沈 玲，劉甘霖

(1.湖北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 發(fā)展規(guī)劃處；2.湖北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 智能工程學(xué)院，湖北 十堰 442000)

一、在工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)中進(jìn)行教學(xué)模式研究的重要性

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》指出：“信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視”。與此同時(shí)，《國(guó)家“十二五”規(guī)劃扶貧開(kāi)發(fā)綱要》指出：應(yīng)“啟動(dòng)集中連片特殊困難地區(qū)扶貧開(kāi)發(fā)攻堅(jiān)工程，加快貧困地區(qū)脫貧致富步伐?！笔呤凶溆诤笔〉奈鞅辈浚且凰蜍嚩?、因車而興的城市，具有年產(chǎn)25萬(wàn)輛車的產(chǎn)能，對(duì)智能化、自動(dòng)化、精準(zhǔn)化程度要求很高，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在此的應(yīng)用十分廣泛。因此，根據(jù)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，本著服務(wù)區(qū)域發(fā)展，助推產(chǎn)業(yè)升級(jí)的目標(biāo)，加快工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)建設(shè)，提高專業(yè)教學(xué)質(zhì)量勢(shì)在必行。

通過(guò)對(duì)兄弟院校調(diào)研，目前大多數(shù)院校的教學(xué)方式仍然比較陳舊，就工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀來(lái)看，還存在以下問(wèn)題：

1.工業(yè)機(jī)器人本體及相關(guān)成套硬件設(shè)備價(jià)格昂貴，一些用于特殊場(chǎng)合的工業(yè)機(jī)器人工作站，比如柔性生產(chǎn)線、噴涂工作站則價(jià)格更高。因此，綜合資金投入、場(chǎng)地及使用安全性等系列因素，大部分學(xué)校在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用實(shí)踐環(huán)節(jié)上的設(shè)備配置還不足。

2.信息化水平相對(duì)較低，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)類課程的教學(xué)模式主要以線下課堂講授的傳統(tǒng)教學(xué)模式，微課、可視化課程、翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用度較低。

3.工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)對(duì)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力要求高，但因課時(shí)有限，對(duì)于課本內(nèi)容的每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，教師無(wú)法詳盡在課堂進(jìn)行講解和練習(xí)，使得基礎(chǔ)較弱的學(xué)生無(wú)法一次性掌握課程要點(diǎn)，加之設(shè)備有限，動(dòng)手能力無(wú)法得到充足訓(xùn)練。

因此，在新時(shí)代發(fā)展要求下，亟須結(jié)合信息化手段讓工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程更具時(shí)代性、引領(lǐng)性，滿足需求性，積極探索出一種既適合學(xué)生發(fā)展又滿足企業(yè)需求，且具有長(zhǎng)久發(fā)展?jié)摿Φ男畔⒒虒W(xué)模式。

二、基于Spoc的混合式教學(xué)

SPOC主要是針對(duì)MOOC提出的，MOOC( Massive Open Online Course)即慕課(大規(guī)模的公開(kāi)線上課程)，這一術(shù)語(yǔ)是2008年由加拿大兩位學(xué)者戴夫·科米爾及布賴恩·亞歷山大提出的。隨著MOOC的應(yīng)用，線上課程數(shù)量越來(lái)越多，學(xué)生規(guī)模也越來(lái)越大，從而引起交流互動(dòng)困難、學(xué)分學(xué)時(shí)難以認(rèn)定，學(xué)生管理不便等問(wèn)題，于是，美國(guó)加州大學(xué)的伯克利分校Armando Fox教授于2013年提出了新的混合式學(xué)習(xí)模式SPOC(Small Private Online Course)，即私播客(“小規(guī)模限制性在線課程)”。其規(guī)模小、成本低、授課時(shí)空廣，學(xué)習(xí)節(jié)奏相對(duì)靈活，互動(dòng)交互性好。因此，針對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的目前存在的問(wèn)題，在工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的核心課程中引入spoc混合式教學(xué)，更有利于進(jìn)行學(xué)生管理、根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)有針對(duì)性的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施，從而不斷提高教學(xué)質(zhì)量及學(xué)習(xí)效果。

三、spoc混合式教學(xué)實(shí)施

(一)學(xué)情調(diào)研

我們?cè)?017級(jí)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)中抽取44名學(xué)生進(jìn)行了調(diào)研，發(fā)出問(wèn)卷44份，回收問(wèn)卷44份。主要問(wèn)題涉及學(xué)生基本信息，對(duì)專業(yè)核心課程的認(rèn)識(shí)、課程實(shí)施中存在的問(wèn)題及意見(jiàn)建議等共計(jì)10個(gè)問(wèn)題。選取其中最有代表性的3個(gè)問(wèn)題，分別為：“你認(rèn)為工業(yè)機(jī)器人人技術(shù)專業(yè)核心課程有哪些？工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)核心課程存在哪些不足？你認(rèn)為如何改進(jìn)提高教學(xué)效果?”

通過(guò)調(diào)研，70%以上的學(xué)生認(rèn)為工業(yè)機(jī)器人編程與操作、工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)線安裝與調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人離線仿真、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)試課程非常重要；69%以上的同學(xué)認(rèn)為目前工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程實(shí)訓(xùn)條件有待完善、實(shí)踐動(dòng)手訓(xùn)練還不夠；針對(duì)這些問(wèn)題，50%以上的同學(xué)認(rèn)為應(yīng)增加模擬操作訓(xùn)練時(shí)間、采用線上，線下相結(jié)合的方式，提升信息化授課程度。

針對(duì)該調(diào)研結(jié)果，我們?cè)诠I(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)中選取一個(gè)教學(xué)班，對(duì)其所學(xué)習(xí)的一門(mén)專業(yè)核心課程“工業(yè)機(jī)器人編程與操作”進(jìn)行教學(xué)試點(diǎn)，采用spoc混合式教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)。

(二)spoc混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

1.總體設(shè)計(jì)

spoc混合式教學(xué)設(shè)計(jì)，即圍繞課程教學(xué)目標(biāo)，將線上教學(xué)與線下教學(xué)融合起來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短、相互協(xié)調(diào)。其中，線上教學(xué)主要通過(guò)信息化手段，利用網(wǎng)絡(luò)，使學(xué)生通過(guò)觀看視頻、微課、網(wǎng)上練習(xí)等對(duì)知識(shí)點(diǎn)有一個(gè)整體的了解，重點(diǎn)為知識(shí)學(xué)習(xí)及訓(xùn)練；線下課堂主要進(jìn)行知識(shí)的傳授和疑難的解答，重點(diǎn)為操作技巧及學(xué)習(xí)方法的講授。該教學(xué)模式的總體設(shè)計(jì)如表1所示：

表1 工業(yè)機(jī)器人編程與操作課程基于spoc混合教學(xué)模式總體設(shè)計(jì)

其中，對(duì)于spoc線上教學(xué)，在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和制作上，可根據(jù)工業(yè)機(jī)器人編程與操作的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)，在借鑒網(wǎng)絡(luò)優(yōu)秀課程視頻及其他教學(xué)素材的基礎(chǔ)上，配合課程的指定教材，設(shè)計(jì)制作不超過(guò)15分鐘的工業(yè)機(jī)器人編程原理及操作步驟的教學(xué)視頻，同時(shí)保證教學(xué)內(nèi)容高度集中、圖文并茂、簡(jiǎn)明扼要；操作示范動(dòng)作清晰準(zhǔn)確、完整，教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)明確，互動(dòng)性強(qiáng)[1]。

2.教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

將基于SPOC環(huán)境的混合式教學(xué)應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人編程與操作課程中，就是將原有的線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和線下課堂教學(xué)相結(jié)合，其整個(gè)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)為：線上課前預(yù)習(xí)、線下課堂教學(xué)與答疑、課后互動(dòng)分析、課余訓(xùn)練提高、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)等五個(gè)部分。

(1)課前預(yù)習(xí)。課前預(yù)習(xí)主要通過(guò)線上完成學(xué)習(xí)，借助的平臺(tái)有：學(xué)習(xí)通、QQ、騰訊課堂等網(wǎng)絡(luò)媒介；教師根據(jù)每次課程要達(dá)到的課程目標(biāo)，來(lái)設(shè)置課程導(dǎo)入內(nèi)容，包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、學(xué)習(xí)任務(wù)書(shū)、PPT、知識(shí)點(diǎn)教學(xué)視頻、操作視頻、課前訓(xùn)練、討論互動(dòng)等環(huán)節(jié)，并將相關(guān)內(nèi)容提前上傳到共享平臺(tái)。

學(xué)生通過(guò)在線上學(xué)習(xí)課程任務(wù)書(shū)，了解本次課程的教學(xué)目標(biāo)，重點(diǎn)難點(diǎn)，通過(guò)觀看教學(xué)PPT及操作視頻，進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)，通過(guò)課前訓(xùn)練、模擬操作等，檢查自身學(xué)習(xí)掌握知識(shí)的情況，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與老師及時(shí)交流互動(dòng)，從而解決疑難問(wèn)題、加深知識(shí)理解。

(2)線下課堂。線下課堂教學(xué)主要對(duì)教學(xué)中的知識(shí)點(diǎn)和重難點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)化講解，對(duì)機(jī)器人操作步驟進(jìn)行詳細(xì)演示 ，有針對(duì)性地對(duì)該學(xué)生群體在預(yù)習(xí)時(shí)出現(xiàn)的典型問(wèn)題進(jìn)行分析和解答；同時(shí)設(shè)計(jì)課堂訓(xùn)練，如知識(shí)點(diǎn)練習(xí)、分組操作練習(xí)，通過(guò)理論與實(shí)踐訓(xùn)練，來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生知識(shí)的掌握情況。

(3)課后互動(dòng)。該環(huán)節(jié)實(shí)際上貫徹于授課的整個(gè)過(guò)程中，學(xué)生在課前預(yù)習(xí)、課中學(xué)習(xí)、課后復(fù)習(xí)時(shí)遇到的問(wèn)題，都可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與老師進(jìn)行實(shí)時(shí)溝通交流、答疑解惑；教師在幾個(gè)環(huán)節(jié)的授課中，對(duì)存在問(wèn)題進(jìn)行梳理，亦可與學(xué)生在課堂之余進(jìn)行及時(shí)反饋與指導(dǎo)，從而構(gòu)建起一種人人、時(shí)時(shí)、處處的學(xué)習(xí)環(huán)境，以達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。

(4)課余訓(xùn)練。課余訓(xùn)練是老師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，有針對(duì)性地在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)布置對(duì)知識(shí)點(diǎn)歸納及強(qiáng)化的鞏固性練習(xí)，包括重點(diǎn)難點(diǎn)及操作能力。其中，線下操作，主要通過(guò)機(jī)器人模擬仿真軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，學(xué)生通過(guò)錄屏的方式完成操作任務(wù)，并將課業(yè)通過(guò)學(xué)習(xí)通、QQ、釘釘?shù)染W(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行提交，老師對(duì)課業(yè)完成情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)，根據(jù)學(xué)生掌握情況調(diào)整、完善下一次授課內(nèi)容。

(5)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)主要包括兩部分內(nèi)容：過(guò)程性評(píng)價(jià)和水平性評(píng)價(jià)。其中過(guò)程性評(píng)價(jià)及水平性評(píng)價(jià)各占50%，過(guò)程性考核的內(nèi)容包括Spoc線上自學(xué)評(píng)價(jià)(15%)、線下課堂評(píng)價(jià)(15%)、課業(yè)評(píng)價(jià)(15%)、綜合素養(yǎng)評(píng)價(jià)(5%)等，評(píng)價(jià)的方式包括自我評(píng)價(jià)(15%)、小組評(píng)價(jià)(25%)、教師評(píng)價(jià)(60%)等。水平性考核，通過(guò)期終水平性測(cè)試完成，主要考核學(xué)生知識(shí)點(diǎn)掌握情況及實(shí)踐動(dòng)手操作能力。最終的成績(jī)組成如表2：

表2 spoc混合式教學(xué)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)

四、spoc混合式教學(xué)效果

經(jīng)過(guò)對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)中的工業(yè)機(jī)器人編程與操作課程，實(shí)施一個(gè)學(xué)期的spoc混合式教學(xué)，我們對(duì)2017級(jí)工業(yè)機(jī)器人的學(xué)生再次進(jìn)行抽樣調(diào)查，發(fā)布問(wèn)卷46份，回收45份，內(nèi)容涉及態(tài)度調(diào)研、參與調(diào)研、情感調(diào)研、滿意度調(diào)研、意見(jiàn)建議等共計(jì)25個(gè)問(wèn)題，通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)spoc混合式教學(xué)模式的實(shí)施，95.83%的同學(xué)認(rèn)為其教學(xué)效果明顯高于傳統(tǒng)課堂教學(xué)，同時(shí)100%的同學(xué)認(rèn)為該教學(xué)模式，有利于提高自身學(xué)習(xí)能力。此外調(diào)研中還收集了對(duì)spoc混合式教學(xué)模式的建議，如知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系實(shí)際案例、增加創(chuàng)新設(shè)計(jì)、加強(qiáng)學(xué)生技能培訓(xùn)等內(nèi)容，為下一輪課程及其他課程的spoc混合式教學(xué)模式實(shí)施提供了很好的參考和借鑒。

此外，通過(guò)將該班級(jí)的考核成績(jī)與平行班中未實(shí)施spoc混合式教學(xué)的班級(jí)進(jìn)行對(duì)照，發(fā)現(xiàn)其綜合成績(jī)?cè)u(píng)定結(jié)果明顯優(yōu)于未實(shí)施班級(jí)，如圖1所示：實(shí)驗(yàn)班不及格人數(shù)為3人(對(duì)照班為5人)，成績(jī)曲線符合正態(tài)分布，其中70-89分人數(shù)分布較多(對(duì)照班60-79分人數(shù)分布較多)，90分以上人數(shù)5人(對(duì)照班為0人)。說(shuō)明基于spoc環(huán)境下教學(xué)模式的學(xué)習(xí)較為有效。

圖1a實(shí)驗(yàn)班

圖1b對(duì)照班

五、結(jié)語(yǔ)

本文以工業(yè)機(jī)器人編程與加工課程為例，對(duì)在工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)中引入spoc環(huán)境下的混合式教學(xué)模式進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)前調(diào)研、spoc混合式教學(xué)設(shè)計(jì)、spoc混合式教學(xué)實(shí)施及實(shí)施效果、反饋建議等內(nèi)容進(jìn)行介紹，為提升工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)信息化教學(xué)水平及教學(xué)質(zhì)量提供了依據(jù)，也為spoc混合式教學(xué)在其他專業(yè)中的應(yīng)用提供了參考。