SPOC翻转课堂教学模式在《工业机器人应用编程》教学中的应用研究

2022-03-16胡玉才胡靖寅

科教导刊·电子版 2022年9期

胡玉才胡靖寅

（1.盐城工业职业技术学院江苏·盐城 224005；2.湖南师范大学文学院湖南·长沙 410081）

0 引言

随着网络通信及计算机技术的迅猛发展，人们的工作、学习、生活等各个方面都发生了巨大变化，同时对教育领域也造成了强烈冲击。随着知识获取的途径和方式的不断增多，传统的教学理念与模式面临着改革与挑战。与传统的媒体和信息技术手段比较，信息技术具有灵活性、智能性和交互性等优点，可以打破时间、空间的限制，进行面对面的合作交流与自主学习，能够满足学习者的个性化需求，对发展良好融洽的生生、师生关系也有一定的促进作用。

1 基于SPOC翻转课堂的混合式教学产生的背景

针对翻转课堂新型教学模式，近年来国内专家和学者对其进行了大量的实践研究与探索，在充分肯定翻转课堂优势的同时，也有部分专家对其提出了反思与质疑。目前，翻转课堂的研究主题、研究视角和研究内容的相似度较高，其深度与广度有待进一步提高和扩展。翻转课堂虽然相比于传统课堂有着独特的优势，然而翻转课堂这一新型的教学模式同样也存在问题和挑战。一些国内外学者也针对翻转课堂提出了理性思考：教学环境是否支持翻转课堂的开展;学生能否适应翻转课堂的新教学模式；教师的教学能力是否胜任翻转课堂；考核评价是否匹配翻转课堂；教学效果是否优于传统课堂[1]。

2 SPOC翻转课堂的混合式教学研究的内涵

（1）SPOC：SPOC由加州大学Armand.Fox教授在论文中提出，他认为，我们在分析研究SPOC和MOOC两种教学模式时，要注重二者的联系；SPOC教学模式的推广应用，可以发挥MOOC教学模式的作用，让MOOC“大规模开放在线课程”应用到我们最传统的单一课堂教学中，通过开展评价课程等帮助传统学校的教学工作[2]。

（2）教学模式：著名的教育学者叶澜教授指出：所谓的教学模式就是我们所说的“大方法”。它不仅是一种在教育和实践中的理论知识，更重要的它也是一种教学实施步骤，通过教学的原理和目标加以理论化地体现了出来[4]。著名教育专家马宁和余胜泉教授认为：教学模式是学校开展教育教学活动的一种方式方法，它是根据不同学校的不同教学理论所建立的一种教学模型和规划，有效的将各个教学活动组织起来的一个动态过程。

（3）《工业机器人应用编程》课程简介：《工业机器人应用编程》课程是我国高等职业院校机电类专业核心课程，它有机的将《液压与气压传动》《传感器应用技术》《可编程控制技术》和《变频技术》等专业课融为一体，属于实践性、工程性、技术性较强的一门综合专业课程。该课程旨在提高学生在机器人方面的综合素质，着重使学生掌握从事机器人加工类企业中机器人工作所必备的知识和基本技能，课程以技术应用为出发点，理论性与实用性并重，着重培养学生的实践技能和分析问题解决问题的能力，为学生以后的职业生涯打下坚实的基础。

3 SPOC翻转课堂的混合式教学研究包括三个阶段[5]

3.1 课前基础知识能力传授强化阶段

教师是课堂资源共享者和设计者，要进行相关教学分析，完成教学设计，根据教学需求设计、整合提供各种教学资源，及时共享到网络教学平台上，教师将相关教学资源资料如焊机说明书、ABB机器人操作教程、工业机器人操作规范等资料通过QQ、微信和网络教学平台等工具上传网络，教师还可以通过蓝墨云班课发布视频和微课，通过蓝墨云班课实现移动终端实时登陆，学习资源库，提交问卷、在线理论测试，成绩统计、在线答疑等。学生通过“问卷星”来完成课前的测试，借助网络学习平台复习巩固相关知识，利用QQ群、微信和网络教学平台等工具讨论交流，完成实训报告。

3.2 课堂基础知识能力内化提升阶段

在课堂的面授教学中，教师还需要提前做好充分的心理准备，为学生们解答在预习过程中遇到的困难问题。学生在课堂活动中，提出自身的疑惑，分享学习经验。教师可以有针对性的布置自己的课堂任务，组织学生参与到协作探究和个性化的自主探索活动中。通过多媒体课件向学生展示工业机器人应用编程的教学内容与教学流程，通过微课资源直观、形象和生动的展示工业机器人应用编程的方法和步骤，帮助学生化抽象为直观。学生在教师引导下观察和讨论码垛工作站系统原理，根据视频和学习材料，针对任务书的要求填写在线测验表，检验知识掌握情况。

3.3 课后基础知识能力提高强化阶段

学生在课后一定要对自己在实践中所获得的知识点和方法进行复习巩固和总结，学习能力较强的学生还可以有针对性地进行一定的课外拓展学习。学生们可对自己的实践学习经验过程进行反思和总结，评价此次翻转学习的效果并反馈给教师，为下次开展翻转课堂提出改善建议。教师需要分析统计学生的学习结果，对教学效果进行测评，对实施翻转课堂教学过程中发现的问题和教学后得到的学生反馈结果及时调整和解决，帮助学生更好的学习，也更有利于本门课程的后续开展。

4 SPOC翻转课堂混合式教学设计研究过程

SPOC翻转课堂混合式教学设计研究可以分为教学前期分析、教学情景创设、教学资源整合、教学方法采用与教学活动安排五个过程[6]。

4.1 教学前期分析

为了能够获得较好的教学效果，教师需要对教学对象进行分析，教学对象分析包括三部分：学生个性特征的分析、学生学习态度的分析、学生基础能力的分析。本次《工业机器人应用编程》课程授课对象为机电专业三年级学生，均为90后，他们都是“电脑控”或“手机控”；理论知识薄弱，不喜欢纯理论教学，缺乏主动探究意识，没有职业岗位概念，已掌握了工业机器人基础常识、典型应用、行业发展等基础知识，对工业机器人已经有了感性认识，具备了初步分析观察的能力。

4.2 教学情景创设

教学情景创设应该以教室为主要代表的物质环境为主，以网络平台和信息资源环境为辅。翻转课堂的教学环境包括硬件和软件环境。通过网络教学平台，学生可以合作交流、自主学习、分享学习经验；教师可以下达通知、发布教学任务、分享课程资源，也可以根据实时反馈的信息了解学生的学习成、效学习动态和学习能力，并有针对性地提供帮助和指导。网络教学平台、教学管理系统、QQ和微信等实时在线交互和协作工具，为师生之间的交互和协作提供了便捷有效的技术支持。我院机电专业《工业机器人应用编程》课程利用理实一体化教室，学生在学习工业机器人应用编程知识点时，可以观看实物，直观理解，有助于知识点的掌握。

4.3 教学资源整合

教学资源整合是翻转课堂教学的重要组成部分，对学习效果的提高也起决定作用。翻转课堂教学资源的主要形式是视频和动画资源，教师可以提供课件、讲义、电子书、文献、资源链接等教学资源，让学生选择自己合适的方法进行学习。视频资源可以使用网络上现有的优质资源，如一些慕课等。教师也可以录制微视频，但录制的微视频要简短、精悍，时间不能太长，不超过10分钟；每个微视频的教学目标必须明确，一般只围绕一个知识点，方便学生进行碎片化学习。教师在课程内容的构建上，应当尽量多地让学生积极地参与到教学活动，并根据不同的教学对象和内容采取不同的教学方式，即使是同样的教学内容也可以通过不同的方式、手段帮助学生理解和掌握，使学生成为学习的主人。

针对在线开放课程以及高职学生的智力特点，生动、形象的视频资源和丰富、多样的课程资源尤其重要。其建设过程中，可以注意以下几方面：

（1）视频资源精心策划。视频资源是在线开放课程中最直接的课程资源，学习者可以直观的从视频资源中学习到相关的知识。视频资源在准备时需要精心策划，从课程的整体出发进行设计，针对每个任务的主要知识点进行制作。

（2）动画实操细节讲解。视频资源是在线开放课程的最直观表达形式，除了授课视频的拍摄外，动画、实操操作视频等能够帮助学习者突破重难点的学习

（3）多种资源有力补充。除了视频资源，在线开放课程的资源还可以有授课标准、教案、课件、相关国家或行业标准等。

（4）课后练习适量得当。课后练习是在线开放课程的重要部分，一方面可以供学习者检测自己在线学习的效果，另一方面也是学习者课程是否过关的主要依据。

4.4 教学方法采用

教师在进行翻转课堂教学方法设计时，可以根据课程内容与教学目标，选择不同的教学方法和教学模式，而学生的积极性与学习态度也是制约课堂教学方式制定的一个重要条件。我院机电专业《工业机器人应用编程》课程是以陶行知“知行合一”和美国杜威的“做中学，学中做”理论作为理论基础。教师根据任务书的要求在 YL-399型工业机器人系统实训台上讲解和现场演示工业机器人程序编写，学生在YL-399型工业机器人系统实训台上完成工作原点设置、工具坐标的新建和机器人程序编写等任务。

4.5 教学活动安排

教学活动是指在特定的教学环境中，师生围绕教学内容，生成教学目标，整合所有的教学资源，有序的安排教学过程，调整与反思所有教学过程，形成可行性的教学方案。本次翻转课堂教学活动，我们从课前、课中、课后三个教学环节设计教学活动。在课前教学环节中，教师要负责教学资源的准备，包括微视频和其它类型的资源，教师通过蓝墨云班课发布任务书和微课，通过问卷星对学生的测试结果进行统计和全面的分析。学生上网查阅相关资料提前自学，借助网络学习平台复习巩固相关知识，利用QQ群交流讨论，完成实训报告。在课中教学活动设计中，教师通过播放视频和动画，让枯燥乏味的定义变得更加形象、生动，有效提高了学生的学习积极性，利用仿真软件进行自主探究学习。在课后活动设计中，教师发放学生自评表和教学反馈单，学生在线填写学生自评表和教学反馈单，同时教师对学生的学习结果进行统计分析，得出教学效果的好坏，然后根据学生反馈结果优化改进教学方案，保证下次翻转课堂教学的顺利开展。