案例式教學(xué)在《機(jī)器人學(xué)》中的應(yīng)用

王彥璋，高曉紅，李媛媛

(隴東學(xué)院 電氣工程學(xué)院，甘肅 慶陽 745000)

統(tǒng)的課堂教學(xué)模式以老師、學(xué)生、課堂為中心，形成了老師單向灌輸、學(xué)生被動(dòng)接受的模式，這種教學(xué)模式下的課堂教學(xué)往往過于死板，忽視了學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。因此。我國在20世紀(jì)80年代初引入了“案例式教學(xué)”這種新型的教學(xué)模式[1-2]。對于《機(jī)器人學(xué)》這門課程來說，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式并不能使學(xué)生深刻理解這門課的精髓，需要結(jié)合本學(xué)科的相關(guān)典型案例(比如石油化工廠車間的機(jī)械臂、巡檢機(jī)器人等)作為教學(xué)媒介，組織學(xué)生對案例進(jìn)行調(diào)查、思考、分析、討論和交流等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力[3]。本文針對機(jī)器人學(xué)在石油化工廠車間的應(yīng)用，進(jìn)行教學(xué)延伸，強(qiáng)調(diào)案例式教學(xué)的重要性。

1 機(jī)器人學(xué)教學(xué)模式

1.1 現(xiàn)有的教學(xué)模式

目前大多數(shù)高校的《機(jī)器人學(xué)》課程基本以傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式為主。傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式是指老師講解并輔以板書或PPT，學(xué)生聽講并練習(xí)的教學(xué)方法。它的主要活動(dòng)是教師按照教學(xué)進(jìn)度，把課本內(nèi)容依次講解給學(xué)生，學(xué)生則由上課專心聽講、練習(xí)及課后的自覺溫習(xí)來熟練課本與教師所講的知識(shí)，必要時(shí)教師會(huì)補(bǔ)充許多教材，或者經(jīng)過考試增加許多練習(xí)的機(jī)會(huì)，來達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。這種教學(xué)方法有一定的優(yōu)勢：教師對課堂的主導(dǎo)作用強(qiáng)，有利于教師根據(jù)學(xué)生的課堂反饋對教學(xué)組織管理和教學(xué)過程的調(diào)控；在講授過程中，有利于學(xué)生和教師發(fā)生靈感、思想相互碰撞，提高學(xué)習(xí)效率；課堂教學(xué)環(huán)境中，教師與學(xué)生之間的人際交流行為對學(xué)生成長所起的作用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了課堂教學(xué)本身[4]。

1.2 教學(xué)模式的不足

傳統(tǒng)的課堂教育模式雖然有一定的優(yōu)勢，但其劣勢更為明顯，主要體現(xiàn)在以下幾方面[5]：

(1) 傳統(tǒng)課堂多是照本宣科，整個(gè)教學(xué)過程教師往往按照教案教學(xué)而不愿節(jié)外生枝，學(xué)生也因?yàn)榻處煹摹耙谎蕴谩备愕糜凶约合敕〞r(shí)卻不敢表達(dá)，使得學(xué)生不會(huì)發(fā)散思維，長此以往，對學(xué)生的智力方面有一定的影響。

(2) 傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式對教師文化素養(yǎng)和知識(shí)層次的高低有很大的要求，它直接影響教師上課的發(fā)揮及學(xué)生知識(shí)吸收的多少，這就要求教師不斷的加強(qiáng)文化學(xué)習(xí)和積累，但這樣的教師的培養(yǎng)需要很長時(shí)間。目前，高素質(zhì)的教師還不能滿足高校的需求量。

(3) 傳統(tǒng)的教學(xué)評價(jià)，過于注重結(jié)果的終結(jié)性評價(jià)而忽視對過程的評價(jià)。由于考試制度的限制，學(xué)生對知識(shí)的掌握只停留在簡單的背誦記憶層面，而忽視了知識(shí)的系統(tǒng)性和應(yīng)用層面，導(dǎo)致學(xué)生不能深入探索理解到課程的要點(diǎn)及過程中的樂趣，整個(gè)學(xué)習(xí)過程枯燥乏味。

(4) 由于資金的限制，一部分高校的教學(xué)設(shè)備單一，基本不能創(chuàng)造出實(shí)踐環(huán)境；還有一部分高校的教學(xué)設(shè)備陳舊，不能跟上信息更新的速度，使得學(xué)生沒有好的實(shí)踐環(huán)境。

2 優(yōu)化教育模式

由于社會(huì)的快速進(jìn)步、科技的迅猛發(fā)展，是知識(shí)更新?lián)Q代的周期大大縮短，對人才的培養(yǎng)也提出了更高的要求。在這一時(shí)代背景下，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式并不能滿足社會(huì)需求，急需用現(xiàn)代教學(xué)模式培養(yǎng)新時(shí)代的接班人。這就有了“案例式教學(xué)模式”的引進(jìn)[2-3]。這種模式通常要事先經(jīng)過周密的策劃和準(zhǔn)備，要使用特殊的、有代表性的案例并指導(dǎo)學(xué)生提前閱讀，組織學(xué)生開展討論或辯論，形成反復(fù)的互動(dòng)與交流，達(dá)到啟示理論和啟迪思維的目的。要形成這樣的教學(xué)模式，應(yīng)該從以下幾方面來落實(shí)：

2.1 需要用靈活的教學(xué)方式，煥發(fā)課堂活力

結(jié)合具體案例，創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)情境，通過師生間的協(xié)作討論，在情感交流、思維碰撞中進(jìn)行體驗(yàn)、感悟，以此來激發(fā)和改善學(xué)生的學(xué)習(xí)心態(tài)和學(xué)習(xí)行為。

2.2 需要用真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，提高學(xué)生操作能力

這里需要學(xué)校提供一個(gè)相對完善的實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生根據(jù)教師提供的案例，在教師的指導(dǎo)下，親手操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備，親身體會(huì)過程，尋找教師提出的或自己感興趣的問題的答案。

2.3 需要用豐富的課余生活，鍛煉學(xué)生綜合能力

教師布置課后作業(yè)時(shí)，要注意在“精”而不在“量”，可以采用舉辦各種比賽的形式加深學(xué)生對知識(shí)的理解，提高學(xué)生綜合能力。

就《機(jī)器人學(xué)》而言，可以利用石油化工廠車間的機(jī)械臂、巡檢機(jī)器人等案例進(jìn)行教學(xué)。教學(xué)過程中，先利用PPT、視頻等媒介創(chuàng)設(shè)直觀感受的情境，對學(xué)生進(jìn)行原理講解，了解機(jī)器人的制造過程；再結(jié)合實(shí)驗(yàn)課，讓學(xué)生親身體驗(yàn)到機(jī)器人操作過程，了解機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)原理，及巡檢機(jī)器人的工作原理；最后可以利用課余時(shí)間，組織學(xué)生參加機(jī)器人設(shè)計(jì)大賽，讓學(xué)生親自感受設(shè)計(jì)過程，加深理解。

3 結(jié)語

本文深度剖析了機(jī)器人學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)模式的利弊，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用了案例式教學(xué)模式對其不足之處進(jìn)行了優(yōu)化，并以石油化工廠車間的機(jī)械臂、巡檢機(jī)器人作為經(jīng)典案例，進(jìn)行了延伸。本文對于傳統(tǒng)教學(xué)模式提出的幾點(diǎn)優(yōu)化措施，為案例式教學(xué)在其他學(xué)科和課程中的應(yīng)用提供參考。