李 瓊 ，馮 琛 ，黃 穎 ，高東玲

（陜西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 寶雞 721001）

1 改革背景

線(xiàn)上教學(xué)具有資源廣、靈活度高、教育輻射范圍大等優(yōu)勢(shì)，世界各地的高等教育機(jī)構(gòu)已經(jīng)重新審視了在線(xiàn)學(xué)習(xí)的可行性，以盡量減少突發(fā)情況對(duì)學(xué)生學(xué)業(yè)的影響[1-3]。在實(shí)際的在線(xiàn)教學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)，與課堂學(xué)習(xí)相比，它需要更高水平的基本計(jì)算機(jī)技能、自我控制、人機(jī)交互和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)[4-5]?；旌鲜浇虒W(xué)是一種“線(xiàn)上+線(xiàn)下”的教學(xué)方法，結(jié)合了線(xiàn)上教學(xué)和線(xiàn)下傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，被許多學(xué)者認(rèn)為是教育的“新常態(tài)”[6-8]。

2 專(zhuān)業(yè)課程在線(xiàn)教學(xué)的挑戰(zhàn)

“工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試”課程是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)課，需要學(xué)生實(shí)踐操作，而非紙上談兵，在前期的在線(xiàn)教學(xué)研究中還發(fā)現(xiàn)，與課堂學(xué)習(xí)相比，單純的線(xiàn)上學(xué)習(xí)導(dǎo)致學(xué)生在網(wǎng)上獲得的信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了學(xué)生消化、吸收和理解的能力[9-11]。新媒體時(shí)代，學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上接收的信息很多，首先，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的傳播特點(diǎn)，學(xué)生不斷在網(wǎng)絡(luò)上被灌輸知識(shí)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，其很難進(jìn)行深入的研究和思考。其次，線(xiàn)上教學(xué)需要更高水平的基本計(jì)算機(jī)技能、自我控制、人機(jī)交互和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。最后，在線(xiàn)課程需要打破原有的教學(xué)模式，探索新的模式。在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，還發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)課程的思考深度不足、實(shí)操內(nèi)容拓展創(chuàng)新不足等突出問(wèn)題。但與此同時(shí)，“線(xiàn)上教學(xué)+虛擬操作”的模式也存在明顯問(wèn)題。例如，學(xué)生對(duì)新技術(shù)和新方法沒(méi)有直觀(guān)感受，只看屏幕上的幾個(gè)實(shí)操教學(xué)視頻，更難激發(fā)出學(xué)生對(duì)本課程的求知欲，難以提高其思維能力。因此，“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)與教學(xué)相結(jié)合已成為重要的改革課題，對(duì)改進(jìn)專(zhuān)業(yè)課教學(xué)模式具有重要意義。

以此為契機(jī)，重組教學(xué)資源和流程，改變以往的“教學(xué)+實(shí)操”模式，將線(xiàn)下課堂轉(zhuǎn)變?yōu)榛谥腔勐毥痰摹熬€(xiàn)上+線(xiàn)下”混合課堂。改變比較單一、缺乏連貫性、不允許學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)和項(xiàng)目設(shè)計(jì)的老舊的教學(xué)內(nèi)容和方法，充分發(fā)揮新時(shí)期的多渠道優(yōu)勢(shì)。通過(guò)在線(xiàn)教學(xué)、在線(xiàn)虛擬實(shí)操演示、學(xué)生討論問(wèn)答、學(xué)生自主設(shè)計(jì)項(xiàng)目以及線(xiàn)下實(shí)踐等方式，增強(qiáng)學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性與其對(duì)知識(shí)的渴求，在最大限度上提高特殊時(shí)期的教學(xué)效果和質(zhì)量。

3 混合式教學(xué)模式探索

3.1 “工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試”課程內(nèi)容設(shè)計(jì)

教學(xué)內(nèi)容設(shè)置和課堂體系是課程的核心，在人才培養(yǎng)過(guò)程中舉足輕重。陜西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院“工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試”課程分為基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)兩個(gè)層次。實(shí)踐教學(xué)是高職院校人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，直接影響著學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)踐能力和問(wèn)題分析能力。

具體來(lái)說(shuō)，“工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試”包括三個(gè)模塊。第一個(gè)模塊是工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)指令的介紹，占總課時(shí)的25%，介紹工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，同時(shí)介紹工業(yè)機(jī)器人編程指令，為后續(xù)的編程打下基礎(chǔ)。第二部分是工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用，占總課時(shí)的50%。學(xué)生可以從基礎(chǔ)指令進(jìn)入編程學(xué)習(xí)，掌握工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)合的基本編程及調(diào)試，通過(guò)項(xiàng)目學(xué)習(xí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為不同的應(yīng)用場(chǎng)合提供不同類(lèi)型的編程方法。第三部分是通過(guò)獨(dú)立的產(chǎn)線(xiàn)設(shè)計(jì)指導(dǎo)學(xué)生完成工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線(xiàn)應(yīng)用，占總課時(shí)的25%。學(xué)生將在項(xiàng)目編程上進(jìn)一步完成產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)計(jì)聯(lián)機(jī)調(diào)試，本部分貼近實(shí)際的生產(chǎn)線(xiàn)，幫助學(xué)生盡早進(jìn)入職業(yè)模式。前兩個(gè)模塊介紹了從簡(jiǎn)單到深入理解的基礎(chǔ)知識(shí)，第三個(gè)模塊雖然只占總課時(shí)的25%，但學(xué)生需要花費(fèi)更多的第二課堂時(shí)間來(lái)設(shè)計(jì)和研究，才能完成這部分。這也是這種混合教學(xué)的關(guān)鍵，在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我教育。自學(xué)模式拓寬了信息渠道，通過(guò)閱讀最新文獻(xiàn)，積極探索知識(shí)。學(xué)生在課堂上獲取的知識(shí)有限，只有課后主動(dòng)搜索信息，才能更好地培養(yǎng)分析和解決問(wèn)題的能力，促進(jìn)課程內(nèi)容的協(xié)同創(chuàng)新。教師不僅引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)Sogou 網(wǎng)站、專(zhuān)利網(wǎng)站、中國(guó)木蟲(chóng)論壇等互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)積極搜索相關(guān)研究討論；同時(shí)還引入文獻(xiàn)檢索方法，幫助學(xué)生有效獲取近期研究報(bào)告，如ICRA、RSS、CNKI、Google 等。在最后一個(gè)模塊中，每6 人為一小組，教師根據(jù)本課程的基本知識(shí)，結(jié)合當(dāng)今社會(huì)的時(shí)政熱點(diǎn)，設(shè)計(jì)探索項(xiàng)目，每位同學(xué)都需要參與項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，并跟進(jìn)后續(xù)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。這部分不僅要求學(xué)生鞏固之前的知識(shí)，而且要求學(xué)生具備邏輯思維能力，設(shè)計(jì)出完整的項(xiàng)目。每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員需要就設(shè)計(jì)的實(shí)踐項(xiàng)目背景、內(nèi)容和預(yù)期成品進(jìn)行2～3 次的在線(xiàn)交流討論，教師需要全程參與并主動(dòng)提問(wèn)。團(tuán)隊(duì)成員的分工合作和資源共享，鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。學(xué)生自主設(shè)計(jì)的實(shí)踐項(xiàng)目，由于設(shè)計(jì)的可操作性，其實(shí)踐搭建部分可以在實(shí)驗(yàn)室線(xiàn)下進(jìn)行。第三個(gè)模塊考查學(xué)生自我水平檢測(cè)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的綜合能力，它與前兩個(gè)模塊互補(bǔ)并相互關(guān)聯(lián)。

3.2 在線(xiàn)教學(xué)的課前準(zhǔn)備與實(shí)踐

不同于以往的課件學(xué)習(xí)，教師需要在課前將本次課程所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)以課件或視頻的形式上傳到智慧職教的在線(xiàn)課堂中，學(xué)生可以提前對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行思考，方便課堂上討論交流。部分高職在校學(xué)生的基礎(chǔ)薄弱，高職學(xué)生能力參差不齊，通過(guò)線(xiàn)上在線(xiàn)復(fù)習(xí)，能夠幫助專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)薄弱的同學(xué)掌握課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，同時(shí)亦可提高基礎(chǔ)好的學(xué)生對(duì)于一些深入問(wèn)題的掌握程度。例如多數(shù)同學(xué)都知道服務(wù)機(jī)器人，但是對(duì)工業(yè)機(jī)器人卻一無(wú)所知，這些學(xué)生需要提前了解工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，以便快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)；部分同學(xué)對(duì)工業(yè)機(jī)器人有一些了解，就需要進(jìn)一步了解工業(yè)機(jī)器人的工作原理，方便后續(xù)的操作，這些差異化的學(xué)習(xí)都需要在課前線(xiàn)上完成。同時(shí)，還需要在線(xiàn)完成教師的課前習(xí)題，以實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的及時(shí)反饋，以便教師及時(shí)調(diào)整課程內(nèi)容。此環(huán)節(jié)不僅可以達(dá)到課前復(fù)習(xí)的效果，還可以有效利用課余時(shí)間，讓學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)更加豐富，讓“線(xiàn)上+線(xiàn)下”課堂結(jié)合得更加緊密?！熬€(xiàn)上+線(xiàn)下”混合式教學(xué)的核心目的是讓學(xué)生在課前進(jìn)行線(xiàn)上自學(xué)，雖然該部分教學(xué)以課前在線(xiàn)預(yù)習(xí)為主，但卻不僅僅局限于課程內(nèi)容本身，還包括背景知識(shí)和時(shí)事政治的結(jié)合。需要學(xué)生在線(xiàn)反饋，并結(jié)合其他網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)探討，形成獨(dú)立的知識(shí)模塊，便于后續(xù)的知識(shí)體系搭建和第三模塊的項(xiàng)目設(shè)計(jì)。同時(shí)，教師需要組織線(xiàn)上解答、線(xiàn)下討論等多項(xiàng)任務(wù)，共同保證理論教學(xué)的深度和廣度。

3.3 開(kāi)創(chuàng)課堂理論與實(shí)踐的新教學(xué)模式

充分利用智慧職教優(yōu)質(zhì)的在線(xiàn)資源有序開(kāi)展線(xiàn)上教學(xué)，豐富傳統(tǒng)教學(xué)模式，提升教學(xué)的實(shí)效性。首先，使用智慧職教在線(xiàn)平臺(tái)建立在線(xiàn)課堂，并在在線(xiàn)課堂上設(shè)置簽到，使學(xué)生自覺(jué)認(rèn)識(shí)到在線(xiàn)學(xué)習(xí)的重要性。智慧職教網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)擁有強(qiáng)大的課堂出勤管理功能，學(xué)期末可通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，使教師能夠輕松統(tǒng)計(jì)分析出本學(xué)期每位同學(xué)的出勤情況，包括曠課次數(shù)、缺勤次數(shù)、請(qǐng)假次數(shù)等，大大縮減了教師期末統(tǒng)計(jì)的工作量，為開(kāi)展線(xiàn)上第二課堂贏(yíng)得時(shí)間。課堂教學(xué)中應(yīng)充分利用智慧職教平臺(tái)提供的豐富資源，要求學(xué)生在面授課程完成后，通過(guò)平臺(tái)資源進(jìn)行回顧總結(jié)，觀(guān)看與課程有關(guān)的視頻、音頻等資料，更好地理解與吸收課程內(nèi)容。每項(xiàng)目單元結(jié)束后，教師應(yīng)在云端發(fā)布課程測(cè)試，查漏補(bǔ)缺。

“工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試”是一門(mén)理實(shí)一體化課程，在課堂教學(xué)中，實(shí)踐教學(xué)是學(xué)生增強(qiáng)動(dòng)手能力的主要途徑，學(xué)生對(duì)該課程具有獲得感的關(guān)鍵因素源于實(shí)踐教學(xué)。該課程于2019—2020 年第二學(xué)期首先以虛擬示教的形式進(jìn)行在線(xiàn)展示，包括機(jī)器人的操作和在線(xiàn)編程。復(fù)學(xué)后經(jīng)過(guò)實(shí)際操作發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的動(dòng)手能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于先前的學(xué)習(xí)，受本次線(xiàn)上教學(xué)效果的啟發(fā)，“工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試”的理論與實(shí)踐教學(xué)模式由先前的實(shí)訓(xùn)室設(shè)備教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬€(xiàn)上+線(xiàn)下”混合式教學(xué)模式。利用仿真軟件Robot Studio 在線(xiàn)示范工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)作與程序編寫(xiě)，在線(xiàn)教學(xué)有別于傳統(tǒng)教學(xué)，仿真軟件可以進(jìn)行一些高水平的示范示例，讓學(xué)生身臨其境地感受到高科技。本課程的實(shí)踐教學(xué)主要包括工業(yè)機(jī)器人操作、工業(yè)機(jī)器人編程、工業(yè)機(jī)器人調(diào)試1∶1∶1 的線(xiàn)上仿真實(shí)踐。教師通過(guò)在線(xiàn)平臺(tái)的分組功能，讓組與組之間在在線(xiàn)課堂的討論區(qū)進(jìn)行互動(dòng)探討，同時(shí)，上傳學(xué)生的虛擬操作視頻以便學(xué)生在課堂上互相評(píng)價(jià)，學(xué)生也可以利用更多的空間和信息，在云平臺(tái)上暢通無(wú)阻地自由表達(dá)。充分調(diào)動(dòng)了師生之間互動(dòng)和學(xué)生之間相互協(xié)作的積極性，學(xué)生成為活動(dòng)的建設(shè)者和參與者，使內(nèi)向的學(xué)生也能表達(dá)自己；防止在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)中，由于學(xué)生注意力集中時(shí)間短而造成的在線(xiàn)課程質(zhì)量下降等問(wèn)題。

第三個(gè)模塊推動(dòng)啟發(fā)式和參與式教學(xué)方法的改革。教師介紹項(xiàng)目的歷史和背景，學(xué)生以小組討論的形式自行設(shè)計(jì)，讓學(xué)生主動(dòng)了解項(xiàng)目的必要性，自發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)踐項(xiàng)目，但是需要延長(zhǎng)教學(xué)時(shí)間，主要是課后線(xiàn)上指導(dǎo)的時(shí)間，使學(xué)生能夠充分理解和設(shè)計(jì)實(shí)踐。教師根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)協(xié)助學(xué)生準(zhǔn)備材料，分組總結(jié)分析項(xiàng)目特點(diǎn)，使第三模塊成為探索性課程，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性。在介紹傳統(tǒng)的基本知識(shí)、操作、應(yīng)用之后，安排、幫助、鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自發(fā)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)踐。例如，在工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)項(xiàng)目中，學(xué)生在理論上了解到了工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)的基本操作，同時(shí)也對(duì)它在產(chǎn)線(xiàn)上的應(yīng)用產(chǎn)生了極大的興趣，如通過(guò)搭建簡(jiǎn)單的供料加工單元，整合之前可編程控制操作的知識(shí)，應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人完成物料從供料站向加工站的轉(zhuǎn)運(yùn)。這個(gè)項(xiàng)目看似簡(jiǎn)單，但教科書(shū)中沒(méi)有回答相關(guān)問(wèn)題，通過(guò)項(xiàng)目研究，學(xué)生掌握了工業(yè)機(jī)器人的通信控制、機(jī)器人的整機(jī)聯(lián)調(diào)等知識(shí)。通過(guò)對(duì)相關(guān)問(wèn)題的討論，學(xué)生了解了工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線(xiàn)上的應(yīng)用，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供思路。

4 混合式教學(xué)評(píng)價(jià)

積極推進(jìn)學(xué)生學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)、評(píng)價(jià)內(nèi)容和評(píng)價(jià)方式的改革，加強(qiáng)學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià)和學(xué)生成績(jī)構(gòu)成要素的多元化，推進(jìn)非標(biāo)準(zhǔn)答案考試改革。與傳統(tǒng)教學(xué)模式課堂表現(xiàn)（包括課堂測(cè)試）占30%、期末考試占70%的考核方式相比，混合式教學(xué)模式打破傳統(tǒng)評(píng)分模式，采用“綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)”作為學(xué)生總分的評(píng)價(jià)方式。具體評(píng)分項(xiàng)目包括：形成性評(píng)價(jià)30%（包括智慧職教線(xiàn)上課前資料收集、課前在線(xiàn)學(xué)習(xí)、課堂測(cè)試、思維導(dǎo)圖等）、實(shí)踐項(xiàng)目評(píng)價(jià)40%（實(shí)踐項(xiàng)目成績(jī)按照線(xiàn)上仿真操作項(xiàng)目和綜合性項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)作品進(jìn)行評(píng)定；線(xiàn)上仿真操作項(xiàng)目按照知識(shí)模塊評(píng)定；綜合性實(shí)踐以探究性和個(gè)性化設(shè)計(jì)為主，由團(tuán)隊(duì)共同完成，考核時(shí)根據(jù)成員的回答情況為整個(gè)團(tuán)隊(duì)給出成績(jī)）和總結(jié)性評(píng)價(jià)30%（試卷評(píng)估）作為綜合評(píng)分。形成性評(píng)價(jià)亦可采用多維評(píng)價(jià)方法，包括教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)、學(xué)生對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)、學(xué)生對(duì)教師的評(píng)價(jià)等。

5 “線(xiàn)上+線(xiàn)下”實(shí)踐課程教學(xué)模式展望

只有課程有生命，人才培養(yǎng)體系才能有生命。陜西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段與方法、課堂考核等方面進(jìn)行了一系列探索，為混合式教學(xué)研究提供了經(jīng)驗(yàn)。但是，僅僅通過(guò)課程學(xué)習(xí)了解一門(mén)學(xué)科是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。下一階段，本課程將繼續(xù)深化課程的有益成果，繼續(xù)推進(jìn)教學(xué)課程體系的改革。未來(lái)，完全線(xiàn)下的環(huán)境還可以整合線(xiàn)上資源、小組討論等有利因素，充分利用第二課堂的時(shí)間，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，加強(qiáng)課程的教學(xué)效果。在線(xiàn)上課堂中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生也對(duì)老師們提出了新的挑戰(zhàn)。學(xué)生選擇的科目廣泛，內(nèi)容形式多樣，要求教師及時(shí)跟蹤行業(yè)發(fā)展，這對(duì)教師的學(xué)習(xí)能力提出了新的要求。在學(xué)生自主選題的背景下，教師也需要更多的知識(shí)儲(chǔ)備來(lái)有效引導(dǎo)學(xué)生，這也是對(duì)教師終身學(xué)習(xí)能力和綜合素質(zhì)提高的一種鞭策。通過(guò)互動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)生分析編程調(diào)試問(wèn)題的能力不斷提高，對(duì)工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)的興趣也明顯增強(qiáng)。目前，虛擬實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)設(shè)計(jì)還不成熟，教師需要有針對(duì)性的準(zhǔn)備，使學(xué)生順利獲得相關(guān)知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率。