案例式教学在《机器人学》中的应用

王彦璋，高晓红，李媛媛

(陇东学院 电气工程学院，甘肃 庆阳 745000)

统的课堂教学模式以老师、学生、课堂为中心，形成了老师单向灌输、学生被动接受的模式，这种教学模式下的课堂教学往往过于死板，忽视了学生综合能力的培养。因此。我国在20世纪80年代初引入了“案例式教学”这种新型的教学模式[1-2]。对于《机器人学》这门课程来说，传统的课堂教学模式并不能使学生深刻理解这门课的精髓，需要结合本学科的相关典型案例(比如石油化工厂车间的机械臂、巡检机器人等)作为教学媒介，组织学生对案例进行调查、思考、分析、讨论和交流等活动，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力[3]。本文针对机器人学在石油化工厂车间的应用，进行教学延伸，强调案例式教学的重要性。

1 机器人学教学模式

1.1 现有的教学模式

目前大多数高校的《机器人学》课程基本以传统的课堂教学模式为主。传统课堂教学模式是指老师讲解并辅以板书或PPT，学生听讲并练习的教学方法。它的主要活动是教师按照教学进度，把课本内容依次讲解给学生，学生则由上课专心听讲、练习及课后的自觉温习来熟练课本与教师所讲的知识，必要时教师会补充许多教材，或者经过考试增加许多练习的机会，来达到预期的教学目的。这种教学方法有一定的优势：教师对课堂的主导作用强，有利于教师根据学生的课堂反馈对教学组织管理和教学过程的调控；在讲授过程中，有利于学生和教师发生灵感、思想相互碰撞，提高学习效率；课堂教学环境中，教师与学生之间的人际交流行为对学生成长所起的作用，远远超出了课堂教学本身[4]。

1.2 教学模式的不足

传统的课堂教育模式虽然有一定的优势，但其劣势更为明显，主要体现在以下几方面[5]：

(1) 传统课堂多是照本宣科，整个教学过程教师往往按照教案教学而不愿节外生枝，学生也因为教师的“一言堂”搞得有自己想法时却不敢表达，使得学生不会发散思维，长此以往，对学生的智力方面有一定的影响。

(2) 传统的课堂教学模式对教师文化素养和知识层次的高低有很大的要求，它直接影响教师上课的发挥及学生知识吸收的多少，这就要求教师不断的加强文化学习和积累，但这样的教师的培养需要很长时间。目前，高素质的教师还不能满足高校的需求量。

(3) 传统的教学评价，过于注重结果的终结性评价而忽视对过程的评价。由于考试制度的限制，学生对知识的掌握只停留在简单的背诵记忆层面，而忽视了知识的系统性和应用层面，导致学生不能深入探索理解到课程的要点及过程中的乐趣，整个学习过程枯燥乏味。

(4) 由于资金的限制，一部分高校的教学设备单一，基本不能创造出实践环境；还有一部分高校的教学设备陈旧，不能跟上信息更新的速度，使得学生没有好的实践环境。

2 优化教育模式

由于社会的快速进步、科技的迅猛发展，是知识更新换代的周期大大缩短，对人才的培养也提出了更高的要求。在这一时代背景下，传统的课堂教学模式并不能满足社会需求，急需用现代教学模式培养新时代的接班人。这就有了“案例式教学模式”的引进[2-3]。这种模式通常要事先经过周密的策划和准备，要使用特殊的、有代表性的案例并指导学生提前阅读，组织学生开展讨论或辩论，形成反复的互动与交流，达到启示理论和启迪思维的目的。要形成这样的教学模式，应该从以下几方面来落实：

2.1 需要用灵活的教学方式，焕发课堂活力

结合具体案例，创设良好的学习情境，通过师生间的协作讨论，在情感交流、思维碰撞中进行体验、感悟，以此来激发和改善学生的学习心态和学习行为。

2.2 需要用真实的实验环境，提高学生操作能力

这里需要学校提供一个相对完善的实验室，让学生根据教师提供的案例，在教师的指导下，亲手操作实验设备，亲身体会过程，寻找教师提出的或自己感兴趣的问题的答案。

2.3 需要用丰富的课余生活，锻炼学生综合能力

教师布置课后作业时，要注意在“精”而不在“量”，可以采用举办各种比赛的形式加深学生对知识的理解，提高学生综合能力。

就《机器人学》而言，可以利用石油化工厂车间的机械臂、巡检机器人等案例进行教学。教学过程中，先利用PPT、视频等媒介创设直观感受的情境，对学生进行原理讲解，了解机器人的制造过程；再结合实验课，让学生亲身体验到机器人操作过程，了解机械臂的运动原理，及巡检机器人的工作原理；最后可以利用课余时间，组织学生参加机器人设计大赛，让学生亲自感受设计过程，加深理解。

3 结语

本文深度剖析了机器人学的传统教学模式的利弊，在此基础上应用了案例式教学模式对其不足之处进行了优化，并以石油化工厂车间的机械臂、巡检机器人作为经典案例，进行了延伸。本文对于传统教学模式提出的几点优化措施，为案例式教学在其他学科和课程中的应用提供参考。