“云仿真、互动式”在线教学设计探索

乔阳 鲍敏

摘 要：“工业机器人典型应用现场编程与调试”课程教学团队提出以中国大学MOOC在线课程资源结合QQ群平台，以及利用仿真软件云操作方式开展在线教学和仿真实践，通过“云仿真、互动式”的线上教学形式，使线上课程也能理實一体教学，突出实践技能的培养。

关键词：在线教学;工业机器人;仿真

高职“工业机器人典型应用现场编程与调试”课程旨在引领学生整合和综合运用工业机器人相关知识，利用现场编程的方式完成典型应用的实践任务，突出知识的综合运用和实践技能的培养。在线授课中我们使用中国大学MOOC平台和QQ群平台协同进行，实现学习资源区（中国大学MOOC）、加工区（慕课堂）和互动区（QQ群）三区“融合+仿真实践”的互动式云教学，使在线教学也能实现理论与实践相结合。

一、教学内容设计

课程紧扣工业机器人技术专业核心能力，依据成果导向教学中各教学单元对应的教学目标，以工业机器人典型应用实践操作项目为主线、问题为导向设计教学内容，明确每节课学习重点和难点，教学内容以任务为驱动。在中国大学MOOC平台中，通过SPOC形式开展在线教学，SPOC注重提高校内课堂教学质量;注重提升教学设计与学生学习效果，它“创建的混合教学环境，既融合了MOOC的优点，又弥补了传统教室课程的不足。”

在线教学中，我们重构了SPOC课程素材，在原有知识内容基础上，根据设定的工业机器人典型应用项目，调整在线教学内容，使内容与项目需求的知识点对应，在线上资源中添加了教师自己制作的关键点讲解视频和课件、增加在线学习过程中的问答和在线作业的内容;在慕课堂中设置完成任务对应关键知识点的练习题、讨论素材、问卷;在QQ群中上传知识点学习资料供学生预习，使得教学内容按知识的逻辑结构和学生的认知次序来排列，将教学项目中选择的授课资源按知识点从简单到复杂顺序构建。

在线授课时，学生无法用真实设备操作训练，但课程需要操作训练的学习。为了使在线学习也能培养实操能力，我们根据教学项目内容，使用仿真教学软件搭建工业机器人对应典型任务的仿真工作站环境，方便学生通过仿真软件开展贴近真实环境的仿真实操训练。在教学内容中，增加了仿真工作站中机器人部分的编程、仿真示教和运行调试的环节，学生在课堂中能够实现分析问题、解决问题，仿真地完成应用任务，实现了线上理实一体形式的教学。

二、教学形式设计

教学形式注重互动交流、仿真实践，以操作任务为主线，以学生为中心，探究式学习。将在线教学分为三个区：学习资源区、加工区和互动区，通过优化教学流程，实现三区融合、顺畅衔接，并结合虚拟仿真云操作完成理实一体的学习任务。

在线学习资源区，借助中国大学MOOC平台，通过异步SPOC课程的形式，将原有的优质课程学习内容，根据本课程需求经过删减、增补的形式搭建资源学习平台，实现利用现有在线课程快速构建在线学习资源。在资源区中，学生进行线上视频、文档和课件的学习，作答练习题和线上作业。

加工区，借助中国大学MOOC提供的慕课堂功能，实现签到、在线讨论、在线作答练习题、问卷调查、在线评分等功能，督促学习的同时能够实现学生对知识进行加工、理解和整理，还能够有效检验学习成效。

互动区，借助QQ平台中的群功能，在群中发布学习引导、参考资料，实现交流互动以及学生上交作品、作业和学习笔记。QQ平台中可以进行语音聊天或文字加图片形式讲解，查看聊天记录易于课后回顾课程内容，巩固学习，也可以语音直播和视频直播讲解，学生能够直观地听到、看到教师的讲解，并且随时可以提出问题，开展师生交流互动，对学生提出的疑问进行答疑解惑以及学习检查和督促。

实践学习采用虚拟仿真云操作，学生使用电脑仿真软件或者手机远程桌面APP借助互联网访问仿真资源，在虚拟环境中仿真地完成面向工业机器人典型应用的编程实践任务，包括点位示教和调试运行，贴近真实操作过程，弥补在线学习不能在真实环境下实践操作的不足，助力理实一体化课程实践学习，使得学生的学习与真实环境做到有效衔接。

三、在线教学过程设计

（一）课前准备

在QQ群中下发学习指南，让大家知晓学习流程及学习重点，明确课堂流程和阶段任务时间节点，提前做好预习。提前5分钟开始在慕课堂签到，避免网络问题影响签到、延误学习，同时也能提醒学生提前做好学习平台和环境的准备。

（二）课中学习

在上课中，首先，采用多种形式对上节课学习内容或预习内容的学习成效进行检查和总结。可选择在慕课堂中设计上节内容回顾练习题，学生签到后首先对回顾内容开展在线做答并自动评分显示结果;也可根据学习内容的不同，选择让学生自制总结视频，上传至QQ群中展示，既有娱乐性，也能够对上节知识的学习成效做一个检验，且起到了督促学习的作用;也可选择让学生在QQ群中对预习情况做汇报，可采用学生播放录制视频或在线直播形式进行。

针对大家的作答情况或预习情况，教师在QQ群中给予总结并引出新学习任务，提出任务要求，让学生带着问题学习，探究解决问题方法，云仿真方式完成虚拟的操作实践任务，教师通过平台的监控功能，监控学生在线学习时长、练习题作答情况，随时督促学生学习，给与适当讨论评价，鼓励学生提出自己的观点，主动去解决和完成工业机器人典型应用任务，构思、设计机器人工作流程，分组完成任务中模块编程设计、点位示教和仿真运行，实现理实一体学习。

教师通过QQ群发布学习引导、讲解关键知识点、互动交流，指引学生完成对应内容的学习，在慕课堂中设置抢答讨论、随机点答、做答随堂练习、上传学习笔记照片的环节，在QQ群中设置上传仿真实践录像或照片并给与及时的评分等互动环节，逐步引导学生完成实践任务，开展多元评价，调动学生积极性、提高学生课堂参与度，防止学生脱离在线课堂，督促和激励学生学习的同时检验学习成果，获得教学效果反馈。

（三）课后作业与辅导

课后作业选择线上答题，实现自动评分云评价，同时要求学生整理并上传学习笔记，在督促学生主动学习的同时也检查了学习情况。每个教学单元留有模拟实践操作的仿真任务作业，学生通过仿真的形式，训练贴近实际实操的编程方法、调试方法。课余时间学生还可利用QQ群随时交流，对学习效果差的学生开展在线云辅导，保证教学质量不打折扣。

四、结语

教学环节设计紧凑，直播或语音讲解与小视频、PPT及截图结合使用，做到互相补充。授课过程包含回顾复习、学生上传自己录制的总结视频、教师点评总结、给出重点、提出问题后交互式教学和云仿真实践，一环扣一环，带着学生探究式学习解决问题的方法。通过多种手段评价学生和督促学生学习，保证学习质量。在线教学中难免存在一些不足，未来还有很多路要走，需要继续探寻更适合新方法、新形势，更好的为教育教学服务。

参考文献

[1] 康叶钦.在线教育的“后MOOC时代”：SPOC解析[J].清华大学教育研究，2014（7）：85-93.

[2] 薛云，郑丽.基于SPOC翻转课堂教学模式的探索与反思[J].中国电化教育，2016（5）132-137.