机器人技术基础课程网络教学探索与实践

张玉林 刘娟 李立成 谢金利

摘 要

将腾讯会议与云班课相结合开展“机器人技术基础”课程网络直播教学实践，以解决特殊情况线下无法教学的问题。介绍了网络直播教学应该准备的软硬件，并针对课程及学生特点进行了网络课程的教学设计。通过对网络教学直播平台的比较，最终选择了腾讯会议与云班课相结合的方式进行直播教学，建立了类似线下学习的教学环境，实现了课前发布资料预习，课中知识点讲解互动，课后及时复习完成作业提交的全过程管理，达到了预期的教学效果。

关键词

机器人技术基础;腾讯会议;云班课;网络直播

中图分类号： TP242-4;G712               文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.16.004

Abstract

Tencent conference and cloud class are combined to carry out the teaching practice of network broadcast of "fundamentals of robotics" course，so as to solve the problem that offline teaching cannot be conducted under special circumstances.This paper introduces the software and hardware that should be prepared for the teaching of network broadcast，and carries out the teaching design of network course according to the characteristics of the course and the students.Through the comparison of the network teaching live platform，the final choice of tencent conference and cloud class combined with the way of live teaching.A teaching environment similar to offline learning is established，which realizes the whole process management of pre-class release of materials，interactive explanation of knowledge points in class，and timely review and submission of homework after class，thus achieving a better teaching effect.

Key Words

Fundamentals of robotics;Tencent meeting;Cloud class;Live webcast

0 前言

随着计算机技术及网络技术的快速发展，使得网络教学更容易实现，网络教学与传统线下教学相比较有其自身特点，不受时空的限制，在虚拟教室中就能进行。尤其是在这次新冠疫情背景下，各类学校积极响应教育部“停课不停学”的号召，纷纷开展网络教学。同时，各种线上教学平台也应运而生。怎样使用合适的平台开展网络教学，达到好的教学效果才是“停课不停学”的意义所在。通过对机器人技术基础课程网络教学的实施，总结了相关经验，希望能对该课程的网络教学提供参考。

1 远程教学设计

1.1 课程介绍

机器人技术基础是机器人工程专业学生的一门专业基础课程，起到承前启后的作用。该门课程共32学时，由于学时数的限制，教学主要内容包括绪论，机器人本体结构，机器人运动学，机器人动力学，机器人轨迹规划，机器人控制系统等。该门课程涉及理论力学，线性代数，自动控制原理，传感器原理等课程知识，学生学习起来存在一定困难。为了达到较好的教学效果，好的网络教学设计显得尤为重要。

1.2 网络教学软硬件准备

在开展网络教学之前，先要准备好软硬件。这里的软件主要指在网络教学过程中需要用到的直播平台。目前常用的网络教学直播平台有腾讯会议，钉钉，QQ，有课等。通过自己对这几个平台的使用及对学生使用情况的调查问卷，对以上几种直播平台做了比较，其特点对比如表1所示。

通过对以上直播平台优点及不足的对比，考虑直播要求延迟小，才能更好地与学生互动。因此，腾讯会议用来直播比较合适，但腾讯会议缺少签到，答题等功能，为了解决这些问题，可以将腾讯会议与云班課结合。云班课是一款基于移动互联网的教学平台，可以实现实时签到，上传资源，管理成员，开展例如作业/小组任务、投票/问卷、头脑风暴、讨论、测试等各种活动，在“课堂表现”中，老师可以让学生举手、抢答;也可以随机选人回答问题，可以手动选人[1]。将腾讯会议与云班课两者结合起来进行网络直播能很好完成类似线下的教学活动，以达到教学效果的目的。实施效果的调查问卷如图1所示。

学生在学习网课时，不同课程的任课老师选择了不同的直播平台，学生在使用这些平台后大部分学生更喜欢腾讯会议与云班课结合的方式。那么，教师如何利用这种方式开展教学将会在接下来的课程实施中进行介绍。除了腾讯会议，云班课，还需要用到一款软件，那就是录屏软件，以便于课后学生看回放，Camtasia Studio是不错的选择，它的操作比较简单，且录制效果较好。

网络直播课程要达到好的教学效果，除了需要合适的软件外，还需要借助一定的硬件设备，电脑、网络是最基本的。此外，外置的高清摄像头可以使教学更加方便，尤其是需要板書的课程。例如机器人技术基础，在讲机器人运动学时，需要结合板书给学生讲解变换矩阵，这样学生才能更好地理解，有了摄像头，教师可以用笔代替鼠标直接在本子上进行书写，比在PPT上进行板书效果好很多。如图2、图3所示。

由图2可知，采用这种方式后，大部分学生觉得能更好的理解知识点。

1.3 课程教学设计

1.3.1 学时安排

机器人技术基础课程的学时安排如表2所示。

13.2 教学设计

以机器人技术基础课程第2讲网络直播为例，教学设计如表3所示。

2 课程实施

直播课程的实施与线下课程有所不同，但仍有相似之处。上课之前可以将教材电子档、课件等上传到云班课，让学生进行预习。上课前一天利用腾讯会议的“预定会议”功能，并将会议链接发至课程班级群。

教师提前半小时进入会议，类似于线下教师提前进入教室。课前5分钟打开腾讯会议的桌面共享，并利用云班课的签到功能进行签到，建议使用限时签到10分钟，从课前5分钟到上课5分钟这段时间学生都可以签到，在一定程度上可以避免学生因为网络等问题无法签到的问题，如图4所示。

上课时间一到，准时上课，同时打开录屏软件。利用5分钟左右的时间，对上一讲的课程进行复习，可以通过云班课中的课堂表现，随机选人或抢答形式，以提问的方式来复习知识点。一方面可以检验学生对上一讲知识的掌握情况，另一方面也起到监督学习的作用。

复习完成后便开始新知识点讲解，在讲解过程中注意查看手机端（用于直播监测）或另一台电脑直播状况（有两台电脑的时候，一台用于直播，一台用于监测），不仅可以监测直播过程中是否出现无声音等问题以便及时解决，还可以看到学生在聊天窗口的提问情况，如有提问教师可以进行及时的解答。当然，在讲解新知识点的时候，同样可以根据授课内容，利用云班课与学生进行互动，包括随机选人，抢答，以及课堂测试等，这些穿插于整堂课的互动总共约10分钟时间。

课后，将录制的视频上传至云班课，以便学生复习使用。同时，在云班课上可以布置课后作业，学生完成后上传，教师进行线上批改。教师还可利用云班课进行调查问卷，例如对当堂课的知识点掌握情况，也可以利用云班课中的头脑风暴，让学生把没听懂的知识点提出来。总之，将腾讯会议与云班课结合起来，可以使教学很好地组织起来。

3 实施效果

通过近一个多月的网络直播，机器人技术基础课程按照教学实施计划顺利开展。学生平均出勤率为97%，如图5所示。

学生对课堂教学情况反映良好，能提出合理的建议，促进教师教学改进。学生对教师教学感受和建议如图6所示。

4 总结

网络直播教学是计算机与网络技术发展的必然产物，是传统线下教学的一种补充，具有不受地域空间限制的优点。在疫情下，能较好地解决停课不停学的问题。选择合适的方法才能达到教学效果，才是停课不停学的意义所在。腾讯会议结合云班课就是一种较好的网络教学方式，能形成类似线下的教学环境，实现课前、课中及课后全过程管理。当然，不同教师有不同的教学方式，也有适合自己的不同直播平台，本文所提及的线上教学方式仅为有需要的教师提供一个参考。

参考文献

[1]商桑，靳新.云教学理论与实践研究[M].北京：北京理工大学出版社，2017.