高職信息化課堂教學設計實踐研究

1 引言
高等職業教育創新發展行動計劃（2015-2018年）的主要任務與舉措中提出“推進信息技術應用”，即順應“互聯網+”的發展趨勢，應用信息技術改造傳統教學，促進個性化學習方式的形成[1]。隨著職業教育的發展趨勢，改變傳統的單一教學模式，以《電氣系統安裝與調試》課程為例，應用信息化技術手段進行教學改革探索，創新課堂教學模式和教學特色。
2 信息化課程分析
2.1課程定位
《電氣系統安裝與調試》是機電一體化工技術專業針對電氣自動化、機電系統安裝與調試崗位能力進行培養的專業核心課程，課程構建于《PLC控制技術》《傳感器檢測技術》《電氣控制技術》《液壓與氣動》等課程的基礎之上，主要培養學生綜合運用專業知識和技能解決實際問題的能力。課程的教學資源開發以崗位分析中的典型工作任務為載體，以行動為導向、模擬企業真實工作過程：訂單接受→計劃制訂→生產準備→操作實施→技術移交，強調“做中學，教學做”一體化。基于工作過程的一體化教學為學生專業能力、社會能力和方法能力的培養提供了良好的環境和載體，構建學習情境的能力矩陣模型[2]。
根據一體化教學的特點和要求，本課程歸屬學習領域“機電一體化控制技術”，包括3個學習情境，從簡單到復雜，3個學習情境總共包含12個任務單元，每個任務單元統一開發1個教學資源包，如圖1所示。

圖1 課程信息化教學資源
2.2課程能力目標
學生職業行為能力目標：能根據任務單元要求完成電氣元件的合理選型與布局；能根據控制功能對機電控制系統進行安裝、調試并解決常見問題；能編寫任務單元的控制程序；能使用專業的儀表工具進行檢測；能為客戶進行系統調試與移交說明。
專業能力目標：具備與客戶交流和協商的能力，向客戶展示電氣系統的技術功能；合理選擇任務單元所需電氣元件；能獨立制訂實施計劃；能遵守相關法律、技術規定，按照正確規范進行操作，保證系統安裝質量；根據客戶要求，實現系統的電氣功能；能調試安裝后的機電系統工作情況，并在移交過程中向客戶介紹已完成的工作。
社會能力目標：具有較強的口頭與書面表達能力、人際溝通能力；具有團隊精神和協作精神；具有良好的心理素質和克服困難的能力；能與客戶建立良好、持久的關系。
方法能力目標：能自主學習新知識、新技術；能通過各種媒體資源查找所需信息；能獨立制訂工作計劃并實施；能不斷積累任務經驗，從個案中尋找共性。
課程中重點培養學生掌握機電控制系統設計與安裝調試，最終實現基礎知識、操作技能、技術標準以及檢測調試等專業能力的提升，同時注重培養學生的社會能力和方法能力[3]。
3 課程信息化設計思路
3.1強調在行動中學習，實現工作過程的“一體化”教學
課程的實施過程按照“行動導向教學法”的六個步驟進行：資訊、決策、計劃、實施、檢查和評估，體現了“以學生為中心、教師引導、教學做一體化”的新型教學理念。
3.2建設“分類培養、分層教學”的技能實踐教學內容
高職學生基礎知識良莠不齊，為解決機電一體化技術專業不同方向的學生、同一方向的不同學生，出現“吃不飽”和“吃不了”的問題，我們將課程內容分為入門項目、主導項目、拓展項目三個層次，由易到難、由簡單到復雜，學生可以根據自身情況，選擇合適的任務單元，實現有科學根據的“雙分”教育。
3.3實行“混合式”線上線下聯動考核
理實一體化教學通過工作任務學習相關的技能和知識，分解各項任務實現整體的教學目標，注重平時的知識積累和職業素質的養成。因此，課程的考核采用“線上考核”與“線下考核”聯動的方法。考核方法如表1所示。

表1 考核方法
3.4構建學生發展的“多維度、立體化”能力矩陣
基于能力本位的思想，培養學生日后工作中必備的專業能力，重點培養學生的方法能力和社會能力，形成能力矩陣。能力矩陣是高職學生能力訓練的重要保障，按照知識、技能由淺入深、由簡單到復雜、能力螺旋上升原則，進行多維度、立體化設計[4]。
4 信息化課程教學設計實踐
下面我選擇學習載體“X62W萬能銑床電氣故障分析與排除”,從教學設計分析、教學設計思路、教學實施過程、教學效果反思四個方面進行信息化教學實踐。
4.1教學分析
4.1.1教學內容
本單元選自機電一體化技術專業《電氣系統安裝與調試》課程，根據人才培養方案，立足地區對自動化人才需求，發揮學院現有設備優勢，將教學內容細分為3個學習情境，本課題是第3個情境：X62W萬能銑床電氣故障分析與排除，所需學時4學時。該門課程學習之后，學生可考取維修電工中級證書。
4.1.2教學對象
課程教學對象是：高職機電一體化技術專業二年級學生。他們的優勢是有一定的理論基礎、思想活躍、實踐動手能力強、渴望實現自身價值、擅長計算機。他們的弱勢是自主學習能力薄弱、不擅長問題分析、厭煩純理論灌輸、不擅長查找問題。
4.1.3教學目標
根據教學內容和電氣自動化崗位技能要求，確定了本單元的知識目標和技能目標，并把培養學生安全作業意識、溝通與協調能力、團隊合作精神等基本素養貫穿于整個教學過程中。
4.2設計思路
根據學生學情特點，本單元的教學通過課前準備、課堂導學、課后評價三層進階方式，每一階段實行不同的教學步驟，分六步完成教學過程。采用角色扮演法、項目教學法、分組教學法，以X62W萬能銑床為載體進行教學設計，完成銑床的電氣線路分析，根據故障現象準確判斷故障點。
項目實施過程設計是項目化工作模式，采用六步教學方式，按照學生在工作情境中引入故障任務，明確任務后擬定維修計劃，根據所學理論知識，分析故障現象，確定故障范圍，進行排故方案論證，然后利用電工工具進行仿真和實物故障排除，完成維修工作票，故障排除后接受質量檢查與驗收，最后教師總結點評。在不同的環節分別完成知識和技能的學習，素質教育貫穿整個教學實施過程。

圖2 教學實施過程
在教學實施的過程中主要用到的信息化手段有網絡平臺、仿真操作、微視頻和多媒體課件，在信息化教學環境下，利用學生的優勢采用網絡課程、微視頻等信息化手段激發學生學習的積極性，培養其自主學習能力。采用仿真操作、多媒體課件等手段生動直觀地講解理論和技能要點，提高教學成效。
4.3實施過程
第一步故障引入：教師通過網絡平臺發布預習準備，學生通過學習通APP接收預習通知，下載電子課件、微課程、教學動畫等信息化教學資源，輔助學生自主完成預習。角色扮演法融入企業真實工作環境，操作工在加工過程中發現銑床主軸不動，操控臺按鈕、手柄失效，填寫維修申請單，說明機床故障現象，上報維修部經理。
維修部經理接受任務，將故障任務布置給各設備維修班組。
第二步擬定排故計劃：學生根據“明現象→懂原理→定范圍→做檢測→排故障”的工作思路，收集資料，分組擬定維修工作計劃。
第三步方案論證：明確任務后，進入故障現象分析環節，教師以問題啟發的方式引導任務解析，講解銑床加工過程，引出X62W萬能銑床電氣控制基本原理，主軸電氣控制原理、控制回路等，便于學生掌握知識點。理論講解后，教師帶領學生現場查看銑床工作環境，確認故障現象，分析故障點范圍，鼓勵學生查看銑床說明書，通過網絡平臺下載銑床電氣原理圖，看圖識電路。
第四步排故實施：該環節分為仿真排故和實物操作兩部分，首先進行仿真操作，教師引導學生利用機床仿真排故軟件，并通過教師端發布故障點至學生端，學生通過機床排故“X62W萬能銑床電路智能實訓單元”進行仿真排除故障練習，準確找到故障點，該操作完成后，系統會自動評分，教師在學生仿真排除故障的過程中進行巡回指導。學生熟練進行仿真操作后，進行實物機床排故，學生根據故障現象，快速查找并排除電氣故障點，并根據現場的故障排除情況，如實填寫維修工作票。
第五步檢查與控制：模擬企業真實操作環境檢查故障排查情況，完成銑床故障排除后的質量驗收，積極思考故障排除方法，完善維修工作票。
第六步總結評價：教師鼓勵學生在課堂上進行成果展示和經驗分享，通過教師點評、學生自評、同學互評的方式實現知識和技能的內化。教師以“學生發展”為中心，采用雷達圖分析法對學生綜合能力進行評估，給出合理的發展建議，讓學生充分了解自己的優勢和弱勢，在以后的項目中查缺補漏。
5 信息化課堂教學效果反思
項目任務完成后，教師通過發起投票，讓學生參與對本項目教學目標的相關內容進行投票，合理定位自己。
實施綜合表明，絕大多數學生能在教師的引導下完成教學任務要求，與對照班比較，平均分提高25.7%，最低分提高32.8%，信息化教學手段的應用使學生的知識、技能和素養均得到了很好的提高。
反思本單元教學設計的特色與創新點主要有：
（1）仿真系統的應用，實操前進行仿真演練，有利于學生快速建立感性認識，有效掌握X62W銑床電氣故障排除方法，減少安全隱患。
（2）企業環境的模擬，在項目中通過引入企業生產過程中的銑床電氣故障，讓學生身臨其境解決問題，提高自身技能，提升職業素養。
（3）泛雅網絡平臺的運用，實現了課程資源多樣性、信息化特點，學生可以自由選擇學習資源。
（4）三層進階、六步教學模式的引入，在項目實施的過程中采用三階、六步教學模式，讓學生在基于工作過程的學習情境中有效鍛煉崗位工作能力。