微課在中職工業機器人教學的應用與分析

鄭 重 賀 洪 楊會攀

(佛山市三水區工業中等專業學校 廣東佛山 528100)

微課，是指運用信息技術按照認知規律，呈現碎片化學習內容、過程及擴展素材的結構化數字資源[1]。微課的核心組成內容是課堂教學視頻，同時還包含與該教學主題相關的教學設計、素材課件、練習測試等輔助性教學資源。微課就是符合認知規律的非線性結構化數字資源，它的設計理念跳出了傳統“課”的思維，以降低認知成本和學習負擔為目標[2]，其碎片化、可視化、結構化以及非線性化的特點為學生提供了差異化以及碎片化的學習機會。隨著互聯網+和工業4.0 的時代的到來，我國各行各業掀起了智能制造的熱潮，開始用機器人取代人，工業機器人的數量每年以20%-30%的速度增加。工業機器人技術這門課程，成為了的一門新興的熱門課程。工業機器人將機械、電工電子、信息技術以及傳感器技術等多門專業進行有機結合。教學內容、教學過程比較抽象和復雜。傳統的教學方法死板，教學手段單一。在傳統的教學模式下，學生是通過老師的傳授被動地接受知識。更關鍵的是，傳統的教育在講授這些理工類的學科時，其短板則更為明顯。在這樣的背景下，筆者就微課在中職機器人課堂的實踐探索，通過學生學情分析、教學分析、實驗對照等手段開展一系列調查研究，以論證微課在中職機器人的教學中能夠提升教學效率以及教學質量的結論。

一、學情分析

為了更好地了解學生的現狀以及機器人教學中存在的問題與困難，現對我校電氣部二、三年級12 個班共289 名學生作不記名調查與研究。其中包含普遍性調查和各年級的專項調查。筆者通過我校信息平臺向我校電氣部專業學生作出普遍性調查，共發出289 份問卷，收回 289 份，回收率 100%，成功完成調查。普遍性調查中有幾項數據尤為突出。主要包括以下情況。（1）75% 的學生感覺到課堂無趣；（2）91%的學生課程超過15 分鐘就存在走神現象；（3）92%的學生喜歡視頻類的教學；（4）87%的學生不喜歡閱讀教材；（5）84%的學生課后不會通過閱讀教材來進行復習。通過與學生的交流以及對以上數據的分析，筆者認為造成這種情況的原因是多方面的。綜合分析數據表明，我們有需要探索新的教學方式，以激發學生的學習熱情，提高教學的有效性。

二、微課的教學效果分析

“工業機器人技術”是我校電氣部學生的一門必修專業課，該學科主要包括機器人的基本操作、機器人拆裝、RobotStudio離線編程以及綜合應用四大部分。我校電氣部主要分為兩個方向，一個是機電方向，一個是電氣方向，各三個班，各班入學成績大體相當。在開展這次研究之前，我部二年級學生已經上了3 周的機器人基礎部分的理論課，為更科學地采集數據，筆者設計了一份難易適中的機器人理論知識題目讓學生去測試，并按不同的方向從中按照各個分數段去選取相同數量的學生，構成本次研究的標本，其中機電方向的學生為微課實驗班，電氣方向學生為對照班，兩個班整體成績相差不大，符合公平平等原則。實驗班和對照班各90 人，一共180 人，本次實驗為期12 周，其中包含機器人基礎、機器人的拆裝以及機器人的編程技術三大板塊，各個板塊都進行一次測試，為獲取更科學、更準確的實驗數據，測試采用統一的時間、統一的試卷。以下為本次測試的實驗數據。

在三次測試中，每次考試人數均為90 人。測試一中，實驗班數據如下：優秀人數為12 人，優秀率13.3%；及格人數78 人；及格率為86.7%；平均分為72.3。對照班數據如下：優秀人數為11 人，優秀率12.2%；及格人數75 人；及格率為83.3%；平均分為72.0。

測試二中，實驗班數據如下：優秀人數為23 人，優秀率25.6%；及格人數82 人；及格率為91.1%；平均分為82.1。對照班數據如下：優秀人數為8 人，優秀率8.9%；及格人數68 人；及格率為75.6%；平均分為71.1。

測試三中，實驗班數據如下：優秀人數為25 人，優秀率27.8%；及格人數81 人；及格率為90.0%；平均分為82.5。對照班數據如下：優秀人數為8 人，優秀率8.9%；及格人數65 人；及格率為72.2%；平均分為70.8。

從上面的數據中統計分析可知，通過使用微課實施教學的實驗班在三次測試中無論及格率、優秀率還是平均分均優于對照班。測試一兩個班的成績相差不大，但經過了一段時間的學習后，實驗班學生的成績在測試二和測試三中有了顯著的提高，其中測試二中優秀率和及格率較對照班高出了16.7%以及15.5%，測試三中優秀率和及格率較對照班高出了18.7%以及17.8%。而平均分方面，實驗班在測試二和測試三中分別比對照班高出11.1 分和11.3 分。綜合以上分析，筆者認為微課在學生工業機器人的學習方面確實提供了正面的幫助，學生成績提升明顯，微課在工業機器人教學中的應用效果顯著。

在本次實驗結束后，筆者對實驗班的同學進行了一次調查，主要涉及學生對微課教學的認可度、滿意度以及接受度做出調查。調查數據如下。

1.微課能提升我的學習注意力數據如下：非常認同68 人，認同13 人，基本認同6 人，不認同3 人。

2.微課能提升我的學習成績數據如下：非常認同71 人，認同10 人，基本認同7 人，不認同2 人。

3.微課的趣味性更強數據如下：非常認同70 人，認同12 人，基本認同8 人，不認同0 人。

4.我更希望以后教學中能多使用微課數據如下：非常認同66 人，認同11 人，基本認同12 人，不認同1 人。

從以上數據可見，學生對微課的接受程度比較高，微課對學生的吸引力更強，并能有效地提升學生學習的注意力以及學習成績。此外，在我校的教育平臺中得出一些學生學習行為習慣的數據。其中100%的學生會通過平臺來觀看老師課前發布的微課以及預習資料，85%的學生會在課后回看微課復習當天學習的知識，以上兩項數據較之前的普遍性調查數據都有較大幅度的提升，學生主動學習的意愿更強烈。上述數據說明微課能有效提升教學效果以及促進學生主動學習。

三、微課的應用與探究

（一）微課的應用范圍

微課作為一種新興的教學手段，有其獨特的優點，但也有自身的缺點，也并非適用于所有的教學場合。正如本次實驗所呈現的數據中，測試一中實驗班與對照班整體的區分度并不大，筆者認為這與所講授的內容有關。這一章節的內容為機器人的基本知識，所涉及的內容更多的是一些基礎、識記類的知識，對比于傳統的教學，微課并未表現出足夠的優勢。而第二、第三次測試所涉及的內容則相對更難一些，機器人的拆裝需要學生對機器人的機械部件有足夠的了解，要求學生有較強的立體空間想象能力，微課在這方面能有較好的呈現。筆者認為在以下幾個方面適合開展微課教學：①圖文無法清晰呈現教學內容的環節（如實操訓練環節）。②局部的重難點，以10 分鐘內能解析清楚的內容為宜。③涉及步驟較多的操作項目。④立體空間思維能力要求較高的教學內容（如機器人的機械結構等）。

（二）微課在教學中的應用

微課在教學中的應用主要包括課前、課中兩方面。課前，老師可以提早做好資料，并將微課以及相關資料放到教學平臺上，讓學生提早預習。通過情景的創設以及引導性的微課，來勾起學生學習的欲望，讓學生心中產生疑問，把注意力聚焦在教學的重難點上，從而為提高課中的學習效率打下基礎。

四、結束語

微課是一種新興的教學載體，有自己獨特的優點，當然也有自身先天性的缺點，它并不能代替傳統的教學方式，但其在教學中卻起到了重要作用，合理地利用微課，與傳統教學進行有效融合，能有效提升學生學習的效率與成績。在信息化的年代，作為教育工作者，我們只能通過不斷地探索和研究，并不斷地優化自己的教學觀念和教學手段才能更好地適應時代的發展，并更好地服務于學生。