基于互聯網教學的工業機器人理實一體課程改革與實踐

【摘要】針對目前工業機器人理實一體課程教學中存在的問題，提出一種基于云平臺的互聯網教學模式改革，從教學資源、教學組織、教學評價三方面闡述了改革舉措和實施成效。

【關鍵詞】云平臺? 翻轉課堂? 互聯網教學

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

工業機器人作為智能制造的核心組成部分，在新一輪制造業轉型升級中充當了重要的角色。在制造業向智能化轉型的環境下，工業機器人銷量出現了井噴式增長。數據顯示，國內機器人市場需求日益強勁，機器人安裝量每年都保持了高增長。隨著機器人的廣泛運用，企業對機器人相關人才的需求也急劇飆升。制造業企業的競爭逐步由人工成本的競爭轉向高技能創新型人才的競爭。

在此背景下，金華職業技術學院順應時代潮流，組建了工業機器人技術專業并建設了工業機器人系列課程。由于是新技術專業，傳統的教學模式不能很好地服務教學[1-2]。為提高教學質量，培訓企業需要的高技能型人才，以《弧焊機器人工作站系統應用》課程為例，探索一種基于互聯網教學的理實一體教學模式，提高人才培養的有效性，為區域制造業轉型升級提供人才支撐。

一、目前教學中存在的問題

（一）學生基礎有差異，傳統的教學模式較難實現因材施教

傳統教學模式對所有學生進行同質化教學，由于學生基礎存在的差異性，同質化教學會導致：對于基礎好學習能力強的同學，現有的項目的難度不足以滿足其學習需求，限制了其學習的深度;而對于基礎差學習積極性不足的同學，跟不上教師的教學步驟，容易造成其學習信心的缺失。

（二）課堂教學時間有限，無法對所學內容深入運用

由于受上課教學時間限制，教師知識講解、實操演示占據了較多的課堂時間。學生在學習時，更多的是機械式的被動學習，跟著老師的動作順序完成既定的操作，并沒有進行深入的思考，未能做到知其然并知其所以然，導致了教學效果欠佳。

（三）教學過程缺乏有效管理，教學評價不能反映真實情況

目前工業機器人理實一體課程大多采用老師統一講授，學生分組操練的教學模式。在此過程中，經常存在“組長做，組員看”的情況，對于組員的學習情況，教師并不能很好地掌握。在教學評價過程中，也無法真實客觀地評價每個學生對知識技能的真實運用情況。

針對以上工業機器人理實一體課程教學過程中存在的問題，以《弧焊機器人工作站系統應用》為載體，從教學資源、教學組織、教學評價三方面進行基于互聯網教學的工業機器人理實一體課程改革。

二、基于互聯網教學的工業機器人理實一體課程改革

（一）教學資源

建設高質量數字化的教學資源。根據以下原則建設資源：（1）以學習者為中心，考慮學習者的學習專注度和學習興趣的激發，關注教學資源的系統性和顆粒化。（2）所建教學資源要適應翻轉課堂的教學模式，適合云課堂平臺的運用。（3）注重企業實際案例的引入與項目化教學改造，使建設的教學資源更加貼近生產實踐。

對本課程覆蓋知識能力點進行設計，共涵蓋5個一級知識點和18個二級知識點。5個一級知識點構成了課程的5個項目，18個二級知識點構成了課程的13個任務。對每個任務分配相應的課時，并對每個任務制定相應能力目標和知識目標，完成課程標準的編制。根據翻轉課堂的教學模式，完成每一個任務的教學設計的編制。依托云課堂的載體功能，完成課程考核方案的設計和編制。根據課程標準規定的相關任務章節的要求，完成每一任務下素材級資源的建設，包括了教學視頻、圖片、文檔、微課、實訓指導書、試題庫等。

（二）教學組織

通過教學改革，課程采用翻轉課堂的教學組織形式。以課程標準定義的每一任務為單元，進行翻轉課堂的教學設計，編制相應的教案。翻轉課堂教學組織分為課前、課中、課后三部分。課前學生按要求在云課堂上進行規定教學視頻的自學并完成相應檢測練習;課中分小組進行討論，對本堂課的知識技能體系進行歸納總結，并進行小組展示、組間互評，構建本堂課知識體系的思維導圖，并以頭腦風暴的形式上傳云課堂，完成教師在云課堂上設置的相關提問測試環節，在充分理解知識技能點后以小組為單位進行實操訓練;課后學生需完成云課堂上的相關作業，上傳作業報告至云課堂。翻轉課堂的教學設計案例見表1。

相較于傳統的教學模式，翻轉課堂的教學模式使得課堂具有更多的能動性，更加貫徹了按需教學、分層教學的思路。

（3）教學評價

以云課堂為載體，對翻轉課堂的三個環節的各個教學活動進行全方位的記錄和評價。設計教學評價方案，對各環節所占比重進行分配。教學評價方案見表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分數。課前環節包括課前自學視頻的完成度以及自測題目的正確率，占比15%;課中環節包括云課堂記錄的課堂考勤、云課堂記錄課中各環節的綜合得分。

課中各環節的參與度，占比40%;課后環節包括提交云課堂的作業得分，占比15%。

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

三、改革成效

基于互聯網教學的工業機器人理實一體課程改革與實踐在推進實施過程中得到了學院領導和專業教師的大力支持，并取得了一些成果：

（1）通過課程改革，建設完成一套系統完整的高質量數字化教學資源。

（2）完成構建翻轉課堂的教學組織模式。不同層次的學生在學習過程中能夠找準自己的定位，深化了按需教學和分層教學的理念，加強了學生對知識的理解、內化與應用。

（3）引入云課堂作為教學組織和教學評價的載體，提高了學生學習的參與度與積極性，對自覺性差的學生起到了監督和促進作用。較傳統的教學評價，基于云課堂的教學評價能夠更真實地反映學生的學習情況，能對學生給出一個更合理的教學評價，同時也為教師的教學反思和教學改進提供了數據支撐。

（4）課程覆蓋機電工程學院工業機器人專業、機制專業學生。經過一年的教學實施和推廣，學生的學習質量得到了顯著提升。拔尖學生在全國職業院校技能競賽中斬獲佳績。畢業生質量也得到了普遍的提高，畢業生就業受到了區域制造業企業的廣泛好評。

參考文獻：

[1]陳中哲，徐明輝.云環境下工業機器人課程教學資源建設和教學模式改革[J].現代職業教育，2018（11）：41-41.

[2]黃鵬程，王桂鋒，傅云峰.工業機器人專業“多段式”人才培養路徑研究[J].當代教研論叢，2019（9）：26-27.

作者簡介：

陳中哲，男，金華職業技術學院講師，碩士，研究方向：工業機器人技術。