“課堂革命”背景下高職《機床電氣控制與PLC》課程教學改革與研究

周亞芳，范有雄

(武漢軟件工程職業(yè)學院，武漢 430205)

1 “課堂革命”的內(nèi)涵及意義

1.1 “課堂革命”的內(nèi)涵

2017年9月8日，教育部部長陳寶生在人民日報撰文 《努力辦好人民滿意的教育》，明確提出要深化基礎(chǔ)教育人才培養(yǎng)模式改革，掀起“課堂革命”，努力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力[1]。職業(yè)教育的“課堂革命”是要創(chuàng)建一種以促進學生深度學習為中心的新型教學實踐形態(tài)，以學生的學習需求為核心，構(gòu)建“教師引導，學生主動學”的課堂教學模式，培育高素質(zhì)的技術(shù)技能人才。

1.2 高職院?！罢n堂革命”的意義

目前的高職課堂教學還存在以下幾個問題：

(1)學生層面的問題

高職院校的生源主要由兩部分組成，一部分是成績沒有達到本科要求的高考生，另一部分是通過技能高考的中職院校學生。與本科院校的學生相比，高職學生動手能力強，但有文化基礎(chǔ)薄弱、對學習沒有規(guī)劃，有厭學情緒等的問題。在一些課堂教學中，由于部分學生厭學、懼學，不愿意開展師生互動活動而睡覺、玩手機的現(xiàn)象較為普遍，教師也嘗試各種方法去改善這種現(xiàn)象，比如上課前要求學生上交手機，發(fā)現(xiàn)睡覺扣考核分等方法，但效果甚微，還是處于傳統(tǒng)的教與學的氛圍下。

(2)教師層面的問題

教師對學生學情分析不夠深入，與學生交流不夠，不能有效的針對學生學習的需求開展教學；課堂教學模式以教師講授為主，教學活動多為“教師問、學生答”的形式，并且回答問題的學生僅是少數(shù)；課后作業(yè)批改和講評若不及時，學生收獲感變?nèi)酰唤虒W評價不夠科學嚴謹，對學生的考量多以考試成績?yōu)橹鳎狈^程性考核；由于課前預(yù)習、課后復(fù)習缺乏有效管理監(jiān)督機制，容易流于形式，無法有效訓練提升學生自學能力，課外學習效率也很低。此外，教師的教學能力也有待提高，知識更新需要跟進。

(3)實訓教學存在的問題

實訓項目與企業(yè)需求契合程度不高，學生的職業(yè)素養(yǎng)難以得到提升；實訓任務(wù)書沒有詳細的步驟，學生有類似于“做什么”“如何做”“做的怎樣”的疑問，教學質(zhì)量不佳；實訓總結(jié)報告抄襲現(xiàn)象嚴重，千篇一律，教師不能夠及時、公正地對每位同學的實訓表現(xiàn)進行評價，也無法對任務(wù)完成情況進行綜合性點評。

針對以上問題綜合分析，高職院校課堂教學需要革命，需要展現(xiàn)給學生煥然一新的面貌。高職教師要將立德樹人的精神始終貫穿整個教學全過程中，科學有效評價學生，從學生角度出發(fā)，反思他們的學習和個性的需求，真正做到為智能制造產(chǎn)業(yè)輸送高素質(zhì)的技術(shù)技能人才。

課堂革命的意義在于： 課堂革命是踐行新時代職業(yè)教育新要求的“主動脈”。課堂教學作為教育教學的重要環(huán)節(jié)，擔負著職業(yè)教育變革的重任，彰顯職業(yè)教育作為類型教育的特征。課堂革命是提升學生可持續(xù)發(fā)展能力、實現(xiàn)全體學生全面發(fā)展的需要，是實現(xiàn)人才培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的“主戰(zhàn)線”。教師能力提升是課堂革命的關(guān)鍵，而課堂革命也是倒逼教師成長的主途徑，促使教師全面進步，提升職業(yè)幸福感。

2 《機床電氣控制與PLC》課程概況

本課程以學生就業(yè)為導向，走訪服務(wù)于武漢市制造裝備類的企業(yè)及院校，圍繞數(shù)控機床裝調(diào)與維修等相關(guān)崗位的職業(yè)能力要求開展研究，依照“以崗定專業(yè)，以專業(yè)定課”的思路，實施一體化的教學模式。教學內(nèi)容適應(yīng)智能制造發(fā)展趨勢，融入新技術(shù)，遵循學生能力遞增原則將內(nèi)容編排為項目子任務(wù)，使得課程的職業(yè)性、實踐性和先進性更為凸顯。

課程任務(wù)的實施能夠讓學生懂得電氣和PLC控制基礎(chǔ)知識，掌握電器元件的原理及選型和典型電氣控制過程，學會PLC系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用，培養(yǎng)學生獨立解決問題的能力，使學生在較短時間內(nèi)對機床電氣控制及PLC控制系統(tǒng)有一個全面而深入的認識，并對數(shù)控機床等設(shè)備具備調(diào)試、維護等應(yīng)用能力，同時培養(yǎng)學生的工匠精神和勞模精神，提高學生的綜合素質(zhì)與職業(yè)能力。

在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的背景下，行業(yè)對學生的知識結(jié)構(gòu)體系和技術(shù)技能有所變化。傳統(tǒng)教學模式下學生活動單一，學生集中力不夠，且課堂教學存在知識點多且冗雜的問題，學生很難在課堂上掌握，學習興趣自然降低，從而影響了教學效果和質(zhì)量。因此要從教學現(xiàn)狀出發(fā)，反思如何提高課堂教學吸引力和課堂實效性，激發(fā)學生好奇心，使其產(chǎn)生學習的積極性是課程教學改革中要迫切需要解決的問題。

3 “課堂革命”背景下課程設(shè)計

3.1 課程整體設(shè)計思路

本課程積極探索“課崗賽證”教學改革模式，依照“課程與崗位對接、與1+X數(shù)控設(shè)備維護與維修職業(yè)技能資格證書融通，與職業(yè)技能競賽互促”的改革思路重新進行課程設(shè)計，課程建設(shè)緊跟智能制造發(fā)展趨勢進行動態(tài)調(diào)整，兼顧學生可持續(xù)發(fā)展，遵循職業(yè)成長規(guī)律和學生認知規(guī)律，確定本課程目標為培養(yǎng)機電設(shè)備維修與維護技術(shù)人員等崗位。針對高職生源的多樣化，因材施教，突出能力本位，融入愛國情懷和勞模精神等思政元素，培養(yǎng)學生具備識元件(指令)、曉原理、創(chuàng)美線和精調(diào)試四大核心能力，浸潤職業(yè)素養(yǎng)和示范核心價值，確定本課程的三維目標如圖1所示。

圖1 《機床電氣控制與PLC》課程目標

3.2 課程內(nèi)容重構(gòu)

對接中級數(shù)控機床裝調(diào)維修工的崗位能力目標，按照先感性后理性、先實踐后理論、先知其后知其所以然的要求對教學內(nèi)容進行重新編排，將課程內(nèi)容分為數(shù)控機床電氣控制和PLC控制兩個大類，每個大類按照“基礎(chǔ)，綜合，創(chuàng)新”的能力遞進原則設(shè)計學習任務(wù)，可分為電氣基礎(chǔ)知識，實際機床電氣原理的分析，數(shù)控機床電氣的設(shè)計，數(shù)控機床PLC的基礎(chǔ)知識，PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用，PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計6個模塊。如圖2所示。

圖2 《機床電氣控制與PLC》內(nèi)容重構(gòu)

課程內(nèi)容整體的目標是為了掌握數(shù)控機床的電氣控制與PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用，每個模塊將原有知識點與數(shù)控機床的控制緊密聯(lián)系，例如模塊一的電氣基礎(chǔ)知識，將知識點：電動機的點動，長動，正反轉(zhuǎn)，制動控制改為機床面板的按鍵軸選，循環(huán)起動，主軸正反轉(zhuǎn)，急停按鈕的工作原理，從學生操作機床的現(xiàn)象出發(fā)，來探討面板控制按鈕工作原理的本質(zhì)，有利于激發(fā)學生學習興趣。其中數(shù)控機床電氣設(shè)計來自全國數(shù)控技能大賽賽題的改編，PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計來自全國數(shù)控技能大賽賽題和生活中的鮮活案例的改編，將技能大賽的技能點與教學內(nèi)容有機融合，以賽促學，以賽促教[2]。

3.3 教學策略設(shè)計

課程教學設(shè)計采用基于工作過程的項目教學法，對接“1+X”數(shù)控設(shè)備維護與維修職業(yè)技能等級證書(中級)的工作過程，將教學過程分為四個教學環(huán)節(jié)：識元件(指令)—析原理—創(chuàng)美線—排故障，創(chuàng)設(shè)四問：用什么—是什么—做什么—怎么樣，充分體現(xiàn)“以學生為中心，教師為主導”的設(shè)計理念。策略設(shè)計如圖3所示，其中創(chuàng)美線和排故障環(huán)節(jié)，采用機電控制仿真軟件進行，學生能夠自由搭建電路，實施監(jiān)控電路，PLC梯形圖的編制，故障檢測，程序調(diào)試等，培養(yǎng)學生的核心技術(shù)技能。選取學生使用機電控制仿真軟件做的優(yōu)秀案例，形成課程資源，發(fā)送給企業(yè)工程師，由他們做點評。

圖3 《機床電氣控制與PLC》課中導學教學策略設(shè)計

3.4 優(yōu)化課程評價體系

課堂革命不僅需要對教學模式進行改革，更要從課程評價上進行革命，需優(yōu)化現(xiàn)有的評價體系，建立多維度科學的評價指標，對學生進行綜合考核。評價體系應(yīng)有線上、線下和企業(yè)導師的綜合評分。評價體系需從激勵學生學習積極性的角度出發(fā)，多維度考察學生參與度、學習成果和差異化能力，使學生有興趣對課程學習進行持續(xù)投入，讓學生的自主學習行為真正發(fā)生，具體考核分值如表1所示。

表1 評價體系具體分值權(quán)重

①上機操作考試(開卷)

隨機抽取機床PLC開發(fā)題目，上機操作編程，由企業(yè)導師檢查學生操作規(guī)范性，校內(nèi)教師檢查學生功能的實現(xiàn)。

②理論考試(閉卷)

卷面應(yīng)能對該課程的基本知識點覆蓋率達85%以上，突出對數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)相關(guān)知識的掌握及應(yīng)用。

③平時成績的組成及評價

平時成績占總評成績的40%，分為平時作業(yè)(分值占比20%)、考勤(分值占比10%)、課堂表現(xiàn)(分值占比10%)、仿真軟件電氣案例的設(shè)計(分值占比10%)四個部分。其中最重要的依據(jù)是項目教學及任務(wù)教學中學生的完成情況。在實操訓練過程中，教師除了輔導，更應(yīng)關(guān)注學生對知識的理解、對技能的應(yīng)用、對操作的規(guī)范和靈活運用知識的能力，及時做好記錄，作為評價的依據(jù)。