技能考證平臺(tái)也是高度模擬企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備來(lái)設(shè)計(jì)的，其中機(jī)器人系統(tǒng)集成賽項(xiàng)平臺(tái)、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)賽項(xiàng)平臺(tái)及工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能中級(jí)考證平臺(tái)都含有機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)單元，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能中級(jí)考證平臺(tái)如圖1 所示。在這些平臺(tái)上不但可以完成視覺(jué)裝調(diào)任務(wù)、視覺(jué)檢測(cè)任務(wù)、視覺(jué)系統(tǒng)維護(hù)任務(wù)，還可以完成視覺(jué)檢測(cè)與PLC、機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備的聯(lián)調(diào)任務(wù)，通過(guò)具體的實(shí)踐任務(wù)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力。應(yīng)用這些平臺(tái)開(kāi)發(fā)的課程資源如表2所示。

圖1 工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能中級(jí)考證平臺(tái)

表1 企業(yè)案例資源

表2 基于競(jìng)賽設(shè)備及考證平臺(tái)開(kāi)發(fā)的實(shí)踐項(xiàng)目

2.2 拓展培養(yǎng)空間

“機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)”是一門理論知識(shí)復(fù)雜、實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，學(xué)生需要參與大量的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)活動(dòng)來(lái)鞏固知識(shí)和提高應(yīng)用能力，而課堂上的實(shí)訓(xùn)實(shí)踐活動(dòng)非常有限，教學(xué)改革需要拓展培養(yǎng)空間，延伸到課外活動(dòng)中。機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)又是一門新興技術(shù)，適用領(lǐng)域廣，可創(chuàng)新應(yīng)用性強(qiáng)，具有良好的研究前景，也是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。以佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例，該院工業(yè)機(jī)器人教研室組建師生科研團(tuán)隊(duì)，以骨干教師為負(fù)責(zé)人，在尊重學(xué)生意愿的基礎(chǔ)上，組織學(xué)生參與了“基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及機(jī)器視覺(jué)的倉(cāng)庫(kù)智能消防機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)的研究”“大幅面瓷磚缺陷檢測(cè)”“基于機(jī)器視覺(jué)的曲面標(biāo)簽檢測(cè)”等科研課題，組織學(xué)生開(kāi)發(fā)了“基于視覺(jué)檢測(cè)的計(jì)費(fèi)機(jī)器人”“基于視覺(jué)檢測(cè)的滅火機(jī)器人”等專利；并以機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)相關(guān)的項(xiàng)目為依托，以“挑戰(zhàn)杯”“互聯(lián)網(wǎng)+”“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目”“廣東大學(xué)生科技創(chuàng)新培育專項(xiàng)資金項(xiàng)目”等創(chuàng)新實(shí)踐競(jìng)賽為契機(jī)，引領(lǐng)學(xué)生積極開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)[12-13]。組建科研項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，開(kāi)展科研活動(dòng)，不僅能提升學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，激發(fā)創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力，同時(shí)也有助于提高師資團(tuán)隊(duì)的科研能力和教學(xué)水平[14-16]。此外，第二課堂拓展活動(dòng)也是一個(gè)很好的拓展學(xué)生培養(yǎng)空間的形式，可以結(jié)合“機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)”的特點(diǎn)，開(kāi)展校級(jí)的技能競(jìng)賽、創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽等活動(dòng)。

2.3 改革考核評(píng)價(jià)方法

創(chuàng)新實(shí)踐能力考核能夠激勵(lì)和鞭策學(xué)生主動(dòng)開(kāi)展科技創(chuàng)新活動(dòng)?！皺C(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)”是一門實(shí)踐性和創(chuàng)新性較強(qiáng)的課程，應(yīng)當(dāng)注重實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的考核，需要采用多元化的考核評(píng)價(jià)方法，結(jié)合過(guò)程考核、課程設(shè)計(jì)與答辯考核及創(chuàng)新實(shí)踐能力考核，綜合評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)。過(guò)程考核由學(xué)習(xí)態(tài)度和單元實(shí)踐考核組成，學(xué)習(xí)態(tài)度考核是根據(jù)作業(yè)完成情況、課堂回答問(wèn)題、課堂紀(jì)律、學(xué)生出勤等情況，由教師綜合評(píng)定學(xué)生的素質(zhì)得分；單元實(shí)踐考核根據(jù)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題及小組協(xié)作的能力進(jìn)行考核，由教師評(píng)定。課程設(shè)計(jì)與答辯考核成績(jī)由小組評(píng)定成績(jī)和教師評(píng)定成績(jī)組成，通過(guò)抽簽成立答辯小組，根據(jù)課程設(shè)計(jì)的可行性、實(shí)用性、創(chuàng)新性進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定。創(chuàng)新實(shí)踐能力考核，對(duì)學(xué)生參與課題情況，撰寫專利、論文、設(shè)計(jì)方案情況以及參與技能競(jìng)賽情況進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定。具體考核評(píng)價(jià)方法如表3 所示。

表3 考核評(píng)價(jià)方法

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高校人才培育要響應(yīng)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，以人才市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，創(chuàng)新人才培育模式。高職“機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)”教學(xué)改革不但要注重培養(yǎng)學(xué)生的基本專業(yè)技能，還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力?；诟?jìng)賽和考證平臺(tái)，開(kāi)發(fā)機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)相關(guān)的聯(lián)調(diào)實(shí)踐項(xiàng)目，有助于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。校企合作，以企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)案例為載體開(kāi)發(fā)教學(xué)資源，可以讓學(xué)生深入了解機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際制造領(lǐng)域的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)作思維。將創(chuàng)新實(shí)踐能力考核納入考核評(píng)價(jià)方法中，提高了學(xué)生參加課外相關(guān)科研活動(dòng)的主動(dòng)性，有助于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。