“工业机器人拆装与调试”课程线上教学研究

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  摘 要:新冠肺炎疫情导致了全国高校停课,各级各类学校通过开展线上课程教学,实现“停课不停学”。文章以吉林工业职业技术学院“工业机器人拆装与调试”课程采用“超星学习通+钉钉”双平台方式开展线上教学为例,通过线上前期准备、教学设计和教学实施等方面,对教学中存在的问题进行分析整理,总结线上教学效果,为其他课程的线上教学提供一定的参考价值。
  关键词:线上课程;机器人拆装;教学实施
  0 引言
  目前,我国已取得了抗击疫情斗争的重大战略成果,至2020年11月,我国各级各类学校已全部复学,通过总结疫情期间线上课程教学经验,单纯的线上教学活动虽突破了教学地点和教学时间的限制,但存在诸多局限性,如师生交流障碍、临场感缺乏、监控不到位、教师信息化教学能力薄弱、理实类课程缺乏实践操作等。
  文章着重阐述“工业机器人拆装与调试”课程线上教学实施过程,通过教学资源准备、平台选用、教学设计、教学实施及效果评价5个方面,分析课程线上教学的优点和不足,总结经验,以期提升课程教学质量。
  1 资源准备
  学院利用实训室设备和资料自制教学资源,包含授课PPT、校本教材电子版、理论讲解视频录制、实操示范视频录制、习题测验等,并与合作企业协调“InteRobot离线编程与仿真软件”和“工业机器人机械装调维修虚拟仿真软件”下载权限。每堂课程的教学资源提前三天完成并上传至学习平台,在课前开放观看权限。教学视频设置为防拖拽、防窗口切换,杜绝学生刷课行为。视频设置测试关卡,学生通过测试方可继续观看,答错需重看本知识点内容并再次答题。视频测试关卡有利于教师了解学生对细化知识点的掌握情况,有助于学生思考,提高学生学习能动性[1]
  2 平台选用
  线上教学平台既是线上课程教学的载体,也是师生沟通的重要桥梁。学校综合考虑课程特点、学生使用率、平台功能等因素,选择“超星学习通+钉钉”双平台线上教学模式。
  2.1 超星学习通平台
  超星学习通可实现教学视频存储和播放,具备班级管理、作业发放批阅、教学数据采集等功能,构建了完善的教学资源库、互动活动库、习题库等教学模块,充分发挥了网络大数据资源的优势,实现了“资源丰富、开放共享、在线互动、激发兴趣、提高效率”的教学目的,有助于教师进行课程分析和教学研究[2]
  2.2 钉钉直播软件
  钉钉是一种多端平台的沟通工具,具有及时沟通、多群直播、观看回放、平台开放等实用功能,且操作简单,学生只要有电脑或手机就可以参加课程学习。课程线上教学过程主要使用会议、直播功能,师生在彼此可见的氛围下学习,增强了课堂氛围,便于监督学生学习状态。钉钉的多群联播功能有利于实现多班同时上课[3]
  3 教学设计
  3.1 教学形式
  “工业机器人拆装与调试”课程是吉林工业职业技术学院工业机器人应用技术专业的技术技能课,主要包含工业机器人操作及编程、工业机器人拆卸及安装两部分内容,采用“理论讲解+实践操作+项目测评”的授课模式。理论讲解以PPT录屏播放为主,讲授每个项目必备的基础理论知识。工业机器人操作及编程部分以InteRobot离线编程仿真软件操作讲解录屏为主,实训室内工业机器人实操过程录制为辅,有助于学生利用编程仿真软件进行操作训练。工业机器人拆卸及安装部分以实训室工业机器人拆装实操讲解录制为主,工业机器人机械装调维修虚拟仿真录屏为辅,有助于学生直观地认識工业机器人拆卸、安装及工具实际使用。
  针对学生线上学习注意力易分散及电脑配备问题,依据学生拥有电脑台数及学情调研分组,3~4人一组,确保每小组配备一台电脑。在小组线上讨论、练习过程中,教师可随机加入小组参与讨论。项目测评采用小组线上操作直播、其余小组和教师评分的方式进行。这种线上授课模式实现了理论与实践相结合,提升了学生学习积极性和团队协作精神。
  3.2 内容设计
  线上教学内容力求少而精,指向教学内容的核心知识,教师需在短时间内讲解清楚,学生能有所领悟[4]。工业机器人编程项目的主要内容为工业机器人基本操作、指令运用、程序编辑。工业机器人拆装部分主要介绍工业机器人的传动原理、关键部件,以及1至6轴的拆卸和安装。教师还需设计精要的自主学习任务和互动交流,激发学生学习积极性[5]。另外,按照注意力曲线理论,学生的注意力在10 min时达到高点,之后逐渐下滑。为了在有效的时间内集中学生的学习注意力,将每个知识点的教学视频控制在12~15 min。
  4 教学实施
  教师以华中数控HSR-JR612型工业机器人为载体,完成机器人搬运程序编辑、机器人本体拆装两个任务,将装配钳工、维修电工相关职业标准要求和安全规范操作融入课程中。教学过程包括课前准备、课中教学练、课后评价3个模块。
  4.1 课前准备
  课前,教师对教学平台及所需软件进行检查和调试。课前等待期间,教师播放有利于学生思想教育的新闻或课程相关的视频,调节学生课前心态。最后,教师开启钉钉录屏功能,便于缺席的同学及时观看,跟上整体学习进度,也便于学生课后复习。
  4.2 课中教学练
  4.2.1 课程导入
  教师对作业中出现的典型问题进行深入分析,复习和巩固上节课知识,或以小组直播学习心得等方式,稳定学生情绪,引导学生思考,激发学生学习兴趣。
  4.2.2 课程教学
  任务实施由观看教学视频、小组实操练习、项目测评3个环节组成。师生保持钉钉在线,教师及时回答学生疑问,并在重难点进行详细讲解。
  (1)环节1:教学视频学习。   学生在超星学习通平台观看理论部分和教师实操示范的教学视频,教师通过提问、抢答、讨论等方式掌握学生学习情况。针对学生不易理解的细节和存在疑问的内容,教师可在实训室直播讲解。
  (2)环节2:小组实操练习。
  学生采用“InteRobot离线编程与仿真软件”和“工业机器人机械装调维修虚拟仿真软件”进行实操训练。学生可使用电脑或手机运行InteRobot离线编程与仿真软件,了解工业机器人示教器功能、掌握工业机器人基本操作、联系工业机器人任务程序编辑。学生利用工业机器人机械装调维修虚拟仿真软件,了解工业机器人内部机械结构、掌握工业机器人传动结构,模拟练习工业机器人各轴的拆卸与安装、气路及通信线路的连接。
  (3)环节3:项目测评。
  根据制定的任务计划,教师可将钉钉直播权授予相应小组,由小组直播项目操作过程,教师和其余小组进行联合测评。小组之间相互促进、相互监督,既调动了学生学习积极性,也增强了团队协作能力。
  4.3 课后评价
  教师通过批阅小组课后完成的任务实施报告,结合超星学习通后台记录的学生学习过程数据,实施多元考核方式。在课程结束后形成学生线上教学报告,便于“工业机器人拆装与调试”课程线上教学的改进和完善。
  5 实施效果及结论
  通过超星学习通平台统计的学生课程数据,结合学院督导组听课反馈,表明“工业机器人拆装与调试”课程线上教学充分发挥了学生主观能动性,学生的自学能力、语言表达能力及团队协作能力都有所提高。但与线下教学效果相比仍存在较大的差距,学生返校后需熟悉设备和工具,才能在规定时间完成指定任务。
  6 结语
  针对高职院校实践性较强的课程,应用“超星学习通平台+钉钉”双平台,借助匹配的虚拟仿真软件,采用“理论讲解+实践操作+项目测评”的线上教学模式,学生自主能动性和语言表达能力得到提高,实操技术技能最大限度接近于线下教学效果,使得这种线上课程教学模式成为学校和学生在特殊情况下,以及社会求知者的优先选择。线上线下教学各有其优缺点,将线上线下教学混合开展,将有利于教学质量提高,有助于教师信息化教学能力、教学设计组织能力以及教学数据分析能力提升。
  Research on the online teaching of “Industrial Robot Disassembly and Debugging” course
  Fu Liang
  (School of Mechatronics and Intelligent Technology, Jilin Vocational College of Industry and Technology, Jilin 132013, China)
  Abstract:The COVID-19 outbreak has caused the suspension of classes in colleges and universities across the country, and schools at all levels and types have implemented online course teaching to achieve “suspending classes without stopping learning”. The author takes the course “Industrial Robot Disassembly and Debugging” which uses the App software “Chaoxing Xuexitong plus DingTalk” dual platform method to carry out online teaching as an example in this thesis. Through online pre-preparation, teaching design and teaching implementation, the author analyzes and sorts out the problems of online teaching, and summarizes the effect of online teaching in order to provide certain reference value for online teaching of other courses.
  Key words:online course; robot disassembly and assembly; teaching implementation
  [參考文献]
  [1]程志红,闫海峰,杨金勇,等.《机械设计》在线开放课程建设与应用实践[J].教育教学论坛,2019(43):141-144.
  [2]白恩健,王直杰,张义红.以产出为导向的电子信息与电气工程类专业项目驱动教学改革[J].高教学刊,2019(14):133-135.
  [3]沈扬,吴佳伟,芮笑曦.基于“金课”建设的河海大学土力学在线开放课程建设实践与思考[J].高等建筑教育,2020(1):24-30.
  [4]于歆杰.在线开放课程需要建以致用[J].中国高等教育,2015(2):9-10.
  [5]苗鸿宾.大班授课+小班研讨为核心的机械基础课程混合教学模式研究[J].机械设计,2018(2):242-244.
  基金项目:2020年度吉林省高教科研一般课题;项目名称:高职院校线上课程教学实践与研究—以工业机器人拆装与调试课程为例;项目编号:JGJX2020D674。
  作者简介:付亮(1983— ),男,吉林吉林人,讲师,硕士;研究方向:机电设备技术教学。
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