云班課在工業機器人課程中的應用研究

蔡宇翔

（臺州科技職業學院機電與模具工程學院，浙江 臺州 318020）

引言

2015 年，國務院審議通過《中國制2025》，其中明確指出：“促進機器人標準化、規模化發展，擴大市場應用”。[1]當前隨著產業的不斷升級，工業機器人在企業的自動化生產也越來越廣泛，工業機器人操作課程也在高校中廣泛開始推廣。

工業機器人課程在以往的教學中，較為重視學生的課堂實際操作，普遍能夠通過項目化的教學方法來執行教學情況。但是由于缺乏信息化建設，對學生的預習情況、學習的掌握情況較為難以掌握，沒有一個有力的數據來反映學生的具體學習情況，教師和學生的互動相對較少，師生間的交流缺乏使得教師難以全方位掌握每個學生的學習情況。

因此總體來說，課程的信息化教學水平還是較為欠缺的。雖然教學改革一直在進行，但是如何全程掌握學生的預習情況、學習進度的掌握情況、教師教學方法的接受情況等一直是教學中的“痛點”，需要通過信息化的手段來提升教師的教學改革。

一、云班課

“云班課”軟件是北京智啟藍墨信息技術有限公司針對當前課堂教學所推出的一款智能化教學輔助軟件。它基于移動互聯環境，實現老師與學生之間的即時互動、資源推送和作業任務布置，它完整地記錄了學生學習的過程性，為老師提供高質量的教學研究大數據，并具有基于人工智能技術的個性化智能助學和智能助教功能。基于云班課軟件能夠實現教師和學生學習全過程的融合。在“云班課”軟件中主要應用以下功能[2]：

（一）考勤。通過手機定位和多種簽到模式，例如限時簽到、手勢簽到等，杜絕學生考勤作弊行為，節約課堂時間。

（二）課堂在線討論。通過頭腦風暴、在線討論等，教師可以通過手機端與所有學生建立連接，每個學生與教師都是平等關系，沒有所謂坐前排后排之分。對于不善表達的學生，也更好地反映他們地思想。

（三）課堂測試。通過手機測試，實時查看學生的課前預習與課前作業情況，實時顯示學生的預習效果與課堂掌握情況。

（四）課后資料學習。在教學中不可能涉及所有的知識面，因此課后的學習資料就可以放在APP 中，學生是否有學習都能看到，方便教師了解學生平時學習。

（五）學業預警。對于那些平時學習不認真的學生，通過在線預警提示，既照顧了學生的自尊心又能提醒學生要認真學習。

（六）綜合成績統計。在以往統計成績中，教師手動統計每個學生成績，特別是平時成績較多時容易發生遺漏。而云班課中的經驗值的分布組成就非常明顯地反應學生的學習情況，數據詳盡且不出錯。

二、云班課在機器人教學中的使用

在課前確定好學習目標后，就可以在課中采用云班課學習，這里以工業機器人教學中的基本運動指令MoveJ 和MoveL 指令的用法為例，說明云班課在課堂教學中的應用。

首先是在課前進行教學設計，確定采用案例法、項目法、啟發式教學的方法，明確引導學生從被動學習到主動探索。在上課前，通過“云班課”中的“活動”發布課程的學習進度和本次課要學習的內容，布置課前作業，掌握學生的預習情況。針對學生的總體預習情況，合理調整上課的內容安排、時間安排，使課堂效果達到最大化。[3]

其次，在教學中教師首先需要將指令的每個部分講解一遍，特別是如何插入、修改指令，修改目標點，如果學生不明白多次演示一遍。然后學生根據MoveJ 指令的用法，自主探索MoveL 的用法，在使用相同坐標點的情況下，分別通過MoveJ 指令和MoveL 指令移動機器人法蘭末端。教師通過“云班課”發起課堂討論，與學生共同探討MoveJ 和MoveL 指令的差別（第一個參與討論和第一個回答正確的學生，均給一定的高經驗值加分以鼓勵，參與討論同學給一般經驗值加分）。通過“云班課”中的小組討論、投票/問卷方式，提升教師與學生的互動，了解學生的學習能力、學習方法、教學喜好，調整課堂教學的授課進度，照顧絕大多數學生的學習能力，并采用學生喜歡的教學方式

在課堂練習部分完成后，教師通過“云班課”上傳項目任務內容和課后作業，并明確課后作業以視頻的方式提交上傳至“云班課”。同時通過“搖一搖”選人方式，隨機抽取學生邀請他講解項目的操作思路。回答正確者給予經驗值加分鼓勵。并再次過程中通過學生的項目練習，解答學生在練習過程中產生的疑問。在課堂的結尾，教師通過“云班課”發起投票，查看學生對教學內容的理解情況，如果絕大數同學選擇“課程較難”，那么課上再仔細講解一遍，告知學生查看“云班課”中的網絡視頻資源并操作練習。

在課后采用4-5 個貼近生產實際的項目，鞏固課堂教學的內容，并檢驗學生的學習成果，在平時課后作業中，由淺入深的進行課后作業的布置。隨著教學的不斷推進，學生的知識水平和能力也隨之提高，適時在課后作業中添加難度不等的項目化作業任務，提高學生課后的參與度并鞏固學習內容。通過“云班課”進行作業全程監督和批改，掌握學生課后學習情況。

三、教學效果分析

在教學中一個非常重要的部分就是分析課堂教學的效果。而在“云班課”中的經驗值就是學生學習效果的一個重要參考。同時通過統計學生的整個學期的數據，并綜合評判學生的期末成績，可以反映教師的教學優劣。[4]

在期末考核中，學生的成績反應了教師的教學效果。在本課程教學中總成績為期末成績×40%與平時成績的60%組合而成期末成績主要為理論部分。在平時成績中，更多地采用我校學生較為喜歡的實操練習的方法，體現“厚德強技”理念。總成績的組成強化學生的技能，弱化學生的理論知識，更貼近我校學生實際與工業生產實際。期末采用閉卷筆試的方法，綜合應用選擇、填空、簡答、改錯等，綜合反映學生對工業機器人理論的掌握情況。

而云班課最重要的部分就是掌握學生平時的學習情況，因此云班課中經驗值的組成就是學生期末成績的反應。在本課程中平時成績組成主要分為三個部分，其占比和主要部分為：

（一）考勤（5%）：考勤分100 分，本課程在整個學期中采用不定期點名的方式，學生缺勤一次扣10 分，直至扣完為止。

（二）課后作業（25%）：學生課后作業100 分，課程包含10 個綜合性課后作業，根據每次作業的得分情況統計而來。

（三）課堂表現（10%）：課堂表現分100分，其評分標準為，在本學期的課堂討論、提問中，在“云班課”所記錄的經驗值中，以班級成員經驗值的平均分為準，超過平均分的120%為100 分，在平均分及平均分的120%區間范圍內為80 分，低于平均分至平均分的80%為60 分，在平均分的60%至80%區間得40，低于平均分得60%課堂表現不得分。

在課堂表現中，主要的加分項目有：按時提交課堂練習結果；

主要的減分項目有：不遵守課堂紀律，玩手機、睡覺、大聲喧嘩等；

額外的加分項目有：主動舉手發言或演示、第一個提交課堂練習；

四、結束語

在經過一個學期的實踐，發現使用云班課后，學生的課堂參與度明顯提高，超過了90%的學生都會在APP 中與教師積極交流，作業的提交率也超過了80，相比較以往，學生期末的不及格率也大大地降低了，普遍低于5%。因此，通過“云班課”教學能夠有效地提升課程的教學效果，值得在其他課程中進行推廣應用。