跨校修讀課程實踐類教學資源建設及共享機制研究
——以機器人技術及其應用課程為例

祝尚臻，雷彥華，年佳琪

（沈陽工程學院，遼寧沈陽 110136）

隨著高等教育的深入發展和學生需求的多樣化，跨校修讀作為一種基于“互聯網+”的全新教學模式，越來越受到師生的歡迎，其實施有效地推動了相關高校優質教學資源的共享，促進了校際間的學術和文化交流，是推進優質教育大眾化、消除校際教育壁壘的有效途徑，也是現代教育發展的必然趨勢[1]。跨校修讀課程教學對于豐富學生的知識儲備、提高其學術素養和綜合能力具有重要意義，通過跨校修讀課程，學生可以拓寬學科領域，增加專業技能，豐富學習經歷，獲取更多的學術資源，提高學術水平和綜合能力。然而，跨校修讀課程面臨的一個重要問題是教學資源的建設和共享不完善，尤其是實踐類教學資源的建設和共享存在諸多困難，使得實踐類教學資源的跨校修讀效果欠佳，難以大規模有效開展。本文以機器人技術及其應用課程為例，從課程實踐教學特點、課程實踐類教學資源硬件建設和共享機制構建等方面進行了探索研究，為后續實踐性較強課程的跨校修讀工作的深入開展提供了有益參考。

1 機器人技術及其應用跨校修讀課程實踐教學現狀

實踐教學是高等教育的重要組成部分，高質量的實踐教學是學生從學校走向社會的堅實橋梁，是培養應用型、創新型人才的必要環節，因此，跨校修讀課程實踐教學的效果直接影響跨校修讀課程的教學效果和人才培養質量。機器人技術及其應用課程作為一門更加側重于實踐教學的課程[2]，其教學更加注重學生動手能力和實踐操作技能的培養，需要通過大量的實際操作編程、實驗和項目設計，使學生更加直觀、深入地理解和應用機器人技術相關知識，因此，實踐教學對于此類課程的教學尤為重要[3]。目前，機器人技術及其應用跨校修讀課程的實踐教學主要存在以下幾個問題。

1.1 高校實踐類教學資源共享的意愿較低，跨校修讀學生對線下教學的參與性和可操作性不強

首先是知識產權保護：機器人作為新興產業和專業，普適性的教學資源匱乏，各高校主要通過自身的摸索和實踐，實現了教材、課件、實驗指導等教學資源的原始積累，教師和學校對資源共享導致知識產權的侵犯和盜用有所顧慮，因此，共享資源的積極性不高。

其次是獎勵與激勵機制不足：目前，高校在實踐教學資源共享方面缺乏相應的獎勵和激勵機制，教師和學校在實踐類教學資源共享方面要付出更多的時間和精力，但沒有得到相應的回報和認可，大大降低了教師參與的意愿和動力。

最后是實踐類教學資源往往需要特定的實驗設備和實習場所等條件：相比線上視頻教學來說，學生對線下教學的參與性和可操作性存在時間、交通、住宿、經費、安全等諸多障礙，這些障礙加大了跨校修讀學生參與的難度。

1.2 機器人相關實踐教學內容陳舊單一、教學設備匱乏

機器人產業發展迅速，新的技術和應用不斷涌現，導致了傳統機器人課程的內容無法跟上行業的發展[4]。例如，傳統機器人課程只涵蓋基礎的機械結構、控制原理和傳感器技術，忽略了人工智能、機器學習、機器視覺等新興技術的應用[5]。同時，由于機器人品牌、廠家眾多，不同品牌機器人之間的編程語言差異明顯，對教師的知識更新和教材的編寫提出了更高的要求[6]。

機器人系統尤其是工業機器人系統價格通常較高，且需要定期維護和保養，在使用過程中的損壞率也較高。很多高校受限于教學經費和師資不足，無法在設備數量、設備人均占有率、使用率及教學內容更新方面提供充足的軟硬件保障，導致機器人教學無法完成相關實驗、實驗實訓時間較短、學生實踐不深入等問題[7]，在實踐教學方面滿足不了跨校修讀學生的需求和應用型人才培養的要求[8]。

參與跨校修讀課程的學生目前多為本科高校學生，本科與職業院校類的跨校修讀由于層次差異、制度建設滯后等原因還沒有真正實現。通過對近幾年沈陽工程學院機器人技術及其應用跨校修讀課程教學統計，學生的專業分布主要有機器人工程、自動化、通信工程、機電一體化等，課程的性質約70%以上為必修課，其余為選修課。這就導致學生對所選課程教學內容、學時、深度等存在差異化需求，為跨校修讀工作帶來了新的挑戰。

1.3 缺乏順暢有效的共享機制

一個運行順暢、職責清晰、保障有力的跨校共享合作機制能夠大大提升跨校修讀課程的運轉效率和教學水平，促進不同學校之間的有效合作與交流，真正實現資源共享、優勢互補，提高教育質量和學術水平。目前，高校之間各自為政，缺乏統一、順暢、有效的共享機制，實際工作中無條可依、無章可循，難以在共享機制的框架下開展工作，導致跨校修讀課程實踐類教學難以實現。通過建立完善、條理清晰的跨校合作機制，可以促進校際之間在教學、科研、人才培養等方面的良好合作，推動教育資源的共享與流動，切實提高教育資源的利用效率。

2 跨校修讀課程實踐類教學資源建設、共享機制構建

2.1 建立相關的管理機構和規章制度

高校建立專門的版權管理機構，負責教學資源的版權審查和保護工作，為教師提供相關的法律支持和指導，鼓勵教師共享優質教學資源。在目前以科研成果和論文發表為主的職稱評價體系中引入跨校實踐類教學資源共享效果評價指標，建立獎勵制度，對于積極參與教學資源共享的教師進行表彰和獎勵，提高教師的積極性。

同時，要建立《跨校修讀學生日常管理規定》等一系列規章制度，加強跨校修讀的制度化管理工作，為教師和學生提供更為完善的跨校修讀制度保障，確立學生管理與服務的內容和責任：包括學生選課、學籍管理、學籍證明及食宿等方面。建立學生交流與互動平臺，促進學生之間的交流和合作，增強校際間合作的規范化、流程化，切實擴大優質實踐類教育資源的共享范圍，提升人才培養質量和效果。

2.2 整合現有教學資源，引入企業、行業專家參與教學過程

實踐類教學資源建設的效果，直接影響實踐教學的落實效果。優質的教學環境和教學設施，可以為教師和學生開展更為全面、實踐性更強的教學活動提供場所和設備，對于增強學生的學習興趣，培養學生的創新能力、實踐能力和職業素養，全面提升學生的競爭力有著重要意義，因此，加強實踐類教學資源硬件建設，是提高實踐教學水平的重要一環。

2.2.1 優化資源配置，實現校內機器人相關實驗實訓場所的設備和師資的有效共享

目前，學校已經實現了數控機床實驗室、傳感器應用實驗室、工業4.0 實驗室和工業機器人實驗室的校內共享；招聘機器人領域的企業專家為兼職教師，參與人才培養方案制定、教材編寫、理論實踐教學和實驗室建設等教學過程，確保知識體系和課程內容與行業發展保持緊密聯系，確保教師的專業水平與課程需求相匹配[9]。

2.2.2 引入工業機器人虛擬仿真技術

工業機器人虛擬仿真技術是一種利用計算機技術模擬和仿真工業機器人操作過程的技術，它通過構建數字化的虛擬環境，將實際的機器人、工作場景和任務進行模型化和仿真，以實現對機器人操作性能、路徑規劃、碰撞檢測、運動軌跡等的預測和評估[10]，主要實現方法為虛擬機器人仿真平臺，如ABB 公司的RobotStudio 離線仿真軟件[11]、Gazebo仿真平臺、上海第二工業大學蔡寶等人研究的虛實融合的工業機器人實驗平臺[12]、華中科技大學黃弢等人研究的基于TwinCAT 的機器人實驗平臺[13]、天津大學莊水管等人研究的可折展機器人實驗平臺[14]等，通過該類仿真平臺，建立虛擬機器人模型，可以實現運動規劃、路徑規劃、動力學仿真等分析和實驗。

虛擬現實仿真：利用虛擬現實設備，如頭盔、手套等，將用戶置身于虛擬環境中，與虛擬機器人進行交互操作和任務執行仿真[15]。

通過以上虛擬仿真技術，可以在計算機上模擬機器人的操作過程，進行程序的編寫和調試。其應用可有效解決機器人實物平臺建設成本高、設備數量少、設備易損壞、實操風險高等問題[16-17]，大大降低了實際機器人的使用成本，避免了機器人與周圍環境、其他物體碰撞的風險，減少撞機和人身傷害等意外事故的發生，提高了程序的開發效率和質量,待程序開發驗證安全后即可轉入真實的機器人操作。通過虛擬仿真技術和實物的有機結合，大大提高了學生的學習效率和效果，提高了設備使用的安全性和效率，為后續大規模實施跨校修讀提供了可能[18]。

2.2.3 為學生提供固定的實習、實踐場所，以保證實踐教學有序正常實施

目前學校已經與沈陽中德新松教育集團簽訂合作協議，雙方在學生實習、校外實訓基地建設等方面取得了重要進展，可以為在校學生提供每年100 人次的校外實習培訓服務，極大地緩解了校內實驗實訓設備緊張的狀況[19-20]。

2.3 構建完善、合理、有效的保障機制，推動跨校修讀工作的制度性建設

建立跨校合作的機制，包括建立合作協議、設立聯絡機構或領導小組等，通過合作協議明確各高校之間的合作方式、課程共享的條件和要求等。此類合作協議應該具有可操作性和靈活性，能夠適應不同高校的現實需求。聯絡機構或領導小組負責統籌跨校修讀工作的運行和協調指揮，保障跨校修讀工作的有效運行。

建立資源共享的評估機制，籌建教學資源評估專家組，負責對教學資源的質量進行評估和監控，確保跨校修讀的課程具有一定的質量和學術水平，確保學生能夠獲得有效的學分和有益的學習成果。

建立學生支持和服務管理機制，包括為學生提供咨詢和指導，協助學生選擇合適的課程和制定學習計劃，解決線上線下學習過程中遇到的問題等。

建立完善的監管與評估機制。跨校修讀課程需要進行定期的監管和評估，確保機制的有效運行和課程質量的保證。可以建立評估機構或委員會，負責對教學效果進行評估和監督，并及時進行改進和調整，不斷改進和完善教學資源。跨校修讀工作制度建設圖見圖1。

圖1 跨校修讀工作制度建設圖

上述機制的建立可以促進高校之間的有效溝通與合作，協調各方的利益和需求，解決學生跨校修讀過程中出現的各種問題和困難，為跨校修讀課程實踐類教學的順利開展保駕護航。

3 結束語

長遠看來，跨校修讀模式在實現優質教育資源共享、降低辦學成本、避免實驗室資源浪費及重復性建設和促進教育公平等方面極具發展潛力，大學生參與跨校修讀課程有望成為全國高校資源共享的一種主流方式。實踐教學作為應用型人才培養的重要途徑，其作用和地位日益凸顯。跨校修讀課程實踐類教學資源建設和共享機制的研究是一個任重道遠的過程，其能否順利實施及實施效果對跨校修讀課程實施效果的影響巨大。本文從制度和政策入手，通過建立相關的版權管理機構和規章制度，建立跨校合作、資源共享評估等機制，實現了跨校修讀工作的制度化管理，同時整合現有教學資源，與企業共建實驗室，引入企業、行業專家參與教學，確保跨校修讀課程知識體系的實時性、專業性和實用性；同時在實驗室資源建設方面引入工業機器人虛擬仿真技術，實現了虛擬仿真和實物的線上線下有機結合。上述舉措有效地推動了跨校修讀課程實踐類教學工作的順利開展，為后續實踐類課程跨校修讀工作提供了思路和借鑒。