微課在中職工業(yè)機(jī)器人教學(xué)的應(yīng)用與分析

鄭 重 賀 洪 楊會攀

(佛山市三水區(qū)工業(yè)中等專業(yè)學(xué)校 廣東佛山 528100)

微課，是指運(yùn)用信息技術(shù)按照認(rèn)知規(guī)律，呈現(xiàn)碎片化學(xué)習(xí)內(nèi)容、過程及擴(kuò)展素材的結(jié)構(gòu)化數(shù)字資源[1]。微課的核心組成內(nèi)容是課堂教學(xué)視頻，同時還包含與該教學(xué)主題相關(guān)的教學(xué)設(shè)計、素材課件、練習(xí)測試等輔助性教學(xué)資源。微課就是符合認(rèn)知規(guī)律的非線性結(jié)構(gòu)化數(shù)字資源，它的設(shè)計理念跳出了傳統(tǒng)“課”的思維，以降低認(rèn)知成本和學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)為目標(biāo)[2]，其碎片化、可視化、結(jié)構(gòu)化以及非線性化的特點(diǎn)為學(xué)生提供了差異化以及碎片化的學(xué)習(xí)機(jī)會。隨著互聯(lián)網(wǎng)+和工業(yè)4.0 的時代的到來，我國各行各業(yè)掀起了智能制造的熱潮，開始用機(jī)器人取代人，工業(yè)機(jī)器人的數(shù)量每年以20%-30%的速度增加。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)這門課程，成為了的一門新興的熱門課程。工業(yè)機(jī)器人將機(jī)械、電工電子、信息技術(shù)以及傳感器技術(shù)等多門專業(yè)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程比較抽象和復(fù)雜。傳統(tǒng)的教學(xué)方法死板，教學(xué)手段單一。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生是通過老師的傳授被動地接受知識。更關(guān)鍵的是，傳統(tǒng)的教育在講授這些理工類的學(xué)科時，其短板則更為明顯。在這樣的背景下，筆者就微課在中職機(jī)器人課堂的實踐探索，通過學(xué)生學(xué)情分析、教學(xué)分析、實驗對照等手段開展一系列調(diào)查研究，以論證微課在中職機(jī)器人的教學(xué)中能夠提升教學(xué)效率以及教學(xué)質(zhì)量的結(jié)論。

一、學(xué)情分析

為了更好地了解學(xué)生的現(xiàn)狀以及機(jī)器人教學(xué)中存在的問題與困難，現(xiàn)對我校電氣部二、三年級12 個班共289 名學(xué)生作不記名調(diào)查與研究。其中包含普遍性調(diào)查和各年級的專項調(diào)查。筆者通過我校信息平臺向我校電氣部專業(yè)學(xué)生作出普遍性調(diào)查，共發(fā)出289 份問卷，收回 289 份，回收率 100%，成功完成調(diào)查。普遍性調(diào)查中有幾項數(shù)據(jù)尤為突出。主要包括以下情況。（1）75% 的學(xué)生感覺到課堂無趣；（2）91%的學(xué)生課程超過15 分鐘就存在走神現(xiàn)象；（3）92%的學(xué)生喜歡視頻類的教學(xué)；（4）87%的學(xué)生不喜歡閱讀教材；（5）84%的學(xué)生課后不會通過閱讀教材來進(jìn)行復(fù)習(xí)。通過與學(xué)生的交流以及對以上數(shù)據(jù)的分析，筆者認(rèn)為造成這種情況的原因是多方面的。綜合分析數(shù)據(jù)表明，我們有需要探索新的教學(xué)方式，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高教學(xué)的有效性。

二、微課的教學(xué)效果分析

“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)”是我校電氣部學(xué)生的一門必修專業(yè)課，該學(xué)科主要包括機(jī)器人的基本操作、機(jī)器人拆裝、RobotStudio離線編程以及綜合應(yīng)用四大部分。我校電氣部主要分為兩個方向，一個是機(jī)電方向，一個是電氣方向，各三個班，各班入學(xué)成績大體相當(dāng)。在開展這次研究之前，我部二年級學(xué)生已經(jīng)上了3 周的機(jī)器人基礎(chǔ)部分的理論課，為更科學(xué)地采集數(shù)據(jù)，筆者設(shè)計了一份難易適中的機(jī)器人理論知識題目讓學(xué)生去測試，并按不同的方向從中按照各個分?jǐn)?shù)段去選取相同數(shù)量的學(xué)生，構(gòu)成本次研究的標(biāo)本，其中機(jī)電方向的學(xué)生為微課實驗班，電氣方向?qū)W生為對照班，兩個班整體成績相差不大，符合公平平等原則。實驗班和對照班各90 人，一共180 人，本次實驗為期12 周，其中包含機(jī)器人基礎(chǔ)、機(jī)器人的拆裝以及機(jī)器人的編程技術(shù)三大板塊，各個板塊都進(jìn)行一次測試，為獲取更科學(xué)、更準(zhǔn)確的實驗數(shù)據(jù)，測試采用統(tǒng)一的時間、統(tǒng)一的試卷。以下為本次測試的實驗數(shù)據(jù)。

在三次測試中，每次考試人數(shù)均為90 人。測試一中，實驗班數(shù)據(jù)如下：優(yōu)秀人數(shù)為12 人，優(yōu)秀率13.3%；及格人數(shù)78 人；及格率為86.7%；平均分為72.3。對照班數(shù)據(jù)如下：優(yōu)秀人數(shù)為11 人，優(yōu)秀率12.2%；及格人數(shù)75 人；及格率為83.3%；平均分為72.0。

測試二中，實驗班數(shù)據(jù)如下：優(yōu)秀人數(shù)為23 人，優(yōu)秀率25.6%；及格人數(shù)82 人；及格率為91.1%；平均分為82.1。對照班數(shù)據(jù)如下：優(yōu)秀人數(shù)為8 人，優(yōu)秀率8.9%；及格人數(shù)68 人；及格率為75.6%；平均分為71.1。

測試三中，實驗班數(shù)據(jù)如下：優(yōu)秀人數(shù)為25 人，優(yōu)秀率27.8%；及格人數(shù)81 人；及格率為90.0%；平均分為82.5。對照班數(shù)據(jù)如下：優(yōu)秀人數(shù)為8 人，優(yōu)秀率8.9%；及格人數(shù)65 人；及格率為72.2%；平均分為70.8。

從上面的數(shù)據(jù)中統(tǒng)計分析可知，通過使用微課實施教學(xué)的實驗班在三次測試中無論及格率、優(yōu)秀率還是平均分均優(yōu)于對照班。測試一兩個班的成績相差不大，但經(jīng)過了一段時間的學(xué)習(xí)后，實驗班學(xué)生的成績在測試二和測試三中有了顯著的提高，其中測試二中優(yōu)秀率和及格率較對照班高出了16.7%以及15.5%，測試三中優(yōu)秀率和及格率較對照班高出了18.7%以及17.8%。而平均分方面，實驗班在測試二和測試三中分別比對照班高出11.1 分和11.3 分。綜合以上分析，筆者認(rèn)為微課在學(xué)生工業(yè)機(jī)器人的學(xué)習(xí)方面確實提供了正面的幫助，學(xué)生成績提升明顯，微課在工業(yè)機(jī)器人教學(xué)中的應(yīng)用效果顯著。

在本次實驗結(jié)束后，筆者對實驗班的同學(xué)進(jìn)行了一次調(diào)查，主要涉及學(xué)生對微課教學(xué)的認(rèn)可度、滿意度以及接受度做出調(diào)查。調(diào)查數(shù)據(jù)如下。

1.微課能提升我的學(xué)習(xí)注意力數(shù)據(jù)如下：非常認(rèn)同68 人，認(rèn)同13 人，基本認(rèn)同6 人，不認(rèn)同3 人。

2.微課能提升我的學(xué)習(xí)成績數(shù)據(jù)如下：非常認(rèn)同71 人，認(rèn)同10 人，基本認(rèn)同7 人，不認(rèn)同2 人。

3.微課的趣味性更強(qiáng)數(shù)據(jù)如下：非常認(rèn)同70 人，認(rèn)同12 人，基本認(rèn)同8 人，不認(rèn)同0 人。

4.我更希望以后教學(xué)中能多使用微課數(shù)據(jù)如下：非常認(rèn)同66 人，認(rèn)同11 人，基本認(rèn)同12 人，不認(rèn)同1 人。

從以上數(shù)據(jù)可見，學(xué)生對微課的接受程度比較高，微課對學(xué)生的吸引力更強(qiáng)，并能有效地提升學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力以及學(xué)習(xí)成績。此外，在我校的教育平臺中得出一些學(xué)生學(xué)習(xí)行為習(xí)慣的數(shù)據(jù)。其中100%的學(xué)生會通過平臺來觀看老師課前發(fā)布的微課以及預(yù)習(xí)資料，85%的學(xué)生會在課后回看微課復(fù)習(xí)當(dāng)天學(xué)習(xí)的知識，以上兩項數(shù)據(jù)較之前的普遍性調(diào)查數(shù)據(jù)都有較大幅度的提升，學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意愿更強(qiáng)烈。上述數(shù)據(jù)說明微課能有效提升教學(xué)效果以及促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。

三、微課的應(yīng)用與探究

（一）微課的應(yīng)用范圍

微課作為一種新興的教學(xué)手段，有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，但也有自身的缺點(diǎn)，也并非適用于所有的教學(xué)場合。正如本次實驗所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)中，測試一中實驗班與對照班整體的區(qū)分度并不大，筆者認(rèn)為這與所講授的內(nèi)容有關(guān)。這一章節(jié)的內(nèi)容為機(jī)器人的基本知識，所涉及的內(nèi)容更多的是一些基礎(chǔ)、識記類的知識，對比于傳統(tǒng)的教學(xué)，微課并未表現(xiàn)出足夠的優(yōu)勢。而第二、第三次測試所涉及的內(nèi)容則相對更難一些，機(jī)器人的拆裝需要學(xué)生對機(jī)器人的機(jī)械部件有足夠的了解，要求學(xué)生有較強(qiáng)的立體空間想象能力，微課在這方面能有較好的呈現(xiàn)。筆者認(rèn)為在以下幾個方面適合開展微課教學(xué)：①圖文無法清晰呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的環(huán)節(jié)（如實操訓(xùn)練環(huán)節(jié)）。②局部的重難點(diǎn)，以10 分鐘內(nèi)能解析清楚的內(nèi)容為宜。③涉及步驟較多的操作項目。④立體空間思維能力要求較高的教學(xué)內(nèi)容（如機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)等）。

（二）微課在教學(xué)中的應(yīng)用

微課在教學(xué)中的應(yīng)用主要包括課前、課中兩方面。課前，老師可以提早做好資料，并將微課以及相關(guān)資料放到教學(xué)平臺上，讓學(xué)生提早預(yù)習(xí)。通過情景的創(chuàng)設(shè)以及引導(dǎo)性的微課，來勾起學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望，讓學(xué)生心中產(chǎn)生疑問，把注意力聚焦在教學(xué)的重難點(diǎn)上，從而為提高課中的學(xué)習(xí)效率打下基礎(chǔ)。

四、結(jié)束語

微課是一種新興的教學(xué)載體，有自己獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)然也有自身先天性的缺點(diǎn)，它并不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的教學(xué)方式，但其在教學(xué)中卻起到了重要作用，合理地利用微課，與傳統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行有效融合，能有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)的效率與成績。在信息化的年代，作為教育工作者，我們只能通過不斷地探索和研究，并不斷地優(yōu)化自己的教學(xué)觀念和教學(xué)手段才能更好地適應(yīng)時代的發(fā)展，并更好地服務(wù)于學(xué)生。