情境式教學模式在工業機器人課程教學中的創新與實踐

吳昊 馬廷洪

摘? 要：新課改背景下工業機器人課程教學的情境化趨勢日益明顯，學生從教學情境中提取信息并展開思考的能力成為教學的重點，這樣的教學變化說明情境式教學模式在教學中發揮的作用越來越大。結構合理的情境設置能有效提高學生的綜合思維能力，學生思維方式與表達能力正是工業機器人課程教學的重點。本文對優秀的工業機器人情境教學設計進行觀察和分析，挖掘培養學生能力的主要內容，并以此為基礎，制定了培養學生在工業機器人課程中的創新與實踐總體策略。在教學中，根據獲得的情境教學經驗，有目的地為教學創造合理情境，圍繞情境式教學模式展開活動，從而帶領學生在工業機器人課程教學中進行創新與實踐活動。

關鍵詞：情境式教學模式；工業機器人課程教學；創新與實踐

中圖分類號：G420? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2023）29-0163-04

為了引導學生全身心地投入到工業機器人課程學習中，教師應使用情境體驗式教學模式，創設學生們所熟悉的各類場景，或使用大量的圖形和視頻材料講解知識，使學生深入自己所熟悉的生活場景，在工業機器人課程學習中獲得參與感，提升對課程的學習興趣。

教師運用情境教學法培養學生學習能力，教師根據學生思維特點，根據工業機器人課程教學中各項構成要素，總結課程中各要素的基本特征，分析工業機器人課程要素之間的基本關系，以上內容作為情境式教學模式的設置基礎。

在設置時要注意從時間和空間角度，反映情境中知識的構成、要素特征并分析其優缺點;設置具體的“情境體驗式教學場景”，幫助學生從理論知識、實踐操作兩條主線分析問題。教師總結情境式教學模式培養學生的經驗后，根據學生的學習能力創設各種情境，運用問題情境、信息技術和概念認知訓練學生的創新能力與實踐能力。

一、在工業機器人課程教學中引入情境式教學法的優點

經過長期的教學觀察發現，“情境式教學模式”在工業機器人課程教學中的應用，能有效增強學生的思維能力、激發學生的學習興趣，學生的思維能力也會通過情境式教學法的引導得到逐步提升。學生在教師帶領下進行細致觀察、特征比較、條理分析、探究推斷、歸納總結、客觀評價等思維訓練，可以提升思維的邏輯性、批判性與創造性。工業機器人課程教材內容復雜、與多項學科有著緊密聯系，學生學習起來難度較大。

引入情境式教學法后，教師可以設計層次分明的學習目標，針對不同學生展開難度不同的教學，幫助不同層次的學生由淺入深學習工業機器人課程的各方面知識。教師還可以通過情境教學法培養學生自主學習、勇于鉆研的習慣。情境式教學模式的主要優點：第一，有助于學生理解抽象的理論知識，能夠有效幫助學生找到理論知識同現實事物之間的內在聯系；第二，有利于學生深入了解工業機器人的本質，對抽象的概念具體化，幫助學生穩固所學的知識；第三，有助于學生進一步拓展知識范圍［1］。當學生進入教師創設的情境中，能夠及時發現各類問題，通過解決問題幫助學生實現知識的擴充和延展。

二、課程標準對情境式教學法的要求

（一）以改善課堂教學質量為目的的情境式教學法

在工業機器人課程教學中引入情境式教學方法，目的是改善課堂教學質量，培養學生的創新能力。工科類課程具有以下特點，一方面需要學生充分掌握課本中的理論知識，另一方面則需要學生積極參與到實踐課程中。只有將理論知識實踐進行有機結合，才能提升學生的綜合能力，成為國家的優秀人才。傳統的教學模式是課堂講授，理論教學為主，實踐教學為輔。這就形成了工業機器人課程教學課程重理論而輕實踐的教學模式，在其中引入情境式教學法，可以有效改進傳統的教學方式，改善課堂教學質量，將理論知識和實踐課程放在平等的位置上。利用情境式教學法，能夠挖掘學生的潛能，利用視頻、圖片等多種方式，開展知識的靈活講解，活躍課堂氣氛，能有效激發學生的學習興趣，進而提高學生的學習能力。

（二）以訓練理論才能為目的的情境式教學法

現階段學生在學校學習過程中，主要分為兩個部分，一部分是在校園內進行，另一部分則是進入對口企業進行實踐學習。這兩個部分可以幫助學生將理論知識同實踐相結合，為將來步入工作崗位奠定基礎。將兩部分學習有機融合，消除了傳統工科學生重理論而輕實踐的不良學習習慣。在工業機器人教學課程中引入情境式教學法，使得學生能夠循序漸進接受企業實踐課程，通過企業實訓幫助學生將理論知識熟練運用到實踐工作之中，充分掌握工業機器人課程多方面技能。在企業實踐學習中增強了學生的動手能力和適應能力，為學生畢業后進入社會奠定了良好的基礎。

（三）以培養創新才能為目的的情境式教學法

工業機器人課程教學采用情境式教學法，需要對照課程標準展開教學活動，以培養學生的創新才能。教師在開展情境式教學工作中，對學生進行啟發和訓練，進而提高學生的邏輯思維能力，以及學生在發現問題、解決問題的過程中的創新能力。在教師的帶領下，學生從單純地學習和接受知識，逐漸轉變為利用知識發現和解決問題，從死記硬背的學習狀態轉變為運用知識解決現實中各類難題，在思考的過程中激發學生的潛力，培養學生的創新能力［2］。

（四）情境式教學法對應的教學條件建立

工業機器人課程是一門新興的學科，當前正處于起步階段，存在學校外部理論資源不足的情況。由于工業機器人課程與其他學科知識有著密切的關系，例如信息技術、AI技術、機械知識等，并不僅是課堂教學，而是需要理論知識和實踐學習共同開展。情景式教學法對應的教學條件建立，需要針對學校外部實踐資源和學校內部教學工作之間“各自為戰”的情況進行改進，根據課程設置、教學目標和內容、評價手段等要素進行考察和操作，有效整合教學資源，營造集基礎知識傳授、實踐技能訓練創新能力和綜合素質培養為一體的情境化教學條件。

三、工業機器人課程情境式教學法的適用條件

（一）情境化設計要與教學內容相一致

工業機器人課程采用情境式教學法，第一情境化設計應與教學內容需要保持一致，不能過分追求情境創設而忽略了同教學內容的一致性。教師需要根據學生的知識儲存、學習能力，設計不同的教學內容和學習難度，便于班級中不同層次和學習能力的同學，利用自己儲備的知識展開高效學習。教師創設的情境化教學內容應當直觀，與學生生活、學習場景相結合，吸引學生的注意力，調動學生的學習積極性，激發學生的學習動力。教師創設的情境化教學問題，應激發學生的認知沖突，并留出足夠的時間和空間供學生進行探究和討論，促進學生之間團結互助，在互幫互助的氛圍中共同完成學習任務。

（二）情境化設計要具有較強的真實性

學生學習一門學科，需要教師的引導和不斷教育，才能通過自身不斷的努力學習這門學科的精髓。教師的教學思路是學生學習的道路和指明燈，在工業機器人課程情境教學探究中，教師應把教學設計生活化，把書本上的文字知識轉化為學生知識體系中的一部分，使學生能夠將所學知識合理運用到現實中去，做到學以致用。在當今推行素質教學的大背景下，傳統的教學模式已經難以滿足新時代中學生的學習需求。教師創新教學模式，才能夠適應現在學生的心理特點和學習特點，利用情境化設計作為載體將知識灌注給學生。教師應觀察學生的生活學習細節，將情境化設計貼近學生生活，讓知識從課本走出來，然后再融入生活中。如此往復循環，能激發學生學習的潛力，改變以往教師課堂劃重點，學生課下死記硬背的學習模式，轉變為學生追著教師尋求問題的解決方法，開展自我學習，學生發自內心的內驅力永遠是學習最好的助燃劑，學生的學習效果也才能夠得到有效提升。

（三）情境化設計要營造良好的學習氣氛

在新課改背景下，學校大力培養學生自主學習的能力，這是建立在學生對學科知識的濃厚興趣基礎之上。利用情境化設計為學生營造良好的學習氣氛，促進學生利用多種方法學好課本知識，拓展思路將情境化教學設計作為激發學生自主學習的原動力。在教師的引領下，學生通過課堂上趣味性的學習，在教師營造出的自由、愉快、輕松的學習氛圍中進行知識學習，才能夠對工業機器人課程產生濃厚的興趣，才能充分發揮出工業機器人課程的巨大吸引力。工業機器人教學課堂上，教師一方面要認真傳授理論基礎知識，另一方面還需要根據學生的學習特點，不斷改進教學模式，將教學中的重點和難點內容同情境化設計相結合，將理論知識與實踐相結合， 在情境化設計營造出的良好學習氣氛中，培養學生自主學習的能力，提高學生的知識學習成果［3］。

（四）情境化設計要新穎并且具有啟發性

工業機器人課堂教學中，教師要想獲得良好的課堂效果，首先應利用情境，充分調動學生學習興趣。如果學生課堂注意力不集中，就會嚴重影響學習效果。學生缺乏學習興趣，課上極易出現教師自講自話，學生思想開小差、厭惡學習、疲勞學習等狀況，嚴重降低學生學習質量，打擊教師的教學熱情，減慢工業機器人課程內容教學進度，最終導致課堂散漫無序，教師和學生缺乏互動溝通，班級整體成績降低。隨著我國教育改革不斷深化，工業機器人作為新興的一門學科，引起了師生們的廣泛關注，特別是工業機器人課程的實踐教學，教師運用情境化設計，創造出新穎的課堂教學場景，對學生的學習潛能進行啟發，培養學生的創新能力成為有新課改中工業機器人課程教學工作的核心內容之一。

（五）情境化設計需要對系列課程的知識點進展浸透與整合

在工業機器人課程教學中，利用情境化設計案例吸引學生注意力，才能夠取得事半功倍的教學效果。案例展示的方法有很多，如事例導入法進行的案例展示，從學生日常生活中所熟知的事例導入教師需要開展的教學內容，這樣的案例展示方法具有真實、親切、容易引起學生共鳴的特點，使學生的注意力能很快集中在教師的教學內容中。這樣情境化設計對工業機器人課程知識點進行浸透與整合，從工業機器人知識的角度進行討論，使學生在歡快、自由的氛圍中學習機器人的不同性質，掌握相關機械知識，提高了學生學習興趣，實現了課堂的學習目標。教師進行教學工作中，應當充分認識到事物和知識之間都是相互關聯的，情境化設計需要充分融合教學內容，蘊含課程知識的動態性。教師通過創設新穎的場景，吸引學生探究的興趣，這樣才能夠充分發揮出情境式教學的優勢，引導學生高質量、高效率開展學習［4］。

四、教師和學生在情境式教學中的定位

（一）教師指導的主體作用

教師進行工業機器人課程教學中，采用情境創設模式展開教學工作時，需要在教學內容設計上注意情境的引入和過渡，使得學生在學習上由充足的心理準備，不會感覺過于突兀。在課堂上出現難度較大的問題時，應從學生熟悉的場景進行啟發和引導，增加學生的自信心，鼓勵學生活躍思維找尋答案。教師對情境創設的問題設計需要循序漸進，由淺入深的層次感。教師搜集的問題具有開放性的答案、多元化的解決方案，從而鼓勵學生展開思維，突破傳統思想的束縛，敢于講述自己不同的觀點。教師在進行情境創設教學時，針對學生學習特點和關鍵知識點，開展豐富多樣的教學，激發學生的學習興趣和學習潛力。

（二）學生的差異性

在新課改背景下，教師在進行工業機器人教學改革中，采用情境式教學不僅能夠提升課堂學習效率，而且還能有效減輕學生們的學習壓力。然而在現階段工業機器人課程教學中，一些教師并不注重對于接收能力較弱學生的培養，導致這部分學生逐漸脫離了學習隊伍，喪失了學習信心，最終徹底失去學習的動力。因此，在情境式教學中，不能僅僅關注成績好、回答問題積極的學生，對那些反應較慢、接收能力較差的學生也應當關注，采取因材施教的方法，將班級中學生進行分層教學。對成績較差的學生不能一味地指責和批評，而應當多采用鼓勵的語言，幫助這些學生樹立起學習的自信心，采取循序漸進的方式引導他們逐漸跟上課程的進度，分別為不同層次的學生采取不同的教學方式，以加逐步強化學生的知識學習能力，最終達到工業機器人課程學習的平均水平［5］。

（三）情境案例的針對性

當教師在工業機器人課程教學中逐步采用情境式教學模式，教師所創設的各類情境作為教學內容的承載，應當選擇具有典型性且與知識點匹配的恰當情境案例，以防止在課堂上出現不必要的爭論。學生在學習中更傾向于認同，有利于抑制單純知識傳遞的缺陷。針對這一情況，教師應當在課堂上注重分析和引導學生學習中的動態變化，帶領學生親自體驗發現問題、思考問題最后解決問題的過程。對于教師創設情境的認同情況，需要從學生聽課的過程中進行觀察和尋找。教師注重對課堂設計的高效性，吸引學生積極參與，在課后反思過程中，教師對自身教學活動的優缺點進行記錄，為進一步改善提供經驗積累。

五、結語

綜上所述，“情境體驗式教學模式”同工業機器人課程教學進行融合，利用對課例中情境的創設，探索教師對學生實踐能力和創新能力的培養過程中，應如何利用“情境體驗式教學模式”創設開展工業機器人課程教學工作。在這個過程中也存在一些不足，比如作為范例的情境局限性比較大，不能完全代表新時代中工業機器人操作的多方面特點。近年來隨著“情境體驗式教學模式”在工業機器人課程教學中占比越來越大，教師在日常教學工作中應當注重對學生綜合實踐能力的培養，引導學生理解工業機器人課程教學不只是理論知識，更是一門應用性極強的學科，能夠幫助學生在未來具備強有力的求職就業能力，使得學生明白傳統的學習中以死記硬背作為主要學習手段是錯誤的學習方法。在教師利用情境教學法對學生進行理論知識的教導時，使學生能夠認清楚學習要素的基本特點。幫助學生邏輯清晰地梳理出工業機器人課程教學中的主線，通過情境體驗式教學方法逐步提高學生的創新能力與實踐能力。

參考文獻：

［1］ 薛俊祥，陳林濤，藍瑩，等. 課程思政融入“工業機器人”課程教學的改革與探索［J］. 職業技術，2022，21（12）：1-9.

［2］ 丁海濤. 基于虛擬仿真技術的工業機器人課程“三教改革”研究［J］. 教育教學論壇，2022（42）：78-82.

［3］ 韓銳. 新工科背景下工業機器人實訓課程設計與教學實踐［J］. 時代汽車，2022（18）：98-100.

［4］ 陳大林. 工業機器人技術及應用課程的教學實踐［J］. 電子技術，2022，51（08）：115-117.

［5］ 楊琴文，牛婷，吳勇. 情境式教學模式在工業機器人課程教學中的創新與實踐［J］. 產業與科技論壇，2021，20（19）：168-169.

（責任編輯：淳潔）

作者簡介：吳昊（1992—），男，碩士，重慶城市職業學院信息與智能制造學院助教，研究方向為工業機器人課程思政融合、工業機器人應用編程；馬廷洪（1984—），男，本科，重慶城市職業學院信息與智能制造學院副教授，研究方向為機械設計與制造。