微课在中职工业机器人教学的应用与分析

郑 重 贺 洪 杨会攀

(佛山市三水区工业中等专业学校 广东佛山 528100)

微课，是指运用信息技术按照认知规律，呈现碎片化学习内容、过程及扩展素材的结构化数字资源[1]。微课的核心组成内容是课堂教学视频，同时还包含与该教学主题相关的教学设计、素材课件、练习测试等辅助性教学资源。微课就是符合认知规律的非线性结构化数字资源，它的设计理念跳出了传统“课”的思维，以降低认知成本和学习负担为目标[2]，其碎片化、可视化、结构化以及非线性化的特点为学生提供了差异化以及碎片化的学习机会。随着互联网+和工业4.0 的时代的到来，我国各行各业掀起了智能制造的热潮，开始用机器人取代人，工业机器人的数量每年以20%-30%的速度增加。工业机器人技术这门课程，成为了的一门新兴的热门课程。工业机器人将机械、电工电子、信息技术以及传感器技术等多门专业进行有机结合。教学内容、教学过程比较抽象和复杂。传统的教学方法死板，教学手段单一。在传统的教学模式下，学生是通过老师的传授被动地接受知识。更关键的是，传统的教育在讲授这些理工类的学科时，其短板则更为明显。在这样的背景下，笔者就微课在中职机器人课堂的实践探索，通过学生学情分析、教学分析、实验对照等手段开展一系列调查研究，以论证微课在中职机器人的教学中能够提升教学效率以及教学质量的结论。

一、学情分析

为了更好地了解学生的现状以及机器人教学中存在的问题与困难，现对我校电气部二、三年级12 个班共289 名学生作不记名调查与研究。其中包含普遍性调查和各年级的专项调查。笔者通过我校信息平台向我校电气部专业学生作出普遍性调查，共发出289 份问卷，收回 289 份，回收率 100%，成功完成调查。普遍性调查中有几项数据尤为突出。主要包括以下情况。（1）75% 的学生感觉到课堂无趣；（2）91%的学生课程超过15 分钟就存在走神现象；（3）92%的学生喜欢视频类的教学；（4）87%的学生不喜欢阅读教材；（5）84%的学生课后不会通过阅读教材来进行复习。通过与学生的交流以及对以上数据的分析，笔者认为造成这种情况的原因是多方面的。综合分析数据表明，我们有需要探索新的教学方式，以激发学生的学习热情，提高教学的有效性。

二、微课的教学效果分析

“工业机器人技术”是我校电气部学生的一门必修专业课，该学科主要包括机器人的基本操作、机器人拆装、RobotStudio离线编程以及综合应用四大部分。我校电气部主要分为两个方向，一个是机电方向，一个是电气方向，各三个班，各班入学成绩大体相当。在开展这次研究之前，我部二年级学生已经上了3 周的机器人基础部分的理论课，为更科学地采集数据，笔者设计了一份难易适中的机器人理论知识题目让学生去测试，并按不同的方向从中按照各个分数段去选取相同数量的学生，构成本次研究的标本，其中机电方向的学生为微课实验班，电气方向学生为对照班，两个班整体成绩相差不大，符合公平平等原则。实验班和对照班各90 人，一共180 人，本次实验为期12 周，其中包含机器人基础、机器人的拆装以及机器人的编程技术三大板块，各个板块都进行一次测试，为获取更科学、更准确的实验数据，测试采用统一的时间、统一的试卷。以下为本次测试的实验数据。

在三次测试中，每次考试人数均为90 人。测试一中，实验班数据如下：优秀人数为12 人，优秀率13.3%；及格人数78 人；及格率为86.7%；平均分为72.3。对照班数据如下：优秀人数为11 人，优秀率12.2%；及格人数75 人；及格率为83.3%；平均分为72.0。

测试二中，实验班数据如下：优秀人数为23 人，优秀率25.6%；及格人数82 人；及格率为91.1%；平均分为82.1。对照班数据如下：优秀人数为8 人，优秀率8.9%；及格人数68 人；及格率为75.6%；平均分为71.1。

测试三中，实验班数据如下：优秀人数为25 人，优秀率27.8%；及格人数81 人；及格率为90.0%；平均分为82.5。对照班数据如下：优秀人数为8 人，优秀率8.9%；及格人数65 人；及格率为72.2%；平均分为70.8。

从上面的数据中统计分析可知，通过使用微课实施教学的实验班在三次测试中无论及格率、优秀率还是平均分均优于对照班。测试一两个班的成绩相差不大，但经过了一段时间的学习后，实验班学生的成绩在测试二和测试三中有了显著的提高，其中测试二中优秀率和及格率较对照班高出了16.7%以及15.5%，测试三中优秀率和及格率较对照班高出了18.7%以及17.8%。而平均分方面，实验班在测试二和测试三中分别比对照班高出11.1 分和11.3 分。综合以上分析，笔者认为微课在学生工业机器人的学习方面确实提供了正面的帮助，学生成绩提升明显，微课在工业机器人教学中的应用效果显著。

在本次实验结束后，笔者对实验班的同学进行了一次调查，主要涉及学生对微课教学的认可度、满意度以及接受度做出调查。调查数据如下。

1.微课能提升我的学习注意力数据如下：非常认同68 人，认同13 人，基本认同6 人，不认同3 人。

2.微课能提升我的学习成绩数据如下：非常认同71 人，认同10 人，基本认同7 人，不认同2 人。

3.微课的趣味性更强数据如下：非常认同70 人，认同12 人，基本认同8 人，不认同0 人。

4.我更希望以后教学中能多使用微课数据如下：非常认同66 人，认同11 人，基本认同12 人，不认同1 人。

从以上数据可见，学生对微课的接受程度比较高，微课对学生的吸引力更强，并能有效地提升学生学习的注意力以及学习成绩。此外，在我校的教育平台中得出一些学生学习行为习惯的数据。其中100%的学生会通过平台来观看老师课前发布的微课以及预习资料，85%的学生会在课后回看微课复习当天学习的知识，以上两项数据较之前的普遍性调查数据都有较大幅度的提升，学生主动学习的意愿更强烈。上述数据说明微课能有效提升教学效果以及促进学生主动学习。

三、微课的应用与探究

（一）微课的应用范围

微课作为一种新兴的教学手段，有其独特的优点，但也有自身的缺点，也并非适用于所有的教学场合。正如本次实验所呈现的数据中，测试一中实验班与对照班整体的区分度并不大，笔者认为这与所讲授的内容有关。这一章节的内容为机器人的基本知识，所涉及的内容更多的是一些基础、识记类的知识，对比于传统的教学，微课并未表现出足够的优势。而第二、第三次测试所涉及的内容则相对更难一些，机器人的拆装需要学生对机器人的机械部件有足够的了解，要求学生有较强的立体空间想象能力，微课在这方面能有较好的呈现。笔者认为在以下几个方面适合开展微课教学：①图文无法清晰呈现教学内容的环节（如实操训练环节）。②局部的重难点，以10 分钟内能解析清楚的内容为宜。③涉及步骤较多的操作项目。④立体空间思维能力要求较高的教学内容（如机器人的机械结构等）。

（二）微课在教学中的应用

微课在教学中的应用主要包括课前、课中两方面。课前，老师可以提早做好资料，并将微课以及相关资料放到教学平台上，让学生提早预习。通过情景的创设以及引导性的微课，来勾起学生学习的欲望，让学生心中产生疑问，把注意力聚焦在教学的重难点上，从而为提高课中的学习效率打下基础。

四、结束语

微课是一种新兴的教学载体，有自己独特的优点，当然也有自身先天性的缺点，它并不能代替传统的教学方式，但其在教学中却起到了重要作用，合理地利用微课，与传统教学进行有效融合，能有效提升学生学习的效率与成绩。在信息化的年代，作为教育工作者，我们只能通过不断地探索和研究，并不断地优化自己的教学观念和教学手段才能更好地适应时代的发展，并更好地服务于学生。