基于云課堂的機(jī)器人工裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)交互式信息化教學(xué)方法的研究

龔儉龍　江美霞

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?機(jī)器人工裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)的核心課程，是一門(mén)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合、實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科專(zhuān)業(yè)課程。探究基于智慧職教云課堂的交互式信息化教學(xué)方法，以手機(jī)作為教與學(xué)的紐帶，構(gòu)建交互式教學(xué)的新模式。一方面可以協(xié)助教師完成教學(xué)設(shè)計(jì)，獲得教學(xué)反饋;另一方面正確引導(dǎo)學(xué)生在課堂上使用手機(jī)，可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的好習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)師生的共贏。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?工業(yè)機(jī)器人;工裝;云課堂;交互式;信息化

[中圖分類(lèi)號(hào)] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號(hào)] ?2096-0603（2020）17-0122-02

一、教學(xué)研究背景

機(jī)器人工裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的專(zhuān)業(yè)核心課，也是一門(mén)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合、實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科專(zhuān)業(yè)課程，它對(duì)該專(zhuān)業(yè)學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及今后就業(yè)有著非常重要的作用。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能手機(jī)已逐漸成為人們生活中必不可少的一部分。智能手機(jī)的普及給人們的生活帶來(lái)了極大的便利，但同時(shí)也給當(dāng)代大學(xué)生帶來(lái)了新的問(wèn)題，如不少大學(xué)生在課堂上成了“低頭族”，沉迷于手機(jī)游戲、短視頻等，這對(duì)高校教師課堂的教學(xué)形成了極大的干擾和挑戰(zhàn)。有學(xué)校和教師提議禁止學(xué)生帶手機(jī)進(jìn)入課堂，甚至在教室專(zhuān)門(mén)設(shè)置存放手機(jī)的手機(jī)袋，每次上課前學(xué)生都需上交手機(jī)，上機(jī)機(jī)房關(guān)閉外網(wǎng)等，但這一系列措施的效果都不是很理想?，F(xiàn)階段手機(jī)和上機(jī)操作普遍出現(xiàn)在大學(xué)課堂，如何利用手機(jī)和電腦更加高效地學(xué)習(xí)成為高校亟待解決的問(wèn)題。本文通過(guò)云課堂信息化教學(xué)，在機(jī)器人工裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的實(shí)際教學(xué)中利用手機(jī)、電腦、在線平臺(tái)、抖音視頻等信息化方式充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使學(xué)生主動(dòng)參與到課堂學(xué)習(xí)中，在課堂教學(xué)中主動(dòng)發(fā)現(xiàn)知識(shí)、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生，教師作為課堂的輔助者、引導(dǎo)者，這樣可以達(dá)到更好的教學(xué)效果。

二、教學(xué)現(xiàn)狀

隨著新型產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，學(xué)校大量開(kāi)設(shè)新興科目，導(dǎo)致專(zhuān)業(yè)核心必修科目課時(shí)量減少。廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院的機(jī)器人工裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)作為工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)的必修課，課程內(nèi)容涉及范圍廣，包括理論課程、上機(jī)訓(xùn)練課程和實(shí)操訓(xùn)練課程，模塊與模塊的銜接性較差，課時(shí)少會(huì)嚴(yán)重影響教學(xué)節(jié)奏。現(xiàn)階段我校對(duì)這種偏理論課程的教學(xué)主要采用比較傳統(tǒng)的講授法、問(wèn)題法以及“填鴨式”的練習(xí)結(jié)合方法。這些傳統(tǒng)教學(xué)法往往會(huì)忽視學(xué)生的主體地位，僅把學(xué)生看成是一個(gè)外部刺激的接收器，沒(méi)有意識(shí)到學(xué)生是一個(gè)有獨(dú)立思考能力、有創(chuàng)造性的人。另外，由于機(jī)器人工裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程涉及上機(jī)訓(xùn)練和實(shí)操訓(xùn)練，但我校實(shí)訓(xùn)設(shè)備相對(duì)緊缺，例如常規(guī)的機(jī)器人工裝夾具拆裝介紹多數(shù)都會(huì)通過(guò)講授法和觀看視頻的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，導(dǎo)致學(xué)生知識(shí)面狹窄、動(dòng)手操作力相對(duì)較差。根據(jù)筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)有的教學(xué)應(yīng)該將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生，正確引導(dǎo)學(xué)生在課堂上使用手機(jī)和電腦，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的好習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)師生的共贏。

三、教學(xué)組織與實(shí)施

（一）確定課程教學(xué)目標(biāo)

機(jī)器人工裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程要求學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，工裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試，夾具技術(shù)基本知識(shí)和三維軟件制圖，從而具備機(jī)器人工裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)能力，同時(shí)具備良好的職業(yè)道德和愛(ài)崗敬業(yè)、吃苦耐勞、精益求精等職業(yè)素養(yǎng)，在學(xué)習(xí)中更加突出實(shí)用性，突出與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，與生產(chǎn)技術(shù)崗位對(duì)人才的需求相結(jié)合，提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力。

（二）建立課程交互式信息化教學(xué)內(nèi)容

現(xiàn)在很多高校都在開(kāi)展精品課程、金課、慕課等建設(shè)，他們所采用微課授課形式多樣，質(zhì)量參差不齊，但基本都采用一個(gè)知識(shí)點(diǎn)從頭到尾的講解，基本沒(méi)有人機(jī)之間的互動(dòng)環(huán)節(jié)。在微課視頻中嵌入學(xué)生互動(dòng)的環(huán)節(jié)，如視頻學(xué)習(xí)中添加一個(gè)測(cè)驗(yàn)或者問(wèn)題等，如在講解外夾持式機(jī)械手時(shí)，加入一個(gè)對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的解答，只有當(dāng)學(xué)生回答問(wèn)題后才可進(jìn)行下一步的學(xué)習(xí)。而學(xué)生的“問(wèn)題解答”環(huán)節(jié)，教師可以通過(guò)后臺(tái)進(jìn)行查看，及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，達(dá)到人機(jī)交互、師生交互的目的。

筆者對(duì)該課程中的重難點(diǎn)進(jìn)行梳理，將重難點(diǎn)制作成微課，在常規(guī)視頻中利用Adobe Captivate、VKPad.com、Camtaia Studio等技術(shù)在微課教學(xué)中增加多媒體交互、嵌入試題、測(cè)驗(yàn)、問(wèn)題等，從而提升學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。交互式微課教學(xué)主要體現(xiàn)在微課視頻的測(cè)驗(yàn)互動(dòng)上，只有完成了測(cè)驗(yàn)才能進(jìn)行下一步知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。為了更好地實(shí)施教學(xué)，本課程還配置工業(yè)機(jī)器人工裝夾具實(shí)訓(xùn)室和產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新工作坊，實(shí)訓(xùn)室里面有機(jī)器人工裝夾具、三維制圖軟件和機(jī)器人工作仿真平臺(tái)，可供學(xué)生完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目以及本課程相關(guān)的各類(lèi)職業(yè)技能大賽。

（三）構(gòu)建基于云課堂的交互式信息化教學(xué)方法

在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師通過(guò)課前備課、課上講課、課上提問(wèn)、作業(yè)布置、作業(yè)批改五個(gè)步驟與學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課上聽(tīng)課、問(wèn)題回答、作業(yè)完成四個(gè)步驟形成一個(gè)過(guò)程系統(tǒng)，二者之間的溝通交流有限?；谠普n堂的交互式信息化教學(xué)方法如下圖所示?；谠普n堂的交互式信息化教學(xué)，提出了交互式教學(xué)“5步法”，分別是課前、課端、課中、課尾、課后，每部分都有一個(gè)關(guān)鍵字與之對(duì)應(yīng)。

課前——拋，即拋出問(wèn)題，將本次課的知識(shí)點(diǎn)劃分為幾個(gè)模塊，對(duì)應(yīng)每個(gè)模塊設(shè)置一個(gè)問(wèn)題，通過(guò)云課堂App提前發(fā)布給學(xué)生，學(xué)生可以通過(guò)課本預(yù)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)搜索等途徑尋找問(wèn)題答案的同時(shí)在微信群、QQ群與其他同學(xué)一起討論，在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生已經(jīng)對(duì)本次課的內(nèi)容有一個(gè)大概的認(rèn)識(shí)。

課端——導(dǎo)，即情境導(dǎo)入，在云課堂課中的前五分鐘通過(guò)播放學(xué)生非常喜歡的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)視頻，引出我們這節(jié)課的主要知識(shí)點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

課中——析，即解析新知，也就是本次課最主要的環(huán)節(jié)，通過(guò)云課堂中小組討論的方式進(jìn)行某知識(shí)點(diǎn)的討論和投票，并通過(guò)小組匯報(bào)的方式展示設(shè)計(jì)思路。教師結(jié)合小組匯報(bào)的情況，并完成課前設(shè)置的幾個(gè)問(wèn)題，從而引導(dǎo)本次課知識(shí)點(diǎn)的講解。

課尾——?jiǎng)?，即?dòng)手實(shí)操，在本單元的最后設(shè)置了實(shí)操訓(xùn)練環(huán)節(jié)，例如在課中由教師在電腦上先演示機(jī)器人工裝夾具中利用三維建模軟件設(shè)計(jì)的基本操作步驟，在演示的同時(shí)使用屏幕錄像將教師的操作過(guò)程錄制成視頻，課后上傳到云課堂對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)講解處，這樣學(xué)生在課后用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)仿真遇到問(wèn)題時(shí)可以通過(guò)觀看視頻的方式解決。

課后——練，即以練為主，教師通過(guò)云課堂在線發(fā)布課后理論測(cè)試題和課后實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目拓展，同時(shí)會(huì)將本次課的教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的課后復(fù)習(xí)資料上傳至本課程對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)存放處，學(xué)生通過(guò)自己賬號(hào)登錄云課堂下載本課程章節(jié)的復(fù)習(xí)資料并在線完成課后作業(yè)。

該云課堂交互式信息化教學(xué)實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)課堂的翻轉(zhuǎn)，師生之間的交流互動(dòng)更加豐富。

四、基于云課堂的交互式信息化教學(xué)方法的思考

該云課堂的交互式信息化教學(xué)方法是基于學(xué)生要掌握的實(shí)際工作需求而設(shè)計(jì)的，以項(xiàng)目引領(lǐng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為目的。在教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中，面向?qū)I(yè)產(chǎn)業(yè)，分析典型工作任務(wù)，歸納工作領(lǐng)域并轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)領(lǐng)域。在課程的實(shí)施過(guò)程中以問(wèn)題導(dǎo)入和問(wèn)題解答進(jìn)行交互式教學(xué)，課前以提出問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)，課上教師解答問(wèn)題，引導(dǎo)講解知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中都帶著問(wèn)題在學(xué)習(xí)和討論，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)有目的性，更易加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。大量使用了移動(dòng)端信息化手段，這是因?yàn)槭謾C(jī)在學(xué)生的日常生活中所處的位置越來(lái)越重要，因此有效利用手機(jī)，讓它不僅僅是學(xué)生娛樂(lè)的工具而成為真正學(xué)習(xí)的工具成為本教學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)。該教學(xué)方法實(shí)施的效果也表明相比傳統(tǒng)的學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生更愿意使用更接地氣的手機(jī)App，當(dāng)然在實(shí)施過(guò)程中仍然有一些問(wèn)題需要以后探索改進(jìn)。

后續(xù)改革思路可以從以下三個(gè)方面入手：教學(xué)內(nèi)容需以社會(huì)需求為導(dǎo)向，構(gòu)建基礎(chǔ)性和實(shí)用性課程內(nèi)容;教學(xué)設(shè)計(jì)需積極融入信息化教學(xué)手段，提高課堂效率;教師需積極參加企業(yè)實(shí)踐，提升自身專(zhuān)業(yè)技能。

在信息化快速發(fā)展的背景下，本文從機(jī)器人工裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的交互式信息化教學(xué)研究入手，提出了一種基于智慧職教云課堂的交互式信息化教學(xué)方法，即教學(xué)“5步法”，并以手機(jī)作為教與學(xué)的紐帶，構(gòu)建交互式教學(xué)新模式。該教學(xué)方式一方面可以協(xié)助教師完成教學(xué)設(shè)計(jì)，獲得教學(xué)反饋;另一方面可以正確引導(dǎo)學(xué)生在課堂上使用手機(jī)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的好習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)師生的共贏。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭魏源，謝君利，陳幫春.“互聯(lián)網(wǎng)+”下手機(jī)進(jìn)入課堂教學(xué)的探索研究[J].教育現(xiàn)代化，2018，5（44）：242-243.

[2]任濱海.基于“雨課堂”的大學(xué)交互教學(xué)應(yīng)用模式探索[J].現(xiàn)代信息科技，2019，3（5）：119-121.

[3]趙海濤.大學(xué)生“低頭族”的現(xiàn)狀及應(yīng)對(duì)策略[J].教書(shū)育人（高教論壇），2017（6）：12-13.

[4]劉買(mǎi)花.《工程制圖與CAD》交互式教學(xué)改革與實(shí)踐[J].廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2019（8）：99-101.

[5]趙國(guó)棟.微課與慕課設(shè)計(jì)初級(jí)教程[M].北京：北京大學(xué)出版社，2014.

[6]張婧媛.基于交互式數(shù)值仿真技術(shù)的課件開(kāi)發(fā)與教學(xué)設(shè)計(jì)：以《機(jī)械基礎(chǔ)》課程為例[D].貴州：貴州師范大學(xué)，2019.

編輯 原琳娜

①基金項(xiàng)目：2019年廣東省高職教育機(jī)械制造類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)教改項(xiàng)目（粵高職機(jī)械制造教指委函[2019]4號(hào)）;廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院教研課題（項(xiàng)目編號(hào)：2019JG0013）;廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院2019年在線課程《機(jī)器人工裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)》（項(xiàng)目編號(hào)：ZC-AB-05-07-137K）;廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)一院一坊項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：ZC-AB-05-1001-56）。

作者簡(jiǎn)介：龔儉龍（1988—），男，工程師，碩士，主要從事工業(yè)機(jī)器人教學(xué)、實(shí)訓(xùn)及科研。