《工业机器人编程与调试》立体化教材建设研究与实践

罗文 张华

摘 要 工业机器人技术专业发展和建设尚处于起步阶段，相关教学资源尚处于空白或开发中，特别是适合高职学生的教学资源开发迫在眉睫。简述《工业机器人编程与调试》立体化教材建设意义和思路，梳理并分析建设的主要内容。

关键词 工业机器人技术专业；工业机器人编程与调试；立体化教材；UMU学习平台；微课；翻转课堂

中图分类号：G712 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）14-0035-03

Research and Practice of Construction of Three-dimensional Teaching Material for Programming and Debugging of Indus-trial Robot//LUO Wen， ZHANG Hua

Abstract The development and construction of the Industrial Robot Technology Specialty is still in its infancy， and the related teaching resources are still in the blank or development stage. Especially， the development of teaching resources suitable for higher vocational stu-

dents is imminent. This paper briefly introduces the significance and train of thought for the construction of three-dimensional teaching material for Programming and Debugging of Industrial Robots， and analyzes the main contents of the construction.

Key words industrial robot technology specialty； programming and debugging of industrial robot； three-dimensional teaching material； UMU learning platform； micro course； flipped classroom

1 《工业机器人编程与调试》立体化教材建设的意义

工业机器人技术专业是近几年才在全国新开设的专业，2015年全国一共才三所高职院校开设此专业，从2017年开设，学校可能会陆续增至50所左右。重庆机电职业技术学院在2016年开设此专业。随着“中国制造2025”的逐渐推动，工业机器人技术运用会是大势所趋。但目前该专业发展和建设尚处于起步阶段，相关教学资源尚处于空白或開发阶段，特别是适合本校的教学资源开发迫在眉睫。本课题的提出，正是想通过为期两年的研究与实践，开发工业机器人技术专业核心课程“工业机器人编程与调试”的立体化教材资源，一方面填补该专业教学资源的不足；另一方面通过研究与实践，为工业机器人技术专业其余课程立体化教材建设提出参考思路，力争该项目经验具有切实可行的可复制性和普及的运用前景。

随着全民“互联网+”时代的深入，传统教学形式正在经受很大冲击，由口传、写粉笔、看书本教材，演化为电子媒体的声响、图片、视频、文本的可视化演示，用以协作口传和书本教材的教学模式。通过互联网学习不等于单纯的文章阅读、听音频或观看视频，知识载体形态丰富多样，学习互动过程密不可分，使用多形式序列化的教学内容与学习互动式课程，通过预设学习路径让学习自然发生。这些教学形式的变化，要求课程开发者不只提供优质的纸质教材，还需要提供配套的互联网资源，这就促进了立体化教材开发趋势的形成。

立体化教材的建设和运行是以电脑、手机和互联网为建设平台，配套开发多样的学习资源，运用多种新兴教学工具（如UMU学习平台）将学习内容、学习要点、学习重点都聚集其中，开发多元化教学运用的主辅教材、电子教案、CAI课件、网络教学视频（微课）、试题库等。立体化教材是相较于以往传统的文字印刷品而言，它集各种教学手段之优点，集学科知识点、微课、自媒体课件、网络课件于一体，将视频、语音、图像等信息输入模式相结合，多层次、多方位、多角度配合教学实施，使学与教在空间和时间上都得到极大的响应和互动，而且贵在随时随地反复使用。

2 立体化教材的建设方式

立体化教材作为一个贯穿全程的教学实施工具，建设出发点应着重以学生有效学习需求为主，辅助教师有效教学所需。总体来说，立体化教材建设包含：建设形式，包括纸质主教材与辅教材、辅助课件、学习网站、案例库、教学视频、微课堂等；建设内容，包括理论知识、实操指导、案例分析、教案、课件、学习软件、学习交流平台等；建设宗旨，即灵活有效地为学生和教师提供反复学习、教学资料。

3 《工业机器人编程与调试》立体化教材建设研究与实践

开发主、辅纸质教材 纸质教材建设思想是：以“学生为主、教师为辅”的高职教育思想指导课程改革；针对岗位能力需求，构建课程知识体系；设置与职业岗位任职需求密切相关的基本知识内容框架，设置学生职业发展需要的专业知识内容阶梯；以由浅入深认知规律为出发点，依托任务驱动编排教学内容；融合项目训练实操指导书，讲练结合，方便学生课前、课后反复学习。

教材特色：

1）书中引入机器人历史与工业机器人编程文化的教育，使读者能在学习前了解机器人的形成和编程发展的概貌，感知工业机器人编程的丰富多彩；

2）在案例引入之前，提出其实际生产应用的需求及应用的总体思想；

3）以备注方式对指令、坐标系、示教编程的理解、应用给出进一步的总结；

4）遵循由浅入深认知规律，依循循序渐进的原则，以进阶的梯度难度选编教学案例；

5）配套每一个教学案例，编写简明实用的项目训练实操指导书。

开发立体化教学包 立体化教学包包含课程实施建议、学习指导、电子教案、教学视频（微课）资源库等。下面具体以UMU学习平台为例，介绍立体化教学包的具体建设实践。

1）课程实施建议，包括学习方法导言、教学日历、重难点提示等。该内容实施通过创建“学习项目”来实现，建立学习项目一共需要三个步骤。

①创建学习项目、编辑基本信息。该板块就可以将课程学习方法导言、重难点提示等进行详细录入与创建，在基本信息页面支持对名称、标签、头图、介绍的编辑，可以做到图文并茂，最大限度全面介绍课程信息，吸引学生对于该门课程的学习兴趣。

②添加课程。该板块就可以将课程教学日历完整呈现，以让学生全面了解学习进度。

③添加学习阶段。每个学习阶段都由阶段基本信息、课程内容提要两个区域组成。在学习阶段基本信息区域可以设置阶段名称、描述，可以做到与教学日历完全匹配且更加翔实展现学习阶段递进关系。

2）学习指导。运用UMU学习平台在教学中进行创新。UMU学习平台为课程开发者提供了丰富的功能及扩展接口，如开课签到、翻转课堂等。UMU学习平台的开发模式接口，为二次开发提供了强大的支持。而UMU学习平台可以作为一座联通师生之间的桥梁，让教师和学生在这个平台中互动。在该平台上以项目为单元设置，包括项目要求、思路分析、必备知识分析、典型案例解析、项目测试、作业提交等。

学习指导可以通过UMU学习平台上的“文章微课”“文档微课”和“UMU考试”三个板块来实现。UMU文章、文档课程支持Word、PPT、Excel在内的16种主流文档格式，使用UMU文档课程一共分为四个部分：上传现有文档、创建制作文档课程、分享文档课程、学生学习文档课程。学习指导可以将课程PPT、项目要求、思路分析、必备知识分析、典型案例解析等文字文本生成二维码或URL链接（网址）来进行内容分享或布置，极大地灵活了翻转课堂教学的实施。

UMU考试提供了便捷的方式测试学生的掌握程度，支持单选题、多选题与开放试题。上课时可利用大屏幕立即呈现考试结果与学生排名，帮助学生巩固知识要点。UMU提供匿名考试与实名考试，通过匿名考试可以快速了解参与者知识掌握情况，实名考试可以了解每位参与者的答题情况。

UMU考试一共有四个部分：添加考试、编辑考试、分享邀请参与考试、查看考试成绩与结果。考试由考试标题与考试题目组成，其中考试标题可以用于标注环节用途，比如可以标注为“课后测验”，了解学生学习掌握情况，也帮助学生理解用意。学生可以提交图片作为开放题的回答，逐道题目进行作答，在完成考试后查看自己的成绩与答题的用时，可以立即查看正确答案或参考答案。

3）电子教案。电子教案改进传统PPT将书本内容搬运到屏幕上的不足，运用一定的动画技术使相关知识点的理解变得形象生动，易于学生理解；运用不同的切换模式先向学生抛出问题，待学生有所思考后展开答案，易于师生互动；在课件中使用多种有效的教学方法，有效地引起和维持学生的注意和兴趣；课件中有明确的技能目标或体现项目的教学基本要求陈述，为学生提供学习方法或内容的建议、帮助；利用超链接体现知识点及相关内容之间的联

系，而不仅仅是点击鼠标翻页或翻屏。

4）教学视频资源库（视频微课）。录制相关实操教学视频，借鉴翻转课堂教学模式，课前让学生提前熟悉实操过程，提高课堂教学效率和质量；课后可通过反复观看教学视频，增强对相关实操知识点的理解和掌握。该教学视频资源库可由课程网站转移向UMU学习平台推送。

UMU支持多种视频格式、大小与时长，这就对微课提供了灵活的录制选择：关于知识点的微课可以在10分钟以内；关于实操视频微课，可以完整地呈现操作过程，避免视频剪辑的操作麻烦。

4 结语

立体化教材建设可以做到传统教材无法做到的事情。

1）课堂互联网+：学生没手机、没平板电脑没关系，用教师手机给学生作业、作品、讨论结果拍照，大屏幕上立刻呈现图片；还可以用翻页器潇洒翻页，瞬间让互联网+教育成为现实。

2）做微课：使用UMU学习平台可以很轻松地制作专业微课，10分钟九图一小节，一个课程小节数量不限，瞬间生成二维码课程；微课还可以结合考试、提问等一系列互动方式，增强学生学习压力与动力。

3）做互动：用手机随时发起现场提问、讨论，用大屏幕展示互动结果，让每个人都能融入、分享、收获！

4）办考试：在线考试，限时回答，分数立刻展示，大屏幕展示排行榜及每题结果，还可以针对考试情况自动生成微课进行讲解。

5）翻转课堂：通过短视频、微课提前把内容给学生，课前先预习，上课更有效。

6）陪伴学习：每次课录制一个五分钟微课把学习要点发到学习群，学生可以反复学习和体会，当次课没听明白也可课后学习，学得更扎实。

为了支持学生主动探索和自主学习，实现以教师“教”为中心向以学生“学”为中心的转变、从传授模式向学习模式转变[1-4]，需要在学生学习过程中提供方便有效的学习资源[5]。在“互联网+”时代，当代大学生已经习惯于电子阅读和多媒体学习环境[3]，积极研究与实践符合高职教育发展的立体化教材建设势在必行。

参考文献

[1]郭伟锋.校企合作共建实验室的运行机制研究[J].实验室科学，2013，16（3）：108-111.

[2]溫秀梅，孟凡兴，司亚超.计算机学科立体化教材建设的探索与实践[J].电脑迷，2017（4）：93.

[3]绍云.姜丽娜，李春喜.《生物统计学》立体化教材建设实践与思考[J].高等教育研究学报，2012，35（1）：84-86.

[4]刘献君.论“以学生为中心”[J].高等教育研究，2012

（8）：1-6.

[5]张玉军.路由交换技术立体化教材建设与实践[J].实验技术与管理，2015（8）：163-165.

[6]闫静.高等中医药院校“无机化学”立体化教材体系建设的实践与思索[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2014（1）：

6-7.