云班課在工業(yè)機(jī)器人課程中的應(yīng)用研究

蔡宇翔

（臺(tái)州科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電與模具工程學(xué)院，浙江 臺(tái)州 318020）

引言

2015 年，國務(wù)院審議通過《中國制2025》，其中明確指出：“促進(jìn)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化發(fā)展，擴(kuò)大市場應(yīng)用”。[1]當(dāng)前隨著產(chǎn)業(yè)的不斷升級(jí)，工業(yè)機(jī)器人在企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)也越來越廣泛，工業(yè)機(jī)器人操作課程也在高校中廣泛開始推廣。

工業(yè)機(jī)器人課程在以往的教學(xué)中，較為重視學(xué)生的課堂實(shí)際操作，普遍能夠通過項(xiàng)目化的教學(xué)方法來執(zhí)行教學(xué)情況。但是由于缺乏信息化建設(shè)，對學(xué)生的預(yù)習(xí)情況、學(xué)習(xí)的掌握情況較為難以掌握，沒有一個(gè)有力的數(shù)據(jù)來反映學(xué)生的具體學(xué)習(xí)情況，教師和學(xué)生的互動(dòng)相對較少，師生間的交流缺乏使得教師難以全方位掌握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

因此總體來說，課程的信息化教學(xué)水平還是較為欠缺的。雖然教學(xué)改革一直在進(jìn)行，但是如何全程掌握學(xué)生的預(yù)習(xí)情況、學(xué)習(xí)進(jìn)度的掌握情況、教師教學(xué)方法的接受情況等一直是教學(xué)中的“痛點(diǎn)”，需要通過信息化的手段來提升教師的教學(xué)改革。

一、云班課

“云班課”軟件是北京智啟藍(lán)墨信息技術(shù)有限公司針對當(dāng)前課堂教學(xué)所推出的一款智能化教學(xué)輔助軟件。它基于移動(dòng)互聯(lián)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)老師與學(xué)生之間的即時(shí)互動(dòng)、資源推送和作業(yè)任務(wù)布置，它完整地記錄了學(xué)生學(xué)習(xí)的過程性，為老師提供高質(zhì)量的教學(xué)研究大數(shù)據(jù)，并具有基于人工智能技術(shù)的個(gè)性化智能助學(xué)和智能助教功能。基于云班課軟件能夠?qū)崿F(xiàn)教師和學(xué)生學(xué)習(xí)全過程的融合。在“云班課”軟件中主要應(yīng)用以下功能[2]：

（一）考勤。通過手機(jī)定位和多種簽到模式，例如限時(shí)簽到、手勢簽到等，杜絕學(xué)生考勤作弊行為，節(jié)約課堂時(shí)間。

（二）課堂在線討論。通過頭腦風(fēng)暴、在線討論等，教師可以通過手機(jī)端與所有學(xué)生建立連接，每個(gè)學(xué)生與教師都是平等關(guān)系，沒有所謂坐前排后排之分。對于不善表達(dá)的學(xué)生，也更好地反映他們地思想。

（三）課堂測試。通過手機(jī)測試，實(shí)時(shí)查看學(xué)生的課前預(yù)習(xí)與課前作業(yè)情況，實(shí)時(shí)顯示學(xué)生的預(yù)習(xí)效果與課堂掌握情況。

（四）課后資料學(xué)習(xí)。在教學(xué)中不可能涉及所有的知識(shí)面，因此課后的學(xué)習(xí)資料就可以放在APP 中，學(xué)生是否有學(xué)習(xí)都能看到，方便教師了解學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)。

（五）學(xué)業(yè)預(yù)警。對于那些平時(shí)學(xué)習(xí)不認(rèn)真的學(xué)生，通過在線預(yù)警提示，既照顧了學(xué)生的自尊心又能提醒學(xué)生要認(rèn)真學(xué)習(xí)。

（六）綜合成績統(tǒng)計(jì)。在以往統(tǒng)計(jì)成績中，教師手動(dòng)統(tǒng)計(jì)每個(gè)學(xué)生成績，特別是平時(shí)成績較多時(shí)容易發(fā)生遺漏。而云班課中的經(jīng)驗(yàn)值的分布組成就非常明顯地反應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，數(shù)據(jù)詳盡且不出錯(cuò)。

二、云班課在機(jī)器人教學(xué)中的使用

在課前確定好學(xué)習(xí)目標(biāo)后，就可以在課中采用云班課學(xué)習(xí)，這里以工業(yè)機(jī)器人教學(xué)中的基本運(yùn)動(dòng)指令MoveJ 和MoveL 指令的用法為例，說明云班課在課堂教學(xué)中的應(yīng)用。

首先是在課前進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，確定采用案例法、項(xiàng)目法、啟發(fā)式教學(xué)的方法，明確引導(dǎo)學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)探索。在上課前，通過“云班課”中的“活動(dòng)”發(fā)布課程的學(xué)習(xí)進(jìn)度和本次課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，布置課前作業(yè)，掌握學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。針對學(xué)生的總體預(yù)習(xí)情況，合理調(diào)整上課的內(nèi)容安排、時(shí)間安排，使課堂效果達(dá)到最大化。[3]

其次，在教學(xué)中教師首先需要將指令的每個(gè)部分講解一遍，特別是如何插入、修改指令，修改目標(biāo)點(diǎn)，如果學(xué)生不明白多次演示一遍。然后學(xué)生根據(jù)MoveJ 指令的用法，自主探索MoveL 的用法，在使用相同坐標(biāo)點(diǎn)的情況下，分別通過MoveJ 指令和MoveL 指令移動(dòng)機(jī)器人法蘭末端。教師通過“云班課”發(fā)起課堂討論，與學(xué)生共同探討MoveJ 和MoveL 指令的差別（第一個(gè)參與討論和第一個(gè)回答正確的學(xué)生，均給一定的高經(jīng)驗(yàn)值加分以鼓勵(lì)，參與討論同學(xué)給一般經(jīng)驗(yàn)值加分）。通過“云班課”中的小組討論、投票/問卷方式，提升教師與學(xué)生的互動(dòng)，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)方法、教學(xué)喜好，調(diào)整課堂教學(xué)的授課進(jìn)度，照顧絕大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，并采用學(xué)生喜歡的教學(xué)方式

在課堂練習(xí)部分完成后，教師通過“云班課”上傳項(xiàng)目任務(wù)內(nèi)容和課后作業(yè)，并明確課后作業(yè)以視頻的方式提交上傳至“云班課”。同時(shí)通過“搖一搖”選人方式，隨機(jī)抽取學(xué)生邀請他講解項(xiàng)目的操作思路?；卮鹫_者給予經(jīng)驗(yàn)值加分鼓勵(lì)。并再次過程中通過學(xué)生的項(xiàng)目練習(xí)，解答學(xué)生在練習(xí)過程中產(chǎn)生的疑問。在課堂的結(jié)尾，教師通過“云班課”發(fā)起投票，查看學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解情況，如果絕大數(shù)同學(xué)選擇“課程較難”，那么課上再仔細(xì)講解一遍，告知學(xué)生查看“云班課”中的網(wǎng)絡(luò)視頻資源并操作練習(xí)。

在課后采用4-5 個(gè)貼近生產(chǎn)實(shí)際的項(xiàng)目，鞏固課堂教學(xué)的內(nèi)容，并檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，在平時(shí)課后作業(yè)中，由淺入深的進(jìn)行課后作業(yè)的布置。隨著教學(xué)的不斷推進(jìn)，學(xué)生的知識(shí)水平和能力也隨之提高，適時(shí)在課后作業(yè)中添加難度不等的項(xiàng)目化作業(yè)任務(wù)，提高學(xué)生課后的參與度并鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容。通過“云班課”進(jìn)行作業(yè)全程監(jiān)督和批改，掌握學(xué)生課后學(xué)習(xí)情況。

三、教學(xué)效果分析

在教學(xué)中一個(gè)非常重要的部分就是分析課堂教學(xué)的效果。而在“云班課”中的經(jīng)驗(yàn)值就是學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一個(gè)重要參考。同時(shí)通過統(tǒng)計(jì)學(xué)生的整個(gè)學(xué)期的數(shù)據(jù)，并綜合評(píng)判學(xué)生的期末成績，可以反映教師的教學(xué)優(yōu)劣。[4]

在期末考核中，學(xué)生的成績反應(yīng)了教師的教學(xué)效果。在本課程教學(xué)中總成績?yōu)槠谀┏煽儭?0%與平時(shí)成績的60%組合而成期末成績主要為理論部分。在平時(shí)成績中，更多地采用我校學(xué)生較為喜歡的實(shí)操練習(xí)的方法，體現(xiàn)“厚德強(qiáng)技”理念?？偝煽兊慕M成強(qiáng)化學(xué)生的技能，弱化學(xué)生的理論知識(shí)，更貼近我校學(xué)生實(shí)際與工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際。期末采用閉卷筆試的方法，綜合應(yīng)用選擇、填空、簡答、改錯(cuò)等，綜合反映學(xué)生對工業(yè)機(jī)器人理論的掌握情況。

而云班課最重要的部分就是掌握學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)情況，因此云班課中經(jīng)驗(yàn)值的組成就是學(xué)生期末成績的反應(yīng)。在本課程中平時(shí)成績組成主要分為三個(gè)部分，其占比和主要部分為：

（一）考勤（5%）：考勤分100 分，本課程在整個(gè)學(xué)期中采用不定期點(diǎn)名的方式，學(xué)生缺勤一次扣10 分，直至扣完為止。

（二）課后作業(yè)（25%）：學(xué)生課后作業(yè)100 分，課程包含10 個(gè)綜合性課后作業(yè)，根據(jù)每次作業(yè)的得分情況統(tǒng)計(jì)而來。

（三）課堂表現(xiàn)（10%）：課堂表現(xiàn)分100分，其評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為，在本學(xué)期的課堂討論、提問中，在“云班課”所記錄的經(jīng)驗(yàn)值中，以班級(jí)成員經(jīng)驗(yàn)值的平均分為準(zhǔn)，超過平均分的120%為100 分，在平均分及平均分的120%區(qū)間范圍內(nèi)為80 分，低于平均分至平均分的80%為60 分，在平均分的60%至80%區(qū)間得40，低于平均分得60%課堂表現(xiàn)不得分。

在課堂表現(xiàn)中，主要的加分項(xiàng)目有：按時(shí)提交課堂練習(xí)結(jié)果；

主要的減分項(xiàng)目有：不遵守課堂紀(jì)律，玩手機(jī)、睡覺、大聲喧嘩等；

額外的加分項(xiàng)目有：主動(dòng)舉手發(fā)言或演示、第一個(gè)提交課堂練習(xí)；

四、結(jié)束語

在經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)使用云班課后，學(xué)生的課堂參與度明顯提高，超過了90%的學(xué)生都會(huì)在APP 中與教師積極交流，作業(yè)的提交率也超過了80，相比較以往，學(xué)生期末的不及格率也大大地降低了，普遍低于5%。因此，通過“云班課”教學(xué)能夠有效地提升課程的教學(xué)效果，值得在其他課程中進(jìn)行推廣應(yīng)用。