周 妍，張 然，王東生

(1.銅陵學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院， 安徽 銅陵 244000；2.銅陵學(xué)院 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院， 安徽 銅陵 244000)

0 引言

“機(jī)器人學(xué)”課程是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)課，也是一門(mén)多學(xué)科高度交叉的課程。課程的主要內(nèi)容涉及機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、自動(dòng)控制、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、傳感技術(shù)、行動(dòng)規(guī)劃和應(yīng)用工程等[1]。為了滿(mǎn)足就業(yè)市場(chǎng)對(duì)畢業(yè)生的需求，要求學(xué)生完成本課程的學(xué)習(xí)后，應(yīng)具備分析復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，特別是解決工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及相關(guān)控制系統(tǒng)的集成應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)運(yùn)行、編程調(diào)試、操作等方面實(shí)際工程問(wèn)題的能力[2]。同時(shí)，該課程又是一門(mén)發(fā)展迅速的課程，內(nèi)容極具前沿性。在“機(jī)器人學(xué)”課程目前的教學(xué)中，授課方式主要以抽象的理論推導(dǎo)和對(duì)知識(shí)點(diǎn)的單一講解為主，學(xué)生接受知識(shí)比較吃力。學(xué)生缺乏足夠的實(shí)踐機(jī)會(huì)對(duì)所學(xué)的知識(shí)加以鞏固，對(duì)理論知識(shí)的運(yùn)用更加困難，從而造成了學(xué)完課程仍然對(duì)實(shí)踐項(xiàng)目束手無(wú)策的局面。這些現(xiàn)象導(dǎo)致了“機(jī)器人學(xué)”課程的教學(xué)效果難以達(dá)到既定的目標(biāo)。為了改變這一現(xiàn)狀，結(jié)合現(xiàn)有的教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)，文章提出了一種以項(xiàng)目為導(dǎo)向線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式的改革方案。該方案能夠使學(xué)生既掌握理論知識(shí)，又訓(xùn)練實(shí)踐技能，讓學(xué)生真正體會(huì)機(jī)器人學(xué)的理論魅力和解決實(shí)際工程問(wèn)題的力量。

以項(xiàng)目為導(dǎo)向的線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式改革的目的在于將“機(jī)器人學(xué)”課程的理論知識(shí)通過(guò)項(xiàng)目串聯(lián)起來(lái)，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)綜合學(xué)習(xí)，并將知識(shí)學(xué)得、用得“活”起來(lái)。鑒于本課程涉及其他課程知識(shí)點(diǎn)較多，通過(guò)項(xiàng)目式教學(xué)可充分將過(guò)往的知識(shí)和新知識(shí)融合、交叉應(yīng)用[3-5]，因此在完成項(xiàng)目過(guò)程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力能夠得到大幅提高。以項(xiàng)目為導(dǎo)向的教學(xué)改革模式，雖然有別于傳統(tǒng)課堂，但是以學(xué)生為中心的初衷是沒(méi)有改變的[6]。

1 項(xiàng)目導(dǎo)向線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)框架

為全面了解學(xué)生的需求，課題組在前期做了大量問(wèn)卷調(diào)查，調(diào)查對(duì)象包括往屆畢業(yè)生、即將畢業(yè)的大四學(xué)生、正在學(xué)習(xí)這門(mén)課的學(xué)生以及低年級(jí)學(xué)生，結(jié)果如表1所示。

表1 “機(jī)器人學(xué)”課程教學(xué)框架組成調(diào)查情況

從調(diào)查結(jié)果可以看出學(xué)生對(duì)課程的實(shí)踐度要求比較高。96%的學(xué)生希望能在課程中提高自身的實(shí)踐能力，提前接觸現(xiàn)實(shí)案例。因此探索一種能夠體現(xiàn)“高實(shí)踐性”的教學(xué)模式迫在眉睫。新的教學(xué)模式要能夠模擬現(xiàn)實(shí)工作環(huán)境，讓學(xué)生盡快、盡早熟悉現(xiàn)實(shí)工作環(huán)境，提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

88%的學(xué)生希望提高自身的實(shí)踐能力。考慮到客觀的實(shí)驗(yàn)條件以及學(xué)生的需求，新的教學(xué)模式需要加大對(duì)實(shí)驗(yàn)課的改革。合理選擇項(xiàng)目，通過(guò)項(xiàng)目的推進(jìn)，將各相關(guān)知識(shí)點(diǎn)完美整合，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。學(xué)生也希望能和教師保持密切的聯(lián)系，在以往的教學(xué)過(guò)程中，下課后學(xué)生和教師的交流非常少，因此如何改進(jìn)師生互動(dòng)性也是一個(gè)亟需解決的問(wèn)題。

85%的學(xué)生希望能有更加便捷的答疑機(jī)制。傳統(tǒng)的答疑是教師利用線(xiàn)下課堂的間隙時(shí)間來(lái)回答同學(xué)們的疑問(wèn)，因此很多學(xué)生的疑問(wèn)得不到及時(shí)有效的解決。有一些性格內(nèi)向的學(xué)生不太好意思頻繁地向老師提問(wèn)，導(dǎo)致重難點(diǎn)持續(xù)存疑進(jìn)而成為后期學(xué)習(xí)過(guò)程中的絆腳石。學(xué)習(xí)是環(huán)環(huán)相扣的連續(xù)過(guò)程，傳統(tǒng)的答疑機(jī)制不能及時(shí)有效地解決學(xué)生的疑問(wèn)，制約了學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)的效率，因此新的模式要突破時(shí)間和空間上的制約，設(shè)計(jì)有效的答疑形式。

88%的學(xué)生希望能有線(xiàn)上輔助教學(xué)環(huán)節(jié)。線(xiàn)上教學(xué)近年來(lái)已經(jīng)開(kāi)始被普遍使用了，從調(diào)查結(jié)果可看出學(xué)生對(duì)引入線(xiàn)上教學(xué)作為輔助教學(xué)模式并不排斥，反而有較高的渴望度。因此新的教學(xué)模式需要增設(shè)線(xiàn)上輔助教學(xué)，彌補(bǔ)線(xiàn)下教學(xué)環(huán)節(jié)中的不足。

71%的學(xué)生認(rèn)為需要建立一個(gè)更加全面、客觀、合理的考核機(jī)制。傳統(tǒng)考核方式較單一，以期末考試成績(jī)?yōu)橹鳎瑹o(wú)法客觀全面反映學(xué)生的綜合能力，單次考試失敗可能會(huì)否定學(xué)生整個(gè)學(xué)期的努力。因此尋找一種更加全面、客觀、合理的考核機(jī)制也是教學(xué)閉環(huán)中的一個(gè)重要組成部分。

1.1 教學(xué)框架

課題組成員根據(jù)前期調(diào)研和相關(guān)反饋，結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了基于項(xiàng)目為導(dǎo)向線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式，主要分為項(xiàng)目分配、課前準(zhǔn)備、課堂講授、線(xiàn)下實(shí)驗(yàn)課、線(xiàn)上項(xiàng)目輔導(dǎo)、課后復(fù)習(xí)答疑、線(xiàn)下答辯和線(xiàn)下考核7個(gè)部分。具體的教學(xué)框架如表2所示。以機(jī)械工程學(xué)院2017級(jí)機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)兩個(gè)教學(xué)班和2018級(jí)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)兩個(gè)教學(xué)班進(jìn)行試點(diǎn)。

表2 “機(jī)器人學(xué)”課程以項(xiàng)目為導(dǎo)向線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式教學(xué)框架

1.1.1 項(xiàng)目分配

“機(jī)器人學(xué)”課程是一門(mén)既強(qiáng)調(diào)理論研究又側(cè)重實(shí)踐能力，還融合了其他眾多學(xué)科的課程，因此對(duì)綜合能力要求較高，所以項(xiàng)目選題的質(zhì)量將決定教學(xué)效果的好壞。實(shí)踐項(xiàng)目的選擇既要融入學(xué)生必須要掌握的理論知識(shí)，還要能滿(mǎn)足學(xué)生在有趣輕松的環(huán)境中進(jìn)行，讓學(xué)生一邊動(dòng)手實(shí)踐、一邊鞏固理論知識(shí)，同時(shí)融會(huì)貫通其他學(xué)科知識(shí)的需求。項(xiàng)目的遴選既要能培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、自我表現(xiàn)力，還要能充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)新能力，以及調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

項(xiàng)目選擇依據(jù)“會(huì)思、會(huì)做、會(huì)用”的三會(huì)原則，結(jié)合教學(xué)規(guī)律和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，將教材中的知識(shí)結(jié)構(gòu)分解打散為若干個(gè)知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)具體的實(shí)踐項(xiàng)目將知識(shí)點(diǎn)貫穿起來(lái)，實(shí)現(xiàn)以項(xiàng)目為導(dǎo)向的教學(xué)模式[7]。它的目標(biāo)是打破以理論教學(xué)為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式，通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施完成整個(gè)過(guò)程，達(dá)到能夠虛擬仿真實(shí)際工作情景的目的。根據(jù)不同的教學(xué)目標(biāo)和能力培養(yǎng)目標(biāo)，將項(xiàng)目分為基礎(chǔ)項(xiàng)目、技能項(xiàng)目和創(chuàng)新項(xiàng)目三大類(lèi)。通過(guò)這三大類(lèi)項(xiàng)目的實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用型本科學(xué)校學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及職業(yè)能力的培養(yǎng)，強(qiáng)化學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生形成完備的學(xué)科知識(shí)體系，以期滿(mǎn)足企業(yè)對(duì)專(zhuān)業(yè)人才的需求。

課題組設(shè)計(jì)了6套基礎(chǔ)項(xiàng)目和技能項(xiàng)目貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程。這些項(xiàng)目是根據(jù)分解的知識(shí)點(diǎn)和課程教學(xué)計(jì)劃的順序有序安排的，重點(diǎn)體現(xiàn)近期的理論課安排的知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用，并融入前期已學(xué)知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生熟練掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)，并逐步建立起項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的思維模式。每組安排一名課題組教師負(fù)責(zé)線(xiàn)上指導(dǎo)，每個(gè)項(xiàng)目的完成均安排答辯環(huán)節(jié)，對(duì)所完成項(xiàng)目進(jìn)行匯報(bào)，并接受教師以及其他學(xué)生的提問(wèn)及質(zhì)疑。課程結(jié)束前安排兩周的創(chuàng)新項(xiàng)目實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于項(xiàng)目融入了機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軌跡規(guī)劃、視覺(jué)圖像處理等前沿技術(shù)，是一個(gè)有層次、有難度、有深度的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)，因此，學(xué)生必須充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，深入思考，反復(fù)實(shí)踐驗(yàn)證。考慮到項(xiàng)目的難度，首先安排2學(xué)時(shí)的項(xiàng)目方案評(píng)估環(huán)節(jié)，由課題組教師對(duì)每組提出的方案進(jìn)行可行性評(píng)估，并給出適當(dāng)引導(dǎo)。學(xué)生3人一組，協(xié)作完成，之后參加匯報(bào)答辯，并接受提問(wèn)。

前六套基礎(chǔ)項(xiàng)目和技能項(xiàng)目按每五人組成一個(gè)設(shè)計(jì)小組，根據(jù)授課進(jìn)度提前告知學(xué)生，并同時(shí)將配套相關(guān)的設(shè)計(jì)資料、預(yù)習(xí)資料下發(fā)到每個(gè)小組成員。每組安排一名專(zhuān)職教師指導(dǎo)答疑(通過(guò)線(xiàn)上完成)，每節(jié)線(xiàn)下課由主講教師結(jié)合所授知識(shí)點(diǎn)引導(dǎo)項(xiàng)目推進(jìn)，推動(dòng)項(xiàng)目進(jìn)展。第七套為創(chuàng)新項(xiàng)目，將在教學(xué)周的第十周結(jié)束時(shí)發(fā)布給學(xué)生，按三人一組重新組成設(shè)計(jì)小組，每組均安排一名專(zhuān)職教師負(fù)責(zé)專(zhuān)職指導(dǎo)。為保證指導(dǎo)質(zhì)量，每名教師指導(dǎo)組數(shù)不得超過(guò)三組，發(fā)布設(shè)計(jì)資料，并在第十一周的第二個(gè)教學(xué)日安排項(xiàng)目方案評(píng)估，通過(guò)方案評(píng)估的小組繼續(xù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，不合格的小組重新制定方案并提交至指導(dǎo)教師，接下來(lái)每隔兩天安排一次線(xiàn)下面授，完成項(xiàng)目答疑并開(kāi)展檢查工作，并隨時(shí)安排線(xiàn)上輔導(dǎo)答疑活動(dòng)。

1.1.2 課前預(yù)習(xí)

每節(jié)理論課前，通過(guò)“雨課堂”上傳預(yù)習(xí)資料，主要包括下節(jié)課的預(yù)習(xí)資料以及教學(xué)補(bǔ)充資料。因?yàn)榻滩谋旧淼臏笮裕沟媒滩臒o(wú)法完全涵蓋機(jī)器人學(xué)的最新前沿知識(shí)，因此在上課時(shí)必須根據(jù)行業(yè)當(dāng)前發(fā)展的狀況、就業(yè)形勢(shì)的發(fā)展需求以及地方發(fā)展特色對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充。

充分挖掘“機(jī)器人學(xué)”課程中的思政教育元素，通過(guò)思政案例的講解，完善學(xué)生的價(jià)值塑造，充分發(fā)揮教師領(lǐng)路人的作用。基于上述需求，課題組教師細(xì)致打磨教學(xué)內(nèi)容，對(duì)思政元素與專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行有機(jī)融合，共同編撰了“機(jī)器人學(xué)補(bǔ)充教程”，在每節(jié)課前由主講教師將補(bǔ)充教程按授課進(jìn)度上傳到系統(tǒng)，供學(xué)生學(xué)習(xí)。

課前發(fā)布相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的短視頻。短視頻時(shí)間控制在5～10分鐘，內(nèi)容主要包括上課的主要內(nèi)容、重難點(diǎn)、注意事項(xiàng)以及正在執(zhí)行的項(xiàng)目的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)要求學(xué)生完成預(yù)習(xí)任務(wù)后，完成教師布置的與項(xiàng)目相關(guān)的任務(wù)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)課，將實(shí)驗(yàn)的基本原理、操作技巧、注意事項(xiàng)等內(nèi)容錄制成短視頻發(fā)布。這些短視頻不但可以作為預(yù)習(xí)資料,也可以作為復(fù)習(xí)資料，對(duì)于上課沒(méi)聽(tīng)懂又不好意思向老師當(dāng)面提問(wèn)的同學(xué)來(lái)說(shuō)也是非常好的學(xué)習(xí)材料。

1.1.3 課堂講授

課堂講授即線(xiàn)下理論課授課。主講教師打開(kāi)微信，登錄“雨課堂”，學(xué)生通過(guò)微信掃描二維碼進(jìn)入課堂，教師利用點(diǎn)名功能進(jìn)行點(diǎn)名，然后開(kāi)始上課。由于課時(shí)的縮減，教師必須充分利用課堂時(shí)間實(shí)現(xiàn)高效輸出。為了讓學(xué)生也能做到最高效的輸入，學(xué)生在上課期間也同步使用“雨課堂”。與傳統(tǒng)課堂教學(xué)不同的是，學(xué)生可以通過(guò)實(shí)時(shí)彈幕參與課堂討論，教師也可以實(shí)時(shí)了解學(xué)生，掌握動(dòng)態(tài)情況，及時(shí)調(diào)整上課進(jìn)度。

對(duì)于課堂互動(dòng)，教師上課只能選擇部分內(nèi)容與學(xué)生互動(dòng)，大部分問(wèn)題讓教師做到心中有數(shù)，進(jìn)而開(kāi)展課下線(xiàn)上互動(dòng)。同時(shí)，教師還可以通過(guò)手機(jī)端進(jìn)行課堂測(cè)試，教師發(fā)布測(cè)試題，學(xué)生手機(jī)端作答。教師可以實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的答題詳情，真正做到對(duì)本節(jié)課的授課效果及進(jìn)度了如指掌。

新的教學(xué)模式是以項(xiàng)目為導(dǎo)向的，因此課堂講授的內(nèi)容本質(zhì)上是圍繞著項(xiàng)目來(lái)開(kāi)展的。教師首先將學(xué)生分成若干個(gè)學(xué)習(xí)小組，完成基本知識(shí)點(diǎn)的講授，隨后開(kāi)展項(xiàng)目推進(jìn)式教學(xué)。教師開(kāi)始檢查預(yù)習(xí)階段要求完成的項(xiàng)目任務(wù)，隨機(jī)抽取小組成員做推介，并現(xiàn)場(chǎng)演示，同時(shí)學(xué)習(xí)小組開(kāi)展組間辯論。對(duì)于別組提出的質(zhì)疑，小組成員給予解釋?zhuān)⒂涗洿_實(shí)存在的問(wèn)題，在課后改進(jìn)。完成組間辯論后，教師給予總結(jié)，提出整改意見(jiàn)，發(fā)布整改任務(wù)。主講教師在每次課結(jié)束前的5～10分鐘，梳理本節(jié)課項(xiàng)目中的知識(shí)點(diǎn)以及在實(shí)際中的應(yīng)用，協(xié)同推進(jìn)項(xiàng)目[8-11]。

1.1.4 線(xiàn)下實(shí)驗(yàn)課

“機(jī)器人學(xué)”是一門(mén)實(shí)踐性要求較高的課程，因此實(shí)驗(yàn)課是本課程不可或缺的部分。目前的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要以機(jī)械手的演示實(shí)驗(yàn)為主，局限性較明顯，學(xué)生的軌跡規(guī)劃能力以及自主創(chuàng)新實(shí)踐能力難以得到培養(yǎng)。新的教學(xué)模式根據(jù)不同的培養(yǎng)目標(biāo)，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。依托筆者所在院校工程液壓機(jī)器人安徽普通高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，構(gòu)建課程實(shí)踐和科研一體化的實(shí)驗(yàn)基地。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排兼顧實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求和學(xué)生的興趣?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)以重復(fù)教師示教實(shí)驗(yàn)為主，這部分實(shí)驗(yàn)主要要求學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)，使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備也比較單一，學(xué)生的自主參與感較低。

在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的前提下，加入了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)以創(chuàng)新搭建為主，如移動(dòng)機(jī)器人、智能交互機(jī)器人。學(xué)生通過(guò)編程可以完成機(jī)器人空間運(yùn)動(dòng)軌跡控制、機(jī)械手末端抓取等實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的訓(xùn)練。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生綜合運(yùn)用“機(jī)器人學(xué)”課程中所學(xué)的知識(shí)，如機(jī)器人動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、機(jī)器人的控制和軌跡規(guī)劃等。

實(shí)驗(yàn)課程由專(zhuān)職實(shí)驗(yàn)教師組負(fù)責(zé)，指導(dǎo)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。由于每名教師指導(dǎo)的學(xué)生人數(shù)少，教師可以充分了解每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作情況，更加有效地指導(dǎo)和輔導(dǎo)學(xué)生。同時(shí)可以根據(jù)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)操情況和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，準(zhǔn)確給出學(xué)生操作成績(jī)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行有效約束。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

1.1.5 線(xiàn)上項(xiàng)目輔導(dǎo)

由于項(xiàng)目組教師授課及科研任務(wù)較重，學(xué)生上課時(shí)間也較為密集，面授時(shí)間較難協(xié)調(diào)。通過(guò)線(xiàn)上輔助教學(xué)平臺(tái)，可以確保項(xiàng)目的順利推進(jìn)。項(xiàng)目組指導(dǎo)教師根據(jù)實(shí)際情況安排線(xiàn)上輔導(dǎo)時(shí)間，通過(guò)騰訊會(huì)議和學(xué)生進(jìn)行線(xiàn)上討論，推進(jìn)項(xiàng)目進(jìn)展。同時(shí)，針對(duì)本周主講教師授課知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用給予指導(dǎo)，每個(gè)學(xué)生匯報(bào)本周各自項(xiàng)目的進(jìn)度，教師提出問(wèn)題讓學(xué)生答辯。學(xué)生進(jìn)行匯報(bào)時(shí)，小組成員可以取長(zhǎng)補(bǔ)短并進(jìn)行討論，教師針對(duì)學(xué)生的匯報(bào)和討論，把握項(xiàng)目進(jìn)度和走向，并加以適當(dāng)引導(dǎo)。同時(shí)，教師對(duì)學(xué)生遇到的問(wèn)題進(jìn)行答疑解惑，并定期與主講教師溝通課程走向。主講教師可以不斷調(diào)整授課進(jìn)度及教學(xué)重點(diǎn)，是教學(xué)工作強(qiáng)有力的輔助。每組指導(dǎo)教師最終客觀給出項(xiàng)目完成的過(guò)程考核分?jǐn)?shù)。

1.1.6 課后復(fù)習(xí)答疑

主講教師根據(jù)上課期間學(xué)生發(fā)布的彈幕、課堂測(cè)試結(jié)果中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題以及課堂上未能及時(shí)解決的問(wèn)題，通過(guò)錄制視頻的方式給予答疑解惑，并適當(dāng)進(jìn)行總結(jié)，同時(shí)發(fā)布線(xiàn)上作業(yè)。教師在答疑過(guò)程中安排自由互動(dòng)時(shí)間，解決學(xué)生在課后遇到的新問(wèn)題。

1.1.7 線(xiàn)下答辯

每個(gè)項(xiàng)目結(jié)束后均安排答辯會(huì)，答辯委員會(huì)由全體教師組成。每組推薦一名主答辯人通過(guò)PPT闡述項(xiàng)目工作，演示項(xiàng)目作品。答辯組教師針對(duì)每個(gè)小組的答辯情況提出問(wèn)題，答辯小組成員共同回答。隨后開(kāi)展提問(wèn)環(huán)節(jié)，通過(guò)問(wèn)題的提出以及問(wèn)題的回答，層層深入發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)以及不足之處。

每組答辯結(jié)束后，答辯組教師針對(duì)項(xiàng)目中的創(chuàng)新點(diǎn)給予點(diǎn)評(píng)，對(duì)項(xiàng)目中出現(xiàn)的問(wèn)題提出整改意見(jiàn)。答辯組教師根據(jù)演示環(huán)節(jié)和答辯環(huán)節(jié)給出答辯成績(jī)。線(xiàn)下答辯給學(xué)生提供了充分展示自己的機(jī)會(huì)，不但讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中做到了“會(huì)思” “會(huì)學(xué)” “會(huì)做”，還做到了“會(huì)說(shuō)”，對(duì)于提高學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)頗有益處。

1.1.8 線(xiàn)下考核

在學(xué)期末考試周安排線(xiàn)下考試。課題組教師完成該課程的試題庫(kù)建設(shè)，抽取一套試卷作為期末考試試卷。考試結(jié)束后，由課題組教師流水作業(yè)批改試卷。

1.2 成績(jī)綜合評(píng)價(jià)

以項(xiàng)目為導(dǎo)向的線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式改革，引入了項(xiàng)目實(shí)踐、線(xiàn)上課堂、線(xiàn)下課堂等眾多元素，因此可得到更多的過(guò)程考核成績(jī)，彌補(bǔ)了“一考定終身”的缺陷。課改前平時(shí)成績(jī)計(jì)算主要依據(jù)是作業(yè)和考勤，難以做到真正的客觀評(píng)價(jià)。學(xué)生的最終評(píng)價(jià)仍然是以期末考試作為主要依據(jù)。某些學(xué)生可能因?yàn)榭陀^原因，在考試中未能充分發(fā)揮，導(dǎo)致成績(jī)并不理想，但這位學(xué)生可能平時(shí)學(xué)習(xí)認(rèn)真，并且掌握得也很好，因此傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法不能客觀準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，另外，創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、動(dòng)手能力等都不能在考核成績(jī)中有所體現(xiàn)。

課改后的過(guò)程考核成績(jī)由多項(xiàng)成績(jī)組成，包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)(占3%)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)(占3%)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)(占4%)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)(占4%)、基礎(chǔ)和技能項(xiàng)目報(bào)告成績(jī)(占5%)、基礎(chǔ)和技能項(xiàng)目操作成績(jī)(占5%)、基礎(chǔ)和技能項(xiàng)目匯報(bào)成績(jī)(占3%)、創(chuàng)新項(xiàng)目報(bào)告成績(jī)(占7%)、創(chuàng)新項(xiàng)目操作成績(jī)(占7%)、創(chuàng)新項(xiàng)目匯報(bào)成績(jī)(占3%)、創(chuàng)新項(xiàng)目創(chuàng)新性成績(jī)(占8%)、小組協(xié)作成績(jī)(占5%)、出勤率成績(jī)(占3%)、課堂互動(dòng)成績(jī)(占3%)、作業(yè)成績(jī)(占4%)、預(yù)習(xí)成績(jī)(占3%)，這些成績(jī)共同組成平時(shí)成績(jī)。由于平時(shí)成績(jī)較為詳盡，占總成績(jī)的70%，期末考試成績(jī)僅占總成績(jī)的30%，這樣得到的考核成績(jī)能夠綜合反映學(xué)生的全方位能力，使得評(píng)價(jià)更為客觀。

在平時(shí)成績(jī)的組成中，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)由實(shí)驗(yàn)教師組給出，實(shí)驗(yàn)教師組全程參與指導(dǎo)，且由多位教師共同指導(dǎo)。每位老師指導(dǎo)學(xué)生人數(shù)不多，因此對(duì)學(xué)生較為了解，故可給出客觀成績(jī)。基礎(chǔ)和技能項(xiàng)目報(bào)告成績(jī)、基礎(chǔ)和技能項(xiàng)目操作成績(jī)、基礎(chǔ)和技能項(xiàng)目匯報(bào)成績(jī)、創(chuàng)新項(xiàng)目報(bào)告成績(jī)、創(chuàng)新項(xiàng)目操作成績(jī)、創(chuàng)新項(xiàng)目匯報(bào)成績(jī)、創(chuàng)新項(xiàng)目創(chuàng)新性成績(jī)、小組協(xié)作成績(jī)由項(xiàng)目指導(dǎo)教師給出。出勤率成績(jī)、作業(yè)成績(jī)、預(yù)習(xí)成績(jī)由雨課堂系統(tǒng)直接導(dǎo)出。以上成績(jī)通過(guò)加權(quán)求和得出最終平時(shí)成績(jī)。

通過(guò)以上成績(jī)的評(píng)定，可以從各項(xiàng)分成績(jī)的得分對(duì)學(xué)生進(jìn)行更為細(xì)致的評(píng)價(jià)。教師給出評(píng)價(jià)結(jié)論，同時(shí)也更容易篩選出一些能力突出的學(xué)生，教師可以對(duì)篩選出的學(xué)生進(jìn)行定向培養(yǎng)，例如：針對(duì)實(shí)踐能力較強(qiáng)的學(xué)生可重點(diǎn)培養(yǎng)其競(jìng)賽能力，以充實(shí)學(xué)科競(jìng)賽隊(duì)伍。學(xué)生也可以根據(jù)自己各項(xiàng)成績(jī)的得分以及最終的評(píng)價(jià)結(jié)論認(rèn)識(shí)到自身的優(yōu)缺點(diǎn)。學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中可以針對(duì)自己的薄弱環(huán)節(jié)有針對(duì)性地做強(qiáng)化訓(xùn)練，例如：如果自己的實(shí)踐動(dòng)手能力稍有不足，則可利用學(xué)校假期開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的機(jī)會(huì)，有針對(duì)性地提高這方面的能力，避免了以往只關(guān)心最終考試得分，忽略自身優(yōu)缺點(diǎn)的情況。

2 實(shí)驗(yàn)與評(píng)價(jià)

2.1 實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證新模式的效果，選取了兩個(gè)班級(jí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2017級(jí)機(jī)械電子工程班為首次采用改革模式的試點(diǎn)班，2018級(jí)機(jī)器人班是經(jīng)過(guò)一次試點(diǎn)后根據(jù)反饋進(jìn)行第二次改革的試點(diǎn)班。每個(gè)班基礎(chǔ)和技能項(xiàng)目5人一組，創(chuàng)新項(xiàng)目3人一組，每個(gè)小組根據(jù)授課進(jìn)程分配一個(gè)項(xiàng)目。從第一周開(kāi)始，項(xiàng)目貫穿整個(gè)教學(xué)周期。由主講教師完成課堂講授，由課題組教師共同負(fù)責(zé)項(xiàng)目輔導(dǎo)、答疑、監(jiān)督、答辯，并完成相關(guān)的過(guò)程考核。

為了對(duì)以項(xiàng)目為導(dǎo)向的線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式進(jìn)行更客觀的評(píng)價(jià)，對(duì)2018—2020年“機(jī)器人學(xué)”課程的教學(xué)資料進(jìn)行比較，如表3所示。其中2018年度教學(xué)數(shù)據(jù)為學(xué)生未參與課改所產(chǎn)生的教學(xué)數(shù)據(jù)；2019年度教學(xué)數(shù)據(jù)為首次采用課改模式產(chǎn)生的教學(xué)數(shù)據(jù)；2020年度教學(xué)數(shù)據(jù)為根據(jù)首次課改反饋進(jìn)行二次課改產(chǎn)生的教學(xué)數(shù)據(jù)。

表3 教學(xué)數(shù)據(jù)

從表中可以看出，2018年度數(shù)據(jù)是未采用教改模式的班級(jí)的數(shù)據(jù)，平均分、合格率均較低；2019—2020年度數(shù)據(jù)是采用教改模式的班級(jí)的數(shù)據(jù)，學(xué)生成績(jī)的優(yōu)秀率與合格率均有明顯提高，班級(jí)平均分也逐年提高，充分說(shuō)明了課改的有效性，一方面提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，另一方面促進(jìn)了教學(xué)效果的顯著改善。

2.2 教學(xué)效果評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)班級(jí)的改革教學(xué)，完成最終考核后，發(fā)布了一項(xiàng)以項(xiàng)目為導(dǎo)向的線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)改革教學(xué)效果的調(diào)查問(wèn)卷，如表4所示。

表4 教學(xué)效果調(diào)查表

從問(wèn)卷調(diào)查的結(jié)果可以看出，學(xué)生對(duì)教學(xué)效果滿(mǎn)意度頗高。大部分學(xué)生都認(rèn)為新的模式能夠幫助自己樹(shù)立明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，能夠讓自己充分發(fā)揮學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。新的教學(xué)模式提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和協(xié)作解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的大局觀。教學(xué)活動(dòng)內(nèi)容更加豐富多彩，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。由于考核內(nèi)容眾多，客觀上能有效杜絕學(xué)生偷懶的傾向，使學(xué)生必須高效合理地安排學(xué)習(xí)活動(dòng)，才能得到滿(mǎn)意的分?jǐn)?shù)。變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)知識(shí)探索的積極性變強(qiáng)[12-13]。為了完成項(xiàng)目，學(xué)生意識(shí)到僅學(xué)習(xí)本門(mén)課程是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此會(huì)去自覺(jué)更新新知識(shí)、串聯(lián)舊知識(shí)，對(duì)新舊知識(shí)均有更深的理解。

實(shí)驗(yàn)班級(jí)學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽的獲獎(jiǎng)情況也印證了改革的成效。2017級(jí)機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生在省大學(xué)生機(jī)器人大賽中獲得了突破性的成績(jī)，榮獲1個(gè)一等獎(jiǎng)，3個(gè)二等獎(jiǎng)，2個(gè)三等獎(jiǎng)。2018級(jí)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)學(xué)生也取得了耀眼的成績(jī)，榮獲2個(gè)一等獎(jiǎng)，3個(gè)二等獎(jiǎng)，3個(gè)三等獎(jiǎng)。

綜上所述，以項(xiàng)目為導(dǎo)向的線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式是一種成效顯著的教改模式。該模式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性與積極性，通過(guò)豐富的教學(xué)活動(dòng)，開(kāi)拓了學(xué)生的眼界，是一種促進(jìn)學(xué)生多方面能力綜合發(fā)展的教學(xué)模式。

3 結(jié)語(yǔ)

文章針對(duì)“機(jī)器人學(xué)”課程特點(diǎn)，探討了以項(xiàng)目為導(dǎo)向的線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式的實(shí)踐探索。該模式充分利用了線(xiàn)上線(xiàn)下各類(lèi)資源，由教學(xué)團(tuán)隊(duì)參與教學(xué)工作，共同完成一門(mén)課的教學(xué)。利用各教學(xué)環(huán)節(jié)串聯(lián)起相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，為學(xué)生多方面能力培養(yǎng)提供了全面的學(xué)習(xí)和實(shí)踐機(jī)會(huì)。教學(xué)數(shù)據(jù)顯示，新模式提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，明顯改善了學(xué)習(xí)效果，有關(guān)經(jīng)驗(yàn)具有推廣價(jià)值，為機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)其他專(zhuān)業(yè)課程的課改提供了新思路。