“云仿真、互動式”在線教學設計探索

喬陽 鮑敏

摘?要：“工業機器人典型應用現場編程與調試”課程教學團隊提出以中國大學MOOC在線課程資源結合QQ群平臺，以及利用仿真軟件云操作方式開展在線教學和仿真實踐，通過“云仿真、互動式”的線上教學形式，使線上課程也能理實一體教學，突出實踐技能的培養。

關鍵詞：在線教學;工業機器人;仿真

高職“工業機器人典型應用現場編程與調試”課程旨在引領學生整合和綜合運用工業機器人相關知識，利用現場編程的方式完成典型應用的實踐任務，突出知識的綜合運用和實踐技能的培養。在線授課中我們使用中國大學MOOC平臺和QQ群平臺協同進行，實現學習資源區（中國大學MOOC）、加工區（慕課堂）和互動區（QQ群）三區“融合+仿真實踐”的互動式云教學，使在線教學也能實現理論與實踐相結合。

一、教學內容設計

課程緊扣工業機器人技術專業核心能力，依據成果導向教學中各教學單元對應的教學目標，以工業機器人典型應用實踐操作項目為主線、問題為導向設計教學內容，明確每節課學習重點和難點，教學內容以任務為驅動。在中國大學MOOC平臺中，通過SPOC形式開展在線教學，SPOC注重提高校內課堂教學質量;注重提升教學設計與學生學習效果，它“創建的混合教學環境，既融合了MOOC的優點，又彌補了傳統教室課程的不足。”

在線教學中，我們重構了SPOC課程素材，在原有知識內容基礎上，根據設定的工業機器人典型應用項目，調整在線教學內容，使內容與項目需求的知識點對應，在線上資源中添加了教師自己制作的關鍵點講解視頻和課件、增加在線學習過程中的問答和在線作業的內容;在慕課堂中設置完成任務對應關鍵知識點的練習題、討論素材、問卷;在QQ群中上傳知識點學習資料供學生預習，使得教學內容按知識的邏輯結構和學生的認知次序來排列，將教學項目中選擇的授課資源按知識點從簡單到復雜順序構建。

在線授課時，學生無法用真實設備操作訓練，但課程需要操作訓練的學習。為了使在線學習也能培養實操能力，我們根據教學項目內容，使用仿真教學軟件搭建工業機器人對應典型任務的仿真工作站環境，方便學生通過仿真軟件開展貼近真實環境的仿真實操訓練。在教學內容中，增加了仿真工作站中機器人部分的編程、仿真示教和運行調試的環節，學生在課堂中能夠實現分析問題、解決問題，仿真地完成應用任務，實現了線上理實一體形式的教學。

二、教學形式設計

教學形式注重互動交流、仿真實踐，以操作任務為主線，以學生為中心，探究式學習。將在線教學分為三個區：學習資源區、加工區和互動區，通過優化教學流程，實現三區融合、順暢銜接，并結合虛擬仿真云操作完成理實一體的學習任務。

在線學習資源區，借助中國大學MOOC平臺，通過異步SPOC課程的形式，將原有的優質課程學習內容，根據本課程需求經過刪減、增補的形式搭建資源學習平臺，實現利用現有在線課程快速構建在線學習資源。在資源區中，學生進行線上視頻、文檔和課件的學習，作答練習題和線上作業。

加工區，借助中國大學MOOC提供的慕課堂功能，實現簽到、在線討論、在線作答練習題、問卷調查、在線評分等功能，督促學習的同時能夠實現學生對知識進行加工、理解和整理，還能夠有效檢驗學習成效。

互動區，借助QQ平臺中的群功能，在群中發布學習引導、參考資料，實現交流互動以及學生上交作品、作業和學習筆記。QQ平臺中可以進行語音聊天或文字加圖片形式講解，查看聊天記錄易于課后回顧課程內容，鞏固學習，也可以語音直播和視頻直播講解，學生能夠直觀地聽到、看到教師的講解，并且隨時可以提出問題，開展師生交流互動，對學生提出的疑問進行答疑解惑以及學習檢查和督促。

實踐學習采用虛擬仿真云操作，學生使用電腦仿真軟件或者手機遠程桌面APP借助互聯網訪問仿真資源，在虛擬環境中仿真地完成面向工業機器人典型應用的編程實踐任務，包括點位示教和調試運行，貼近真實操作過程，彌補在線學習不能在真實環境下實踐操作的不足，助力理實一體化課程實踐學習，使得學生的學習與真實環境做到有效銜接。

三、在線教學過程設計

（一）課前準備

在QQ群中下發學習指南，讓大家知曉學習流程及學習重點，明確課堂流程和階段任務時間節點，提前做好預習。提前5分鐘開始在慕課堂簽到，避免網絡問題影響簽到、延誤學習，同時也能提醒學生提前做好學習平臺和環境的準備。

（二）課中學習

在上課中，首先，采用多種形式對上節課學習內容或預習內容的學習成效進行檢查和總結。可選擇在慕課堂中設計上節內容回顧練習題，學生簽到后首先對回顧內容開展在線做答并自動評分顯示結果;也可根據學習內容的不同，選擇讓學生自制總結視頻，上傳至QQ群中展示，既有娛樂性，也能夠對上節知識的學習成效做一個檢驗，且起到了督促學習的作用;也可選擇讓學生在QQ群中對預習情況做匯報，可采用學生播放錄制視頻或在線直播形式進行。

針對大家的作答情況或預習情況，教師在QQ群中給予總結并引出新學習任務，提出任務要求，讓學生帶著問題學習，探究解決問題方法，云仿真方式完成虛擬的操作實踐任務，教師通過平臺的監控功能，監控學生在線學習時長、練習題作答情況，隨時督促學生學習，給與適當討論評價，鼓勵學生提出自己的觀點，主動去解決和完成工業機器人典型應用任務，構思、設計機器人工作流程，分組完成任務中模塊編程設計、點位示教和仿真運行，實現理實一體學習。

教師通過QQ群發布學習引導、講解關鍵知識點、互動交流，指引學生完成對應內容的學習，在慕課堂中設置搶答討論、隨機點答、做答隨堂練習、上傳學習筆記照片的環節，在QQ群中設置上傳仿真實踐錄像或照片并給與及時的評分等互動環節，逐步引導學生完成實踐任務，開展多元評價，調動學生積極性、提高學生課堂參與度，防止學生脫離在線課堂，督促和激勵學生學習的同時檢驗學習成果，獲得教學效果反饋。

（三）課后作業與輔導

課后作業選擇線上答題，實現自動評分云評價，同時要求學生整理并上傳學習筆記，在督促學生主動學習的同時也檢查了學習情況。每個教學單元留有模擬實踐操作的仿真任務作業，學生通過仿真的形式，訓練貼近實際實操的編程方法、調試方法。課余時間學生還可利用QQ群隨時交流，對學習效果差的學生開展在線云輔導，保證教學質量不打折扣。

四、結語

教學環節設計緊湊，直播或語音講解與小視頻、PPT及截圖結合使用，做到互相補充。授課過程包含回顧復習、學生上傳自己錄制的總結視頻、教師點評總結、給出重點、提出問題后交互式教學和云仿真實踐，一環扣一環，帶著學生探究式學習解決問題的方法。通過多種手段評價學生和督促學生學習，保證學習質量。在線教學中難免存在一些不足，未來還有很多路要走，需要繼續探尋更適合新方法、新形勢，更好的為教育教學服務。

參考文獻

[1]?康葉欽.在線教育的“后MOOC時代”：SPOC解析[J].清華大學教育研究，2014（7）：85-93.

[2]?薛云，鄭麗.基于SPOC翻轉課堂教學模式的探索與反思[J].中國電化教育，2016（5）132-137.