《工業機器人編程與調試》立體化教材建設研究與實踐

羅文 張華

摘 要 工業機器人技術專業發展和建設尚處于起步階段，相關教學資源尚處于空白或開發中，特別是適合高職學生的教學資源開發迫在眉睫。簡述《工業機器人編程與調試》立體化教材建設意義和思路，梳理并分析建設的主要內容。

關鍵詞 工業機器人技術專業；工業機器人編程與調試；立體化教材；UMU學習平臺；微課；翻轉課堂

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）14-0035-03

Research and Practice of Construction of Three-dimensional Teaching Material for Programming and Debugging of Indus-trial Robot//LUO Wen， ZHANG Hua

Abstract The development and construction of the Industrial Robot Technology Specialty is still in its infancy， and the related teaching resources are still in the blank or development stage. Especially， the development of teaching resources suitable for higher vocational stu-

dents is imminent. This paper briefly introduces the significance and train of thought for the construction of three-dimensional teaching material for Programming and Debugging of Industrial Robots， and analyzes the main contents of the construction.

Key words industrial robot technology specialty； programming and debugging of industrial robot； three-dimensional teaching material； UMU learning platform； micro course； flipped classroom

1 《工業機器人編程與調試》立體化教材建設的意義

工業機器人技術專業是近幾年才在全國新開設的專業，2015年全國一共才三所高職院校開設此專業，從2017年開設，學校可能會陸續增至50所左右。重慶機電職業技術學院在2016年開設此專業。隨著“中國制造2025”的逐漸推動，工業機器人技術運用會是大勢所趨。但目前該專業發展和建設尚處于起步階段，相關教學資源尚處于空白或開發階段，特別是適合本校的教學資源開發迫在眉睫。本課題的提出，正是想通過為期兩年的研究與實踐，開發工業機器人技術專業核心課程“工業機器人編程與調試”的立體化教材資源，一方面填補該專業教學資源的不足；另一方面通過研究與實踐，為工業機器人技術專業其余課程立體化教材建設提出參考思路，力爭該項目經驗具有切實可行的可復制性和普及的運用前景。

隨著全民“互聯網+”時代的深入，傳統教學形式正在經受很大沖擊，由口傳、寫粉筆、看書本教材，演化為電子媒體的聲響、圖片、視頻、文本的可視化演示，用以協作口傳和書本教材的教學模式。通過互聯網學習不等于單純的文章閱讀、聽音頻或觀看視頻，知識載體形態豐富多樣，學習互動過程密不可分，使用多形式序列化的教學內容與學習互動式課程，通過預設學習路徑讓學習自然發生。這些教學形式的變化，要求課程開發者不只提供優質的紙質教材，還需要提供配套的互聯網資源，這就促進了立體化教材開發趨勢的形成。

立體化教材的建設和運行是以電腦、手機和互聯網為建設平臺，配套開發多樣的學習資源，運用多種新興教學工具（如UMU學習平臺）將學習內容、學習要點、學習重點都聚集其中，開發多元化教學運用的主輔教材、電子教案、CAI課件、網絡教學視頻（微課）、試題庫等。立體化教材是相較于以往傳統的文字印刷品而言，它集各種教學手段之優點，集學科知識點、微課、自媒體課件、網絡課件于一體，將視頻、語音、圖像等信息輸入模式相結合，多層次、多方位、多角度配合教學實施，使學與教在空間和時間上都得到極大的響應和互動，而且貴在隨時隨地反復使用。

2 立體化教材的建設方式

立體化教材作為一個貫穿全程的教學實施工具，建設出發點應著重以學生有效學習需求為主，輔助教師有效教學所需。總體來說，立體化教材建設包含：建設形式，包括紙質主教材與輔教材、輔助課件、學習網站、案例庫、教學視頻、微課堂等；建設內容，包括理論知識、實操指導、案例分析、教案、課件、學習軟件、學習交流平臺等；建設宗旨，即靈活有效地為學生和教師提供反復學習、教學資料。

3 《工業機器人編程與調試》立體化教材建設研究與實踐

開發主、輔紙質教材 紙質教材建設思想是：以“學生為主、教師為輔”的高職教育思想指導課程改革；針對崗位能力需求，構建課程知識體系；設置與職業崗位任職需求密切相關的基本知識內容框架，設置學生職業發展需要的專業知識內容階梯；以由淺入深認知規律為出發點，依托任務驅動編排教學內容；融合項目訓練實操指導書，講練結合，方便學生課前、課后反復學習。

教材特色：

1）書中引入機器人歷史與工業機器人編程文化的教育，使讀者能在學習前了解機器人的形成和編程發展的概貌，感知工業機器人編程的豐富多彩；

2）在案例引入之前，提出其實際生產應用的需求及應用的總體思想；

3）以備注方式對指令、坐標系、示教編程的理解、應用給出進一步的總結；

4）遵循由淺入深認知規律，依循循序漸進的原則，以進階的梯度難度選編教學案例；

5）配套每一個教學案例，編寫簡明實用的項目訓練實操指導書。

開發立體化教學包 立體化教學包包含課程實施建議、學習指導、電子教案、教學視頻（微課）資源庫等。下面具體以UMU學習平臺為例，介紹立體化教學包的具體建設實踐。

1）課程實施建議，包括學習方法導言、教學日歷、重難點提示等。該內容實施通過創建“學習項目”來實現，建立學習項目一共需要三個步驟。

①創建學習項目、編輯基本信息。該板塊就可以將課程學習方法導言、重難點提示等進行詳細錄入與創建，在基本信息頁面支持對名稱、標簽、頭圖、介紹的編輯，可以做到圖文并茂，最大限度全面介紹課程信息，吸引學生對于該門課程的學習興趣。

②添加課程。該板塊就可以將課程教學日歷完整呈現，以讓學生全面了解學習進度。

③添加學習階段。每個學習階段都由階段基本信息、課程內容提要兩個區域組成。在學習階段基本信息區域可以設置階段名稱、描述，可以做到與教學日歷完全匹配且更加翔實展現學習階段遞進關系。

2）學習指導。運用UMU學習平臺在教學中進行創新。UMU學習平臺為課程開發者提供了豐富的功能及擴展接口，如開課簽到、翻轉課堂等。UMU學習平臺的開發模式接口，為二次開發提供了強大的支持。而UMU學習平臺可以作為一座聯通師生之間的橋梁，讓教師和學生在這個平臺中互動。在該平臺上以項目為單元設置，包括項目要求、思路分析、必備知識分析、典型案例解析、項目測試、作業提交等。

學習指導可以通過UMU學習平臺上的“文章微課”“文檔微課”和“UMU考試”三個板塊來實現。UMU文章、文檔課程支持Word、PPT、Excel在內的16種主流文檔格式，使用UMU文檔課程一共分為四個部分：上傳現有文檔、創建制作文檔課程、分享文檔課程、學生學習文檔課程。學習指導可以將課程PPT、項目要求、思路分析、必備知識分析、典型案例解析等文字文本生成二維碼或URL鏈接（網址）來進行內容分享或布置，極大地靈活了翻轉課堂教學的實施。

UMU考試提供了便捷的方式測試學生的掌握程度，支持單選題、多選題與開放試題。上課時可利用大屏幕立即呈現考試結果與學生排名，幫助學生鞏固知識要點。UMU提供匿名考試與實名考試，通過匿名考試可以快速了解參與者知識掌握情況，實名考試可以了解每位參與者的答題情況。

UMU考試一共有四個部分：添加考試、編輯考試、分享邀請參與考試、查看考試成績與結果。考試由考試標題與考試題目組成，其中考試標題可以用于標注環節用途，比如可以標注為“課后測驗”，了解學生學習掌握情況，也幫助學生理解用意。學生可以提交圖片作為開放題的回答，逐道題目進行作答，在完成考試后查看自己的成績與答題的用時，可以立即查看正確答案或參考答案。

3）電子教案。電子教案改進傳統PPT將書本內容搬運到屏幕上的不足，運用一定的動畫技術使相關知識點的理解變得形象生動，易于學生理解；運用不同的切換模式先向學生拋出問題，待學生有所思考后展開答案，易于師生互動；在課件中使用多種有效的教學方法，有效地引起和維持學生的注意和興趣；課件中有明確的技能目標或體現項目的教學基本要求陳述，為學生提供學習方法或內容的建議、幫助；利用超鏈接體現知識點及相關內容之間的聯

系，而不僅僅是點擊鼠標翻頁或翻屏。

4）教學視頻資源庫（視頻微課）。錄制相關實操教學視頻，借鑒翻轉課堂教學模式，課前讓學生提前熟悉實操過程，提高課堂教學效率和質量；課后可通過反復觀看教學視頻，增強對相關實操知識點的理解和掌握。該教學視頻資源庫可由課程網站轉移向UMU學習平臺推送。

UMU支持多種視頻格式、大小與時長，這就對微課提供了靈活的錄制選擇：關于知識點的微課可以在10分鐘以內；關于實操視頻微課，可以完整地呈現操作過程，避免視頻剪輯的操作麻煩。

4 結語

立體化教材建設可以做到傳統教材無法做到的事情。

1）課堂互聯網+：學生沒手機、沒平板電腦沒關系，用教師手機給學生作業、作品、討論結果拍照，大屏幕上立刻呈現圖片；還可以用翻頁器瀟灑翻頁，瞬間讓互聯網+教育成為現實。

2）做微課：使用UMU學習平臺可以很輕松地制作專業微課，10分鐘九圖一小節，一個課程小節數量不限，瞬間生成二維碼課程；微課還可以結合考試、提問等一系列互動方式，增強學生學習壓力與動力。

3）做互動：用手機隨時發起現場提問、討論，用大屏幕展示互動結果，讓每個人都能融入、分享、收獲！

4）辦考試：在線考試，限時回答，分數立刻展示，大屏幕展示排行榜及每題結果，還可以針對考試情況自動生成微課進行講解。

5）翻轉課堂：通過短視頻、微課提前把內容給學生，課前先預習，上課更有效。

6）陪伴學習：每次課錄制一個五分鐘微課把學習要點發到學習群，學生可以反復學習和體會，當次課沒聽明白也可課后學習，學得更扎實。

為了支持學生主動探索和自主學習，實現以教師“教”為中心向以學生“學”為中心的轉變、從傳授模式向學習模式轉變[1-4]，需要在學生學習過程中提供方便有效的學習資源[5]。在“互聯網+”時代，當代大學生已經習慣于電子閱讀和多媒體學習環境[3]，積極研究與實踐符合高職教育發展的立體化教材建設勢在必行。

參考文獻

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[3]紹云.姜麗娜，李春喜.《生物統計學》立體化教材建設實踐與思考[J].高等教育研究學報，2012，35（1）：84-86.

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[6]閆靜.高等中醫藥院校“無機化學”立體化教材體系建設的實踐與思索[J].黑龍江教育：高教研究與評估，2014（1）：

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