智能制造背景下中高職銜接課程多元化教學(xué)模式探索
——以機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)為例＊

凌雙明

（長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙410124）

中國目前正處于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要時期，制造業(yè)正處于從低端向中、高端的轉(zhuǎn)變期[1]?！笆奈濉币?guī)劃指出：要加大智能制造實施力度，關(guān)鍵技術(shù)裝備、智能制造標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、信息安全、核心軟件支撐能力要顯著增強(qiáng)，同時需要構(gòu)建新型制造體系，重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)逐步實現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型。由此可見，要培養(yǎng)目前智能制造裝備企業(yè)所需要的人才，這對中職和高職學(xué)生的人才培養(yǎng)和課程教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)模式的多元化都提出了新的更高要求。

1 智能制造業(yè)崗位能力對中高職課程教學(xué)模式的影響

教學(xué)模式是教學(xué)活動的基本結(jié)構(gòu)，每個教師在教學(xué)工作中都在潛意識中按照一定的教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)[2]，而教學(xué)模式是否科學(xué)、合理，如何保證教學(xué)效果、達(dá)成既定的教學(xué)目標(biāo)，這需要進(jìn)行系統(tǒng)性的設(shè)計。了解教學(xué)模式的歷史發(fā)展有助于人們借鑒傳統(tǒng)和對當(dāng)代各種新教學(xué)模式的理解，有助于人們把握教學(xué)模式的發(fā)展趨勢。智能制造業(yè)崗位的能力呈現(xiàn)跨學(xué)科性的特點(diǎn)，這對中高職學(xué)習(xí)的教學(xué)模式的影響是全方面的。從單一教學(xué)模式向多元化教學(xué)模式發(fā)展是其必然結(jié)果。

根據(jù)機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合工業(yè)機(jī)器人技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)，從智能制造企業(yè)崗位需求和崗位能力調(diào)研結(jié)果出發(fā)，遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，從簡單到復(fù)雜、從單一到綜合，為機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)構(gòu)建多個模塊化的教學(xué)項目。從智能制造企業(yè)對機(jī)器視覺自動分揀系統(tǒng)的實際需求出發(fā)，把課程和X證書的考核標(biāo)準(zhǔn)融合貫通進(jìn)行教學(xué)整體設(shè)計，以達(dá)到課程綜合應(yīng)用與實踐能力培養(yǎng)的目標(biāo)。基于此能力目標(biāo)的實現(xiàn)，可采用任務(wù)進(jìn)階式、闖關(guān)式、混合式、情景模擬等多元化的教學(xué)模式。

2 具備綜合性技術(shù)的智能制造相關(guān)設(shè)備改造

具備綜合性技術(shù)的智能制造設(shè)備改造后可以支撐多元化的教學(xué)場景和多元化的教學(xué)模式。由于智能制造企業(yè)需要掌握電氣控制技術(shù)、PLC技術(shù)、視覺技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)等的復(fù)合型人才，對教學(xué)環(huán)境和設(shè)備的要求也日趨復(fù)雜。中高職機(jī)電一體化技術(shù)的學(xué)生要在中職2年加高職3年的時間內(nèi)熟練掌握各項技術(shù)成為復(fù)合型技能人才，則必須要有合適的教學(xué)設(shè)備來適應(yīng)多元化的教學(xué)模式。目前現(xiàn)有的專業(yè)教學(xué)設(shè)備都是針對某一門課程或者某單一技術(shù)的基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計的，這對于綜合項目的訓(xùn)練帶來了一定障礙?；谥悄苤圃旒庸卧O(shè)備的改造，融合智能視覺技術(shù)和分揀傳送裝置，可以實現(xiàn)零部件的視覺識別和分揀送料，機(jī)器人上、下料，機(jī)床完成加工后，可以再由智能相機(jī)識別零件的合格度后分類送入成品庫和廢料區(qū)。類似該種設(shè)備的改造可以融合多項復(fù)雜技術(shù)，便于綜合學(xué)習(xí)項目的開展和實施，也可以為多元化的教學(xué)模式提供合適的載體，并可以模擬多元化的教學(xué)情境。依據(jù)每一個教學(xué)項目的不同，即項目均是來源于不同的企業(yè)生產(chǎn)場景，這樣使每一個教學(xué)項目對應(yīng)的教學(xué)載體和教學(xué)模式都要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，所以必須對智能制造加工單元的設(shè)備進(jìn)行必要的改造才能滿足多元化的教學(xué)場景和多元化的教學(xué)模式[3]。

綜合性技術(shù)的智能制造設(shè)備改造后可以支撐實現(xiàn)智能制造企業(yè)崗位能力要求的多種技術(shù)[4]。機(jī)電一體化技術(shù)的核心課程具有高度的相關(guān)性，“PLC應(yīng)用技術(shù)”“電氣控制技術(shù)”“傳感器技術(shù)”“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)”“視覺檢測技術(shù)”等課程相輔相成，最終都是要服務(wù)于復(fù)雜機(jī)電一體化設(shè)備和系統(tǒng)，智能制造設(shè)備本身就是技術(shù)綜合性高的復(fù)雜機(jī)電設(shè)備，搭載了多種控制軟件，是一個相對復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)。通過對設(shè)備進(jìn)行改造才能融入多門核心課程的技能，從而實現(xiàn)對復(fù)雜機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)的維護(hù)和應(yīng)用。才能支撐崗位核心能力要求的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，也能適應(yīng)目前的機(jī)電一體化和智能制造大賽、1+X證書考核，實現(xiàn)崗、課、賽、證的通融，有效提高中高職學(xué)校的人才培養(yǎng)規(guī)格，為企業(yè)輸送技能達(dá)標(biāo)的復(fù)合型技術(shù)人才。

3 課程教學(xué)模式的多元化改革

教學(xué)模式要根據(jù)教學(xué)項目合理設(shè)置，只有多元化的教學(xué)模式才能適應(yīng)智能制造產(chǎn)業(yè)升級需求。機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的核心課程要達(dá)到教學(xué)目標(biāo)并獲得企業(yè)對教學(xué)效果的高度評價，進(jìn)行多元化的教學(xué)模式改革顯得尤為重要。教學(xué)模式改革的依據(jù)主要從以下2方面著手。

3.1 教學(xué)模式應(yīng)依據(jù)課程模塊科學(xué)系統(tǒng)地設(shè)計

機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)每門課程的教學(xué)模塊的載體都不一樣，一成不變的教學(xué)模式根本無法適應(yīng)教學(xué)內(nèi)容，也達(dá)不到良好的教學(xué)效果。因此，機(jī)電一體化技術(shù)的教學(xué)模塊應(yīng)該來源于企業(yè)的崗位能力要求而設(shè)置，每個模塊的教學(xué)任務(wù)應(yīng)是來源于企業(yè)的生產(chǎn)案例，與企業(yè)的緊密聯(lián)系決定了每個教學(xué)模塊的教學(xué)模式應(yīng)有不同，只有根據(jù)不同的模塊科學(xué)系統(tǒng)性地設(shè)計教學(xué)模式才能適應(yīng)未來的崗位需求。以“PLC應(yīng)用技術(shù)”課程為例，課程模塊按照PLC在企業(yè)中的不同應(yīng)用場景而設(shè)置，如中央空調(diào)冷卻系統(tǒng)變頻調(diào)速設(shè)計模塊，其任務(wù)包括控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計、PLC程序設(shè)計、變頻器的設(shè)置與調(diào)試、系統(tǒng)整體設(shè)計。硬件設(shè)計要進(jìn)行元器件選型，教學(xué)模式設(shè)置應(yīng)該首先安排電氣手冊查閱，然后進(jìn)行元器件的測試，再使用電氣CAD軟件繪制電路圖。而對于PLC程序設(shè)計任務(wù)，教學(xué)模式可以按照先設(shè)計功能流程圖，再分組編寫程序進(jìn)行比較，然后使用虛擬仿真軟件對程序進(jìn)行仿真調(diào)試和優(yōu)化，最后對比各組的程序簡潔度和功能性選出最優(yōu)化的程序。

3.2 教學(xué)模式應(yīng)根據(jù)學(xué)情的不同而設(shè)定

高職的機(jī)電一體技術(shù)專業(yè)的學(xué)生很多院校都會根據(jù)來源不同而分班，有單招班、“中高職銜接班”、普招班、“工匠實驗班”等。單招班的生源一般都為未參加高考的學(xué)生，生源質(zhì)量一般。而某些“中高職銜接班”的生源大部門是中職學(xué)生，生源質(zhì)量較差，中職學(xué)生成績較好者一般會參加高考，作為高考生升學(xué)。這部分學(xué)生的學(xué)習(xí)特性存在理論基礎(chǔ)薄弱、對電氣控制的原理掌握不牢，依據(jù)學(xué)情分析，可以采用線上加線下的混合式教學(xué)模式，把理論知識放在課前進(jìn)行線上教授，線下以實操訓(xùn)練為主，幫助學(xué)生從理性和感性2個層次加深理解。而對于“工匠實驗班”的學(xué)生，大部分畢業(yè)于中職學(xué)校，在校期間獲得過省級以上技能競賽獎項，具有扎實的技能功底，但是還沒有創(chuàng)新意識，對于這部分學(xué)生應(yīng)以引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)為主，幫助學(xué)生形成系統(tǒng)的思維方法和自主探索問題的解決辦法，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。各種不同的生源都需要對其進(jìn)行學(xué)期分析后制定合理的教學(xué)模式，并能夠根據(jù)每個模塊的教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度來形成閉環(huán)反饋和動態(tài)調(diào)整，使不同的學(xué)生能夠適應(yīng)不同的教學(xué)模式，提高教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度。

4 創(chuàng)新精神培養(yǎng)在中高職課程評價體系中的銜接

在智能制造產(chǎn)業(yè)升級的大背景下中職學(xué)校和高職學(xué)校的人才培養(yǎng)都應(yīng)融入創(chuàng)新精神的培育，這是學(xué)校育人的重要方面。中職的畢業(yè)生不單單只是做簡單重復(fù)的勞動，要掌握頂尖的技能水平離不開創(chuàng)新精神的培育。高職學(xué)生以后要往職業(yè)本科方向發(fā)展或者在企業(yè)成為“技能大師”“藍(lán)天工匠”這樣的技能領(lǐng)軍人物，同樣更需要創(chuàng)新精神。創(chuàng)新精神的培育不能一蹴而就，需要在中職和高職教學(xué)的5年時間內(nèi)進(jìn)行逐步培育，最好的方式就是融入中高職的核心課程考核指標(biāo)當(dāng)中，要對其進(jìn)行量化、可測、可評。中職學(xué)生考核目標(biāo)和量化依據(jù)要以對工藝新方法的使用、新元件和新設(shè)備的應(yīng)用等方面為主；高職學(xué)生應(yīng)以新程序設(shè)計方法、創(chuàng)新系統(tǒng)設(shè)計等方面為主。2個階段要實現(xiàn)有機(jī)銜接，需要在課程的每個模塊設(shè)置對應(yīng)的量化考核指標(biāo)，從易到難、逐步遞進(jìn)。

創(chuàng)新精神的考核應(yīng)該滲透到每個教學(xué)任務(wù)。創(chuàng)新精神的培養(yǎng)是機(jī)電專業(yè)課程思政的重要因子，創(chuàng)新精神的培育不可能一蹴而就，應(yīng)該在每門課程中的各個模塊以及每個模塊的任務(wù)和子任務(wù)當(dāng)中逐步培養(yǎng)，教師的引導(dǎo)占主體地位。教師以身作則樹立榜樣，為學(xué)生親身示范操作，尤其以“技術(shù)能手”型的教師向?qū)W生傳遞精益求精、不斷改善、勇于創(chuàng)新、敢于挑戰(zhàn)的精神。讓創(chuàng)新精神的培育作為課程思政的重要部分根植于中高職學(xué)校機(jī)電一體化專業(yè)的課程教學(xué)當(dāng)中，并針對每個任務(wù)設(shè)計量化的考核目標(biāo)，將創(chuàng)新精神的體現(xiàn)量化到學(xué)生的任務(wù)達(dá)成度中去。

5 多元化教學(xué)模式下的考核評價方式

5.1 構(gòu)建“三維成果互換”評價模型

為了突出學(xué)生的中心地位，構(gòu)建了“三維成果互換”模型，進(jìn)行分類評價。第一類，按每個任務(wù)的單項成績綜合評定項目成績；第二類，通過X證書考核中級或高級考核，用證書的等級成績等效學(xué)業(yè)成績，實現(xiàn)“課證融通”（中職學(xué)校以通過初級證書考核為主、高職學(xué)校以通過中級證書考核為主）；第三類，按參加技能比賽等級（校級以上即可）獲得的名次給予相應(yīng)的激勵成績，鼓勵學(xué)生學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)，積極參與比賽，通過“課賽融合”激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)生動力。

5.2 不同教學(xué)模式下的考核評價構(gòu)成多元化

混合式教學(xué)模式在根源上變現(xiàn)的是學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和個性化學(xué)習(xí)的過程，學(xué)生以小組為單位進(jìn)行自我評價是在階段性考核過程中應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)出來，小組內(nèi)與小組成員之間的團(tuán)隊合作默契程度、學(xué)生對自己學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)成效、與教師交流以及同其他小組學(xué)生之間交互等各方面情況都是形成自我評價的構(gòu)成因素，是對自己和小組學(xué)習(xí)情況的回饋和思考，讓學(xué)習(xí)者能夠多層次、多渠道地了解自己的學(xué)習(xí)情況，明確今后的努力方向。此外，小組之間的相互評價可以為學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)的過程中提供更多的交流與合作機(jī)會。相互學(xué)習(xí)更有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性和效率。小組互評中提出的建議和評價也是衡量學(xué)生學(xué)習(xí)效果的參考價值。學(xué)生在評價他人作品的同時，通過對線上線下混合式教學(xué)評價機(jī)制的研究，潛移默化地提高了自己的學(xué)習(xí)能力，加深了對所學(xué)知識的理解和鞏固，積累了經(jīng)驗，并重新審視自己的作品，發(fā)現(xiàn)不足和缺陷，經(jīng)過修改讓作品更加完美。有時在小組間的相互評價中，學(xué)生會提出一些建設(shè)性的意見或建議，以無形的力量激勵自己，鼓勵周圍的學(xué)生共同進(jìn)步。課程的具體評價方式按照教學(xué)模式的不同分為以下2類。

5.2.1 對于純粹進(jìn)行線上學(xué)習(xí)的學(xué)生（選修課）

課程成績可由單元測驗、討論活躍度、期末考試這3部分構(gòu)成，其中，單元測驗占總成績的50%，課程討論活躍度占總成績的20%，期末考試占總成績的30%。每單元課程完成后發(fā)布單元測驗和隨堂測試，單元測驗是從數(shù)量龐大的題庫中，系統(tǒng)隨機(jī)出題組卷。每個單元課程學(xué)習(xí)期間，可由教師提出一些討論主題，學(xué)生在課堂論壇區(qū)發(fā)表自己的觀點(diǎn)看法。發(fā)帖、回帖數(shù)達(dá)到5個以上，本項可得滿分。期末考試從題庫中選擇，平臺隨機(jī)出題組卷。課程總評成績在60～84分的學(xué)生為合格，總評成績在85分及以上的學(xué)生為優(yōu)秀。

5.2.2 對于混合教學(xué)模式下的學(xué)生（必修課）

采用線上線下混合式教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)的課程，考核分為線上考核和線下考核2部分，線上考核占50%，線下考核占50%。線上考核同上文所述，線下考核根據(jù)學(xué)生的出勤與聽課情況（占比20%）、課堂討論參與度（占比20%）、線下作業(yè)（占比30%）、期末考試（占比30%）等綜合評定。通過課程平臺線下教學(xué)輔助工具，實現(xiàn)線下學(xué)習(xí)過程監(jiān)控和全過程評價等功能。考核評價如表1所示。

表1 考核評價表

6 總結(jié)

智能制造背景下中高職銜接課程采用多元化的教學(xué)模式是十分必要的，智能制造業(yè)崗位能力需求對中高職課程教學(xué)模式的影響深遠(yuǎn)。教學(xué)模式要依據(jù)課程模塊科學(xué)合理地系統(tǒng)性設(shè)計，只有多元化的教學(xué)模式才能適應(yīng)智能制造產(chǎn)業(yè)升級需求。同時，教學(xué)模式也應(yīng)根據(jù)學(xué)情的不同而設(shè)定。學(xué)情的差異性和教學(xué)效果的好快都是教學(xué)模式進(jìn)行閉環(huán)調(diào)整的重要影響因子。如果要為智能制造業(yè)貢獻(xiàn)棟梁之才，創(chuàng)新精神培養(yǎng)則至關(guān)重要，在中高職2個階段的多元化課程評價體系如果要實現(xiàn)有機(jī)銜接，則需要在課程的每個模塊設(shè)置對應(yīng)的量化考核指標(biāo)，從易到難、逐步遞進(jìn)。同時，在多元化教學(xué)模式的背景下，針對不同的學(xué)習(xí)者和不同的教學(xué)模式，也要設(shè)計相對應(yīng)的教學(xué)考核評價方式，使課程的教學(xué)考核評價體系能夠使用多元化的教學(xué)模式，起到良性的互相促進(jìn)作用。