農(nóng)業(yè)高職院校機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程混合式教學改革研究

摘 "要 "針對農(nóng)業(yè)高職院校特點，圍繞現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的典型機電一體化系統(tǒng)開展機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程教學，體現(xiàn)混合式教學的優(yōu)勢，線上線下緊密結(jié)合，提升課堂生命力，提高專業(yè)教師教學科研水平，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和專業(yè)實踐能力。

關(guān)鍵詞 "農(nóng)業(yè)高職院；機電一體化系統(tǒng)設(shè)計；混合式教學；評價體系

中圖分類號：G712 " "文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）14-0092-04

Research on Blending Teaching Reform of Mechatronics

System Design Course in Agricultural Vocational Colleges//

GAO Juling

Abstract "According to the characteristics of agricultural vo-cational colleges， this paper carries out the course teaching of

mechanics system design around the typical mechanics sys-

tem in modern agriculture， reflects the advantages of blending

teaching， closely combines online and offline， improves the vitality of the classroom， upgrades the teaching and scientific

research level of professional teachers， and cultivates students’

innovation ability and professional practice ability.

Key words "agricultural vocational colleges; mechanics sys-tem design; blending teaching; evaluation system

0 "引言

混合式教學是近年來興起的一種教育模式，是一種把傳統(tǒng)教學和在線教學的優(yōu)勢結(jié)合在一起的“線上+線下”教學，可以充分發(fā)揮教師和學生的自主性，激發(fā)學生學習的積極性和創(chuàng)造性。李海霞[1]

針對高職高等數(shù)學存在的實際情況，分別建立課前、課中、課后三個階段的基于SPOC的混合教學模式，旨在促進學生各方面能力的培養(yǎng)，從而提高教學質(zhì)量。王麗娟等[2]在探索和實踐高職院校混合式學習模式的過程中，發(fā)現(xiàn)混合學習自下而上的改革推動力不足、考評體系無法引導學生有效學習、學生的資源整合能力不足等問題。董文娟[3]指出高職院校開展基于MOOC的混合學習的必要性，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建相應的教學模式，并分析該教學模式在高職教育中面臨的挑戰(zhàn)及其產(chǎn)生的影響。張佑春等[4]以高職院校電工技術(shù)課程為例開展混合學習，實踐證明，混合式教學的確能夠在高職院校發(fā)揮一定的優(yōu)勢，能夠有效增強教育教學效果。

農(nóng)業(yè)高職院校機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程主要圍繞現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級設(shè)計教學目標，服務智能農(nóng)業(yè)等新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)。

1 "教學設(shè)計

機電一體化系統(tǒng)設(shè)計是江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學院機電一體化技術(shù)等專業(yè)在大二下學期開設(shè)的一門專業(yè)課，是一門理論和實際結(jié)合比較緊密的課程。此時，學生已具備電氣圖紙的識讀能力，掌握電氣控制相關(guān)知識，具備一定的動手能力。與其他工科高職院校不同，農(nóng)業(yè)高職院校的機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程要緊扣現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的典型機電一體化系統(tǒng)開展教學，線上利用高質(zhì)量教學資源，線下進行真實項目實踐，構(gòu)建合理的評價體系。

1.1 "能裝會調(diào)，聚焦崗位能力確定教學目標

鑒于人工智能相關(guān)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應用，課程教學基于機電一體化設(shè)備的安裝、調(diào)試與維修等傳統(tǒng)“常量”，融入智能傳感器、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)“增量”，確定以“能裝會調(diào)”為核心的知識結(jié)構(gòu)和能力體系，以立德樹人為根本要求，聚焦崗位能力，融入課程思政和勞動教育，教學目標體系如圖1所示。

1.2 "崗課融通，緊跟技術(shù)迭代重構(gòu)教學內(nèi)容

以“崗”為出發(fā)點，以“課”為立足點，遵循國家、行業(yè)和職業(yè)技能等級標準，緊密對接智慧農(nóng)場機電一體化設(shè)備安裝、調(diào)試及維修崗位工作要求，引入人工智能相關(guān)新技術(shù)、新工藝和新規(guī)范，將本課程構(gòu)建為“植保無人機系統(tǒng)安裝與調(diào)試”“農(nóng)機自動導航系統(tǒng)安裝與調(diào)試”等四個項目，如圖2所示，共計48學時。

以項目4為例，“智慧農(nóng)場典型控制系統(tǒng)設(shè)計與裝調(diào)”為江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備工程中心承接的智慧農(nóng)場真實科研項目，農(nóng)場面積50余畝，主要任務是用智能傳感器、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)實現(xiàn)智慧農(nóng)場中溫室的智能化管理、水肥自動管理等功能，服務于農(nóng)場智能化管控。

1.3 "產(chǎn)學研創(chuàng)，立足多元需求搭建資源平臺

本課程按“功能互補、虛實結(jié)合”的架構(gòu)邏輯建設(shè)教學資源，充分發(fā)揮江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備工程中心、國家級現(xiàn)代農(nóng)林虛擬仿真中心、江蘇農(nóng)博園教學生產(chǎn)性實訓中心的作用，做到校企資源、線上線下資源相融合，利用學校智慧教室、智慧農(nóng)場大數(shù)據(jù)管理中心等教學場所實施各項任務。同時開發(fā)“精準灌溉施肥設(shè)備虛擬拆裝”“精準灌溉施肥設(shè)備虛擬排故”等信息化資源，讓學生直觀感受精準灌溉施肥設(shè)備的本體結(jié)構(gòu)和排故步驟，使教學表現(xiàn)形式更加形象化、多樣化、視覺化和互動化。

1.4 "成果導向，基于功能實現(xiàn)評價教學成效

本課程以是否有效學習為準繩，以能否做出設(shè)備（產(chǎn)品）為導向，構(gòu)建DPR（診斷性、過程性、成果性）三度評價體系，如圖3所示。其中，診斷性評價是教師對小組學生的課前設(shè)計方案進行評分，預判方案的可行性；過程性評價采用師生共評的方式，對學習軌跡、小組研討、實訓操作、設(shè)備（產(chǎn)品）試做等線上線下學習行為進行評價；成果性評價主要是通過課后教學環(huán)節(jié)、第二課堂對各小組的設(shè)備（產(chǎn)品）功能進行評價。

2 "教學實施

2.1 "“三段五步”推進課堂實施

教學過程以智慧農(nóng)場真實項目驅(qū)動，通過對接企業(yè)工作過程，按照“導、探、練、析、評”五步來組織混合式教學課堂實施，鼓勵學生課前構(gòu)思、課中操作、課后拓展全程參與，培養(yǎng)學生“懂原理、會設(shè)計、能安裝、擅調(diào)試”的能力。以項目4“智慧農(nóng)場典型控制系統(tǒng)設(shè)計與裝調(diào)”任務4“智慧農(nóng)場典型控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)”為例，教學過程如下。

2.1.1 "課前：學生自主學習，教師在線指導

1）通過課程平臺發(fā)布課前任務單，查看學生完成情況，微調(diào)教學內(nèi)容和教學重難點。

2）通過課程平臺發(fā)布視頻、微課、課件、操作手冊等相關(guān)預習資料，幫助學生更好地理解教學內(nèi)容。

2.1.2 "課中：采用“導、探、練、析、評”五

步來展開教學

1）導任務：真實項目導入，真實情境教學。通過播放實際案例視頻、動畫等方式導入學習任務，引導學生思考智慧農(nóng)場系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的方案，發(fā)散學生的思維。

2）探方案：自主合作探究，突破教學重點。通過思維導圖、頭腦風暴、小組PK任務、分組討論、分組匯報，制定智慧農(nóng)場中智能溫室、精準灌溉施肥設(shè)備的組網(wǎng)方案，選擇最優(yōu)的通信方式，理解智慧農(nóng)場大數(shù)據(jù)平臺的架構(gòu)和功能，培養(yǎng)學生自主學習、主動思考、團隊合作的能力和創(chuàng)新意識。

3）練技能：“理虛實”一體化，鍛煉核心技

能。采用虛擬仿真、虛擬拆裝、虛擬排故、智慧農(nóng)場大數(shù)據(jù)分析管理平臺等手段，虛實結(jié)合鍛煉學生的核心技能，突破重點、化解難點。通過騰訊會議直播還原真實工作場景，讓學生在實訓室和大數(shù)據(jù)中心合作完成任務，兩位授課教師在兩地共同授課。實訓室的學生完成聯(lián)調(diào)前的準備，大數(shù)據(jù)中心的學生完成管控平臺的配置，兩邊合作進行聯(lián)調(diào)，然后再互換角色。聯(lián)調(diào)過程再現(xiàn)實際生產(chǎn)場景，情境化教學激發(fā)學生興趣，鍛煉學生舉一反三、團隊合作的能力。兩邊合作進行智能溫室聯(lián)調(diào)的場景如圖4所示。

4）析問題：學習—分析—小結(jié)，易錯強化練

習。通過整理、分析、小結(jié)學習過程中存在的問題，不斷強化練習，培養(yǎng)學生思考問題的能力。

5）評結(jié)果：點評學習過程，明確提升方向。對各小組按照評價體系進行師生、生生評價，通過思維導圖梳理教學內(nèi)容和教學重難點，明確提升方向。同時，布置實訓室整理任務，潛移默化中教育學生尊重勞動，養(yǎng)成良好勞動習慣。

2.1.3 "課后：拓展提升，運用所學知識為現(xiàn)代

農(nóng)業(yè)賦能

1）通過課程平臺發(fā)布拓展任務，檢驗教學目標達成情況。

2）布置學生實地走訪、了解現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)智能化控制需求的任務，提升現(xiàn)代農(nóng)業(yè)智能化水平。

3）帶領(lǐng)學生參與智能農(nóng)業(yè)裝備社團活動，積極參與各級各類比賽。

2.2 "全過程落實課程思政

將勞模精神、勞動精神、工匠精神、職業(yè)精神等思政元素融入教學全過程，寓德于教、寓道于教，實現(xiàn)課程思政潛移默化地融入教學。例如：在進行硬件接線時，先虛后實，逐一確認，確保接線安全、規(guī)范，將做事嚴謹?shù)膽B(tài)度融入教學，寓德于教，培養(yǎng)學生做事嚴謹細致的態(tài)度；教師示范精準灌溉施肥設(shè)備故障排除，小結(jié)出“察—析—測—排”四步排故法，寓道于教，培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)。

將勞動教育全過程滲透。例如：開展“致敬楷模、傳承匠心”專題，培育勞動精神；學生實訓結(jié)束后整理實訓場地、打掃衛(wèi)生，養(yǎng)成勞動習慣；學生克服農(nóng)業(yè)生產(chǎn)苦臟累等困難，學農(nóng)、知農(nóng)、愛農(nóng)。

3 "結(jié)束語

“線上+線下”混合式教學打破了傳統(tǒng)的灌

輸型教學模式，做到教學“三對接”，即教學內(nèi)容對接企業(yè)真實項目、教學過程對接機電一體化系統(tǒng)標準化工作過程、教學環(huán)境對接真實工作環(huán)境，加強學生安全操作意識和操作規(guī)范的培養(yǎng)。教學過程實施“三結(jié)合”，即虛實結(jié)合、理實結(jié)合、研教結(jié)合，利用仿真軟件進行仿真編程和調(diào)試，在生產(chǎn)型設(shè)備上開展教學實訓，構(gòu)建“做中學、學中做”的學習環(huán)境，將機電一體化新技術(shù)、新工藝融入專業(yè)教學中，促進教學形成閉環(huán)，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力與專業(yè)實踐能力，提高專業(yè)教師教研科研水平。

參考文獻

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