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基于OBE理念的线上线下混合教学模式探索与实践

［摘要］“机器人操作系统”是培养机器人工程人才专业方向的必修课程之一。为了培养符合时代需求的机器人相关人才，须对现有教学模式进行改革与创新。基于OBE理念，探索线上线下混合教学模式在“机器人操作系统”课程中的应用实践。通过线下理论授课、实践操作与线上学习平台相结合，创建多维全程临场交互场景，设计以学生为中心的多元立体培养体系，注重学生在学习过程中对理论知识的理解深度与实践操作能力的提升。厘清在“机器人操作系统”课程教学过程中的痛点、堵点和难点，对原有的教学过程进行调整，明确教师和学生在课前、课中、课后的任务，重建学生期末考核方式，以提升教学效果。

［关键词］OBE；教学改革；机器人操作系统；线上线下；混合式教学

［基金项目］2023年度赣南科技学院教学改革研究课题“基于OBE理念的线上线下混合式教学模式的‘机器人操作系统’课程建设与实践”（XJG-2023-10）

［中图分类号］G642.0［文献标识码］A［文章编号］1674-9324（2024）47-0157-04［收稿日期］2023-12-29

人工智能（AI）与机器人技术的融合正在重塑现代工业与社会发展。AI赋予机器人自主决策和感知能力，使其从传统的机械操作进化为具备复杂认知的智能系统［1］。机器人操作系统（ROS）作为智能机器人关键平台，为机器人开发提供了标准化的框架和工具链，简化了复杂系统的设计与集成，使开发者能够高效构建复杂的智能系统，推动了机器人技术的快速发展与应用。机器人操作系统在当今社会中发挥的作用越来越大，如何培养掌握相关技术的机器人专业人才成为一个重要问题［2］。

机器人产业被誉为制造业皇冠顶端的明珠，智能机器人不仅广泛应用于制造业，在医疗领域、服务业、物流和仓储、农业、智能家居等场景也有广泛应用。为了培养更多符合社会发展所需的机器人专业人才，“机器人操作系统”课程教师需要探索新的教育理念，改变传统工科教育范式。成果导向教育（OBE）是一种以学生为中心的教育模式，强调通过明确的学习成果引导教学设计和实施，确保每名学生在完成学业后都具备相关的专业能力和综合素质［3］。本文通过分析“机器人操作系统”课程在传统教学过程中存在的问题，基于OBE教育理念，结合线上线下混合教学模式，从教学内容、教学方法、思政育人、考核方式四个方面探索课程教学改革，以适应社会发展对新时代人才的需求。

一、传统教育理念中存在的问题

机器人技术发展日新月异，传统工科教育理念和教学模式在面对这一高速发展的技术时，逐渐暴露出诸多问题。

（一）教学中的痛点

“机器人操作系统”课程内容更新缓慢，难以跟上行业发展的步伐。ROS作为开源系统，每年都会发布新版本，集成新的算法和工具，但由于高校课程设计的固化和备课周期限制，教学内容滞后于行业需求，学生难以掌握必威体育精装版技术。此外，课程理论化较强，缺乏实际项目经验，导致学生在毕业后无法迅速适应企业对实际开发和项目管理的要求。企业期待复合型人才，即具备跨学科知识和实际操作经验，但传统课程设置无法满足这一需求。

（二）教学中的堵点

实践资源不足是ROS课程中的一大堵点，严重影响了理论与实践的结合。由于硬件设备短缺，许多高校无法为每名学生提供足够的实验资源，尤其是机器人硬件平台和传感器。这种情况导致学生缺乏动手实践机会，难以通过实际操作掌握ROS的功能和应用场景，课程教学停留在理论层面，未能让学生体验到真实的项目开发过程，导致理论与实际应用脱节，学生在工程实践中难以应对复杂问题。

（三）教学中的难点

缺乏学习内驱力是ROS课程教学中的难点之一。由于课程内容复杂且抽象，学生对先修课程的掌握程度参差不齐，学生被动接受知识，缺乏对课程内容的主动探索与深入思考。混合教学模式要求学生具备较强的独立思考能力和动手能力，但内驱力不足导致部分学生仅为完成任务而学习，未能深入理解ROS系统的实际应用。学生在实践中缺乏主动性，仅按教师指令操作，难以自主探索复杂项目，导致在课程结束时未能达成预期的能力目标。

（四）课程考核方式单一

传统的考核方式通常由课堂表现（30%）和期末考试（70%）构成，缺少体现学生自主学习的过程性评价和实践能力的评价。课堂表现通常只衡量学生的参与度和理论知识的掌握，而期末考试则侧重于知识点的记忆和理解，忽视了对实践能力、创新思维和项目开发能力的考核。ROS课程本质上是一个高度实践性的课程，要求学生具备动手能力和解决复杂问题的能力，单纯依赖理论考试无法准确反映学生在项目实践中的能力发展，不利于课程目标的达成，也不利于培养新时代机器人工程师。

二、基于OBE理念的“机器人操作系统”教学模式探索

针对传统教育理念用于“机器人操作系统”课程存在的问题，基于OBE理念，对“机器人操作系统”课程进行教学改