情境式教学模式在工业机器人课程教学中的创新与实践

吴昊 马廷洪

摘  要：新课改背景下工业机器人课程教学的情境化趋势日益明显，学生从教学情境中提取信息并展开思考的能力成为教学的重点，这样的教学变化说明情境式教学模式在教学中发挥的作用越来越大。结构合理的情境设置能有效提高学生的综合思维能力，学生思维方式与表达能力正是工业机器人课程教学的重点。本文对优秀的工业机器人情境教学设计进行观察和分析，挖掘培养学生能力的主要内容，并以此为基础，制定了培养学生在工业机器人课程中的创新与实践总体策略。在教学中，根据获得的情境教学经验，有目的地为教学创造合理情境，围绕情境式教学模式展开活动，从而带领学生在工业机器人课程教学中进行创新与实践活动。

关键词：情境式教学模式；工业机器人课程教学；创新与实践

中图分类号：G420    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2023）29-0163-04

为了引导学生全身心地投入到工业机器人课程学习中，教师应使用情境体验式教学模式，创设学生们所熟悉的各类场景，或使用大量的图形和视频材料讲解知识，使學生深入自己所熟悉的生活场景，在工业机器人课程学习中获得参与感，提升对课程的学习兴趣。

教师运用情境教学法培养学生学习能力，教师根据学生思维特点，根据工业机器人课程教学中各项构成要素，总结课程中各要素的基本特征，分析工业机器人课程要素之间的基本关系，以上内容作为情境式教学模式的设置基础。

在设置时要注意从时间和空间角度，反映情境中知识的构成、要素特征并分析其优缺点;设置具体的“情境体验式教学场景”，帮助学生从理论知识、实践操作两条主线分析问题。教师总结情境式教学模式培养学生的经验后，根据学生的学习能力创设各种情境，运用问题情境、信息技术和概念认知训练学生的创新能力与实践能力。

一、在工业机器人课程教学中引入情境式教学法的优点

经过长期的教学观察发现，“情境式教学模式”在工业机器人课程教学中的应用，能有效增强学生的思维能力、激发学生的学习兴趣，学生的思维能力也会通过情境式教学法的引导得到逐步提升。学生在教师带领下进行细致观察、特征比较、条理分析、探究推断、归纳总结、客观评价等思维训练，可以提升思维的逻辑性、批判性与创造性。工业机器人课程教材内容复杂、与多项学科有着紧密联系，学生学习起来难度较大。

引入情境式教学法后，教师可以设计层次分明的学习目标，针对不同学生展开难度不同的教学，帮助不同层次的学生由浅入深学习工业机器人课程的各方面知识。教师还可以通过情境教学法培养学生自主学习、勇于钻研的习惯。情境式教学模式的主要优点：第一，有助于学生理解抽象的理论知识，能够有效帮助学生找到理论知识同现实事物之间的内在联系；第二，有利于学生深入了解工业机器人的本质，对抽象的概念具体化，帮助学生稳固所学的知识；第三，有助于学生进一步拓展知识范围［1］。当学生进入教师创设的情境中，能够及时发现各类问题，通过解决问题帮助学生实现知识的扩充和延展。

二、课程标准对情境式教学法的要求

（一）以改善课堂教学质量为目的的情境式教学法

在工业机器人课程教学中引入情境式教学方法，目的是改善课堂教学质量，培养学生的创新能力。工科类课程具有以下特点，一方面需要学生充分掌握课本中的理论知识，另一方面则需要学生积极参与到实践课程中。只有将理论知识实践进行有机结合，才能提升学生的综合能力，成为国家的优秀人才。传统的教学模式是课堂讲授，理论教学为主，实践教学为辅。这就形成了工业机器人课程教学课程重理论而轻实践的教学模式，在其中引入情境式教学法，可以有效改进传统的教学方式，改善课堂教学质量，将理论知识和实践课程放在平等的位置上。利用情境式教学法，能够挖掘学生的潜能，利用视频、图片等多种方式，开展知识的灵活讲解，活跃课堂气氛，能有效激发学生的学习兴趣，进而提高学生的学习能力。

（二）以训练理论才能为目的的情境式教学法

现阶段学生在学校学习过程中，主要分为两个部分，一部分是在校园内进行，另一部分则是进入对口企业进行实践学习。这两个部分可以帮助学生将理论知识同实践相结合，为将来步入工作岗位奠定基础。将两部分学习有机融合，消除了传统工科学生重理论而轻实践的不良学习习惯。在工业机器人教学课程中引入情境式教学法，使得学生能够循序渐进接受企业实践课程，通过企业实训帮助学生将理论知识熟练运用到实践工作之中，充分掌握工业机器人课程多方面技能。在企业实践学习中增强了学生的动手能力和适应能力，为学生毕业后进入社会奠定了良好的基础。

（三）以培养创新才能为目的的情境式教学法

工业机器人课程教学采用情境式教学法，需要对照课程标准展开教学活动，以培养学生的创新才能。教师在开展情境式教学工作中，对学生进行启发和训练，进而提高学生的逻辑思维能力，以及学生在发现问题、解决问题的过程中的创新能力。在教师的带领下，学生从单纯地学习和接受知识，逐渐转变为利用知识发现和解决问题，从死记硬背的学习状态转变为运用知识解决现实中各类难题，在思考的过程中激发学生的潜力，培养学生的创新能力［2］。

（四）情境式教学法对应的教学条件建立

工业机器人课程是一门新兴的学科，当前正处于起步阶段，存在学校外部理论资源不足的情况。由于工业机器人课程与其他学科知识有着密切的关系，例如信息技术、AI技术、机械知识等，并不仅是课堂教学，而是需要理论知识和实践学习共同开展。情景式教学法对应的教学条件建立，需要针对学校外部实践资源和学校内部教学工作之间“各自为战”的情况进行改进，根据课程设置、教学目标和内容、评价手段等要素进行考察和操作，有效整合教学资源，营造集基础知识传授、实践技能训练创新能力和综合素质培养为一体的情境化教学条件。

三、工业机器人课程情境式教学法的适用条件

（一）情境化设计要与教学内容相一致

工业机器人课程采用情境式教学法，第一情境化设计应与教学内容需要保持一致，不能过分追求情境创设而忽略了同教学内容的一致性。教师需要根据学生的知识储存、学习能力，设计不同的教学内容和学习难度，便于班级中不同层次和学习能力的同学，利用自己储备的知识展开高效学习。教师创设的情境化教学内容应当直观，与学生生活、学习场景相结合，吸引学生的注意力，调动学生的学习积极性，激发学生的学习动力。教师创设的情境化教学问题，应激发学生的认知冲突，并留出足够的时间和空间供学生进行探究和讨论，促进学生之间团结互助，在互帮互助的氛围中共同完成学习任务。

（二）情境化设计要具有较强的真实性

学生学习一门学科，需要教师的引导和不断教育，才能通过自身不断的努力学习这门学科的精髓。教师的教学思路是学生学习的道路和指明灯，在工业机器人课程情境教学探究中，教师应把教学设计生活化，把书本上的文字知识转化为学生知识体系中的一部分，使学生能够将所学知识合理运用到现实中去，做到学以致用。在当今推行素质教学的大背景下，传统的教学模式已经难以满足新时代中学生的学习需求。教师创新教学模式，才能够适应现在学生的心理特点和学习特点，利用情境化设计作为载体将知识灌注给学生。教师应观察学生的生活学习细节，将情境化设计贴近学生生活，让知识从课本走出来，然后再融入生活中。如此往复循环，能激发学生学习的潜力，改变以往教师课堂划重点，学生课下死记硬背的学习模式，转变为学生追着教师寻求问题的解决方法，开展自我学习，学生发自内心的内驱力永远是学习最好的助燃剂，学生的学习效果也才能够得到有效提升。

（三）情境化设计要营造良好的学习气氛

在新课改背景下，学校大力培养学生自主学习的能力，这是建立在学生对学科知识的浓厚兴趣基础之上。利用情境化设计为学生营造良好的学习气氛，促进学生利用多种方法学好课本知识，拓展思路将情境化教学设计作为激发学生自主学习的原动力。在教师的引领下，学生通过课堂上趣味性的学习，在教师营造出的自由、愉快、輕松的学习氛围中进行知识学习，才能够对工业机器人课程产生浓厚的兴趣，才能充分发挥出工业机器人课程的巨大吸引力。工业机器人教学课堂上，教师一方面要认真传授理论基础知识，另一方面还需要根据学生的学习特点，不断改进教学模式，将教学中的重点和难点内容同情境化设计相结合，将理论知识与实践相结合， 在情境化设计营造出的良好学习气氛中，培养学生自主学习的能力，提高学生的知识学习成果［3］。

（四）情境化设计要新颖并且具有启发性

工业机器人课堂教学中，教师要想获得良好的课堂效果，首先应利用情境，充分调动学生学习兴趣。如果学生课堂注意力不集中，就会严重影响学习效果。学生缺乏学习兴趣，课上极易出现教师自讲自话，学生思想开小差、厌恶学习、疲劳学习等状况，严重降低学生学习质量，打击教师的教学热情，减慢工业机器人课程内容教学进度，最终导致课堂散漫无序，教师和学生缺乏互动沟通，班级整体成绩降低。随着我国教育改革不断深化，工业机器人作为新兴的一门学科，引起了师生们的广泛关注，特别是工业机器人课程的实践教学，教师运用情境化设计，创造出新颖的课堂教学场景，对学生的学习潜能进行启发，培养学生的创新能力成为有新课改中工业机器人课程教学工作的核心内容之一。

（五）情境化设计需要对系列课程的知识点进展浸透与整合

在工业机器人课程教学中，利用情境化设计案例吸引学生注意力，才能够取得事半功倍的教学效果。案例展示的方法有很多，如事例导入法进行的案例展示，从学生日常生活中所熟知的事例导入教师需要开展的教学内容，这样的案例展示方法具有真实、亲切、容易引起学生共鸣的特点，使学生的注意力能很快集中在教师的教学内容中。这样情境化设计对工业机器人课程知识点进行浸透与整合，从工业机器人知识的角度进行讨论，使学生在欢快、自由的氛围中学习机器人的不同性质，掌握相关机械知识，提高了学生学习兴趣，实现了课堂的学习目标。教师进行教学工作中，应当充分认识到事物和知识之间都是相互关联的，情境化设计需要充分融合教学内容，蕴含课程知识的动态性。教师通过创设新颖的场景，吸引学生探究的兴趣，这样才能够充分发挥出情境式教学的优势，引导学生高质量、高效率开展学习［4］。

四、教师和学生在情境式教学中的定位

（一）教师指导的主体作用

教师进行工业机器人课程教学中，采用情境创设模式展开教学工作时，需要在教学内容设计上注意情境的引入和过渡，使得学生在学习上由充足的心理准备，不会感觉过于突兀。在课堂上出现难度较大的问题时，应从学生熟悉的场景进行启发和引导，增加学生的自信心，鼓励学生活跃思维找寻答案。教师对情境创设的问题设计需要循序渐进，由浅入深的层次感。教师搜集的问题具有开放性的答案、多元化的解决方案，从而鼓励学生展开思维，突破传统思想的束缚，敢于讲述自己不同的观点。教师在进行情境创设教学时，针对学生学习特点和关键知识点，开展丰富多样的教学，激发学生的学习兴趣和学习潜力。

（二）学生的差异性

在新课改背景下，教师在进行工业机器人教学改革中，采用情境式教学不仅能够提升课堂学习效率，而且还能有效减轻学生们的学习压力。然而在现阶段工业机器人课程教学中，一些教师并不注重对于接收能力较弱学生的培养，导致这部分学生逐渐脱离了学习队伍，丧失了学习信心，最终彻底失去学习的动力。因此，在情境式教学中，不能仅仅关注成绩好、回答问题积极的学生，对那些反应较慢、接收能力较差的学生也应当关注，采取因材施教的方法，将班级中学生进行分层教学。对成绩较差的学生不能一味地指责和批评，而应当多采用鼓励的语言，帮助这些学生树立起学习的自信心，采取循序渐进的方式引导他们逐渐跟上课程的进度，分别为不同层次的学生采取不同的教学方式，以加逐步强化学生的知识学习能力，最终达到工业机器人课程学习的平均水平［5］。

（三）情境案例的針对性

当教师在工业机器人课程教学中逐步采用情境式教学模式，教师所创设的各类情境作为教学内容的承载，应当选择具有典型性且与知识点匹配的恰当情境案例，以防止在课堂上出现不必要的争论。学生在学习中更倾向于认同，有利于抑制单纯知识传递的缺陷。针对这一情况，教师应当在课堂上注重分析和引导学生学习中的动态变化，带领学生亲自体验发现问题、思考问题最后解决问题的过程。对于教师创设情境的认同情况，需要从学生听课的过程中进行观察和寻找。教师注重对课堂设计的高效性，吸引学生积极参与，在课后反思过程中，教师对自身教学活动的优缺点进行记录，为进一步改善提供经验积累。

五、结语

综上所述，“情境体验式教学模式”同工业机器人课程教学进行融合，利用对课例中情境的创设，探索教师对学生实践能力和创新能力的培养过程中，应如何利用“情境体验式教学模式”创设开展工业机器人课程教学工作。在这个过程中也存在一些不足，比如作为范例的情境局限性比较大，不能完全代表新时代中工业机器人操作的多方面特点。近年来随着“情境体验式教学模式”在工业机器人课程教学中占比越来越大，教师在日常教学工作中应当注重对学生综合实践能力的培养，引导学生理解工业机器人课程教学不只是理论知识，更是一门应用性极强的学科，能够帮助学生在未来具备强有力的求职就业能力，使得学生明白传统的学习中以死记硬背作为主要学习手段是错误的学习方法。在教师利用情境教学法对学生进行理论知识的教导时，使学生能够认清楚学习要素的基本特点。帮助学生逻辑清晰地梳理出工业机器人课程教学中的主线，通过情境体验式教学方法逐步提高学生的创新能力与实践能力。

参考文献：

［1］ 薛俊祥，陈林涛，蓝莹，等. 课程思政融入“工业机器人”课程教学的改革与探索［J］. 职业技术，2022，21（12）：1-9.

［2］ 丁海涛. 基于虚拟仿真技术的工业机器人课程“三教改革”研究［J］. 教育教学论坛，2022（42）：78-82.

［3］ 韩锐. 新工科背景下工业机器人实训课程设计与教学实践［J］. 时代汽车，2022（18）：98-100.

［4］ 陈大林. 工业机器人技术及应用课程的教学实践［J］. 电子技术，2022，51（08）：115-117.

［5］ 杨琴文，牛婷，吴勇. 情境式教学模式在工业机器人课程教学中的创新与实践［J］. 产业与科技论坛，2021，20（19）：168-169.

（责任编辑：淳洁）

作者简介：吴昊（1992—），男，硕士，重庆城市职业学院信息与智能制造学院助教，研究方向为工业机器人课程思政融合、工业机器人应用编程；马廷洪（1984—），男，本科，重庆城市职业学院信息与智能制造学院副教授，研究方向为机械设计与制造。