“分組、分層、三維評價”在工業機器人操作教學中的應用

文/東莞市機電工程學校 高燕玲

在工業機器人操作教學過程中，采用任務驅動法的過程一般如下：布置實操任務；學生分組，每組5-6名學生，安排到固定的機位輪流操作；教師根據每個學生完成任務的情況進行打分。此法用了兩個學期，常常會出現這樣的局面：小組內一般有1到2名學生有較大的學習熱情，能認真主動學習，較好地完成操作任務；有1到2名學生學得被動，要經教師催促后才進行操作，若在操作中遇到問題或不懂之處又會停下來，直至被教師發現且幫忙解決了問題之后，才將操作繼續進行；往往還有1名學生從上課開始就處在等待下課的狀態，內心暗暗希望其他學生操作慢一點，直到下課也輪不到自己操作，常以“時間不夠”為理由，逃避動手操作。或者時不時會出現個別小組的所有成員早已完成實操任務，而另外的小組卻連第一個操作的學生都還沒做完。

針對這樣的困局，筆者一邊摸索一邊歸納，經過思考和總結，在最近的兩個學期，對這門課程的教學方法進行了改進，采取了“分組、分層、三維評價”的方式展開教學，能明顯感受到學生學習的積極性被調動起來，再也沒有出現操作成績不及格的情況，學生在學習中體驗到了成就感，學習的效率也得到了提高。

一、分組

鑒于我校配備用于工業機器人操作教學的工業機器人的數量為6臺。筆者把學生分成6個小組，每小組由5到6名學生組成。以往的做法是：把學生按班級名冊中的學號順序，依次分成6個小組，小組長由組員商量后推選產生。這種看似合理實則偷懶的分組方法，產生了兩個明顯的弊端：

①每個小組隨機組合的學生學習能力分配不均勻，會導致一次課下來，有些組很快就完成任務，而有些組只有1到2名學生能完成任務。很快完成的學生，會覺得任務沒有挑戰性，剩余的時間在等待，覺得無聊。而不能按時完成任務的學生，會覺得越學不懂的越多。這樣的效果，無論對學習能力強還是學習能力弱的學生的積極性都造成挫傷。同時，還會影響教學的進度。

②小組長在小組內的職責主要是代表本小組領任務、工具，安排組員整理工位、檢查衛生；在學習上，對小組成員的帶動和幫助很少，沒有很好突出組長的帶頭、引領作用。

針對弊端，筆者在分組的方法上進行了改進，在小組長的職責上做了進一步的明確，取得了教師教得“省心”、學生學得“有勁”的效果。

①組員的能力分配平均是關鍵。分組前，先全班動員，告訴學生：每位學生的實操成績跟小組隊友的表現息息相關，小組成績按30%計入個人的總成績。教師預先選出學習能力強、判斷能力強、組織能力強及實踐能力強的6名學生，經他(她)本人同意，定為小組長。分組時，讓學生按實操能力由“強到弱”站成4列，由6名小組長分4輪按“蛇形排列組合”(如圖1所示)挑選小組成員。這種按“蛇形排列組合”挑選出來的組員，在能力分配上基本能達到強、中、弱相對平均的狀態。

圖1

②小組長的職責進一步明確。教師給予小組長充分的信任，充分發揮“老師的教學助手”的作用。組員的實操安全分數由小組長評。教師把實操任務布置下去后，要確保小組長先學懂。接下來由組長帶動、教師引導，對學習能力較強的學生，讓他們先學起來，給基礎相對偏弱的學生營造一個好的氣氛，從而帶動大家共同學習。當組員遇到不懂時，由小組長當小老師來教他(她)。往往由學生來教學生的效果，勝于由教師來教學生。這樣一來，學生在討論和相互幫帶中，能力得到提升；學起來更有勁，教師也教得省力。

二、分層

分層教學法是在學生的知識基礎、學習能力、興趣愛好存在明顯差異的情況下，教師有針對性地對不同的學生教授以不同的教學內容，達到不同教學目標的過程。

學生在工業機器人實操課的表現可分為“吃不進”“消化不了”及“吃不飽”三類。相對應的，其實是學生的學習態度、領悟能力、解決問題能力的差異。于是將他們分成A、B、C三層，以B層學生的學習進度為教學進度。A層：實踐操作技能過硬，專業理論基礎扎實，接受新知識能力強，具有較好的學習習慣和自學能力。B層：具有一定的知識基礎和動手操作能力，內心渴望進步，但自我控制能力差。C層：專業基礎薄弱，學習積極性不高，學習能力弱，需要督促學習。對于A層學生，主要側重于培養綜合職業能力。能根據操作任務的要求，獨立自主選擇合理的方式方法完成任務。對B層學生，主要側重培養學生的實踐應用能力。在教師、小組長的指點下，編寫、調試稍復雜的程序，并能按自己的思路獨立完成任務。對C層學生的培養目標：有基本的編程能力，能夠模仿編程思路和教師演示引導的方法完成任務。側重于核心知識的理解和簡單操作技能的掌握。

以學習工業機器人“圓弧運動指令”為例，根據任務的難度，將學習的內容分為基礎任務、進階(提高)任務和拓展(挑戰)任務三個層次。分層實施過程如表1所示。

表1 實操任務分層

通過由簡入繁、由易到難的循序漸進的原則，給每個層次的學生設計了有一定難度梯度的任務，使學生“跳一跳，夠得到”。使每個學生按自己的能力，學有所得、學有所獲，大大增強了學習的信心，也提高了思考問題、解決問題的積極性。

三、三維評價

原來由教師單方打分的評價方式，操作起來直接簡單，但這種終結性評價的效果卻不太好。改進后，采用由教師、小組長、組間的三維評價的方式。通過教師評價、小組自評、組間互評，得出學生完成學習任務的最終得分。改進后，增加了學生參與評分的環節，以便讓學生從“當老師”的角度去看自己、看他人的表現，從而更了解自己的能力水平，促進共同進步。

表2 實操成績及分數比例

(一)教師評價(占60%)

有了小組長這個“教學助手”后，教師原來要用于對課堂控制的100%精力，現在可分出很大一部分轉到關注學生個人表現上。學生每完成一個任務，都希望被教師看見，希望教師對自己有所關注。教師的評價、評分，是學生判斷自己當下“學習成果”的權威依據。因此，來自教師的反饋十分重要。

教師評分的參考指標主要由三部分構成(如表3):①操作是否規范；②任務完成的質量；③互助合作精神。

表3 教師評價

教師當著學生的面打分，及時指出其在完成任務過程中的閃光點，記錄下學生操作中遇到的問題及解決方法。在教師對學生帶著個體關注的氛圍中，學生會產生一種希望在教師面前好好表現的內驅力。

(二)組間評價(占30%)

在小組長帶領下的小組學習，小組成員之間就形成了“學習共同體”。評分的方法：每個小組選出最能代表本小組水平的“作品”，由教師拍下相關的視頻或圖片(如在“圓弧運動指令”的學習中，拍下“所編程序”的圖片及“機器人運動”的視頻)在一體機上播放，全班學生一起觀看、評分。

評分標準與教師評分的參考指標相同(如表4)，每小組只給其他的小組評分，本小組成員內部商量后給其他各小組評出一個分數(最高為20分)。將5個小組的評分相加，得出小組“學習共同體”的分數。這個分數，即為小組成員的每個人得分。

表4 組間評價

這個組間評分的環節，是課堂氣氛最活躍的環節，學生都希望自己的小組是表現最好的小組，都希望自己的小組能拿到高分。通過“欣賞”彼此的“作品”，學生們能看到彼此“出彩”的地方，也能看到彼此“出糗”的部分。通過對比，學生能看到本組的長處和短板，對自己的能力水平做到“心中有數”。青少年學生都有比較在乎自己在同齡人中的表現的特點。因此，小組成員在完成自己的操作任務時，都生怕因自己拖了小組的后腿。組員之間自覺地相互出謀劃策、相互學習、相互提醒,學得投入，學習氣氛好。

表5 組長評價

(三)組長評分(占10%)

組長對小組成員的操作安全、工位整理情況評分。如發生機器人碰撞等事故，則評為0分，若操作正常符合規范，則評為滿分。把對“安全操作”評分的權利交給組長，要求組長關注本組成員的操作過程，指出安全隱患，盡量避免安全事故。

同時，組員若在操作過程中遇到不懂之處，組長也能及時在旁給予輔導和幫助。當然，這并不意味著教師對學生的操作安全放手不管，每一個操作環節都要注重培養每個學生“我的操作安全我負責”的責任意識。組長在感受到自己的權利和責任后，也會表現得更積極主動。

四、結語

中職學校培養的是技術技能型人才，工業機器人操作重在培養學生的操作技能和責任意識。

分組教學法有利于學生在互助互動中相互學習、相互促進、共同提高。

分層教學能較好地解決班級學生水平不一的問題，使每個學生都能在最近發展區“跳一跳，摘得到果子”，調動了學習的主動性和積極性。

三維評價讓學生投入到“評分者”的角色上來，從“教師”的維度去看自己和他人的表現，更好地了解自己的水平，促使學生對自己提出更高的要求。

改革后的實操課，學生的安全操作意識得到明顯增強；發現問題、分析問題、解決問題的能力得到了提高；學習積極性提高的同時，學生學起來更“有勁”了；實操課的成績整體進步明顯，教師“教得省心”。