機器人技術(shù)基礎(chǔ)課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)探索與實踐

張玉林 劉娟 李立成 謝金利

摘 要

將騰訊會議與云班課相結(jié)合開展“機器人技術(shù)基礎(chǔ)”課程網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)實踐，以解決特殊情況線下無法教學(xué)的問題。介紹了網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)應(yīng)該準(zhǔn)備的軟硬件，并針對課程及學(xué)生特點進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)設(shè)計。通過對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)直播平臺的比較，最終選擇了騰訊會議與云班課相結(jié)合的方式進(jìn)行直播教學(xué)，建立了類似線下學(xué)習(xí)的教學(xué)環(huán)境，實現(xiàn)了課前發(fā)布資料預(yù)習(xí)，課中知識點講解互動，課后及時復(fù)習(xí)完成作業(yè)提交的全過程管理，達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞

機器人技術(shù)基礎(chǔ);騰訊會議;云班課;網(wǎng)絡(luò)直播

中圖分類號： TP242-4;G712 ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： 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

隨著計算機技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)教學(xué)更容易實現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與傳統(tǒng)線下教學(xué)相比較有其自身特點，不受時空的限制，在虛擬教室中就能進(jìn)行。尤其是在這次新冠疫情背景下，各類學(xué)校積極響應(yīng)教育部“停課不停學(xué)”的號召，紛紛開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。同時，各種線上教學(xué)平臺也應(yīng)運而生。怎樣使用合適的平臺開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，達(dá)到好的教學(xué)效果才是“停課不停學(xué)”的意義所在。通過對機器人技術(shù)基礎(chǔ)課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的實施，總結(jié)了相關(guān)經(jīng)驗，希望能對該課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提供參考。

1 遠(yuǎn)程教學(xué)設(shè)計

1.1 課程介紹

機器人技術(shù)基礎(chǔ)是機器人工程專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，起到承前啟后的作用。該門課程共32學(xué)時，由于學(xué)時數(shù)的限制，教學(xué)主要內(nèi)容包括緒論，機器人本體結(jié)構(gòu)，機器人運動學(xué)，機器人動力學(xué)，機器人軌跡規(guī)劃，機器人控制系統(tǒng)等。該門課程涉及理論力學(xué)，線性代數(shù)，自動控制原理，傳感器原理等課程知識，學(xué)生學(xué)習(xí)起來存在一定困難。為了達(dá)到較好的教學(xué)效果，好的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)設(shè)計顯得尤為重要。

1.2 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟硬件準(zhǔn)備

在開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)之前，先要準(zhǔn)備好軟硬件。這里的軟件主要指在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過程中需要用到的直播平臺。目前常用的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)直播平臺有騰訊會議，釘釘，QQ，有課等。通過自己對這幾個平臺的使用及對學(xué)生使用情況的調(diào)查問卷，對以上幾種直播平臺做了比較，其特點對比如表1所示。

通過對以上直播平臺優(yōu)點及不足的對比，考慮直播要求延遲小，才能更好地與學(xué)生互動。因此，騰訊會議用來直播比較合適，但騰訊會議缺少簽到，答題等功能，為了解決這些問題，可以將騰訊會議與云班課結(jié)合。云班課是一款基于移動互聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)平臺，可以實現(xiàn)實時簽到，上傳資源，管理成員，開展例如作業(yè)/小組任務(wù)、投票/問卷、頭腦風(fēng)暴、討論、測試等各種活動，在“課堂表現(xiàn)”中，老師可以讓學(xué)生舉手、搶答;也可以隨機選人回答問題，可以手動選人[1]。將騰訊會議與云班課兩者結(jié)合起來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)直播能很好完成類似線下的教學(xué)活動，以達(dá)到教學(xué)效果的目的。實施效果的調(diào)查問卷如圖1所示。

學(xué)生在學(xué)習(xí)網(wǎng)課時，不同課程的任課老師選擇了不同的直播平臺，學(xué)生在使用這些平臺后大部分學(xué)生更喜歡騰訊會議與云班課結(jié)合的方式。那么，教師如何利用這種方式開展教學(xué)將會在接下來的課程實施中進(jìn)行介紹。除了騰訊會議，云班課，還需要用到一款軟件，那就是錄屏軟件，以便于課后學(xué)生看回放，Camtasia Studio是不錯的選擇，它的操作比較簡單，且錄制效果較好。

網(wǎng)絡(luò)直播課程要達(dá)到好的教學(xué)效果，除了需要合適的軟件外，還需要借助一定的硬件設(shè)備，電腦、網(wǎng)絡(luò)是最基本的。此外，外置的高清攝像頭可以使教學(xué)更加方便，尤其是需要板書的課程。例如機器人技術(shù)基礎(chǔ)，在講機器人運動學(xué)時，需要結(jié)合板書給學(xué)生講解變換矩陣，這樣學(xué)生才能更好地理解，有了攝像頭，教師可以用筆代替鼠標(biāo)直接在本子上進(jìn)行書寫，比在PPT上進(jìn)行板書效果好很多。如圖2、圖3所示。

由圖2可知，采用這種方式后，大部分學(xué)生覺得能更好的理解知識點。

1.3 課程教學(xué)設(shè)計

1.3.1 學(xué)時安排

機器人技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)時安排如表2所示。

13.2 教學(xué)設(shè)計

以機器人技術(shù)基礎(chǔ)課程第2講網(wǎng)絡(luò)直播為例，教學(xué)設(shè)計如表3所示。

2 課程實施

直播課程的實施與線下課程有所不同，但仍有相似之處。上課之前可以將教材電子檔、課件等上傳到云班課，讓學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)。上課前一天利用騰訊會議的“預(yù)定會議”功能，并將會議鏈接發(fā)至課程班級群。

教師提前半小時進(jìn)入會議，類似于線下教師提前進(jìn)入教室。課前5分鐘打開騰訊會議的桌面共享，并利用云班課的簽到功能進(jìn)行簽到，建議使用限時簽到10分鐘，從課前5分鐘到上課5分鐘這段時間學(xué)生都可以簽到，在一定程度上可以避免學(xué)生因為網(wǎng)絡(luò)等問題無法簽到的問題，如圖4所示。

上課時間一到，準(zhǔn)時上課，同時打開錄屏軟件。利用5分鐘左右的時間，對上一講的課程進(jìn)行復(fù)習(xí)，可以通過云班課中的課堂表現(xiàn)，隨機選人或搶答形式，以提問的方式來復(fù)習(xí)知識點。一方面可以檢驗學(xué)生對上一講知識的掌握情況，另一方面也起到監(jiān)督學(xué)習(xí)的作用。

復(fù)習(xí)完成后便開始新知識點講解，在講解過程中注意查看手機端（用于直播監(jiān)測）或另一臺電腦直播狀況（有兩臺電腦的時候，一臺用于直播，一臺用于監(jiān)測），不僅可以監(jiān)測直播過程中是否出現(xiàn)無聲音等問題以便及時解決，還可以看到學(xué)生在聊天窗口的提問情況，如有提問教師可以進(jìn)行及時的解答。當(dāng)然，在講解新知識點的時候，同樣可以根據(jù)授課內(nèi)容，利用云班課與學(xué)生進(jìn)行互動，包括隨機選人，搶答，以及課堂測試等，這些穿插于整堂課的互動總共約10分鐘時間。

課后，將錄制的視頻上傳至云班課，以便學(xué)生復(fù)習(xí)使用。同時，在云班課上可以布置課后作業(yè)，學(xué)生完成后上傳，教師進(jìn)行線上批改。教師還可利用云班課進(jìn)行調(diào)查問卷，例如對當(dāng)堂課的知識點掌握情況，也可以利用云班課中的頭腦風(fēng)暴，讓學(xué)生把沒聽懂的知識點提出來?？傊瑢Ⅱv訊會議與云班課結(jié)合起來，可以使教學(xué)很好地組織起來。

3 實施效果

通過近一個多月的網(wǎng)絡(luò)直播，機器人技術(shù)基礎(chǔ)課程按照教學(xué)實施計劃順利開展。學(xué)生平均出勤率為97%，如圖5所示。

學(xué)生對課堂教學(xué)情況反映良好，能提出合理的建議，促進(jìn)教師教學(xué)改進(jìn)。學(xué)生對教師教學(xué)感受和建議如圖6所示。

4 總結(jié)

網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)是計算機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物，是傳統(tǒng)線下教學(xué)的一種補充，具有不受地域空間限制的優(yōu)點。在疫情下，能較好地解決停課不停學(xué)的問題。選擇合適的方法才能達(dá)到教學(xué)效果，才是停課不停學(xué)的意義所在。騰訊會議結(jié)合云班課就是一種較好的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式，能形成類似線下的教學(xué)環(huán)境，實現(xiàn)課前、課中及課后全過程管理。當(dāng)然，不同教師有不同的教學(xué)方式，也有適合自己的不同直播平臺，本文所提及的線上教學(xué)方式僅為有需要的教師提供一個參考。

參考文獻(xiàn)

[1]商桑，靳新.云教學(xué)理論與實踐研究[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2017.