慕課環境下高職《機器人控制技術》混合教學模式的探索與研究

（1.東莞職業技術學院電子工程系，廣東 東莞 523808；2.東莞職業技術學院計算機工程系，廣東 東莞 523808）

[摘 要] 近年來，慕課（MOOC）學習得到了教育界的廣泛重視，然而高職院校推行慕課教學仍然面臨許多困難。以《機器人控制技術》課程為例，探討如何對高職工科類課程開展基于慕課的混合式教學。從教學準備、課前預習、課堂教學、課后拓展四個環節實施，通過課程難易程度問卷調查分析實驗成效，總結經驗并提出思考，逐步完善混合式教學的改革與創新。

[關 鍵 詞] 慕課；混合式教學；機器人控制技術

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）12-0044-03

一、引言

近些年，隨著信息技術的迅猛發展，教育界也發生了翻天覆地的變化。將移動互聯網和計算機技術深度融合到教育行業，提出通過網絡開設大規模在線課程（MOOC）。慕課（MOOC）作為一種新興事物，以其“精品化”“精細化”的教學資源，“個別化”“個性化”的教學過程，“交互性”的教學活動，學生高度“可參與性”等優勢對高等教育產生了巨大影響。2012年，斯坦福大學、麻省理工學院、哈佛大學等世界一流名校先后成立了Udacity、Coursera、edX，為學習者提供優質、免費的在線課程。在教育信息化國家戰略的驅動下，國內許多高校，包括北大、清華、浙大等，也加入了慕課建設隊伍。作為高等教育重要組成部分的高職教育，應利用這一契機，改革傳統教學模式，探索適合慕課環境下的新型教學模式。本文將以《機器人控制技術》課程為例，探索慕課環境下高職教育的混合式教學模式，以實現教學質量的提升。

二、慕課教學模式與傳統教學模式的比較

（一）傳統教學模式

傳統教學模式以教師為中心、書本為中心、課程為中心，教師的教與學生的學常常以教師講、學生聽，教師提問、學生回答，教師板演、學生模仿這三種形式展開。無論哪種形式，都屬于“講解—接受型”教學模式，根本目的是為了服從學科教學的需要，系統、完整地傳遞人類社會長期積累的科學文化知識。同時，都采用單向的信息傳遞方式，教師是教學信息的主動發出者，學生是被動接受者，師生之間很少有主動的信息雙向交流。因此，傳統教學模式不利于調動學生學習的主體積極性，剝奪了學生課堂教學中的情感生活，造成課堂教學的沉悶局面，學生往往視學習為畏途，厭學現象嚴重。

（二）慕課教學模式

慕課（MOOC），即大型開放式網絡課程（Massive Open Online Course），規模大、不受時間、地點、人數的限制，任何人都可以在線參與學習，學習過程強調師生間的互動。慕課教學是一種全新的教學方法，強調以學生為本，整個學習過程以學生為中心，不斷調動學生的興趣，讓學生進行自主的探究性學習，實現由教師本位向學生本位的轉變，真正落實學生的主體地位。這種教學模式的好壞在于設計學習環節，關鍵在于精心準備教學微視頻。

（三）慕課教學模式與傳統教學模式的比較

1.對比傳統教學模式，慕課教學模式的優勢主要體現在：

（1）慕課教學模式中的視頻都是短小精悍型的，把教學內容分割成許多知識點，方便學生進行碎片化的學習。

（2）制作慕課知識點微視頻時，可以將一些評分小習題自動穿插到里面，方便對學生的學習效果進行檢查。

（3）慕課平臺上有交互性線上論壇，教師能夠經過網絡學習社區和學生進行交流，對學生學習的具體情況進行全面了解。

（4）慕課教學模式能根據學生反饋的學習信息對教學效果及教學過程進行及時調整。

2.慕課教學模式的缺點：

（1）線上教學使學生缺少校園文化的熏陶及在校學習生活的經歷。

（2）慕課教學模式無法使用多維度方法對一些復雜學科的觀點進行講解。

（3）一些學習或接受能力較弱的學生在線上課程中學習效果不理想。

（4）慕課教學模式網上進行的論壇討論并不能完全取代課堂上教師和學生之間的教學互動。

因此，慕課教學模式并不能完全代替傳統教學模式。但是，如果在課堂教學中將慕課教學與傳統教學相結合，發揮它們各自的優勢，不僅有利于帶動學生學習的氛圍，還能提升教學質量和課堂教學的效果，同時讓學生養成終身學習和網絡學習的習慣。

三、《機器人控制技術》課程目前存在的主要問題

《機器人控制技術》是我院電子信息工程技術專業的核心課程，該課程一直采用“教學做評”一體化教學模式開展教學，從近幾年的教學效果來看，在本專業的專業課中排名靠前。但是，“慕課”的出現對本課程的教學又提出了更高的要求和更大的挑戰。就本專業《機器人控制技術》“教學做評”一體化教學模式來說，目前還存在著不少問題。具體表現在以下幾個方面：

（1）由于整個班學生能力參差不齊，接受能力快的學生“吃不飽”，接受能力慢的學生學起來太吃力。

（2）理論知識的教學仍舊采用教師口頭講授的方式，占用了大量學生實踐操作的時間。

（3）課程考核雖然采用過程性考核為主，期末考核為輔的方式，但是沒有真正形成基于工作過程一體化的考核機制。

（4）教師對課堂管理的把控能力。

四、基于慕課的混合式教學模式的設計

基于慕課的混合式教學模式把慕課教學的優勢與傳統教學的優勢結合起來，優勢互補，借助互動性強的慕課網絡學習平臺，構建大量在線學習微視頻，供學生課前自主學習；而課堂上主要進行有針對性的重難點講解，引導學生面對面的課堂互動討論，強化學生的動手實踐能力；課后發布在線測試及拓展任務，培養學生的創新能力。

為解決《機器人控制技術》課程目前存在的主要問題，設計該課程基于慕課的混合式教學模式，具體的教學過程包括教學準備、課前預習、課堂教學、課后拓展四個環節。

（一）教學準備

課前準備是基于慕課的混合式教學模式的關鍵。包括設計課程內容、開發教學資源、構建慕課平臺等。

以智能搬運機器人為載體，把機器人分解為大腦、腿、眼睛、手等獨立器官，設計了什么是機器人、讓機器人思考、讓機器人動起來、讓機器人感知、讓機器人搬運五個基本教學項目以及讓機器人識別顏色、無線遙控機器人兩個拓展教學項目。按照由易到難、由淺入深的順序編排項目，每完成一個項目將為機器人多添加一種器官，機器人的智能功能是逐漸增加的。因此，前面項目是否完成以及完成的好壞將直接影響后續項目。每個教學項目被劃分為若干個教學模塊，每個教學模塊又被碎片化為若干個教學知識點。如下表所示，以讓機器人識別顏色這一教學項目為例，來說明《機器人控制技術》課程碎片化教學知識點的過程。

混合式教學模式的課程教學資源除了傳統教學模式使用的課程標準、PPT課件、電子教案、周歷，還包括知識點微視頻、工作單、任務書、在線測試題、知識點參考資料、往屆學生的學習資料、軟件等。

慕課平臺上不僅要有各種富媒體課程教學資源，還要有師生互動區、評價考核系統等，便于教師實時、全方面了解學生的掌握情況和表現。

（二）課前預習

教師提前布置下節課的任務，學生自主安排時間進行線上課程學習，也可以借助搜索引擎查找任務相關的知識，在學習時按照教師設計的學習任務完成任務書或微視頻中提出的問題，將結果在線上學習平臺中進行反饋，對教師上傳的課程資料進行評價，還可以與線上的教師、學生溝通。同時，教師可以直接在學習平臺上監控學生的學習進程，查看學生登錄次數、在線時間、發帖、回帖等，有效監督學生學習。

（三）課堂教學

混合式教學模式的課堂教學環節以學生為中心，充分發揮學生的主體地位，教師應改變傳統的“灌輸式”教學，以課堂討論、動手操作、解決問題為主。教師根據學生在線學習的提問、在線測評的反饋等安排課堂教學重點和難點。在課堂教學中，教師首先對重難點知識進行講解，對學生線上提出的帶有普遍性的典型問題進行分析。針對重點、難點及典型問題引出課堂探討主題，以小組為單位，教師組織學生進行討論交流。在學生討論過程中，教師要發揮主導作用，對學生的討論及時引導、糾正，使課堂討論有目的、有意義地進行。為調動學生討論的熱情，教師要尊重學生的發言，適當給予學生鼓勵和表揚。討論結束后，教師對每個討論主題進行總結，加以點評。

討論只是課堂教學的一部分，《機器人控制技術》作為一門操作性很強的課程，必須要引導學生積極動手操作。按照基于工作過程的要求，從電子元件的選擇、原理圖的繪制、PCB的制作、電子元件的焊接到電路板的測試、機器人“器官”的組裝、功能程序的編寫等一系列工作都由學生兩人一組協作完成。對操作過程中遇到的問題，可以求助教師或其他同學。教師要一直把控整個實操過程。最后由學生展示和自評本組完成的作品，其他組互評，教師點評和總結。學生對作品進行完善后上交，作為平時考核的依據。

（四）課后拓展

因材施教，對于能力特別優秀的學生，引導他們課后繼續完成拓展教學項目。這部分學生一般都是系電子協會會員，志同道合，課余時間經常在一起討論新科技、鉆研新技術。遇到技術難題時，可以在在線平臺上發起討論話題，尋求教師的幫助。教師還可以鼓勵這部分學生積極參與自己的橫向課題，鍛煉他們的創新能力及工程實踐能力。

五、基于慕課的混合式教學模式的實證

自2016年起，筆者所在課程團隊以超星慕課平臺為依托，對所授《機器人控制技術》課程進行基于慕課的混合式教學模式的嘗試，從學生的學習熱情及教學效果來看，取得了顯著提升。學生普遍認為，學習不再是被動地灌輸，而是主動地探索。為了了解學生的學習效果，筆者對電子信息專業已學過該課程的2013級和2014級學生開展問卷調查。2013級學生采用“教學做評”一體化教學模式，2014級學生采用基于慕課的混合式教學模式。下圖是對課程難易程度的評價，設定了“難”“一般”“容易理解”3個選項。從圖中可以看出，2014級大多數學生認為課程并不難，可以接受，而2013級認為該課程難度較大的學生占了大多數。這驗證了基于慕課的混合式教學模式對提升教學質量的影響。

六、結語

本文以《機器人控制技術》課程為例，探討如何在高職工科類課程中開展基于慕課的混合式教學模式，主要從教學準備、課前預習、課堂教學、課后拓展四個方面進行課程設計。通過對比“教學做評”一體化教學模式和基于慕課的混合式教學模式的教學效果，后者在提升教學質量方面具有明顯的優勢。但是，我們也應該看到，第一，在線學習對學生的學習自覺性和個人自控力有一定的要求，高職院校的少數學生要做到這一點非常困難。第二，高職院校的學生由于自學能力弱，少數學生的在線學習效率和效果并不理想。因此，我們仍需要結合一些傳統的教學方法優勢互補，逐步完善混合式教學的改革與創新。

參考文獻：

[1]張悅.MOOCs環境下翻轉課堂教學模式研究[J].沈陽師范大學學報（自然科學版），2016，5（4）：367-371.

[2]陳亞峰.MOOC環境下翻轉課堂教學模式研究[J].職業教育研究，2014，8（25）：167-169.

[3]聶愛國.高等院校教學改革中的混合式教學模式研究[J].教育教學論壇，2016，23（67）：101-102.

[4]黃小花.基于“計算機應用基礎”慕課環境下的混合教學模式研究[J].無線互聯科技，2016，7（6）：105-112.

[5]李晶晶.基于混合式學習的“教學技能”課程的實踐與反思[J].內蒙古師范大學學報（教育科學版），2014，12（21）：85-90.

[6]袁明蘭.基于慕課的混合教學課程設計與實踐[J].教育教學論壇，2016，7（7）：161-162.

[7]付檢新.基于慕課的混合教學模式設計與實踐[J].職教通訊，2016，5（10）：43-45.