“三位一體、六環(huán)五步”混合式教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐

彭小平 凌雙明

摘? 要：文章通過對機(jī)電專業(yè)和電氣自動化專業(yè)學(xué)生的三維學(xué)情進(jìn)行研究分析后，實(shí)施了“線上和線下混合式教學(xué)+任務(wù)闖關(guān)驅(qū)動+理實(shí)虛一體”三位一體的教學(xué)策略，報(bào)告了以行動導(dǎo)向教學(xué)法創(chuàng)新構(gòu)建的“六環(huán)五步”教學(xué)模式的實(shí)施現(xiàn)狀，并對該教學(xué)模式實(shí)施的效果進(jìn)行了調(diào)查，為工科專業(yè)實(shí)現(xiàn)德技并修的創(chuàng)新型技術(shù)技能人才的培養(yǎng)目標(biāo)提供了參考。

關(guān)鍵詞：線上和線下混合式教學(xué);教學(xué)模式;創(chuàng)新型技術(shù)技能人才

中圖分類號：G434? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）22-0189-03

Innovative Practice of “Three-in-one，Six Rings and Five Steps”

Blended Teaching

——Take “PLC Application Technology” Course as an Example

PENG Xiaoping，LING Shuangming

（Changsha Aeronautical Vocational and Technical College，Changsha? 410124，China）

Abstract：Based on the research and analysis of the three-dimensional learning situation of the students majoring in mechanical and electrical engineering and electrical automation，this paper implements the three-in-one teaching strategy of “online and offline blended teaching + task driving + integration of theory，reality and virtual”，reports the current situation of the implementation of the “six rings and five steps” teaching mode based on the action oriented teaching method，and investigates the effect of the implementation of the teaching mode，which provides a reference for engineering majors to achieve the goal of cultivating innovative technical talents with both morality and technology.

Keywords：online and offline blended teaching;teaching mode;innovative technical talents

0? 引? 言

“自動送料監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)”模塊的內(nèi)容選自“PLC應(yīng)用技術(shù)”課程的項(xiàng)目五，課程總課時60學(xué)時，該項(xiàng)目為綜合性項(xiàng)目，項(xiàng)目學(xué)時為16學(xué)時。“PLC應(yīng)用技術(shù)”是我校機(jī)電一體化專業(yè)和電氣自動化專業(yè)等工科領(lǐng)域的核心課程，筆者作為相應(yīng)課程的任課教師，對該項(xiàng)目的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，有效提高了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生職業(yè)技能競賽水平。

1? 教學(xué)目標(biāo)與學(xué)情分析

1.1? 學(xué)情分析

1.1.1? 知識基礎(chǔ)分析

通過本課程前四個項(xiàng)目的實(shí)踐，90%的學(xué)生掌握了PLC元件、基本指令的編程。通過課前在線測試，80%左右的學(xué)生已掌握順序功能圖基礎(chǔ)知識，但是理解不深、缺乏順序控制法的編程經(jīng)驗(yàn)，需要通過項(xiàng)目實(shí)踐才能熟練應(yīng)用。

1.1.2? 技能基礎(chǔ)分析

根據(jù)線上平臺統(tǒng)計(jì)前四個項(xiàng)目的成績：95%的學(xué)生能完成I/O表設(shè)計(jì)，89%的學(xué)生能繪制PLC硬件接線圖，92%的學(xué)生能完成簡單PLC系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)，88%的學(xué)生能用實(shí)訓(xùn)仿真軟件進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。但缺乏綜合設(shè)計(jì)應(yīng)用能力，需要教師加強(qiáng)對進(jìn)度慢的學(xué)生的在線指導(dǎo)或小組幫扶，教學(xué)平臺課前學(xué)情分析如圖1所示。

1.1.3? 學(xué)習(xí)心理分析

通過平臺問卷調(diào)查，大部分學(xué)生喜歡PLC編程，多數(shù)學(xué)生關(guān)心國家發(fā)展，對從事智能制造行業(yè)有向往，學(xué)習(xí)熱情較高。少數(shù)學(xué)生在線學(xué)習(xí)動力和主動性不足，需要教師及時交流反饋，解決思想問題、調(diào)整教學(xué)方法。

1.2? 教學(xué)目標(biāo)與重難點(diǎn)

根據(jù)崗位群能力分析，結(jié)合國家專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、《工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程 中級》1+X證書標(biāo)準(zhǔn)、國家職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)《PLC設(shè)計(jì)師（四級）標(biāo)準(zhǔn)》、人才培養(yǎng)方案、課程標(biāo)準(zhǔn)，本專業(yè)的學(xué)生需具備PLC、組態(tài)軟件綜合設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)的能力。確定了本項(xiàng)目的三維教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點(diǎn)，根據(jù)學(xué)情分析確定了教學(xué)難點(diǎn)。

2? 教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)策略

2.1? 教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)崗位能力分析，立足五個標(biāo)準(zhǔn)，針對《工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程 中級》1+X職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)中的工作任務(wù)“3.4 PLC軟件安裝與編程”和“3.5 組態(tài)軟件使用與編程”的要求，并融合全國技能大賽的賽項(xiàng)要求（MCGS組態(tài)軟件的應(yīng)用技術(shù)），以立德樹人為根本目標(biāo)，將課程內(nèi)容進(jìn)行解構(gòu)與重建，通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)，形成了一個綜合教學(xué)設(shè)計(jì)項(xiàng)目[2]。

結(jié)合學(xué)情分析，以實(shí)際工作過程為主線進(jìn)行教學(xué)整體設(shè)計(jì)[1]，把項(xiàng)目分解成兩個模塊，八個任務(wù)，每個任務(wù)由易到難層層遞進(jìn)，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。如圖2所示，PLC模塊對應(yīng)任務(wù)一至任務(wù)四，MCGS組態(tài)軟件模塊對應(yīng)任務(wù)五至任務(wù)八，符合模塊化教學(xué)設(shè)計(jì)理念。

2.2? 教學(xué)策略

以行動導(dǎo)向教學(xué)法構(gòu)建“六環(huán)五步”教學(xué)模式，本項(xiàng)目的八個任務(wù)均以“導(dǎo)、析、論、練、評、拓”六個環(huán)節(jié)的教學(xué)流程進(jìn)行。其中學(xué)生在“練”的環(huán)節(jié)按任務(wù)分為PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（任務(wù)一至任務(wù)四）和MCGS組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)（任務(wù)五至任務(wù)八），每個任務(wù)按照實(shí)際工作過程的“五個步驟”進(jìn)行訓(xùn)練，來保證課程的規(guī)范性。

3? 課堂教學(xué)實(shí)施與成效

3.1? 課堂教學(xué)實(shí)施

3.1.1? 課程思政融入教學(xué)任務(wù)

以工作過程為導(dǎo)向設(shè)計(jì)教學(xué)流程，線上線下結(jié)合、理實(shí)虛一體錘煉學(xué)生技能，并將思政元素融入任務(wù)載體，提高學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的職業(yè)熱情。為達(dá)到德技并修育人目的，將思政教育、素質(zhì)教育、勞動教育、安全教育，融入八個教學(xué)任務(wù)的實(shí)施全過程

3.1.2? 虛擬仿真破時空、提效益

將教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容（資源）、教學(xué)方法進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，實(shí)施三位一體的教學(xué)策略，充分使用校企共同開發(fā)的“機(jī)電仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)”開展線上教學(xué)，高度仿真、完全模擬實(shí)際工作過程，控制對象模型豐富，讓學(xué)生在技能訓(xùn)練的過程中實(shí)現(xiàn)了對PLC控制系統(tǒng)的選型、安裝、接線、調(diào)試全過程仿真，降低了實(shí)訓(xùn)設(shè)備的損壞率，反復(fù)訓(xùn)練既節(jié)約了耗材又易提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和技能水平，提高了教學(xué)的效率和效益，由于不受時間空間的限制，為疫情期間“停課不停學(xué)”更提供了有力保障。

3.1.3? 以“六環(huán)五步”教學(xué)模式開展教學(xué)

環(huán)節(jié)一“導(dǎo)”：發(fā)布任務(wù)、引導(dǎo)學(xué)習(xí)。利用微知庫平臺推送資源，發(fā)布任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生在線學(xué)習(xí)課前知識，完成測試，小組討論學(xué)習(xí)任務(wù)，教師統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)優(yōu)化課堂教學(xué)策略，微知庫平臺資源如圖3所示。

環(huán)節(jié)二“析”：分析任務(wù)、掌握新知。分析課前學(xué)習(xí)情況，有的放矢剖析本節(jié)課內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考，通過案例聚焦教學(xué)重點(diǎn)，讓學(xué)生理解新內(nèi)容。

環(huán)節(jié)三“論”：分組討論、設(shè)計(jì)流程。分小組討論設(shè)計(jì)方案，細(xì)化任務(wù)的工作流程，共同討論設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件框圖、軟件流程圖，確保設(shè)計(jì)的可行性。

環(huán)節(jié)四“練”：先軟件仿真、再接線調(diào)試。環(huán)節(jié)四按五步訓(xùn)練技能。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝與調(diào)試模塊（任務(wù)一至任務(wù)四）按照“一表、二圖、三程序、四仿真、五調(diào)試”的順序完成安裝、接線與調(diào)試的實(shí)踐練習(xí);組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試模塊（任務(wù)五至任務(wù)八）按照“一界面、二變量、三腳本、四設(shè)備、五調(diào)試”的順序完成設(shè)計(jì)調(diào)試的實(shí)踐練習(xí)。功能實(shí)現(xiàn)后，把設(shè)計(jì)資料運(yùn)行視頻上傳到線上課程平臺。

環(huán)節(jié)五“評”：展示成果、評價(jià)總結(jié)。小組展示設(shè)計(jì)成果，各組在平臺完成小組互評，教師與企業(yè)導(dǎo)師一起，綜合評價(jià)學(xué)生作品、操作規(guī)范、職業(yè)素養(yǎng)。系統(tǒng)調(diào)試完成后要求學(xué)生按6S管理要求整理工位，打掃衛(wèi)生，培養(yǎng)學(xué)生形成良好的職業(yè)素養(yǎng)、勞動習(xí)慣。根據(jù)課前預(yù)習(xí)、課中完成情況進(jìn)行多元評價(jià)與考核。

環(huán)節(jié)六“拓”：布置任務(wù)、拓展技能。教師布置課后作業(yè)、拓展任務(wù)，鞏固知識，鼓勵學(xué)生們利用課余時間參加全國技能大賽“智能制造技術(shù)”“現(xiàn)代控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”“機(jī)電一體化項(xiàng)目”項(xiàng)目的訓(xùn)練，拓展新技術(shù)、學(xué)習(xí)新規(guī)范、新工藝。

3.2? 教學(xué)成效

3.2.1? 構(gòu)建了良好的學(xué)習(xí)生態(tài)

企業(yè)反饋學(xué)生的PLC及組態(tài)技術(shù)水平有很大提高、機(jī)電專業(yè)的學(xué)生的就業(yè)率保持在95%以上，就業(yè)質(zhì)量好，社會評價(jià)高，形成了良好的學(xué)習(xí)生態(tài)。

3.2.2? 技能大賽、技能抽查成績優(yōu)異

通過課賽融合，為智能制造技術(shù)、現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)、機(jī)電一體化項(xiàng)目的全國技能大賽培養(yǎng)后備軍，學(xué)習(xí)氛圍進(jìn)一步提高，近三年來學(xué)生參加這三個項(xiàng)目的技能大賽獲得全國一等獎4項(xiàng)，省一等獎8項(xiàng)。

4? 特色與創(chuàng)新

4.1? 教學(xué)模式可推廣

以行動導(dǎo)向教學(xué)法構(gòu)建的“六環(huán)五步”教學(xué)模式，以“導(dǎo)、析、論、練、評、拓”六個環(huán)節(jié)，可適用于高職理實(shí)一體的課程，其中“練”的環(huán)節(jié)按工作實(shí)際的方案設(shè)計(jì)到系統(tǒng)接線調(diào)試的“五個步驟”進(jìn)行，適用于PLC或組態(tài)技術(shù)等課程的課內(nèi)訓(xùn)練，由于課程具有開放性、通用性、職業(yè)性的特點(diǎn)，可以逐步推廣。

4.2? 課程生態(tài)有活力

以線上線下結(jié)合、理實(shí)虛一體、賽課融通為基本教學(xué)策略，將思政、勞育融入課程訓(xùn)練。學(xué)生反饋：樂學(xué)、易學(xué)，學(xué)到了本領(lǐng);督導(dǎo)評價(jià)：教學(xué)資源豐富、教學(xué)策略得當(dāng)，教學(xué)效益高;企業(yè)評價(jià)：學(xué)生上手快、技能過硬、綜合素質(zhì)高。

4.3? 遠(yuǎn)程實(shí)操練技能

疫情期間學(xué)生不能返校，針對任務(wù)一到任務(wù)四的PLC接線調(diào)試環(huán)節(jié)無法在PLC實(shí)訓(xùn)室開展的情況，由教師在實(shí)訓(xùn)室遠(yuǎn)程連線學(xué)生，按學(xué)生的接線圖接線，將學(xué)生上傳平臺的程序下載至PLC后，由學(xué)生講解操作步驟，教師通電調(diào)試，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)操。特殊時期學(xué)生在家也能掌握實(shí)操技能，可以達(dá)到在實(shí)訓(xùn)室實(shí)操的效果。

5? 結(jié)? 論

通過對“PLC應(yīng)用技術(shù)”課程的項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)，結(jié)合線上教學(xué)和課前測驗(yàn)的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，設(shè)計(jì)了三位一體的整體策略，采用創(chuàng)新“六環(huán)五步”教學(xué)模式實(shí)施課堂教學(xué)，同時針對疫情影響下的實(shí)操教學(xué)采用遠(yuǎn)程實(shí)操輔助訓(xùn)練，解決了線上開展實(shí)訓(xùn)教學(xué)的難題。不足之處：雖然企業(yè)專家參與課程建設(shè)指導(dǎo)及學(xué)生評價(jià)，教師也可以下廠頂崗實(shí)踐，但是由于企業(yè)導(dǎo)師本身工作繁忙，真正投入到常規(guī)教學(xué)的時間和精力有限。由于學(xué)生人數(shù)較多，企業(yè)沒有動力為學(xué)生進(jìn)行頂崗培訓(xùn)。改進(jìn)措施主要有：校、企、生簽訂三方協(xié)議，明確校、企人才培養(yǎng)雙主體，實(shí)行學(xué)校企業(yè)分段交替培養(yǎng)，學(xué)生畢業(yè)后到企業(yè)直接就業(yè)、校企共建實(shí)訓(xùn)場所和教學(xué)資源，為企業(yè)節(jié)省人力資源培養(yǎng)成本，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 曹勝敏，馬壯.“電氣控制與PLC原理”課程綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索與實(shí)踐 [J].唐山學(xué)院學(xué)報(bào)，2020，33（6）：101-104.

作者簡介：彭小平（1978—），男，漢族，湖南衡陽人，副教授，本科，研究方向：電氣自動化專業(yè)教學(xué)改革;凌雙明（1983—），女，漢族，湖南長沙人，副教授，本科，研究方向：機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)改革。