基于互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的工業(yè)機(jī)器人理實一體課程改革與實踐

【摘要】針對目前工業(yè)機(jī)器人理實一體課程教學(xué)中存在的問題，提出一種基于云平臺的互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)模式改革，從教學(xué)資源、教學(xué)組織、教學(xué)評價三方面闡述了改革舉措和實施成效。

【關(guān)鍵詞】云平臺? 翻轉(zhuǎn)課堂? 互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)

【中圖分類號】G71 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）32-0052-02

工業(yè)機(jī)器人作為智能制造的核心組成部分，在新一輪制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級中充當(dāng)了重要的角色。在制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型的環(huán)境下，工業(yè)機(jī)器人銷量出現(xiàn)了井噴式增長。數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)機(jī)器人市場需求日益強(qiáng)勁，機(jī)器人安裝量每年都保持了高增長。隨著機(jī)器人的廣泛運用，企業(yè)對機(jī)器人相關(guān)人才的需求也急劇飆升。制造業(yè)企業(yè)的競爭逐步由人工成本的競爭轉(zhuǎn)向高技能創(chuàng)新型人才的競爭。

在此背景下，金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院順應(yīng)時代潮流，組建了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)并建設(shè)了工業(yè)機(jī)器人系列課程。由于是新技術(shù)專業(yè)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式不能很好地服務(wù)教學(xué)[1-2]。為提高教學(xué)質(zhì)量，培訓(xùn)企業(yè)需要的高技能型人才，以《弧焊機(jī)器人工作站系統(tǒng)應(yīng)用》課程為例，探索一種基于互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的理實一體教學(xué)模式，提高人才培養(yǎng)的有效性，為區(qū)域制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供人才支撐。

一、目前教學(xué)中存在的問題

（一）學(xué)生基礎(chǔ)有差異，傳統(tǒng)的教學(xué)模式較難實現(xiàn)因材施教

傳統(tǒng)教學(xué)模式對所有學(xué)生進(jìn)行同質(zhì)化教學(xué)，由于學(xué)生基礎(chǔ)存在的差異性，同質(zhì)化教學(xué)會導(dǎo)致：對于基礎(chǔ)好學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的同學(xué)，現(xiàn)有的項目的難度不足以滿足其學(xué)習(xí)需求，限制了其學(xué)習(xí)的深度;而對于基礎(chǔ)差學(xué)習(xí)積極性不足的同學(xué)，跟不上教師的教學(xué)步驟，容易造成其學(xué)習(xí)信心的缺失。

（二）課堂教學(xué)時間有限，無法對所學(xué)內(nèi)容深入運用

由于受上課教學(xué)時間限制，教師知識講解、實操演示占據(jù)了較多的課堂時間。學(xué)生在學(xué)習(xí)時，更多的是機(jī)械式的被動學(xué)習(xí)，跟著老師的動作順序完成既定的操作，并沒有進(jìn)行深入的思考，未能做到知其然并知其所以然，導(dǎo)致了教學(xué)效果欠佳。

（三）教學(xué)過程缺乏有效管理，教學(xué)評價不能反映真實情況

目前工業(yè)機(jī)器人理實一體課程大多采用老師統(tǒng)一講授，學(xué)生分組操練的教學(xué)模式。在此過程中，經(jīng)常存在“組長做，組員看”的情況，對于組員的學(xué)習(xí)情況，教師并不能很好地掌握。在教學(xué)評價過程中，也無法真實客觀地評價每個學(xué)生對知識技能的真實運用情況。

針對以上工業(yè)機(jī)器人理實一體課程教學(xué)過程中存在的問題，以《弧焊機(jī)器人工作站系統(tǒng)應(yīng)用》為載體，從教學(xué)資源、教學(xué)組織、教學(xué)評價三方面進(jìn)行基于互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的工業(yè)機(jī)器人理實一體課程改革。

二、基于互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的工業(yè)機(jī)器人理實一體課程改革

（一）教學(xué)資源

建設(shè)高質(zhì)量數(shù)字化的教學(xué)資源。根據(jù)以下原則建設(shè)資源：（1）以學(xué)習(xí)者為中心，考慮學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)專注度和學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)，關(guān)注教學(xué)資源的系統(tǒng)性和顆?；?。（2）所建教學(xué)資源要適應(yīng)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，適合云課堂平臺的運用。（3）注重企業(yè)實際案例的引入與項目化教學(xué)改造，使建設(shè)的教學(xué)資源更加貼近生產(chǎn)實踐。

對本課程覆蓋知識能力點進(jìn)行設(shè)計，共涵蓋5個一級知識點和18個二級知識點。5個一級知識點構(gòu)成了課程的5個項目，18個二級知識點構(gòu)成了課程的13個任務(wù)。對每個任務(wù)分配相應(yīng)的課時，并對每個任務(wù)制定相應(yīng)能力目標(biāo)和知識目標(biāo)，完成課程標(biāo)準(zhǔn)的編制。根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，完成每一個任務(wù)的教學(xué)設(shè)計的編制。依托云課堂的載體功能，完成課程考核方案的設(shè)計和編制。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的相關(guān)任務(wù)章節(jié)的要求，完成每一任務(wù)下素材級資源的建設(shè)，包括了教學(xué)視頻、圖片、文檔、微課、實訓(xùn)指導(dǎo)書、試題庫等。

（二）教學(xué)組織

通過教學(xué)改革，課程采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)組織形式。以課程標(biāo)準(zhǔn)定義的每一任務(wù)為單元，進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計，編制相應(yīng)的教案。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)組織分為課前、課中、課后三部分。課前學(xué)生按要求在云課堂上進(jìn)行規(guī)定教學(xué)視頻的自學(xué)并完成相應(yīng)檢測練習(xí);課中分小組進(jìn)行討論，對本堂課的知識技能體系進(jìn)行歸納總結(jié)，并進(jìn)行小組展示、組間互評，構(gòu)建本堂課知識體系的思維導(dǎo)圖，并以頭腦風(fēng)暴的形式上傳云課堂，完成教師在云課堂上設(shè)置的相關(guān)提問測試環(huán)節(jié)，在充分理解知識技能點后以小組為單位進(jìn)行實操訓(xùn)練;課后學(xué)生需完成云課堂上的相關(guān)作業(yè)，上傳作業(yè)報告至云課堂。翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計案例見表1。

相較于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式使得課堂具有更多的能動性，更加貫徹了按需教學(xué)、分層教學(xué)的思路。

（3）教學(xué)評價

以云課堂為載體，對翻轉(zhuǎn)課堂的三個環(huán)節(jié)的各個教學(xué)活動進(jìn)行全方位的記錄和評價。設(shè)計教學(xué)評價方案，對各環(huán)節(jié)所占比重進(jìn)行分配。教學(xué)評價方案見表2。

整體考核分形成性考核和期末考試兩部分，各占50%。其中形成性考核由云課堂全程記錄并給出相應(yīng)分?jǐn)?shù)。課前環(huán)節(jié)包括課前自學(xué)視頻的完成度以及自測題目的正確率，占比15%;課中環(huán)節(jié)包括云課堂記錄的課堂考勤、云課堂記錄課中各環(huán)節(jié)的綜合得分。

課中各環(huán)節(jié)的參與度，占比40%;課后環(huán)節(jié)包括提交云課堂的作業(yè)得分，占比15%。

以云課堂作為載體進(jìn)行形成性成績評價，實施效果出眾，提高了學(xué)生的課堂參與度與積極性，對自覺性較差的學(xué)生起到了一個督促的作用。相較于傳統(tǒng)的教學(xué)評價，該教學(xué)評價方式能夠更加真實地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對學(xué)生的學(xué)習(xí)做出一個科學(xué)的評價。

三、改革成效

基于互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的工業(yè)機(jī)器人理實一體課程改革與實踐在推進(jìn)實施過程中得到了學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和專業(yè)教師的大力支持，并取得了一些成果：

（1）通過課程改革，建設(shè)完成一套系統(tǒng)完整的高質(zhì)量數(shù)字化教學(xué)資源。

（2）完成構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)組織模式。不同層次的學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠找準(zhǔn)自己的定位，深化了按需教學(xué)和分層教學(xué)的理念，加強(qiáng)了學(xué)生對知識的理解、內(nèi)化與應(yīng)用。

（3）引入云課堂作為教學(xué)組織和教學(xué)評價的載體，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度與積極性，對自覺性差的學(xué)生起到了監(jiān)督和促進(jìn)作用。較傳統(tǒng)的教學(xué)評價，基于云課堂的教學(xué)評價能夠更真實地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，能對學(xué)生給出一個更合理的教學(xué)評價，同時也為教師的教學(xué)反思和教學(xué)改進(jìn)提供了數(shù)據(jù)支撐。

（4）課程覆蓋機(jī)電工程學(xué)院工業(yè)機(jī)器人專業(yè)、機(jī)制專業(yè)學(xué)生。經(jīng)過一年的教學(xué)實施和推廣，學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量得到了顯著提升。拔尖學(xué)生在全國職業(yè)院校技能競賽中斬獲佳績。畢業(yè)生質(zhì)量也得到了普遍的提高，畢業(yè)生就業(yè)受到了區(qū)域制造業(yè)企業(yè)的廣泛好評。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳中哲，徐明輝.云環(huán)境下工業(yè)機(jī)器人課程教學(xué)資源建設(shè)和教學(xué)模式改革[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2018（11）：41-41.

[2]黃鵬程，王桂鋒，傅云峰.工業(yè)機(jī)器人專業(yè)“多段式”人才培養(yǎng)路徑研究[J].當(dāng)代教研論叢，2019（9）：26-27.

作者簡介：

陳中哲，男，金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，碩士，研究方向：工業(yè)機(jī)器人技術(shù)。