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機器人教學中的微課程應用研究及提升

時間:2024-10-27 12:41:21

課題:本文系福建省教育科學“十三五”規劃2016年度課題——“中國制造2025”背景下的閩台合作電子專業技能提升研究(編号:FJJK16-121)研究成果。

一、機器人教學中的微課程應用現狀

以移動互聯技術為主戰場的微課程可以實現全天候不限時、随時随地、無處不在的學習,特别是4G乃至5G技術背景下,通信資費大幅度下調,微課程是一種任何人可以在任何地方任何時刻獲取所需有效信息的學習方式,是實現泛在學習的重要手段。教育信息化就是要創造一切條件打破信息的桎梏,破解時空分離問題,使用任意終端獲取知識,真正落實導學制、以學生為中心的學習。

作為新興熱門學科,互聯網上的機器人學科微課程種類繁多、數量龐大,就算相同知識點的微課程,也在數量上遠遠超出紙質出版物。這一方面帶來教學的便利,讓學生在短時間内快速獲得所需要的學習信息,适應了當代社會快節奏、信息超載下的資訊過濾;另一方面機器人微課程粗制濫造及濫用,造成微課程對學生的吸引力下降,使用微課程進行教學的教學效果衰減,産生邊際遞減效應。

1.翻轉課堂中的應用

通過對9所職業院校30位機器人學科專業教師的問卷調查,發現有87.5%的教師在課前分發了相關微課程給學生,以任務驅動為主要學習方式,打破時空的限制,以碎片化的形式提供給學生個性化的學習空間和自由的學習途徑,激發學生學習動機,真正以學生為中心,促進學生自學學習能力的提高,促進教師教學水平和信息技術能力的提高,并實現資源共享、資源最大程度利用。大量的案例證明,在機器人教學中使用基于微課程的翻轉課堂教學模式對增強學生學習興趣、提升專業技能有積極作用。

2.個性化學習的需求

調查統計數據表明,在機器人學科的基礎課程和理論課程教學中,還有31.6%的教師完全使用傳統教學方式,即教師選用相同的教學内容,采用統一的教學組織。這使得教學過程中,接受能力好的學生“吃不飽”,而接收能力差的學生“吃不好”。如果在學習中,學生學習的目标、行為、過程、效果均由自己決定,不受任何外部因素的制約,擺脫傳統課堂模式中的精神高度緊張的困擾,按照自己的認知水平,依據自身學習需求,選擇合适的微課程進行學習,不必擔心知識點的遺漏,直至達到自身的認知負荷,學習效果必然大大提高。教師也可以根據學生的具體情況,有針對性地安排微課程内容給不同學情的學生,落實差異化學習、個性化學習的教學策略。

二、機器人教學中的微課程應用提升

互聯網時代,微課程的質量和數量相對于PC時代已經顯著提高,學生的信息量和審美水準和PC時代不能同日而語,微課程本身的表現形式不能做到引人入勝、微課程不能做到因時制宜、因人制宜,未能設置好有效傳遞信息的相關因素,會導緻學生的“知識消費”的邊際效用遞減,使得花費大量人力物力制作出來的微課程成為擺設。為此,采取一些行之有效的策略和手段,研究學生的認知特點,提高微課程研發制作的質量和數量,創新微課程的藝術表現形式,科學合理安排微課程交互環節,有助于提高微課程應用的實際效果。

1.内容和形式的創新

内容和形式的創新對提高微課程應用的教學效果有着重要的影響。微課程的意義在于傳播知識,使學生有所收獲。而知識的價值具有兩面性,在知識的客觀性方面,雖然知識本身的價值是客觀的,但由于不同學生的需求不同,對與知識意義和價值的認同不盡相同,而心理感受及認同感不同,直接影響到學生獲取信息的效果。機器人學科的基礎理論枯燥乏味,常規教學對于00後的學生而言,學習難度較大。如果能夠改變教學内容的呈現形式,以生動活潑的方式、自由把握的進度,讓學生對機器人微課程本身的内容感興趣,并具有高度的認同感,在機器人知識和技能的學習過程中就會興趣盎然、積極性倍增,其心理感受必然趨向于正面。同理,如果微課程本身的形式比較新穎,直接引發學生濃厚的興趣,學生學習情緒高漲,其心理感受趨于正面,學習效果必然發生改變。

知識價值的主觀性方面,知識的價值取決于學生對知識的認同。實踐證明,越是表現形式新穎的内容,就越容易得到學生的認同。通過教師的設計和第三方公司的制作包裝,将原本抽象枯燥的知識滲透在生動有趣、聲情并茂的微課程中,通過微課程來改變知識的特質,使深奧難懂的知識變得妙趣橫生、難度适宜,其作用就在于通過微課程的轉化來加速學生對知識的認同,從而獲得精神的愉悅,提高教學的效果。

2.微課程載體的創新

機器人學科中沿襲了十年左右的以視頻、動畫為主的微課程已經難以适應學生日益增長的對内容精細化、對表現形式多元化的需求,應該在載體上作改進和創新。應結合微課程所傳播知識的特點,充分利用智能化媒體工具、可穿戴設備、大數據、人工智能等技術和設備,使用大多數智能終端都能夠支持播放和交互的媒體形式,并根據不同的終端進行自适應調整,給學生全方位刺激,通過多元化、差異化、豐富多彩的微課程載體,幫助學生理解所傳播知識的精髓和内涵,對所蘊含的知識内容充分消化和吸收,減少所傳播知識内容給學生帶來的困惑,增大知識容量與密度,有效提高學生的學習效率。例如ABB工業機器人就在最新版的RobotStudio虛拟仿真中提供了VR/AR體驗,讓學習者可以借助AR眼鏡,沉浸式進入逼近現實的機器人生産環境,多感官、多角度地體驗實際工廠生産場景。

3.微課程的雙主體創新

傳統的機器人微課程都是由教師或是設計公司來設計制作,在作品完成之後分發到學習平台供學生下載學習,學生不能對已完成的微課程作品做完善或修改。但在“互聯網+”的時代,不僅共享經濟成為主流,也應該倡導知識共享,利用集體智慧推動知識内容不斷完善和建構,讓學生既是微課程的使用者,也是微課程的制作者。

不同的學生有不同的角度,微課程也應該有多元化的特征,以滿足不同學生的不同需求。微課程應該集成群體的智慧,讓設計微課程不單單是教師的事情,也是學生的任務,實現微課程邊建設邊完善,讓學生本身也參與到微課程的建設中,成為資源的建設者。同時,學生參與到微課程的設計和完善過程中,有助于優化學生的心理感受,更好地理解所傳播的知識,提高學習效果。

4.微課程的交互

教學的目的不僅是授之以魚,而且要授之以漁。微課程不僅僅是傳遞知識,還應該讓學生在學習過程中學會思考,實現學生與微課程的交互。微課程應該在友好交互、實時反饋和及時評價方面滿足學生的需求。微課程的設計不僅要考慮内容的設計,還要考慮面向學生的學習過程,考慮如何按照學生的認知特點,合理安排内容和步驟,促進學生深度理解微課程傳遞的知識。這就要求在微課程中規劃交互活動,記錄反饋信息,根據學生的學習行為,提供過程性評價、發展性評價和結果評價等。微課程的評價同時也應該是多元化的評價。這就要求學生本身既是評價者,也是被評價者,學生既是資源的建設者,也是資源的使用者。實踐證明,在機器人微課程教學中使用單一的評價方式,學生的學習效果一般,而使用多元化的評價,有助于提高學生的參與熱情,保證評價的客觀性,進一步促進微課程的進化和完善,提升教學效果。

三、結論與讨論

随着“中國制造2025”的出台,機器人學科成為熱門學科,學校和社會上有衆多的學習者在學習機器人的相關知識和技能,但能進課堂學習的人數保守估計隻占到從業人數的1/6,微課程作為泛在學習的重要渠道,提供給多數人以學習的機會。微課程作為耗費了大量社會資源所構建的學習資源,除了是資源還有“課”的屬性,應用微課程之目的,就是要在教學中激發學生的學習動機與思維的積極性,使其全身心投入學習。教師和學生應該群策群力,共同參與建設優質的微課程資源供學生和從業者個性化、自主學習。從政府的角度出發,一方面要通過優質微課程的共建共享來優化資源配置,讓偏遠地區或經濟不發達地區的學生或從業者也能接觸到智能制造技術,實現教育公平;另一方面要借助于微課程,幫助教師更好實現差異化教學。以學習者為中心,科學分析微課程應用中的利弊,不斷創新微課程的内容和形式,充分調動學生的學習興趣,激發學生的創造力,揚其長避其短,不斷提高微課程應用的教學效果。

參考文獻:

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(作者單位:集美工業學校)
   

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