基于自適應(yīng)學(xué)習(xí)的《PLC應(yīng)用技術(shù)(西門子)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐

馬士良，王相兵，徐 敏

(1.徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 徐州 221140；2.河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 451191)

0 引言

近年來，高職教育急需培養(yǎng)工業(yè)4.0浪潮下自適應(yīng)個性化發(fā)展的高技能人才。個性化自適應(yīng)學(xué)習(xí)是在教育大數(shù)據(jù)支撐下，融合自我調(diào)節(jié)式學(xué)習(xí)和個性化學(xué)習(xí)，以學(xué)為中心的自主學(xué)習(xí)模式。自適應(yīng)學(xué)習(xí)是指學(xué)習(xí)平臺會根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)情況，提倡學(xué)生自主學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行最適合自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和內(nèi)容，并可以預(yù)測學(xué)生需要什么類型的學(xué)習(xí)資源，當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到困難而無法繼續(xù)向前時，課程的難度會自動降低，以適應(yīng)其個性化的學(xué)習(xí)需求[1]?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時代到來，各種在線教育、混合式教學(xué)等教育理念和模式不斷涌現(xiàn)，為個性化自適應(yīng)學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)[2]。在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)雖然解決了多元化學(xué)習(xí)資源的問題，但是，這些資源沒有考慮學(xué)生個體的差異，未考慮學(xué)生的“個性化”差異，無法做到真正的自適應(yīng)學(xué)習(xí)。因此，如何有效利用教育大數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)真正的個性化自適應(yīng)仍值得研究。

本文以PLC課程為例，針對高職學(xué)生個性化的差異，構(gòu)建符合高職學(xué)生特色的自適應(yīng)學(xué)習(xí)資源，并在實(shí)踐中進(jìn)行課程改革。建立個性化自適應(yīng)在線學(xué)習(xí)平臺，給學(xué)習(xí)者和培訓(xùn)者搭建自主學(xué)習(xí)與信息獲取的平臺，學(xué)習(xí)者能依據(jù)自己的學(xué)習(xí)狀況，適時調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式，從而使學(xué)習(xí)更有針對性和高效性，培訓(xùn)者快速了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)背景、學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)偏好和認(rèn)知狀態(tài)。改革理論課實(shí)訓(xùn)課教學(xué)方案，構(gòu)建個性化課程體系，采取模塊化教學(xué)、線上線下實(shí)訓(xùn)、微課課程等多樣化的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者獨(dú)立思考與動手操作能力，為學(xué)分制改革和現(xiàn)代學(xué)徒制技能人才的培養(yǎng)創(chuàng)造便利的條件。

1 個性化在線課程設(shè)計

著眼于學(xué)生的“系統(tǒng)培育”，利用大數(shù)據(jù)挖掘，針對學(xué)生個體素質(zhì)養(yǎng)成、能力成長和幸福生活，不同學(xué)習(xí)者課前通過在線課程平臺進(jìn)行模仿訓(xùn)練。教師通過PLC理論課和實(shí)訓(xùn)課典型任務(wù)，不斷跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，適時提供學(xué)習(xí)方法和途徑，引導(dǎo)學(xué)生通過小組討論、知識咨詢，共同收集PLC專業(yè)課相關(guān)學(xué)習(xí)資源，以互聯(lián)網(wǎng)的形式發(fā)布于在線課程平臺。學(xué)生可以在平臺提出改進(jìn)意見，教師可以了解學(xué)生在平臺的學(xué)習(xí)狀況。

2 教學(xué)改革方案

博圖軟件等強(qiáng)大的仿真功能，集HMI、PLC編程以及強(qiáng)大的通訊功能，適合不同的學(xué)習(xí)者進(jìn)行仿真學(xué)習(xí)。運(yùn)用信息技術(shù)，將課程碎片化，課程內(nèi)容是可以是教學(xué)視頻(課例片段)，也可以是該教學(xué)主題相關(guān)的素材課件、教學(xué)反思、練習(xí)測試及學(xué)生反饋、討論、教師點(diǎn)評等輔助性教學(xué)資源，它們以一定的組織關(guān)系和呈現(xiàn)方式，共同打造一個主體化、結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)“小環(huán)境”，如表1、2所示。

視覺型學(xué)習(xí)者更愿意觀看動畫和視頻資料；聽覺型學(xué)習(xí)者則更喜歡于聽音頻資料；讀寫型學(xué)習(xí)者愿意選擇閱讀學(xué)習(xí)文檔，動覺型學(xué)習(xí)者更傾向于在仿真游戲中學(xué)習(xí)。個性化自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)則會為不同的學(xué)習(xí)者提供最佳的媒體資源，最大限度地激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動機(jī)，提高學(xué)習(xí)效率[3]。因此，自適應(yīng)學(xué)習(xí)資源應(yīng)該根據(jù)學(xué)習(xí)者個體差異，有條件的設(shè)計模塊化教學(xué)資源庫，而不是簡單的知識堆砌，同時，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中，其知識結(jié)構(gòu)以及學(xué)習(xí)能力也在動態(tài)變化，在線資源應(yīng)該實(shí)時更新。通過線上知識學(xué)習(xí)、線下實(shí)操訓(xùn)練，不僅供學(xué)習(xí)者進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練，也可以對外進(jìn)行技能培訓(xùn)。

表1 《PLC應(yīng)用技術(shù)(西門子)》在線課程設(shè)計

表2 PLC課程體系改革

同時，為了讓有更高需求的學(xué)生有發(fā)揮的平臺，體現(xiàn)工程背景下以工作過程為向?qū)У母呗毥逃厣卣筆LC資源項(xiàng)目(見表3)，把課程和社團(tuán)、比賽結(jié)合起來，以企業(yè)典型案例為支撐，開發(fā)流程與企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)對接。目前與該課程相關(guān)的比賽項(xiàng)目有“西門子杯”、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修、智能制造等賽項(xiàng)，因此比賽拓展項(xiàng)目可以實(shí)時拓展。然而，比賽難度相當(dāng)大，程序相當(dāng)復(fù)雜，對于初學(xué)者不能照搬照講，可以將復(fù)雜的項(xiàng)目進(jìn)行分解為若干個小的任務(wù)。

表3 PLC拓展項(xiàng)目

3 改革學(xué)習(xí)評價及考核形式

在評價方案設(shè)計上，采用在線學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)混合式教學(xué)課程學(xué)習(xí)評價體系，評價方式側(cè)重于平時學(xué)習(xí)過程，將過程性考核與期末考試評價相結(jié)合。學(xué)生根據(jù)自身學(xué)習(xí)條件，在線學(xué)習(xí)自適應(yīng)學(xué)習(xí)資源，線上學(xué)習(xí)形式有在線資源庫、在線測試、發(fā)表自己的見解、互動答疑等，線下學(xué)習(xí)有提問與答疑、課程小組討論、PPT答辯、課前備課、實(shí)操項(xiàng)目訓(xùn)練等。課程總評成績由線上考核和線下考核組成，具體的分值比例如表4所示。

表4 課程學(xué)習(xí)評價及考核方案表

學(xué)生在線學(xué)習(xí)不同難度系數(shù)的作業(yè)或者試題，其分?jǐn)?shù)、題數(shù)、做題時間等，可以在線監(jiān)控其對知識的掌握程度。線下實(shí)操考核，從實(shí)踐中考核學(xué)生的動手操作能力和編程能力等技能。線上線下考核，可以全方位的了解學(xué)習(xí)者的原有認(rèn)知能力，結(jié)合線上線下學(xué)習(xí)過程中的歷史數(shù)據(jù)，可以自適應(yīng)地呈現(xiàn)適合學(xué)習(xí)者自身學(xué)習(xí)狀況的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并給出個性化的建議與干預(yù)。

4 結(jié)語

本文以高職《PLC應(yīng)用技術(shù)(西門子)》課程為例，探索基于自適應(yīng)產(chǎn)生式學(xué)習(xí)理論的教學(xué)方式，側(cè)重從實(shí)踐環(huán)節(jié)、實(shí)例資源，引導(dǎo)學(xué)生自主地歸納和發(fā)現(xiàn)所學(xué)的知識，培養(yǎng)解決問題的能力和學(xué)習(xí)能力，學(xué)習(xí)者在進(jìn)入自適應(yīng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)后，借助于“互聯(lián)網(wǎng)+”，可以創(chuàng)造性地梳理并創(chuàng)新本課程的在線教育資源。同時，教師要實(shí)時更新自適應(yīng)資源知識庫，以保證系統(tǒng)的知識儲備滿足學(xué)習(xí)者的需求，而且能為學(xué)習(xí)者提供文字、圖畫、視頻等形式的可視化行為分析報告。教師要實(shí)時反饋學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)形式和效果，讓學(xué)習(xí)者在尋找最佳學(xué)習(xí)方式的道路上少走彎路。