信息技術與專業(yè)課程的融合實踐

【摘要】信息技術與專業(yè)課程融合，是當前職教課改的新課題，也是“兩化”深度融合的新呼喚。以PLC課程為例，可通過創(chuàng)建學習情境及任務，創(chuàng)新信息化教學與學習方式，創(chuàng)設個性化、仿真型互動式實訓教學平臺等方法對信息技術與專業(yè)課程進行融合。

【關鍵詞】兩化融合；信息化；PLC課程

【中圖分類號】G712 【文獻標志碼】A 【文章編號】1005-6009（2016）19-0055-03

【作者簡介】劉雪雪，無錫機電高等職業(yè)技術學校（江蘇無錫，214028）副教授，主要研究方向為自動控制技術教學研究。

信息技術是當今世界上創(chuàng)新速度最快、通用性最廣、滲透力最強的高新科技之一。信息技術已經滲透到經濟發(fā)展和社會生活的各個方面，人們的生產方式、生活方式、工作方式和學習方式正在發(fā)生深刻的變化。2012年3月，教育部出臺的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》指出：教育信息化要探索現代信息技術與教育的全面深度融合，重點提出要有效提高職業(yè)教育實踐教學水平。當前，國外教育信息化正向個性化、跨學科、一體化方向發(fā)展，已開始深入到應用十大新興技術創(chuàng)造新時空和豐富學習資源、探索發(fā)展學生創(chuàng)造性思維的深層學習行為，并創(chuàng)造出各種交互式研究性學習、團隊學習的新形式，推動學習方式變革。國內信息化教育的建設也已經由基礎建設向智慧教育發(fā)展。教育將不再停留在工業(yè)時代的“教學工廠”式的學校教育，而是逐步提升為智慧教育。信息化資源建設不僅將由數量到質量逐步轉變，而且教學活動將以學生為中心進行設計，關注個性化學習與發(fā)展。職業(yè)教育領域也正在加快對課程和專業(yè)的教育改革，創(chuàng)新信息化教學與學習方式，提升個性化互動教學水平。如何將信息技術與專業(yè)技術、課程改革有效融合，如何把“工業(yè)化和信息化融合”引入信息化教學中，進而切實培養(yǎng)多技能復合型人才，提高職業(yè)教育教學水平已成為職教研究的新課題。

一、“兩化”深度融合的新呼喚

我國信息化與工業(yè)化融合——“兩化融合”已進入深度融合階段。根據兩年來的調查發(fā)現：企業(yè)信息化應用可分為產品信息化、產品開發(fā)研究信息化、生產管理信息化、其他管理信息化和決策過程智能化。在產品設計時既滿足用戶需求又增加產品的技術含量，增加智慧元素，提高產品的附加值，企業(yè)采用電子技術、網絡技術，如PLC、CNC、DNC等，全面調整產品結構。在產品開發(fā)研究時利用CAD、CAE、CAPP、PDM以及DFA、DFM、QFD等信息化手段，形成CADE（計算機輔助開發(fā)工程）。在銷售與管理上應用物聯網、移動通訊、智能分析等新一代信息技術，促進產品更全面地互聯互通，改變企業(yè)的生產、協作與管理方式，讓所有事物、流程、運行方式都實現更深入的智能化，建立一個適應現代市場經濟環(huán)境的產品、技術及結構開發(fā)創(chuàng)新體系，將先進制造技術與信息技術緊密結合，滿足市場經濟需求。

對機電技術類崗位使用信息化技術的調查發(fā)現：繪圖員使用CAD出圖的企業(yè)達到80%～100%，操作工只要求掌握基本應用信息技術：即讀懂加工工藝程序，通過網絡了解企業(yè)CAPP中本崗位的工藝要求，修改工藝中的尺寸參數。材料員不僅要了解企業(yè)CAPP內容，還需要通過計算機進行材料定額計算、工時定額計算及匯總等。設備維修工需要讀懂加工程序，修改加工中的部分工藝參數，懂得CAPP中的設備庫、工裝庫信息內容，懂得PDM系統(tǒng)實現CAPP系統(tǒng)內部工藝路線，讀懂工裝CAD與ERP等外部數據共享的硬件信息，不僅要掌握CNC（數控機床）等設備的維修技術，還要了解MC（制造）、ROB（機器人）、AS/RS（自動化倉儲系統(tǒng)）、CAM（計算機輔助制造）、CAT（計算機輔助測試）、CIMS（計算機集成制造）等基本技術，懂得網絡設備的檢測信息，能根據設備情況判斷一般難度的故障并維修。如果是一線技術人員，還要解決生產過程中質量、速度問題，技術資料網上傳送等問題。有的企業(yè)已局部實現制造自動化，還有的利用現代信息網絡技術、現代決策技術、人工智能技術與商務智能（IB）技術，進行改善制造產品生產環(huán)境等科學決策。

二、信息技術與專業(yè)課程融合的實踐

信息化教育的發(fā)展程度是衡量現代化學校的一個重要指標。職業(yè)學校進行教學信息化已有8年左右，從硬件基礎建設到軟件精品課程，信息化資源的質量在不斷提高，品種在不斷增加。從只能在校園網上下載上課的PPT、教案等資源的初級應用，到可以交流教育內容及考試的動態(tài)網絡平臺，直至可以遠程仿真設備操作的虛擬實訓平臺的中級應用，教學信息化越來越普遍，教學資源越來越多。如何整合、使用、提升和管理這些資源是學?，F代化建設的關鍵問題。

（一）PLC課程信息化現狀

1.基礎設施建設初具規(guī)模。PLC實驗室從單機的PLC，發(fā)展到具有兩機通信的機電一體化實驗裝置；具有可以檢測多種傳感器信號控制變頻器、使用觸摸屏的自動化設備；具有不僅能進行PLC通信，還可進行PLC與伺服機構通信、與計算機通信的自動化控制設備，進而具有計算機控制多臺PLC的閉環(huán)控制設備?？梢哉fPLC實驗室的基礎設備在不斷更新，設備的信息化程度在不斷提升，但離企業(yè)遠程控制設備的要求還很遠。

2.信息化教學環(huán)境現狀。目前大部分還是通過圖片、動畫、視頻等信息傳遞方式創(chuàng)設信息化教學環(huán)境，建設的教學資源只能教師使用，還不能在實訓現場讓學生使用，更不要說實時監(jiān)測、統(tǒng)計與分析教學中的問題。

3.PLC信息化資源建設由量變到質變。目前PLC課程已有市級精品課程資源（靜態(tài)網頁）、校級精品課程（動態(tài)網頁）、省級精品課程（具有仿真實訓平臺）。資源的數量也從一種PLC設備的教學資源，發(fā)展到具有兩種PLC設備的教學資源。資源的種類從只有PPT、教案、教學計劃、部分上課視頻、試題等，發(fā)展到遠程網絡教學的課程資源。但還沒有考慮以學生為中心進行教學活動設計，關注學生個性化學習與發(fā)展。

4.信息化與PLC課程結合的內容還需要增加。目前學校開設了信息技術與PLC課程結合的課程，并將信息技術，如“PLC與自動生產線”“組態(tài)技術”“機電一體化技術”等滲透到PLC的課程教學中，但遠程控制PLC、遠程維修設備的內容還沒有。

5.教師信息化與專業(yè)化的融合能力已取得一定成效但尚未達到一定水平。教育信息化，首先要培養(yǎng)具有信息化素質、擁有信息技術實踐能力的人才，教師的信息素質和信息處理能力尤為重要。所以要求專業(yè)教師不僅掌握專業(yè)知識中的信息化技術，如PLC課程中的通信技術，還要具備能制作專業(yè)方面的動畫或視頻，準確表達專業(yè)技術的能力。因此，學校應積極組織提高教師信息化能力的各種培訓，鼓勵教師參與精品課程建設，參加信息化教學比賽及信息化方面的繼續(xù)教育。

（二）PLC課程與信息化融合設計

PLC課程信息化包括兩個部分內容：一是PLC課程內容中的信息化，即PLC與PLC通信、PLC與計算機通信、PLC遠程控制；二是PLC課程內容教育信息化，即PLC課程內容采用信息技術進行講課、實驗、練習、考試、遠程預習復習。

1.課程設計思想。

PLC技術應用于兩化融合的初級應用中，主要用于控制數控機床或自動化設備，在中級應用中常出現在柔性制造、機器人系統(tǒng)中，部分企業(yè)已使用于智慧維修。針對企業(yè)的應用情況，結合學校現有設備，把“PLC應用技術”課程改革為“PLC與自動線調試運行”課程，使PLC技術與自動控制等相關技術相結合。

2.重新架構課程與數據資源。

梳理PLC課程資源，根據PLC技術由淺入深，結合自動化設備的典型控制過程及檢修過程，注意到中職與高職的銜接，確定PLC課程的內容及信息化數據資源。資源的內容突出信息化部分，資源的大小要求今后不僅在網上使用，還能在手機上使用。所以PPT資源要以知識點或技能點為單位組織編寫，重點課程知識內容以動畫形式建設，重點技能點以小視頻形式建設。如PLC外形介紹用三維動畫，配以解釋語音；變頻器參數設置用小視頻。

3.創(chuàng)新信息化教學與學習方式，創(chuàng)設個性化、仿真型互動式實訓教學平臺。

傳統(tǒng)的上課PPT、教案、教學計劃外，教師可采用小PPT、小視頻、小動畫，根據學生情況和課程進度自由組織教學。通過PLC器件的三維動畫，學生就像拿了真實的器件；PLC接線視頻，為思維速度不同的學生提供方便；PLC故障排除小視頻，為學生提供實踐操作的參考資源。讓學生通過看、聽、做、展示等多種途徑，充分感知所學內容，理解知識點與技能點，提高學習效果?？稍O計一個遠程仿真實訓平臺，在這個平臺上，學生可以選擇器件、連接器件、編寫程序、仿真調試程序。學生還可在家通過網絡仿真技術復習鞏固課堂學習內容，根據自己的理解能力學習，實現個性化教學；也可通過一次小測試考核自己對前面PLC知識的理解，進一步考核靈活接線、編程調試能力。教師也可以使用這個平臺不斷完善教學，并可根據企業(yè)發(fā)展的變化及時調整教學內容。

4.建立信息化考核平臺。

考核包括知識點考核、技能點考核及綜合考核。要實現以上要求，需要設置大量分類試題，明確考核原則、規(guī)則和評分標準。此平臺分全開放與封閉兩個部分，學生可以在全開放部分中自選考核內容，教師可以在封閉部分中選擇試題、修改試題、充實試題，制訂評分標準，實現批卷自動化。

三、存在的問題與對策

（一）存在的問題

教學、教育資源越來越多，但在建設的過程中我們發(fā)現，信息化教育的實際進展比較緩慢。究其原因，無外乎資源優(yōu)化速度、資源存儲設備、資源管理、制作信息教學資源的人員素質、資源多樣化等跟不上智慧教育發(fā)展要求；資源建設資金缺乏；教學資源開放或半開放后，教師的知識產權保護出現問題。

（二）對策與建議

1.創(chuàng)設校園資源庫平臺。

在原有的精品課程基礎上，以專業(yè)為系列，建立校內課程資源庫，為學校各類教育教學資源提供使用與交流、展示與提升的有效平臺，如可通過MOOC等現有軟件管理校內資源。在這個學校自己的平臺上，教師有自己的資源庫，并可獲取本專業(yè)的資源。學?？梢韵駠獾膶W校一樣，向教師購買其創(chuàng)作的教學資源，以擴大學校的資源數量，提高教師的創(chuàng)作欲望。在這個平臺上，教師根據教學過程選用相關資源，課前安排學生預習，上課時以學生為主進行探究式學習，并可利用平臺將教學過程中積累的習題、教學難點等加入題庫或資源庫，逐步充實知識庫。平臺有自動組卷功能，可以在網上對學生進行階段測驗或考試。教師在對學生參與網絡課堂產生的數據整理分析的基礎上，進一步改進課程講述方式。在這個平臺上，補考學生可通過網絡復習，由教師出題，學生在規(guī)定時間內遠程模擬考試，然后回校參加正式考試。重修的學生同樣可以上網自學，完成重修考試。

2.加強對現有資源的管理。

對現有精品課程等資源重新整理，將課程內容按知識點與技能點劃分形成元素資源，方便教師按需重組。這樣的資源適合慕課平臺類的公共平臺使用，增加少量教學環(huán)節(jié)又能形成微課，還能把多個知識點、技能點及相關動畫、視頻資源結合組成理論課或理實一體課教學教案?？梢杂煞辗剑▽W校）、技術支撐方共同建設或完善課程資源平臺。用購買課程資源的形式來保護知識產權，讓課程資源像生產資源一樣，成為教育戰(zhàn)略性資源。