慕课环境下高职《机器人控制技术》混合教学模式的探索与研究_中国大学慕课

慕课环境下高职《机器人控制技术》混合教学模式的探索与研究

以《机器人控制技术》课程为例，探讨如何对高职工科类课 程开展基于慕课的混合式教学。从教学准备、课前预习、课 堂教学、课后拓展四个环节实施，通过课程难易程度问卷调 查分析实验成效，总结经验并提出思考，逐步完善混合式教 学的改革与创新。

［关键 词］ 慕课；
混合式教学；
机器人控制技术 ［中图分类号］ G712 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 2096-0603（2017）12-0044-03 一、引言 近些年，随着信息技术的迅猛发展，教育界也发生了翻 天覆地的变化。将移动互联网和计算机技术深度融合到教育 行业，提出通过网络开设大规模在线课程（MOOC）。慕课 （MOOC）作为一种新兴事物，以其“精品化”“精细化”的 教学资源，“个别化”“个性化”的教学过程，“交互性” 的教学活动，学生高度“可参与性”等优势对高等教育产生 了巨大影响。2012年，斯坦福大学、麻省理工学院、哈佛大 学等世界一流名校先后成立了Udacity、Coursera、edX，为 学习者提供优质、免费的在线课程。在教育信息化国家战略 的驱动下，国内许多高校，包括北大、清华、浙大等，也加入了慕课建设队伍。作为高等教育重要组成部分的高职教育， 应利用这一契机，改革传统教学模式，探索适合慕课环境下 的新型教学模式。本文将以《机器人控制技术》课程为例， 探索慕课环境下高职教育的混合式教学模式，以实现教学质 量的提升。

二、慕课教学模式与传统教学模式的比较 （一）传统教学模式 传统教学模式以教师为中心、书本为中心、课程为中心， 教师的教与学生的学常常以教师讲、学生听，教师提问、学 生回答，教师板演、学生模仿这三种形式展开。无论哪种形 式，都属于“讲解—接受型”教学模式，根本目的是为了服 从学科教学的需要，系统、完整地传递人类社会长期积累的 科学文化知识。同时，都采用单向的信息传递方式，教师是 教学信息的主动发出者，学生是被动接受者，师生之间很少 有主动的信息双向交流。因此，传统教学模式不利于调动学 生学习的主体积极性，剥夺了学生课堂教学中的情感生活， 造成课堂教学的沉闷局面，学生往往视学习为畏途，厌学现 象严重。

（二）慕课教学模式 慕课（MOOC），即大型开放式网络课程（Massive Open Online Course），规模大、不受时间、地点、人数的限制， 任何人都可以在线参与学习，学习过程强调师生间的互动。

慕课教学是一种全新的教学方法，强调以学生为本，整个学习过程以学生为中心，不断调动学生的兴趣，让学生进行自 主的探究性学习，实现由教师本位向学生本位的转变，真正 落实学生的主体地位。这种教学模式的好坏在于设计学习环 节，关键在于精心准备教学微视频。

（三）慕课教学模式与传统教学模式的比较 1.对比传统教学模式，慕课教学模式的优势主要体现 在：
（1）慕课教学模式中的视频都是短小精悍型的，把教 学内容分割成许多知识点，方便学生进行碎片化的学习。

（2）制作慕课知识点微视频时，可以将一些评分小习 题自动穿插到里面，方便对学生的学习效果进行检查。

（3）慕课平台上有交互性线上论坛，教师能够经过网 络学习社区和学生进行交流，对学生学习的具体情况进行全 面了解。

（4）慕课教学模式能根据学生反馈的学习信息对教学 效果及教学过程进行及时调整。

2.慕课教学模式的缺点：
（1）线上教学使学生缺少校园文化的熏陶及在校学习 生活的经历。

（2）慕课教学模式无法使用多维度方法对一些复杂学 科的观点进行讲解。

（3）一些学习或接受能力较弱的学生在线上课程中学 习效果不理想。（4）慕课教学模式网上进行的论坛讨论并不能完全取 代课堂上教师和学生之间的教学互动。

因此，慕课教学模式并不能完全代替传统教学模式。但 是，如果在课堂教学中将慕课教学与传统教学相结合，发挥 它们各自的优势，不仅有利于带动学生学习的氛围，还能提 升教学质量和课堂教学的效果，同时让学生养成终身学习和 网络学习的习惯。

三、《机器人控制技术》课程目前存在的主要问题 《机器人控制技术》是我院电子信息工程技术专业的核 心课程，该课程一直采用“教学做评”一体化教学模式开展 教学，从近几年的教学效果来看，在本专业的专业课中排名 靠前。但是，“慕课”的出现对本课程的教学又提出了更高 的要求和更大的挑战。就本专业《机器人控制技术》“教学 做评”一体化教学模式来说，目前还存在着不少问题。具体 表现在以下几个方面：
（1）由于整个班学生能力参差不齐，接受能力快的学 生“吃不饱”，接受能力慢的学生学起来太吃力。

（2）理论知识的教学仍旧采用教师口头讲授的方式， 占用了大量学生实践操作的时间。

（3）课程考核虽然采用过程性考核为主，期末考核为 辅的方式，但是没有真正形成基于工作过程一体化的考核机 制。

（4）教师对课堂管理的把控能力。四、基于慕课的混合式教学模式的设计 基于慕课的混合式教学模式把慕课教学的优势与传统 教学的优势结合起来，优势互补，借助互动性强的慕课网络 学习平台，构建大量在线学习微视频，供学生课前自主学 习；
而课堂上主要进行有针对性的重难点讲解，引导学生面 对面的课堂互动讨论，强化学生的动手实践能力；
课后发布 在线测试及拓展任务，培养学生的创新能力。

为解决《机器人控制技术》课程目前存在的主要问题， 设计该课程基于慕课的混合式教学模式，具体的教学过程包 括教学准备、课前预习、课堂教学、课后拓展四个环节。

（一）教学准备 课前准备是基于慕课的混合式教学模式的关键。包括设 计课程内容、开发教学资源、构建慕课平台等。

以智能搬运机器人为载体，把机器人分解为大脑、腿、 眼睛、手等独立器官，设计了什么是机器人、让机器人思考、 让机器人动起来、让机器人感知、让机器人搬运五个基本教 学项目以及让机器人识别颜色、无线遥控机器人两个拓展教 学项目。按照由易到难、由浅入深的顺序编排项目，每完成 一个项目将为机器人多添加一种器官，机器人的智能功能是 逐渐增加的。因此，前面项目是否完成以及完成的好坏将直 接影响后续项目。每个教学项目被划分为若干个教学模块， 每个教学模块又被碎片化为若干个教学知识点。如下表所示， 以让机器人识别颜色这一教学项目为例，来说明《机器人控制技术》课程碎片化教学知识点的过程。

混合式教学模式的课程教学资源除了传统教学模式使 用的课程标准、PPT课件、电子教案、周历，还包括知识点 微视频、工作单、任务书、在线测试题、知识点参考资料、 往届学生的学习资料、软件等。

慕课平台上不仅要有各种富媒体课程教学资源，还要有 师生互动区、评价考核系统等，便于教师实时、全方面了解 学生的掌握情况和表现。

（二）课前预习 教师提前布置下节课的任务，学生自主安排时间进行线 上课程学习，也可以借助搜索引擎查找任务相关的知识，在 学习时按照教师设计的学习任务完成任务书或微视频中提 出的问题，将结果在线上学习平台中进行反馈，对教师上传 的课程资料进行评价，还可以与线上的教师、学生沟通。同 时，教师可以直接在学习平台上监控学生的学习进程，查看 学生登录次数、在线时间、发帖、回帖等，有效监督学生学 习。

（三）课堂教学 混合式教学模式的课堂教学环节以学生为中心，充分发 挥学生的主体地位，教师应改变传统的“灌输式”教学，以 课堂讨论、动手操作、解决问题为主。教师根据学生在线学 习的提问、在线测评的反馈等安排课堂教学重点和难点。在 课堂教学中，教师首先对重难点知识进行讲解，对学生线上提出的带有普遍性的典型问题进行分析。针对重点、难点及 典型问题引出课堂探讨主题，以小组为单位，教师组织学生 进行讨论交流。在学生讨论过程中，教师要发挥主导作用， 对学生的讨论及时引导、纠正，使课堂讨论有目的、有意义 地进行。为调动学生讨论的热情，教师要尊重学生的发言， 适当给予学生鼓励和表扬。讨论结束后，教师对每个讨论主 题进行总结，加以点评。

讨论只是课堂教学的一部分，《机器人控制技术》作为 一门操作性很强的课程，必须要引导学生积极动手操作。按 照基于工作过程的要求，从电子元件的选择、原理图的绘制、 PCB的制作、电子元件的焊接到电路板的测试、机器人“器 官”的组装、功能程序的编写等一系列工作都由学生两人一 组协作完成。对操作过程中遇到的问题，可以求助教师或其 他同学。教师要一直把控整个实操过程。最后由学生展示和 自评本组完成的作品，其他组互评，教师点评和总结。学生 对作品进行完善后上交，作为平时考核的依据。

（四）课后拓展 因材施教，对于能力特别优秀的学生，引导他们课后继 续完成拓展教学项目。这部分学生一般都是系电子协会会员， 志同道合，课余时间经常在一起讨论新科技、钻研新技术。

遇到技术难题时，可以在在线平台上发起讨论话题，寻求教 师的帮助。教师还可以鼓励这部分学生积极参与自己的横向 课题，锻炼他们的创新能力及工程实践能力。五、基于慕课的混合式教学模式的实证 自2016年起，笔者所在课程团队以超星慕课平台为依托， 对所授《机器人控制技术》课程进行基于慕课的混合式教学 模式的尝试，从学生的学习热情及教学效果来看，取得了显 著提升。学生普遍认为，学习不再是被动地灌输，而是主动 地探索。为了了解学生的学习效果，笔者对电子信息专业已 学过该课程的2013级和2014级学生开展问卷调查。2013级学 生采用“教学做评”一体化教学模式，2014级学生采用基于 慕课的混合式教学模式。下图是对课程难易程度的评价，设 定了“难”“一般”“容易理解”3个选项。从图中可以看 出，2014级大多数学生认为课程并不难，可以接受，而2013 级认为该课程难度较大的学生占了大多数。这验证了基于慕 课的混合式教学模式对提升教学质量的影响。

六、结语 本文以《机器人控制技术》课程为例，探讨如何在高职 工科类课程中开展基于慕课的混合式教学模式，主要从教学 准备、课前预习、课堂教学、课后拓展四个方面进行课程设 计。通过对比“教学做评”一体化教学模式和基于慕课的混 合式教学模式的教学效果，后者在提升教学质量方面具有明 显的优势。但是，我们也应该看到，第一，在线学习对学生 的学习自觉性和个人自控力有一定的要求，高职院校的少数 学生要做到这一点非常困难。第二，高职院校的学生由于自 学能力弱，少数学生的在线学习效率和效果并不理想。因此，我们仍需要结合一些传统的教学方法优势互补，逐步完善混 合式教学的改革与创新。

参考文献：
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