混合式教学模式在《机器人技术》课程中的应用
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摘 要
随着网络与信息技术的发展，混合式教学逐渐被大学课堂所采纳，本文针对机电专业《机器人技术》课程的教学，以学生学习为主体，教師点拨重点为主导，以理论与实际应用结合为主线，构建有活力的高效课堂。
关键词
混合式教学;教学模式;机器人技术
中图分类号： G434;TP242.2-4 文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 10 . 15
随着计算机和网络新技术的飞速发展，高校教育信息化是必然的趋势。翻转课堂、大学MOOC、雨课堂、SPOC等为高校教学改革带来了前所未有的机遇。混合式教学模式把线上的教学资源与线下的面对面教学有机地融合起来，共同打造优质高效的教学体系，涵盖了课前预习、课中学习、课后总结复习的所有环节。
1 《机器人技术》课程混合式教学的优点
机器人技术是高端智能装备和高新技术的代表，是衡量国家科技创新和高端制造业的重要指标。《中国制造2025》提出，重点发展高档数控机床和机器人等十大产业。机器人技术是各高校机电专业必修的核心课程之一，该课程将学生所学过的机械设计、控制理论、检测技术、传动系统、力学分析及计算机知识有机结合，形成完整的机器人技术理论体系，因此课程涵盖知识面广、理论难度深，引入混合式教学模式可以结合学生感兴趣的网络资源激发学生的学习热情，提高课堂教学效率，实现教学目标。
2 《机器人技术》课程混合式教学体系构建
本校近几年高度重视人才培养模式的创新，倡导以混合式教学为主的教学改革，引入了清华大学自主研发的在线教育综合平台，以此平台为依托建设《机器人技术》课程的混合式教学体系。
传统的授课方式主要在于课堂面对面教学，忽略了课前的预习与课后总结提升的环节，混合式教学遵循“先学后教，以学定教”的原则，充分利用学生的课余时间和网络资源，教学流程如图1所示，主要包括课前自主学习、课堂组织教学和课后总结提升三个阶段。
2.1 课前自主学习
好的教学离不开好的教学设计，好的教学设计需要因“生”而设。《机器人技术》课程知识涉及面广，需要的基础理论知识多、难度大，因此教师需要提前对本次课授课内容及授课对象进行分析，确定教学内容及目标，设计教学方法及手段，并于课前5天网上发布本次课的学习指南及所需要的课程资源，供学生自主完成课前学习任务。
在学生课前自主学习过程中，教师需提供在线答疑、辅导服务，学生根据要求完成自主学习任务并线上提交。
图1 混合式课堂教学活动设计
2.2 课堂组织教学
课堂教学的本质是创新，是师生生命活力的体现，教学设计、教学模式、教学方法和教学手段的运用都是提高课堂效率的关键因素。
课前自主学习的学习效果由线上作业和测试来体现，教师根据学习效果的达成度重新构建教学目标，调整教学策略，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习主体的主动性、积极性与创造性。《机器人技术》课程适用的教学策略有以下几种。
2.2.1 合作学习教学法（训练式课堂）
训练式课堂以“教为主导、学为主体、训练为主线”，师生共同参与教学过程，以某一个知识点为目标，教师作为导演规划好各个教学环节，学生作为主演进行课前自学、课上自讲、课后自评的教学方法。注重对抗质疑，落实小组评价，对于学生之间的提问与互动环节，教师应及时对残缺知识进行有效的补救及矫正，引导学生探究，提升学生学习能力。
2.2.2 案例教学讨论法
教师在教学中扮演设计者和激励者，以PUMA560机器人为案例，在课堂教学前3天网上发布案例资料，学生查阅搜集信息，积极思考，课堂教师组织学生对PUMA机器人的机械结构、控制系统进行深度分析，教师提出问题抛砖引玉，小组集中讨论，同时与教师双向交流，最后由教师进行课堂总结与评价。案例教学讨论法中的案例选择必须是针对课程内容，能使学生加深理论理解以及提高解决问题能力。
2.2.3 任务驱动教学法
《机器人技术》课程中第二个教学单元为机器人应用，本单元内容适用于任务驱动教学法，以2017级机电学生共70人为例，分为10个小组，针对机器人在焊接、码垛、喷涂、装配、军事、空间、水下、救援、农业、娱乐领域的应用分配任务目标，每个小组要开展探究式学习，形成项目报告。课堂每组代表分享任务成果，学生互评、教师点评完成任务评价。任务驱动教学法中任务的实践性要强，注重培养学生的创新能力、团结协作能力，为学生后续参加的各类机器人大赛中奠定基础。
2.3 课后总结提升
课堂教学结束后，教师对课程目标与课堂实施达成度的情况进行分析，根据课堂的实际情况制定课后任务，高效课堂尽可能实现“零作业”，但对于机器人技术中涉及运动学、动力学等高难度的理论知识，课堂效果达成度会偏低，教师可根据不同学习需求的同学分层次布置网络作业，同时在网上提供专业个性化答疑与辅导，使学生学习获得最佳效果。
3 课程评价体系
传统教学评价方式集中于期末考试、平时测验等结论性评价，忽略了学习过程中学生的各项能力与努力。混合式教学模式遵循学习过程和教学效果并重、形成性评价与综合考评结合的原则，本课程的评价体系全面的考虑了课程难度大、知识面广等特点，着重提高学生学习的主动性与团结合作性，如表1所示。
4 总结
混合式教学改革不是一蹴而就的事情，需要教师的大量投入、学生的积极配合、学校的鼎力支持。近两年《机器人技术》的混合式教学应用效果表明，这种模式提高了课堂的教学效率，监控了学生的学习过程，课程考核更加多样化、公平化，传统的教学模式借助现代信息化手段向混合式教学模式大步迈进。
参考文献
[1]林江梅，汪卓凡，陈光会.混合式教学模式在信息化教学设计中的运用——以《变速运动小车功率放大电路的安装与调试》信息化教学设计为例[J].装备制造技术，2019（4）.
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[3]王瑜瑜，刘少军.高校混合式学习效果评价的实证分析[J].微型电脑应用，2019（6）：31-34.
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