《工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試》立體化教材建設(shè)研究與實(shí)踐

羅文 張華

摘 要 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)發(fā)展和建設(shè)尚處于起步階段，相關(guān)教學(xué)資源尚處于空白或開(kāi)發(fā)中，特別是適合高職學(xué)生的教學(xué)資源開(kāi)發(fā)迫在眉睫。簡(jiǎn)述《工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試》立體化教材建設(shè)意義和思路，梳理并分析建設(shè)的主要內(nèi)容。

關(guān)鍵詞 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)；工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試；立體化教材；UMU學(xué)習(xí)平臺(tái)；微課；翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2018）14-0035-03

Research and Practice of Construction of Three-dimensional Teaching Material for Programming and Debugging of Indus-trial Robot//LUO Wen， ZHANG Hua

Abstract The development and construction of the Industrial Robot Technology Specialty is still in its infancy， and the related teaching resources are still in the blank or development stage. Especially， the development of teaching resources suitable for higher vocational stu-

dents is imminent. This paper briefly introduces the significance and train of thought for the construction of three-dimensional teaching material for Programming and Debugging of Industrial Robots， and analyzes the main contents of the construction.

Key words industrial robot technology specialty； programming and debugging of industrial robot； three-dimensional teaching material； UMU learning platform； micro course； flipped classroom

1 《工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試》立體化教材建設(shè)的意義

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)是近幾年才在全國(guó)新開(kāi)設(shè)的專業(yè)，2015年全國(guó)一共才三所高職院校開(kāi)設(shè)此專業(yè)，從2017年開(kāi)設(shè)，學(xué)?？赡軙?huì)陸續(xù)增至50所左右。重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院在2016年開(kāi)設(shè)此專業(yè)。隨著“中國(guó)制造2025”的逐漸推動(dòng)，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)運(yùn)用會(huì)是大勢(shì)所趨。但目前該專業(yè)發(fā)展和建設(shè)尚處于起步階段，相關(guān)教學(xué)資源尚處于空白或開(kāi)發(fā)階段，特別是適合本校的教學(xué)資源開(kāi)發(fā)迫在眉睫。本課題的提出，正是想通過(guò)為期兩年的研究與實(shí)踐，開(kāi)發(fā)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)核心課程“工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試”的立體化教材資源，一方面填補(bǔ)該專業(yè)教學(xué)資源的不足；另一方面通過(guò)研究與實(shí)踐，為工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)其余課程立體化教材建設(shè)提出參考思路，力爭(zhēng)該項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)具有切實(shí)可行的可復(fù)制性和普及的運(yùn)用前景。

隨著全民“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的深入，傳統(tǒng)教學(xué)形式正在經(jīng)受很大沖擊，由口傳、寫(xiě)粉筆、看書(shū)本教材，演化為電子媒體的聲響、圖片、視頻、文本的可視化演示，用以協(xié)作口傳和書(shū)本教材的教學(xué)模式。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)不等于單純的文章閱讀、聽(tīng)音頻或觀看視頻，知識(shí)載體形態(tài)豐富多樣，學(xué)習(xí)互動(dòng)過(guò)程密不可分，使用多形式序列化的教學(xué)內(nèi)容與學(xué)習(xí)互動(dòng)式課程，通過(guò)預(yù)設(shè)學(xué)習(xí)路徑讓學(xué)習(xí)自然發(fā)生。這些教學(xué)形式的變化，要求課程開(kāi)發(fā)者不只提供優(yōu)質(zhì)的紙質(zhì)教材，還需要提供配套的互聯(lián)網(wǎng)資源，這就促進(jìn)了立體化教材開(kāi)發(fā)趨勢(shì)的形成。

立體化教材的建設(shè)和運(yùn)行是以電腦、手機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)為建設(shè)平臺(tái)，配套開(kāi)發(fā)多樣的學(xué)習(xí)資源，運(yùn)用多種新興教學(xué)工具（如UMU學(xué)習(xí)平臺(tái)）將學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)要點(diǎn)、學(xué)習(xí)重點(diǎn)都聚集其中，開(kāi)發(fā)多元化教學(xué)運(yùn)用的主輔教材、電子教案、CAI課件、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻（微課）、試題庫(kù)等。立體化教材是相較于以往傳統(tǒng)的文字印刷品而言，它集各種教學(xué)手段之優(yōu)點(diǎn)，集學(xué)科知識(shí)點(diǎn)、微課、自媒體課件、網(wǎng)絡(luò)課件于一體，將視頻、語(yǔ)音、圖像等信息輸入模式相結(jié)合，多層次、多方位、多角度配合教學(xué)實(shí)施，使學(xué)與教在空間和時(shí)間上都得到極大的響應(yīng)和互動(dòng)，而且貴在隨時(shí)隨地反復(fù)使用。

2 立體化教材的建設(shè)方式

立體化教材作為一個(gè)貫穿全程的教學(xué)實(shí)施工具，建設(shè)出發(fā)點(diǎn)應(yīng)著重以學(xué)生有效學(xué)習(xí)需求為主，輔助教師有效教學(xué)所需。總體來(lái)說(shuō)，立體化教材建設(shè)包含：建設(shè)形式，包括紙質(zhì)主教材與輔教材、輔助課件、學(xué)習(xí)網(wǎng)站、案例庫(kù)、教學(xué)視頻、微課堂等；建設(shè)內(nèi)容，包括理論知識(shí)、實(shí)操指導(dǎo)、案例分析、教案、課件、學(xué)習(xí)軟件、學(xué)習(xí)交流平臺(tái)等；建設(shè)宗旨，即靈活有效地為學(xué)生和教師提供反復(fù)學(xué)習(xí)、教學(xué)資料。

3 《工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試》立體化教材建設(shè)研究與實(shí)踐

開(kāi)發(fā)主、輔紙質(zhì)教材 紙質(zhì)教材建設(shè)思想是：以“學(xué)生為主、教師為輔”的高職教育思想指導(dǎo)課程改革；針對(duì)崗位能力需求，構(gòu)建課程知識(shí)體系；設(shè)置與職業(yè)崗位任職需求密切相關(guān)的基本知識(shí)內(nèi)容框架，設(shè)置學(xué)生職業(yè)發(fā)展需要的專業(yè)知識(shí)內(nèi)容階梯；以由淺入深認(rèn)知規(guī)律為出發(fā)點(diǎn)，依托任務(wù)驅(qū)動(dòng)編排教學(xué)內(nèi)容；融合項(xiàng)目訓(xùn)練實(shí)操指導(dǎo)書(shū)，講練結(jié)合，方便學(xué)生課前、課后反復(fù)學(xué)習(xí)。

教材特色：

1）書(shū)中引入機(jī)器人歷史與工業(yè)機(jī)器人編程文化的教育，使讀者能在學(xué)習(xí)前了解機(jī)器人的形成和編程發(fā)展的概貌，感知工業(yè)機(jī)器人編程的豐富多彩；

2）在案例引入之前，提出其實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的需求及應(yīng)用的總體思想；

3）以備注方式對(duì)指令、坐標(biāo)系、示教編程的理解、應(yīng)用給出進(jìn)一步的總結(jié)；

4）遵循由淺入深認(rèn)知規(guī)律，依循循序漸進(jìn)的原則，以進(jìn)階的梯度難度選編教學(xué)案例；

5）配套每一個(gè)教學(xué)案例，編寫(xiě)簡(jiǎn)明實(shí)用的項(xiàng)目訓(xùn)練實(shí)操指導(dǎo)書(shū)。

開(kāi)發(fā)立體化教學(xué)包 立體化教學(xué)包包含課程實(shí)施建議、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、電子教案、教學(xué)視頻（微課）資源庫(kù)等。下面具體以UMU學(xué)習(xí)平臺(tái)為例，介紹立體化教學(xué)包的具體建設(shè)實(shí)踐。

1）課程實(shí)施建議，包括學(xué)習(xí)方法導(dǎo)言、教學(xué)日歷、重難點(diǎn)提示等。該內(nèi)容實(shí)施通過(guò)創(chuàng)建“學(xué)習(xí)項(xiàng)目”來(lái)實(shí)現(xiàn)，建立學(xué)習(xí)項(xiàng)目一共需要三個(gè)步驟。

①創(chuàng)建學(xué)習(xí)項(xiàng)目、編輯基本信息。該板塊就可以將課程學(xué)習(xí)方法導(dǎo)言、重難點(diǎn)提示等進(jìn)行詳細(xì)錄入與創(chuàng)建，在基本信息頁(yè)面支持對(duì)名稱、標(biāo)簽、頭圖、介紹的編輯，可以做到圖文并茂，最大限度全面介紹課程信息，吸引學(xué)生對(duì)于該門(mén)課程的學(xué)習(xí)興趣。

②添加課程。該板塊就可以將課程教學(xué)日歷完整呈現(xiàn)，以讓學(xué)生全面了解學(xué)習(xí)進(jìn)度。

③添加學(xué)習(xí)階段。每個(gè)學(xué)習(xí)階段都由階段基本信息、課程內(nèi)容提要兩個(gè)區(qū)域組成。在學(xué)習(xí)階段基本信息區(qū)域可以設(shè)置階段名稱、描述，可以做到與教學(xué)日歷完全匹配且更加翔實(shí)展現(xiàn)學(xué)習(xí)階段遞進(jìn)關(guān)系。

2）學(xué)習(xí)指導(dǎo)。運(yùn)用UMU學(xué)習(xí)平臺(tái)在教學(xué)中進(jìn)行創(chuàng)新。UMU學(xué)習(xí)平臺(tái)為課程開(kāi)發(fā)者提供了豐富的功能及擴(kuò)展接口，如開(kāi)課簽到、翻轉(zhuǎn)課堂等。UMU學(xué)習(xí)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)模式接口，為二次開(kāi)發(fā)提供了強(qiáng)大的支持。而UMU學(xué)習(xí)平臺(tái)可以作為一座聯(lián)通師生之間的橋梁，讓教師和學(xué)生在這個(gè)平臺(tái)中互動(dòng)。在該平臺(tái)上以項(xiàng)目為單元設(shè)置，包括項(xiàng)目要求、思路分析、必備知識(shí)分析、典型案例解析、項(xiàng)目測(cè)試、作業(yè)提交等。

學(xué)習(xí)指導(dǎo)可以通過(guò)UMU學(xué)習(xí)平臺(tái)上的“文章微課”“文檔微課”和“UMU考試”三個(gè)板塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。UMU文章、文檔課程支持Word、PPT、Excel在內(nèi)的16種主流文檔格式，使用UMU文檔課程一共分為四個(gè)部分：上傳現(xiàn)有文檔、創(chuàng)建制作文檔課程、分享文檔課程、學(xué)生學(xué)習(xí)文檔課程。學(xué)習(xí)指導(dǎo)可以將課程PPT、項(xiàng)目要求、思路分析、必備知識(shí)分析、典型案例解析等文字文本生成二維碼或URL鏈接（網(wǎng)址）來(lái)進(jìn)行內(nèi)容分享或布置，極大地靈活了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的實(shí)施。

UMU考試提供了便捷的方式測(cè)試學(xué)生的掌握程度，支持單選題、多選題與開(kāi)放試題。上課時(shí)可利用大屏幕立即呈現(xiàn)考試結(jié)果與學(xué)生排名，幫助學(xué)生鞏固知識(shí)要點(diǎn)。UMU提供匿名考試與實(shí)名考試，通過(guò)匿名考試可以快速了解參與者知識(shí)掌握情況，實(shí)名考試可以了解每位參與者的答題情況。

UMU考試一共有四個(gè)部分：添加考試、編輯考試、分享邀請(qǐng)參與考試、查看考試成績(jī)與結(jié)果?？荚囉煽荚嚇?biāo)題與考試題目組成，其中考試標(biāo)題可以用于標(biāo)注環(huán)節(jié)用途，比如可以標(biāo)注為“課后測(cè)驗(yàn)”，了解學(xué)生學(xué)習(xí)掌握情況，也幫助學(xué)生理解用意。學(xué)生可以提交圖片作為開(kāi)放題的回答，逐道題目進(jìn)行作答，在完成考試后查看自己的成績(jī)與答題的用時(shí)，可以立即查看正確答案或參考答案。

3）電子教案。電子教案改進(jìn)傳統(tǒng)PPT將書(shū)本內(nèi)容搬運(yùn)到屏幕上的不足，運(yùn)用一定的動(dòng)畫(huà)技術(shù)使相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解變得形象生動(dòng)，易于學(xué)生理解；運(yùn)用不同的切換模式先向?qū)W生拋出問(wèn)題，待學(xué)生有所思考后展開(kāi)答案，易于師生互動(dòng)；在課件中使用多種有效的教學(xué)方法，有效地引起和維持學(xué)生的注意和興趣；課件中有明確的技能目標(biāo)或體現(xiàn)項(xiàng)目的教學(xué)基本要求陳述，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)方法或內(nèi)容的建議、幫助；利用超鏈接體現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)及相關(guān)內(nèi)容之間的聯(lián)

系，而不僅僅是點(diǎn)擊鼠標(biāo)翻頁(yè)或翻屏。

4）教學(xué)視頻資源庫(kù)（視頻微課）。錄制相關(guān)實(shí)操教學(xué)視頻，借鑒翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，課前讓學(xué)生提前熟悉實(shí)操過(guò)程，提高課堂教學(xué)效率和質(zhì)量；課后可通過(guò)反復(fù)觀看教學(xué)視頻，增強(qiáng)對(duì)相關(guān)實(shí)操知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。該教學(xué)視頻資源庫(kù)可由課程網(wǎng)站轉(zhuǎn)移向UMU學(xué)習(xí)平臺(tái)推送。

UMU支持多種視頻格式、大小與時(shí)長(zhǎng)，這就對(duì)微課提供了靈活的錄制選擇：關(guān)于知識(shí)點(diǎn)的微課可以在10分鐘以內(nèi)；關(guān)于實(shí)操視頻微課，可以完整地呈現(xiàn)操作過(guò)程，避免視頻剪輯的操作麻煩。

4 結(jié)語(yǔ)

立體化教材建設(shè)可以做到傳統(tǒng)教材無(wú)法做到的事情。

1）課堂互聯(lián)網(wǎng)+：學(xué)生沒(méi)手機(jī)、沒(méi)平板電腦沒(méi)關(guān)系，用教師手機(jī)給學(xué)生作業(yè)、作品、討論結(jié)果拍照，大屏幕上立刻呈現(xiàn)圖片；還可以用翻頁(yè)器瀟灑翻頁(yè)，瞬間讓互聯(lián)網(wǎng)+教育成為現(xiàn)實(shí)。

2）做微課：使用UMU學(xué)習(xí)平臺(tái)可以很輕松地制作專業(yè)微課，10分鐘九圖一小節(jié)，一個(gè)課程小節(jié)數(shù)量不限，瞬間生成二維碼課程；微課還可以結(jié)合考試、提問(wèn)等一系列互動(dòng)方式，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)壓力與動(dòng)力。

3）做互動(dòng)：用手機(jī)隨時(shí)發(fā)起現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn)、討論，用大屏幕展示互動(dòng)結(jié)果，讓每個(gè)人都能融入、分享、收獲！

4）辦考試：在線考試，限時(shí)回答，分?jǐn)?shù)立刻展示，大屏幕展示排行榜及每題結(jié)果，還可以針對(duì)考試情況自動(dòng)生成微課進(jìn)行講解。

5）翻轉(zhuǎn)課堂：通過(guò)短視頻、微課提前把內(nèi)容給學(xué)生，課前先預(yù)習(xí)，上課更有效。

6）陪伴學(xué)習(xí)：每次課錄制一個(gè)五分鐘微課把學(xué)習(xí)要點(diǎn)發(fā)到學(xué)習(xí)群，學(xué)生可以反復(fù)學(xué)習(xí)和體會(huì)，當(dāng)次課沒(méi)聽(tīng)明白也可課后學(xué)習(xí)，學(xué)得更扎實(shí)。

為了支持學(xué)生主動(dòng)探索和自主學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)以教師“教”為中心向以學(xué)生“學(xué)”為中心的轉(zhuǎn)變、從傳授模式向?qū)W習(xí)模式轉(zhuǎn)變[1-4]，需要在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中提供方便有效的學(xué)習(xí)資源[5]。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，當(dāng)代大學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣于電子閱讀和多媒體學(xué)習(xí)環(huán)境[3]，積極研究與實(shí)踐符合高職教育發(fā)展的立體化教材建設(shè)勢(shì)在必行。

參考文獻(xiàn)

[1]郭偉鋒.校企合作共建實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行機(jī)制研究[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2013，16（3）：108-111.

[2]溫秀梅，孟凡興，司亞超.計(jì)算機(jī)學(xué)科立體化教材建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].電腦迷，2017（4）：93.

[3]紹云.姜麗娜，李春喜.《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》立體化教材建設(shè)實(shí)踐與思考[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2012，35（1）：84-86.

[4]劉獻(xiàn)君.論“以學(xué)生為中心”[J].高等教育研究，2012

（8）：1-6.

[5]張玉軍.路由交換技術(shù)立體化教材建設(shè)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2015（8）：163-165.

[6]閆靜.高等中醫(yī)藥院校“無(wú)機(jī)化學(xué)”立體化教材體系建設(shè)的實(shí)踐與思索[J].黑龍江教育：高教研究與評(píng)估，2014（1）：

6-7.