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泛雅平台下混合式教学实践研究

来源:用户上传      作者:顾曹阳 赵建峰

  [摘 要]依托泛雅平台,以工业机器人基础与应用课程为例,探讨如何应对高职高专类机电一体化专业学生开展基于线上线下混合式教学模式。从工业机器人专业课的课程定位、混合式教学目标、翻转课堂课程开发、课后拓展等几个方面实施,通过课程教学效果评估学生具体掌握情况,发现问题并总结经验方法,逐步完善混合式教学的改革创新。
  [关键词]工业机器人基础与应用;混合式教学;翻转课堂;泛雅平台
  [基金项目]2019年度江苏省职业教育教学改革研究课题“混合式学习在中职机电专业课教学中的实践研究”(ZYB100)
  [作者简介]顾曹阳(1988—),女,江苏南通人,硕士,江苏联合职业技术学院如东分院讲师,主要从事自动控制、职业技术教育研究;赵建峰(1973—),男,江苏南通人,学士,江苏联合职业技术学院如东分院高级讲师,主要从事混合式教学研究。
  [中图分类号] G712 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2020)27-0361-02 [收稿日期] 2020-02-17
  混合式教学作为一种新兴的教学模式[1],其特点是将传统教学方式与网络化教学有机结合。优势在于:一方面教师的主导地位得到强化,教师作为引导者、培养者、促进者的角色得到进一步体现;另一方面凸显学生的主体地位,学生学习的积极性、创造性得到进一步提升。[2]本文以工业机器人基础与应用课程为例,探讨了混合式教学模式,为广大教师应用新的教学模式提供了参考。
  一、课程概述
  (一)课程定位
  工业机器人基础与应用课程是职业类院校机电一体化专业的重要课程。本校每学期设置该课程共计48学时、4.5学分。要求学生掌握机器人的基本结构及系统组成、运动原理、控制原理、ABB示教器编程与软件离线编程等。[3]本课程将企业岗位要求纳入教学计划,加深课程的专业性与实践性,使学生在学校所学技能完全与企业岗位要求相吻合,实现校企的无缝对接,从而有效解决长期存在的“学生毕业即失业”的现象,为学生日后从事与机器人相关的工作奠定基础。
  (二)开展混合式教学的目标及支撑平台
  本课程依托泛雅平台开展混合式教学,其教学目标为:①知识与技能目标,通过教师提前发布在泛雅平台上的教学资源,学生实时学习机器人基础知识和基本概念。②过程与方法目标,通过教师讲解及与学生共同讨论,引导学生合作、探究的过程,让学生对工业机器人课程建立起基础的知识框架,明白主要的组成部分。例如,机器人的工作站建立与分析、机器人的驱动模块、机器人的控制系统、示教器编程、离线编程软件的选择及特点等。③情感、态度与价值观目标,通过开展混合式教学,一方面培养学生学习技能知识的兴趣,从而进一步挖掘学生潜在的创新、实践能力;另一方面有助于培养学生的科技感,从而沉下心来做技能,真正领悟“工匠精神”。[4](P52)
  二、混合式教学在工业机器人基础与应用课程中的总体设计
  作为理论与实践一体化的工业机器人基础与应用课程,本文将从以下四个层面对本课程进行阐述:首先,认识工业机器人的基础知识、发展、分类、应用、技术参数、工作站的建立与分析、系统组成。例如,系统组成中包含:操作机的结构、机械臂、驱动装置与传动装置、内部的传感器、控制器、示教器及相关辅助系统和作业系统。其次,掌握工业机器人运动原理及控制系统。例如,运动原理中的平移坐标变换、旋转坐标变换及机器人运动方程。再次,掌握ABB机器人编程及应用。例如,ABB示教器、手动操作、工具坐标建立和工件坐标建立,I/O通信,基本指令及程序编程。最后,能够操作工业机器人,在RobotStudio离线编程软件环境下对输送带搬运仿真,搭建实训工作站,创建机器人系统、搬运程序及对工作站逻辑设定。
  (一)在线教学环节设计
  第一,教学资源整合。教师依托泛雅平台,结合教学目标,针对教学内容重难点,将知识点进行分块,并将电子教学资源发布至泛雅平台,提出学习任务。结合课件内容、微视频内容,在线布置作业或测试题,检查学生课前学习情况。同时,教师可以发起相关话题供学生们在讨论区讨论,以便帮助学生更好把握重难点知识。
  第二,完成在线学习。学生可以利用自己的手机或者电脑等移动终端登录自己的学习平台,完成教师下发的学习任务及教学资源的学习。在学习过程中存在的疑问,师生、生生可以在线交流、探讨,也可以借助网络搜索查找相关的知识点,激发学生学习的主动性。
  第三,设置在线学习积分。教师在平台统计区可以根据学生完成相关教学资源的学习情况、在线作业情况、在线测试情况等进行积分排名,为下一步课堂的深度学习打好基础。
  (二)线下教学环节设计
  第一,知识梳理,整合问题。依据本次课教学内容,教师需对相关知识点进行统一梳理,其中重难点内容要详细讲解。对学生在线学习时提出的问题、在线测试时给出的反馈所投射出来的共性问题进行探究、分析。
  第二,小组合作学习。针对学生普遍不理解的问题进行任务化设置,使其成为课堂探讨的主题。将学生分成各小组,例如,阳光组、希望组等,在学生讨论的过程中,适时给予正确的引导,使课堂讨论有目的、有计划、有组织地进行。同时,教师要尊重每一位学生的发言。适时给予学生激励和赞赏,可以增强学生的自我效能,增添课堂的活力。
  第三,反馈评价。在讨论即将进入尾声时,教师需要对讨论结果进行指点和评价,目的是及时给学生反馈,让学生们清楚各自做得好的地方和尚有欠缺的地方,为学生后续的学习指明方向。教师还可以引导学生进行互评和自评,目的是增强学生的自我认知及自我评价能力。
  (三)课后拓展环节设计
  课后拓展學习的目的是拓展学生思维。对动手能力较强的学生,可以引导他们在课后继续完成泛雅平台上的拓展教学项目。以“离线编程软件RobotStudio”为例,学生可以交流探讨RobotStudio的特点,例如该软件自带虚拟示教器,可以通过图形或者仿真呈现给学生实景状态下的体验。目前一些主流机器人采用的常用编程软件,例如:RobotMaster、RobotArt、DELMIA等相关资料发布至平台[5](P22),供学生参考完成拓展训练,增加学生对于知识点的进一步内化。
  三、工业机器人基础与应用课程教学效果评估
  工业机器人基础与应用课程的混合式教学主要在机电系机电一体化专业2018级的1801班、1802班、1803班中应用和实施。课题组选取了本校机电系机电一体化专业2017级3个普通教学班级—1701班、1702班、1703班与2018级3个混合式教学班级进行比较,发现实施混合式教学班级的整体成绩高于普通教学班,成绩优良的学生人数大幅增加,取得了较好的教学效果。
  四、结语
  工业机器人基础与应用课程采用混合式教学模式,结合了线上教学与线下教学的优势,发挥创新性,依托泛雅平台将手机等移动终端引入教学之中,使学生的碎片化时间得到了充分利用,更符合当下学生的个性需求,使传统课堂在时间与空间上都得到了延展,激发了学生的学习动机,学习成绩也普遍提高,课堂的学习效率、教学效果显著提升。
  参考文献
  [1]何克抗.从Blending Learning看教育技术理论的新发展(上)[J].电化教育研究,2004,(3):1-6.
  [2]李琦.混合式理实一体化教学方法在工业机器人技术专业课程中的应用[J].中国校外教育,2018,(36):64+71.
  [3]魏志丽.虚拟工业机器人实验实训室的建设与研究[J].自动化技术与应用,2013,32(8):85-87+110.
  [4]刘小波.工业机器人技术基础[M].北京:机械工业出版社, 2016:52.
  [5]叶晖,何智勇,杨薇.工业机器人工程应用虚拟仿真教程[M].北京:机械工业出版社,2014:22.
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