机器人教学中的微课程应用研究及提升

何华国

课 题：本文系福建省教育科学“十三五”规划2016年度课题——“中国制造2025”背景下的闽台合作电子专业技能提升研究（编号：FJJK16-121）研究成果。

一、机器人教学中的微课程应用现状

以移动互联技术为主战场的微课程可以实现全天候不限时、随时随地、无处不在的学习，特别是4G乃至5G技术背景下，通信资费大幅度下调，微课程是一种任何人可以在任何地方任何时刻获取所需有效信息的学习方式，是实现泛在学习的重要手段。教育信息化就是要创造一切条件打破信息的桎梏，破解时空分离问题，使用任意终端获取知识，真正落实导学制、以学生为中心的学习。

作为新兴热门学科，互联网上的机器人学科微课程种类繁多、数量庞大，就算相同知识点的微课程，也在数量上远远超出纸质出版物。这一方面带来教学的便利，让学生在短时间内快速获得所需要的学习信息，适应了当代社会快节奏、信息超载下的资讯过滤；另一方面机器人微课程粗制滥造及滥用，造成微课程对学生的吸引力下降，使用微课程进行教学的教学效果衰减，产生边际递减效应。

1.翻转课堂中的应用

通过对9所职业院校30位机器人学科专业教师的问卷调查，发现有87.5%的教师在课前分发了相关微课程给学生，以任务驱动为主要学习方式，打破时空的限制，以碎片化的形式提供给学生个性化的学习空间和自由的学习途径，激发学生学习动机，真正以学生为中心，促进学生自学学习能力的提高，促进教师教学水平和信息技术能力的提高，并实现资源共享、资源最大程度利用。大量的案例证明，在机器人教学中使用基于微课程的翻转课堂教学模式对增强学生学习兴趣、提升专业技能有积极作用。

2.个性化学习的需求

调查统计数据表明，在机器人学科的基础课程和理论课程教学中，还有31.6%的教师完全使用传统教学方式，即教师选用相同的教学内容，采用统一的教学组织。这使得教学过程中，接受能力好的学生“吃不饱”，而接收能力差的学生“吃不好”。如果在学习中，学生学习的目标、行为、过程、效果均由自己决定，不受任何外部因素的制约，摆脱传统课堂模式中的精神高度紧张的困扰，按照自己的认知水平，依据自身学习需求，选择合适的微课程进行学习，不必担心知识点的遗漏，直至达到自身的认知负荷，学习效果必然大大提高。教师也可以根据学生的具体情况，有针对性地安排微课程内容给不同学情的学生，落实差异化学习、个性化学习的教学策略。

二、机器人教学中的微课程应用提升

互联网时代，微课程的质量和数量相对于PC时代已经显著提高，学生的信息量和审美水准和PC时代不能同日而语，微课程本身的表现形式不能做到引人入胜、微课程不能做到因时制宜、因人制宜，未能设置好有效传递信息的相关因素，会导致学生的“知识消费”的边际效用递减，使得花费大量人力物力制作出来的微课程成为摆设。为此，采取一些行之有效的策略和手段，研究学生的认知特点，提高微课程研发制作的质量和数量，创新微课程的艺术表现形式，科学合理安排微课程交互环节，有助于提高微课程应用的实际效果。

1.内容和形式的创新

内容和形式的创新对提高微课程应用的教学效果有着重要的影响。微课程的意义在于传播知识，使学生有所收获。而知识的价值具有两面性，在知识的客观性方面，虽然知识本身的价值是客观的，但由于不同学生的需求不同，对与知识意义和价值的认同不尽相同，而心理感受及认同感不同，直接影响到学生获取信息的效果。机器人学科的基础理论枯燥乏味，常规教学对于00后的学生而言，学习难度较大。如果能够改变教学内容的呈现形式，以生动活泼的方式、自由把握的进度，让学生对机器人微课程本身的内容感兴趣，并具有高度的认同感，在机器人知识和技能的学习过程中就会兴趣盎然、积极性倍增，其心理感受必然趋向于正面。同理，如果微课程本身的形式比较新颖，直接引发学生浓厚的兴趣，学生学习情绪高涨，其心理感受趋于正面，学习效果必然发生改变。

知识价值的主观性方面，知识的价值取决于学生对知识的认同。实践证明，越是表现形式新颖的内容，就越容易得到学生的认同。通过教师的设计和第三方公司的制作包装，将原本抽象枯燥的知识渗透在生动有趣、声情并茂的微课程中，通过微课程来改变知识的特质，使深奥难懂的知识变得妙趣横生、难度适宜，其作用就在于通过微课程的转化来加速学生对知识的认同，从而获得精神的愉悅，提高教学的效果。

2.微课程载体的创新

机器人学科中沿袭了十年左右的以视频、动画为主的微课程已经难以适应学生日益增长的对内容精细化、对表现形式多元化的需求，应该在载体上作改进和创新。应结合微课程所传播知识的特点，充分利用智能化媒体工具、可穿戴设备、大数据、人工智能等技术和设备，使用大多数智能终端都能够支持播放和交互的媒体形式，并根据不同的终端进行自适应调整，给学生全方位刺激，通过多元化、差异化、丰富多彩的微课程载体，帮助学生理解所传播知识的精髓和内涵，对所蕴含的知识内容充分消化和吸收，减少所传播知识内容给学生带来的困惑，增大知识容量与密度，有效提高学生的学习效率。例如ABB工业机器人就在最新版的RobotStudio虚拟仿真中提供了VR/AR体验，让学习者可以借助AR眼镜，沉浸式进入逼近现实的机器人生产环境，多感官、多角度地体验实际工厂生产场景。

3.微课程的双主体创新

传统的机器人微课程都是由教师或是设计公司来设计制作，在作品完成之后分发到学习平台供学生下载学习，学生不能对已完成的微课程作品做完善或修改。但在“互联网+”的时代，不仅共享经济成为主流，也应该倡导知识共享，利用集体智慧推动知识内容不断完善和建构，让学生既是微课程的使用者，也是微课程的制作者。

不同的学生有不同的角度，微课程也应该有多元化的特征，以满足不同学生的不同需求。微课程应该集成群体的智慧，让设计微课程不单单是教师的事情，也是学生的任务，实现微课程边建设边完善，让学生本身也参与到微课程的建设中，成为资源的建设者。同时，学生参与到微课程的设计和完善过程中，有助于优化学生的心理感受，更好地理解所传播的知识，提高学习效果。

4.微课程的交互

教学的目的不仅是授之以鱼，而且要授之以渔。微课程不仅仅是传递知识，还应该让学生在学习过程中学会思考，实现学生与微课程的交互。微課程应该在友好交互、实时反馈和及时评价方面满足学生的需求。微课程的设计不仅要考虑内容的设计，还要考虑面向学生的学习过程，考虑如何按照学生的认知特点，合理安排内容和步骤，促进学生深度理解微课程传递的知识。这就要求在微课程中规划交互活动，记录反馈信息，根据学生的学习行为，提供过程性评价、发展性评价和结果评价等。微课程的评价同时也应该是多元化的评价。这就要求学生本身既是评价者，也是被评价者，学生既是资源的建设者，也是资源的使用者。实践证明，在机器人微课程教学中使用单一的评价方式，学生的学习效果一般，而使用多元化的评价，有助于提高学生的参与热情，保证评价的客观性，进一步促进微课程的进化和完善，提升教学效果。

三、结论与讨论

随着“中国制造2025”的出台，机器人学科成为热门学科，学校和社会上有众多的学习者在学习机器人的相关知识和技能，但能进课堂学习的人数保守估计只占到从业人数的1/6，微课程作为泛在学习的重要渠道，提供给多数人以学习的机会。微课程作为耗费了大量社会资源所构建的学习资源，除了是资源还有“课”的属性，应用微课程之目的，就是要在教学中激发学生的学习动机与思维的积极性，使其全身心投入学习。教师和学生应该群策群力，共同参与建设优质的微课程资源供学生和从业者个性化、自主学习。从政府的角度出发，一方面要通过优质微课程的共建共享来优化资源配置，让偏远地区或经济不发达地区的学生或从业者也能接触到智能制造技术，实现教育公平；另一方面要借助于微课程，帮助教师更好实现差异化教学。以学习者为中心，科学分析微课程应用中的利弊，不断创新微课程的内容和形式，充分调动学生的学习兴趣，激发学生的创造力，扬其长避其短，不断提高微课程应用的教学效果。

参考文献：

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