顧曹陽 趙建峰

[摘 要]依托泛雅平臺，以工業(yè)機器人基礎(chǔ)與應(yīng)用課程為例，探討如何應(yīng)對高職高專類機電一體化專業(yè)學(xué)生開展基于線上線下混合式教學(xué)模式。從工業(yè)機器人專業(yè)課的課程定位、混合式教學(xué)目標(biāo)、翻轉(zhuǎn)課堂課程開發(fā)、課后拓展等幾個方面實施，通過課程教學(xué)效果評估學(xué)生具體掌握情況，發(fā)現(xiàn)問題并總結(jié)經(jīng)驗方法，逐步完善混合式教學(xué)的改革創(chuàng)新。

[關(guān)鍵詞]工業(yè)機器人基礎(chǔ)與應(yīng)用;混合式教學(xué);翻轉(zhuǎn)課堂;泛雅平臺

[基金項目]2019年度江蘇省職業(yè)教育教學(xué)改革研究課題“混合式學(xué)習(xí)在中職機電專業(yè)課教學(xué)中的實踐研究”（ZYB100）

[作者簡介]顧曹陽（1988—），女，江蘇南通人，碩士，江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院如東分院講師，主要從事自動控制、職業(yè)技術(shù)教育研究;趙建峰（1973—），男，江蘇南通人，學(xué)士，江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院如東分院高級講師，主要從事混合式教學(xué)研究。

[中圖分類號] G712[文獻標(biāo)識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）27-0361-02[收稿日期] 2020-02-17

混合式教學(xué)作為一種新興的教學(xué)模式[1]，其特點是將傳統(tǒng)教學(xué)方式與網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)有機結(jié)合。優(yōu)勢在于：一方面教師的主導(dǎo)地位得到強化，教師作為引導(dǎo)者、培養(yǎng)者、促進者的角色得到進一步體現(xiàn);另一方面凸顯學(xué)生的主體地位，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、創(chuàng)造性得到進一步提升。[2]本文以工業(yè)機器人基礎(chǔ)與應(yīng)用課程為例，探討了混合式教學(xué)模式，為廣大教師應(yīng)用新的教學(xué)模式提供了參考。

一、課程概述

（一）課程定位

工業(yè)機器人基礎(chǔ)與應(yīng)用課程是職業(yè)類院校機電一體化專業(yè)的重要課程。本校每學(xué)期設(shè)置該課程共計48學(xué)時、4.5學(xué)分。要求學(xué)生掌握機器人的基本結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)組成、運動原理、控制原理、ABB示教器編程與軟件離線編程等。[3]本課程將企業(yè)崗位要求納入教學(xué)計劃，加深課程的專業(yè)性與實踐性，使學(xué)生在學(xué)校所學(xué)技能完全與企業(yè)崗位要求相吻合，實現(xiàn)校企的無縫對接，從而有效解決長期存在的“學(xué)生畢業(yè)即失業(yè)”的現(xiàn)象，為學(xué)生日后從事與機器人相關(guān)的工作奠定基礎(chǔ)。

（二）開展混合式教學(xué)的目標(biāo)及支撐平臺

本課程依托泛雅平臺開展混合式教學(xué)，其教學(xué)目標(biāo)為：①知識與技能目標(biāo)，通過教師提前發(fā)布在泛雅平臺上的教學(xué)資源，學(xué)生實時學(xué)習(xí)機器人基礎(chǔ)知識和基本概念。②過程與方法目標(biāo)，通過教師講解及與學(xué)生共同討論，引導(dǎo)學(xué)生合作、探究的過程，讓學(xué)生對工業(yè)機器人課程建立起基礎(chǔ)的知識框架，明白主要的組成部分。例如，機器人的工作站建立與分析、機器人的驅(qū)動模塊、機器人的控制系統(tǒng)、示教器編程、離線編程軟件的選擇及特點等。③情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo)，通過開展混合式教學(xué)，一方面培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)技能知識的興趣，從而進一步挖掘?qū)W生潛在的創(chuàng)新、實踐能力;另一方面有助于培養(yǎng)學(xué)生的科技感，從而沉下心來做技能，真正領(lǐng)悟“工匠精神”。[4]（P52）

二、混合式教學(xué)在工業(yè)機器人基礎(chǔ)與應(yīng)用課程中的總體設(shè)計

作為理論與實踐一體化的工業(yè)機器人基礎(chǔ)與應(yīng)用課程，本文將從以下四個層面對本課程進行闡述：首先，認(rèn)識工業(yè)機器人的基礎(chǔ)知識、發(fā)展、分類、應(yīng)用、技術(shù)參數(shù)、工作站的建立與分析、系統(tǒng)組成。例如，系統(tǒng)組成中包含：操作機的結(jié)構(gòu)、機械臂、驅(qū)動裝置與傳動裝置、內(nèi)部的傳感器、控制器、示教器及相關(guān)輔助系統(tǒng)和作業(yè)系統(tǒng)。其次，掌握工業(yè)機器人運動原理及控制系統(tǒng)。例如，運動原理中的平移坐標(biāo)變換、旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換及機器人運動方程。再次，掌握ABB機器人編程及應(yīng)用。例如，ABB示教器、手動操作、工具坐標(biāo)建立和工件坐標(biāo)建立，I/O通信，基本指令及程序編程。最后，能夠操作工業(yè)機器人，在RobotStudio離線編程軟件環(huán)境下對輸送帶搬運仿真，搭建實訓(xùn)工作站，創(chuàng)建機器人系統(tǒng)、搬運程序及對工作站邏輯設(shè)定。

（一）在線教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計

第一，教學(xué)資源整合。教師依托泛雅平臺，結(jié)合教學(xué)目標(biāo)，針對教學(xué)內(nèi)容重難點，將知識點進行分塊，并將電子教學(xué)資源發(fā)布至泛雅平臺，提出學(xué)習(xí)任務(wù)。結(jié)合課件內(nèi)容、微視頻內(nèi)容，在線布置作業(yè)或測試題，檢查學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況。同時，教師可以發(fā)起相關(guān)話題供學(xué)生們在討論區(qū)討論，以便幫助學(xué)生更好把握重難點知識。

第二，完成在線學(xué)習(xí)。學(xué)生可以利用自己的手機或者電腦等移動終端登錄自己的學(xué)習(xí)平臺，完成教師下發(fā)的學(xué)習(xí)任務(wù)及教學(xué)資源的學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)過程中存在的疑問，師生、生生可以在線交流、探討，也可以借助網(wǎng)絡(luò)搜索查找相關(guān)的知識點，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

第三，設(shè)置在線學(xué)習(xí)積分。教師在平臺統(tǒng)計區(qū)可以根據(jù)學(xué)生完成相關(guān)教學(xué)資源的學(xué)習(xí)情況、在線作業(yè)情況、在線測試情況等進行積分排名，為下一步課堂的深度學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

（二）線下教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計

第一，知識梳理，整合問題。依據(jù)本次課教學(xué)內(nèi)容，教師需對相關(guān)知識點進行統(tǒng)一梳理，其中重難點內(nèi)容要詳細(xì)講解。對學(xué)生在線學(xué)習(xí)時提出的問題、在線測試時給出的反饋所投射出來的共性問題進行探究、分析。

第二，小組合作學(xué)習(xí)。針對學(xué)生普遍不理解的問題進行任務(wù)化設(shè)置，使其成為課堂探討的主題。將學(xué)生分成各小組，例如，陽光組、希望組等，在學(xué)生討論的過程中，適時給予正確的引導(dǎo)，使課堂討論有目的、有計劃、有組織地進行。同時，教師要尊重每一位學(xué)生的發(fā)言。適時給予學(xué)生激勵和贊賞，可以增強學(xué)生的自我效能，增添課堂的活力。

第三，反饋評價。在討論即將進入尾聲時，教師需要對討論結(jié)果進行指點和評價，目的是及時給學(xué)生反饋，讓學(xué)生們清楚各自做得好的地方和尚有欠缺的地方，為學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)指明方向。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生進行互評和自評，目的是增強學(xué)生的自我認(rèn)知及自我評價能力。

（三）課后拓展環(huán)節(jié)設(shè)計

課后拓展學(xué)習(xí)的目的是拓展學(xué)生思維。對動手能力較強的學(xué)生，可以引導(dǎo)他們在課后繼續(xù)完成泛雅平臺上的拓展教學(xué)項目。以“離線編程軟件RobotStudio”為例，學(xué)生可以交流探討RobotStudio的特點，例如該軟件自帶虛擬示教器，可以通過圖形或者仿真呈現(xiàn)給學(xué)生實景狀態(tài)下的體驗。目前一些主流機器人采用的常用編程軟件，例如：RobotMaster、RobotArt、DELMIA等相關(guān)資料發(fā)布至平臺[5]（P22），供學(xué)生參考完成拓展訓(xùn)練，增加學(xué)生對于知識點的進一步內(nèi)化。

三、工業(yè)機器人基礎(chǔ)與應(yīng)用課程教學(xué)效果評估

工業(yè)機器人基礎(chǔ)與應(yīng)用課程的混合式教學(xué)主要在機電系機電一體化專業(yè)2018級的1801班、1802班、1803班中應(yīng)用和實施。課題組選取了本校機電系機電一體化專業(yè)2017級3個普通教學(xué)班級—1701班、1702班、1703班與2018級3個混合式教學(xué)班級進行比較，發(fā)現(xiàn)實施混合式教學(xué)班級的整體成績高于普通教學(xué)班，成績優(yōu)良的學(xué)生人數(shù)大幅增加，取得了較好的教學(xué)效果。

四、結(jié)語

工業(yè)機器人基礎(chǔ)與應(yīng)用課程采用混合式教學(xué)模式，結(jié)合了線上教學(xué)與線下教學(xué)的優(yōu)勢，發(fā)揮創(chuàng)新性，依托泛雅平臺將手機等移動終端引入教學(xué)之中，使學(xué)生的碎片化時間得到了充分利用，更符合當(dāng)下學(xué)生的個性需求，使傳統(tǒng)課堂在時間與空間上都得到了延展，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，學(xué)習(xí)成績也普遍提高，課堂的學(xué)習(xí)效率、教學(xué)效果顯著提升。

參考文獻

[1]何克抗.從Blending Learning看教育技術(shù)理論的新發(fā)展（上）[J].電化教育研究，2004，（3）：1-6.

[2]李琦.混合式理實一體化教學(xué)方法在工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)課程中的應(yīng)用[J].中國校外教育，2018，（36）：64+71.

[3]魏志麗.虛擬工業(yè)機器人實驗實訓(xùn)室的建設(shè)與研究[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，2013，32（8）：85-87+110.

[4]劉小波.工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機械工業(yè)出版社， 2016：52.

[5]葉暉，何智勇，楊薇.工業(yè)機器人工程應(yīng)用虛擬仿真教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2014：22.