分層次教學(xué)在“電機驅(qū)動與控制”實訓(xùn)課程中的應(yīng)用

沈 鵬，蔡 鋈，尚玉廷

（廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院 智能制造學(xué)院，廣東 廣州 511487）

1 分層次教學(xué)實施的必要性

“電機驅(qū)動與控制”課程是一門集理論性、實踐性、綜合性與應(yīng)用型于一體的機電、電氣和自動化類專業(yè)核心基礎(chǔ)課，旨在讓學(xué)生掌握常見電機的結(jié)構(gòu)、運行原理及其控制方法，培養(yǎng)學(xué)生從事機電相關(guān)技術(shù)工作所需的專業(yè)基本技能和職業(yè)素質(zhì)。但隨著高等教育改革的不斷深入和發(fā)展，職業(yè)院校錄取學(xué)生的方式日趨多元化，常見的招生方式包括對口單招、單獨招生、“3+2”分段培養(yǎng)、退役士兵、春季高考、普通高招（夏季高考）等，不同類型的生源在基礎(chǔ)知識水平、學(xué)習(xí)能力和習(xí)慣等方面存在明顯差異，這就使得職業(yè)院校學(xué)生的生源結(jié)構(gòu)具有顯著的差異性和層次性。在同一類型的生源中，受個體智力、態(tài)度、興趣愛好等因素的影響，學(xué)生之間也存在顯著的差異性。此外，企業(yè)對人才的需求是多層次的，不同層次崗位對知識、技能和能力的需求也不同，采用相同目標(biāo)培養(yǎng)的學(xué)生難以滿足企業(yè)對不同層次崗位人才的差異化需求。然而，當(dāng)前“電機驅(qū)動與控制”課程普遍采用傳統(tǒng)的“一刀切”教學(xué)模式：采用相同的教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容對同一個班級內(nèi)的學(xué)生進行教學(xué)，忽略了學(xué)生的個體差異，壓抑和束縛了學(xué)生特長，會出現(xiàn)優(yōu)等生“吃不飽”，中等生“吃不好”，差等生“吃不消”的現(xiàn)象，導(dǎo)致部分學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)積極性持續(xù)下降，教學(xué)效果也會大打折扣[1，2]。因此，職業(yè)院校有必要實施分層次教學(xué)模式，充分尊重學(xué)生的差異性和多樣性，根據(jù)學(xué)生的學(xué)情和個體特點對學(xué)生進行分層，針對不同層次的學(xué)生制定相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容，選擇合適的教學(xué)方法，提高學(xué)生專業(yè)技能與崗位能力的契合度，從而適應(yīng)企業(yè)對不同層次員工崗位能力的需求。

2 動態(tài)分層次教學(xué)在電機驅(qū)動與控制課程中的實施

分層次教學(xué)的方法是依照學(xué)生的學(xué)情,選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生進行分層，然后按照分層結(jié)果在教學(xué)過程中實行差異化的教學(xué)和評估的方法。傳統(tǒng)的分層次教學(xué)（記為靜態(tài)分層教學(xué)）往往只在開展課程教學(xué)之前進行一次學(xué)情分析，并在整個學(xué)期內(nèi)保持分層結(jié)果不變。這種做法具有簡單、易于實施的優(yōu)點，但在一個教學(xué)學(xué)期內(nèi)，學(xué)生的學(xué)情是動態(tài)變化的，而靜態(tài)分層次教學(xué)忽略了這一變化，會影響分層次教學(xué)法的實施效果。因此，這里我們采用動態(tài)分層次法對“電機驅(qū)動與控制”課程教育進行改革，即在1個教學(xué)周內(nèi)會對雪景進行多次周期性的測試，并根據(jù)每一次的考核結(jié)果動態(tài)性地調(diào)整學(xué)生層次，更好地適應(yīng)學(xué)生的學(xué)情變化，提高分層次教育的教學(xué)效果。另一方面，動態(tài)分層次教學(xué)也給每個學(xué)生提供一個公平競爭的機會，增強競爭意識，有助于學(xué)生將競爭壓力轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)動力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性。

2.1 學(xué)生學(xué)情分層

對學(xué)生分層是實施分層次教學(xué)的前提。在實訓(xùn)課程開始前，教師充分了解學(xué)生的生源結(jié)構(gòu)和學(xué)情情況，參考班級“電路”“電工實訓(xùn)”“大學(xué)物理”等與“電機驅(qū)動與控制”課程相關(guān)的基礎(chǔ)課程成績，并與班級已授課老師溝通了解班級內(nèi)每位學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)興趣等情況，在充分了解學(xué)生學(xué)情和個體特點的基礎(chǔ)上將學(xué)生初始劃分為A、B、C三個不同層次：A層次學(xué)生學(xué)習(xí)主動、獨立思考能力強；B層次的學(xué)生學(xué)習(xí)較主動、學(xué)習(xí)能力良好；C層次的學(xué)生學(xué)習(xí)主動性、學(xué)習(xí)能力一般。各層次的人數(shù)比例大約為30%、40%和30%。應(yīng)該說明地是，學(xué)生的層次劃分并不是一成不變的，而是根據(jù)學(xué)生一段時間的學(xué)習(xí)和考核情況動態(tài)調(diào)整層次。

2.2 教學(xué)內(nèi)容分層

遵循學(xué)生由淺入深的認(rèn)知規(guī)律，按照因材施教的基本原則，有效結(jié)合超新星、中國大學(xué)慕課、學(xué)習(xí)通等在線網(wǎng)絡(luò)平臺上的課程相關(guān)內(nèi)容，對“電機驅(qū)動與控制”實訓(xùn)課程內(nèi)容進行梳理，并針對不同層次學(xué)生設(shè)計差異化的教學(xué)內(nèi)容[3]。

C層次學(xué)生：了解變壓器、異步電動機、直流電動機和控制電機等常用電機的結(jié)構(gòu)組成和工作原理，掌握常用電機的拆裝和常見故障出力；掌握低壓斷路器、接觸器、繼電器、熔斷器等常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、工作原理、功能、安裝調(diào)試和常見故障處理方法；掌握點動與連續(xù)、正反轉(zhuǎn)、自鎖與互鎖、順序啟停、自動循環(huán)等基本控制電路及其工作原理方面，具有繪制、設(shè)計電氣原理圖、電氣設(shè)備安裝圖、電氣設(shè)備接線圖的能力并能實現(xiàn)電氣控制線路按工藝要求的正確安裝，熟練使用電壓表、電阻表等常用電子儀器。

B層次學(xué)生：在C層次學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，將臥式機床、平面磨床、萬能銑床、臥式鏜床和組合機床的控制過程與電氣控制線路結(jié)合，具有閱讀、分析典型機床電器控制原理、典型機床電氣控制系統(tǒng)綜合分析和故障檢修能力。

A層次學(xué)生：在B層次學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，掌握電氣原理圖設(shè)計方法和電氣工藝設(shè)計方法，進一步拓展學(xué)生的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計能力。此外，對于部分學(xué)有余力的A層次學(xué)生，鼓勵他們利用課余時間加入教師工作室或課題組參與電氣控制相關(guān)項目的研究，比如真實工廠中的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計與優(yōu)化，同時估計其參加現(xiàn)代電氣控制等省市級、國家級和世界級技能大賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，進一步培養(yǎng)其職業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

2.3 教學(xué)方法分層

根據(jù)不同層次學(xué)生的學(xué)情特點，教師采用差異化的教學(xué)方法。

C層次學(xué)生：教師應(yīng)對其學(xué)習(xí)進度情況給予更多的關(guān)注，積極引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)常用電機的結(jié)構(gòu)組成和工作原理，掌握常用電機的拆裝方法；引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)接觸器、斷路器、熔斷器、刀閘關(guān)燈等常用低壓電器的結(jié)構(gòu)和功能，詳細(xì)講解基本電氣控制回路工作原理及功能。特別是對于部分學(xué)習(xí)不夠主動的C層次學(xué)生，教師應(yīng)多督促，保證其完成基本的練習(xí)任務(wù)。當(dāng)C層次學(xué)生遇到問題時，教師可以把解決問題的方案詳細(xì)地分析給學(xué)生。針對基礎(chǔ)不好的學(xué)生，督促其通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，按照自己實際情況，補充提高相關(guān)前期課程如大“電路”“電工實訓(xùn)”等基礎(chǔ)性課程。此外，積極為學(xué)生提供實際企業(yè)電氣控制系統(tǒng)參觀機會，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。

B層次學(xué)生：考慮該層次的學(xué)生具備一定的分析和解決問題的能力，當(dāng)其遇到問題時，教師以引導(dǎo)為主，可以告訴學(xué)生解決問題的方向，鼓勵學(xué)生優(yōu)先通過自主學(xué)習(xí)探究來解決問題，通過自己努力仍然解決不了的問題教師再進行分析講解。采用案例教學(xué)模式，將教學(xué)內(nèi)容融入到具體的實踐案例中進行講解，讓學(xué)生在動手操作的過程中掌握常用低壓電器和點動與連續(xù)、正反轉(zhuǎn)、自鎖與互鎖、順序啟停、自動循環(huán)、星三角起動等基本控制電路功能。最后，通過臥式機床、平面磨床、萬能銑床和臥式鏜床等綜合項目對所學(xué)的知識進行一個總結(jié)性和提升性訓(xùn)練，加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解。

A層次學(xué)生：在完成教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)后，采用開放式實踐教學(xué)，讓學(xué)生根據(jù)自身興趣愛好設(shè)計具備一定控制功能的電氣控制系統(tǒng)實驗，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。教學(xué)以學(xué)生為主、充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺性，激勵其獨立思考，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力；教師為輔，教師只在實踐資料、解答實踐問題等方面提供幫助，啟發(fā)學(xué)生去主動探索問題的解決方法，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決問題的能力。鼓勵學(xué)生利用B站、網(wǎng)課、慕課等網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源進行拓展學(xué)習(xí)，了解實際企業(yè)使用到的與電機驅(qū)動與控制專業(yè)相關(guān)的最新前沿技術(shù)和發(fā)展方向。此外，在學(xué)生完成所有教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)企業(yè)的實際需求，提供學(xué)生相應(yīng)的橫向課題，培養(yǎng)其攻難克險的拼搏精神，提高其實踐動手能力。

2.4 考核內(nèi)容分層

本課程的任務(wù)是讓學(xué)生掌握電機驅(qū)動與控制的基本原理和使用方法，具備常用電機的拆裝和故障診斷以及控制電路理解、分析、設(shè)計和使用能力。課程考核根據(jù)不同層次學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容并結(jié)合職業(yè)等級考核標(biāo)準(zhǔn)，采用結(jié)果和過程相結(jié)合的綜合評價方法，構(gòu)建多元化評價體系。在充分考慮教學(xué)內(nèi)容差異的基礎(chǔ)上，綜合考核學(xué)生的實際操作能力、技能水平、職業(yè)素養(yǎng)。課程考核注重對學(xué)生過程性學(xué)習(xí)、實踐能力的考核，其中過程性項目考核分值占60%，結(jié)果性考核（期末考試）分值站30%，平時職業(yè)素養(yǎng)考核分值占10%。過程性項目考核的內(nèi)容主要是由許多個獨立實訓(xùn)項目構(gòu)成的實操考核，不同層次學(xué)生的實操考核內(nèi)容也不相同，見表1。期末考試采用試卷考核的形式，所有學(xué)生采用同一張試卷，試卷滿分100分，試題內(nèi)容考慮不同層次學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容的差異化，具體占比和面向的層次學(xué)生見表2?？梢钥闯?，試題內(nèi)容既滿足對學(xué)生必須掌握的專業(yè)知識的考核，又兼顧到了專業(yè)能力的拓展和提高，考試結(jié)果能夠較好地反應(yīng)不同層次學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)情況。職業(yè)素養(yǎng)考核主要對學(xué)生實訓(xùn)學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出來的工匠精神、職業(yè)道德和意識、安全操作、文明禮儀等進行全面綜合考核。可以看出，綜合評價方法一方面實現(xiàn)了對學(xué)生全面、客觀的考核，另一方面也為課程教學(xué)優(yōu)化提供了良好的教學(xué)信息反饋。

表1 不同層次實操考試內(nèi)容

表2 試題內(nèi)容分布

3 分層教育法的優(yōu)點

3.1 因材施教，充分挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力

分層次教學(xué)在尊重學(xué)生個體差異性的前提下，因材施教，充分挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，滿足不同學(xué)生的差異化需求。C層次學(xué)生掌握了課程要求的基本能力；B層次學(xué)生在掌握基本能力的基礎(chǔ)上，具有分析一定復(fù)雜問題的能力；A層次學(xué)生在B層次學(xué)生的基礎(chǔ)上，具有了電氣控制系統(tǒng)設(shè)計能力。此外，分層次的考核評價更加關(guān)注對學(xué)習(xí)過程的考核，注重平時學(xué)習(xí)的積累，學(xué)生完成學(xué)習(xí)項目更多、質(zhì)量更好，他的成績也可能會更高。實施分層次教學(xué)以后，學(xué)生的及格率和優(yōu)秀率都有了明顯提高。學(xué)習(xí)主動的同學(xué)會利用課余時間到開放實訓(xùn)室來完成自己的學(xué)習(xí)任務(wù)，一定程度上促進了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提高。

3.2 促進教師素質(zhì)提高

教學(xué)素養(yǎng)是衡量一名教師水平的重要標(biāo)準(zhǔn)，如果教師的教學(xué)素養(yǎng)不高，那么教學(xué)實績就會比較差。由于分層次教學(xué)模式，需要教師針對不同層次的學(xué)生設(shè)計相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、方法和手段，促進了教師不斷學(xué)習(xí)吸收新知識和新思想，充分調(diào)動了教師教學(xué)的主動性和積極性，提高了教師的教學(xué)水平。此外，不同層次學(xué)生在教學(xué)方法上差異化需求，促使教師去探索不同的教學(xué)方法，并根據(jù)實踐效果加以改進，進一步提高了教學(xué)質(zhì)量。

3.3 創(chuàng)新型人才培養(yǎng)

創(chuàng)新型人才培養(yǎng)主要聚焦拔尖的A層次學(xué)生，對A層次學(xué)生的培養(yǎng)，整個教學(xué)活動都是以學(xué)生為主、教師為輔。老師鼓勵他們利用課余的時間進行拓展學(xué)習(xí)，積極參加國家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽。2021年，兩位學(xué)生參加廣東省職業(yè)院校技能大賽的電氣安裝與調(diào)試項目并斬獲一等獎。2022年，學(xué)院三名學(xué)生參加全國大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獲得廣東省一等獎，兩名學(xué)生得二等獎。2022年，學(xué)院兩隊學(xué)生參加全國大學(xué)生創(chuàng)新電子設(shè)計大賽獲得全國二等獎和廣東省一等獎，一定程度上實現(xiàn)了“以賽促教,以賽促學(xué),以賽促改,以賽促建”的目標(biāo)。學(xué)院培養(yǎng)的學(xué)生下企業(yè)實習(xí)，因基礎(chǔ)扎實、動手能力強，得到了廣州汽車集團股份有限公司、上海汽車集團、廣州明洛裝備股份有限公司等知名企業(yè)的普遍好評，多名學(xué)生已經(jīng)搶先被企業(yè)預(yù)定搶約，提高了學(xué)院學(xué)生的就業(yè)率。

4 結(jié)語

“電機驅(qū)動與控制”課程是職業(yè)院校電氣和自動化專業(yè)的核心課程，其課程改革對其他專業(yè)課程具有示范作用。對“電機驅(qū)動與控制”課程實施分層次教學(xué)，可以根據(jù)學(xué)生的個體差異因材施教，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使各層次學(xué)生都有所收獲，為其他課程的教學(xué)改革提供了參考。針對高層次學(xué)生的“創(chuàng)新式”培養(yǎng)，為職業(yè)技能大賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽培養(yǎng)了更多的苗子。在分層次教學(xué)模式中，學(xué)生層次劃分問題是順利實現(xiàn)分層次教學(xué)的基礎(chǔ)，也是分層次教學(xué)實施的難點。如何綜合全面的評價學(xué)生并科學(xué)劃分學(xué)生層次是未來進一步探索研究的重點。