職業(yè)教育智慧課堂教學(xué)模式構(gòu)建與實證研究

冷 令 王 琳 王婷婷 李秀琴 招妙妍

（1.中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 中山 528400；2.中山市中等專業(yè)學(xué)校，廣東 中山 528400）

1 研究職業(yè)教育智慧課堂的意義

《國家職業(yè)教育改革實施方案》中明確指出，“職業(yè)教育與普通教育是兩種不同教育類型，具有同等重要地位”［1］。自改革開放以來，職業(yè)教育為我國經(jīng)濟社會發(fā)展提供了有力的人才和智力支撐。隨著我國進入新發(fā)展階段，產(chǎn)業(yè)升級和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整速度不斷加快，各行各業(yè)對技術(shù)技能人才的需求越來越緊迫，職業(yè)教育的重要地位和作用日益凸顯。

智慧教育是教育現(xiàn)代化的最終愿景，提高質(zhì)量是職業(yè)教育改革發(fā)展的核心任務(wù)。智慧課堂是在智慧教育理念的指導(dǎo)下，以信息技術(shù)為支撐，改進教學(xué)形式、方法等，將學(xué)生智慧的培養(yǎng)貫穿始終，保證學(xué)習(xí)真實發(fā)生的一種高品質(zhì)課堂。智慧課堂建設(shè)的出發(fā)點在于試圖打破將課堂作為封閉實體、追求確定性、踐行程序化的課堂習(xí)慣［2］，視學(xué)生學(xué)習(xí)過程為復(fù)雜情境中的智性活動與生命沖動，通過互動交流、研討研究的過程，實現(xiàn)學(xué)生深度體驗、深刻理解，從而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，讓每一位學(xué)生的智慧都得到全面發(fā)展。

打造智慧課堂的意義在于智慧課堂賦予每個學(xué)生極高的課堂參與度，可激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，以教師的教育智慧激發(fā)學(xué)生的靈感，引導(dǎo)學(xué)生動腦思考、動手實踐，讓課堂充滿思想火花，讓教學(xué)的重難點在探究討論中得以解決，讓課堂生成的問題在熱烈的研討中得以升華。智慧課堂的提出和發(fā)展，實際上是學(xué)校教育信息化聚焦于教學(xué)、課堂、師生活動的必然趨勢。借助網(wǎng)絡(luò)空間等教育資源，教師可以開展備課授課、家校互動、網(wǎng)絡(luò)研修、學(xué)習(xí)指導(dǎo)等活動；學(xué)生應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)空間等學(xué)習(xí)平臺進行預(yù)習(xí)、作業(yè)、自測、拓展閱讀、網(wǎng)絡(luò)選修課等學(xué)習(xí)活動，可以養(yǎng)成自主管理、自主學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣［3］?；谥腔壅n堂的智慧人才培養(yǎng)關(guān)系著國家的經(jīng)濟騰飛和科學(xué)技術(shù)進步，是實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢的重要保障，智慧人才培養(yǎng)被世界各國擺在比任何一個時期都重要的位置。

2 職業(yè)教育智慧課堂的構(gòu)建原則

2.1 “學(xué)為中心”原則

以教師為主體、以學(xué)生為客體的傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)不符合現(xiàn)代教育的需求，職業(yè)院校和教師應(yīng)更多探索“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性”的現(xiàn)代教育模式，借助于信息化技術(shù)手段的“教”與“學(xué)”翻轉(zhuǎn)課堂，以實現(xiàn)信息化教學(xué)真正意義上的“學(xué)為中心”［4］。

在立足職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標和課程標準的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)情分析設(shè)定學(xué)習(xí)目標，選用合適的教學(xué)方法，針對專業(yè)特點，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境和教學(xué)任務(wù)，創(chuàng)建輔助學(xué)生自主學(xué)習(xí)的信息化學(xué)習(xí)資源，以實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力和綜合素質(zhì)的教育目的。

2.2 基于職業(yè)綜合能力培養(yǎng)的遞進式任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式

立足人才培養(yǎng)目標和課程標準，堅持以就業(yè)為導(dǎo)向、以能力為本位的現(xiàn)代職教思想，運用“精講理論—虛擬操練—實踐提升”的“理、虛、實”一體化教學(xué)模式開展教學(xué)，可有效提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，提升學(xué)生職業(yè)技能水平；以“精心求益、智造匠精”為目標，培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神和勞動精神，使學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、實踐學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等完成課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，激發(fā)自主學(xué)習(xí)動力和創(chuàng)新意識，提升信息化素養(yǎng)。

將企業(yè)項目、職業(yè)標準與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，理論學(xué)習(xí)與實踐操作相結(jié)合，教學(xué)過程與生產(chǎn)過程相結(jié)合，教師和企業(yè)技師相結(jié)合［5］，以項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動為前提，通過技能訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的崗位技能與職業(yè)素養(yǎng)，形成“項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動、學(xué)做合一”的教學(xué)模式。

2.3 自主學(xué)習(xí)與交互學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)

基于互聯(lián)網(wǎng)的信息化學(xué)習(xí)資源為學(xué)生創(chuàng)建了充分的自主學(xué)習(xí)環(huán)境，不受時間、地點的限制，使學(xué)生充分自由地獲取信息，更加貼合學(xué)生的年齡特點、符合時代特征［6］。輔助教學(xué)的信息化課程資源種類豐富、生動形象，以圖像、聲音、動畫、視頻等多媒體形式呈現(xiàn)，能綜合刺激學(xué)生的多種感官，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和欲望。圖文并茂的交互式人機界面為學(xué)生探究式自主學(xué)習(xí)創(chuàng)造了有利條件，使學(xué)生與資源的互動更加便捷，更有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)［7］。

當前隨著教育信息化的發(fā)展，信息化交互場域已悄然形成，人—人、人—機、人—機—人交互的綜合交互環(huán)境已經(jīng)建立。學(xué)生一旦進入信息化學(xué)習(xí)界面，就已經(jīng)建立交互關(guān)系，交互學(xué)習(xí)已成為極其自由與便捷的、深受學(xué)生喜愛的學(xué)習(xí)方式［8］。

3 職業(yè)教育智慧課堂教學(xué)模式案例實證

3.1 案例教學(xué)內(nèi)容綜述

本次參加廣東省職業(yè)院校技能大賽教學(xué)能力比賽的作品是“機電一體化設(shè)備安裝調(diào)試綜合項目”課程中的內(nèi)容。堅持“德技并修、全員育人”的理念，根據(jù)實訓(xùn)平臺工作任務(wù)與教學(xué)內(nèi)容對接要求，構(gòu)建課程綜合運用模塊——“智能化生產(chǎn)線的調(diào)試”教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)、勇于創(chuàng)新，熱愛勞動、辛勤勞動、誠實勞動，執(zhí)著專注、精益求精、一絲不茍、追求卓越等基本職業(yè)素養(yǎng)。

將課程的16學(xué)時分解成6個工作任務(wù)開展教學(xué)，通過學(xué)習(xí)使學(xué)生能整體認識自動化生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)、工作過程及設(shè)備的安裝調(diào)試與維護，掌握常見傳感器的功能、原理、使用和選擇傳感器類型的方法，能夠識讀氣路圖和電氣控制圖，進行氣動和電氣回路的安裝，能夠熟練使用GX Works 2軟件編程、GT Designer 3觸摸屏界面的繪制、RobotStudio工業(yè)機器人的仿真軟件編程、宇龍仿真軟件，熟練掌握PLC與觸摸屏、變頻器和工業(yè)機器人等設(shè)備的通信與調(diào)試，具備自動化設(shè)備與生產(chǎn)線的維修電工、車間電氣技術(shù)員、安裝調(diào)試維修工、PLC程序設(shè)計員、技術(shù)改造員及系統(tǒng)維護技術(shù)員等從業(yè)人員的基本職業(yè)能力，在整個工作過程中，能夠自覺保持安全作業(yè)及“8S”工作要求。

3.2 整體教學(xué)活動實施

以學(xué)生為中心，運用“精講理論—虛擬操練—實踐提升”的“理、虛、實”一體化教學(xué)模式，充分運用信息化手段，實施課前自學(xué)、課中導(dǎo)學(xué)、課后拓展的教學(xué)組織形式，將工匠精神、勞動精神、愛崗敬業(yè)、競爭意識等思政內(nèi)容貫穿教學(xué)組織的全過程。采用任務(wù)驅(qū)動法、合作探究法等教學(xué)方法，融合微課、動態(tài)原理圖、虛擬仿真等信息化資源與技術(shù)實現(xiàn)教學(xué)目標［9］，具體見圖1。

圖1 教學(xué)實施過程

3.3 教學(xué)活動案例

下面以任務(wù)四“工業(yè)機器人模塊應(yīng)用編程”為例加以說明。該部分需要在滿足智能化生產(chǎn)線綜合控制流程的前提下，編制出工業(yè)機器人的應(yīng)用程序，具體教學(xué)目標見表1。為了進一步貼近企業(yè)實際生產(chǎn)流程，要求學(xué)生在教師的幫助下，進一步優(yōu)化程序，使項目運行與企業(yè)生產(chǎn)過程對接，提高生產(chǎn)效率。同時，教學(xué)內(nèi)容對接“1+X”證書工業(yè)機器人應(yīng)用編程職業(yè)技能要求，鍛煉學(xué)生的綜合實操能力。

表1 工業(yè)機器人模塊應(yīng)用編程的教學(xué)目標

教學(xué)活動分為三個環(huán)節(jié)：課前探學(xué)、課中樂學(xué)、課后善學(xué)［10］。

3.3.1 課前探學(xué)

隨著科技工業(yè)自動化的發(fā)展，很多企業(yè)相繼通過智能化生產(chǎn)線作業(yè)。在用工荒和勞動力成本上漲的背景下，以勞動密集型企業(yè)為主的中國制造業(yè)將進入“智能制造”新的發(fā)展狀態(tài)。在此背景下，企業(yè)對人才的職業(yè)技能和綜合素質(zhì)提出了更高的要求。

為了更好地讓學(xué)生了解企業(yè)生產(chǎn)實際，課前搭建企業(yè)情境，讓學(xué)生能夠了解工業(yè)機器人工作的典型任務(wù)和環(huán)境，通過觀看實訓(xùn)平臺上工業(yè)機器人模塊的完整工作視頻，結(jié)合實訓(xùn)任務(wù)書明確學(xué)習(xí)任務(wù)，利用信息化教學(xué)資源，自主復(fù)習(xí)工業(yè)機器人相關(guān)編程指令和仿真軟件的使用。

3.3.2 課中樂學(xué)

課中以學(xué)生為中心實施任務(wù)，圍繞項目依據(jù)活頁式任務(wù)書及工作過程，設(shè)計學(xué)習(xí)過程，并以此展開教學(xué)。為了提高學(xué)習(xí)效率，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，采取線上線下相結(jié)合的教學(xué)方式，設(shè)計了工學(xué)一體的教學(xué)流程。

環(huán)節(jié)一：情境創(chuàng)設(shè)、融入思政。播放“學(xué)習(xí)強國”平臺上的視頻“工業(yè)機器人引領(lǐng)‘制造’加速邁向‘智造’”，感受科技強國的魅力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和愛國精神。

環(huán)節(jié)二：項目分析，明確任務(wù)。通過觀看視頻，引導(dǎo)學(xué)生將實際生產(chǎn)流程與模擬生產(chǎn)線流程一一對應(yīng)，同時思考其中工業(yè)機器人的具體工作任務(wù)。

環(huán)節(jié)三：角色扮演，解決難點。小組成員輪流扮演工業(yè)機器人和PLC的角色，以完成指定加工任務(wù)。通過角色扮演游戲，可提高學(xué)習(xí)趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生進一步理解工業(yè)機器人和 PLC 的通信方式，經(jīng)小組討論總結(jié) I/O 配置并填入表格，完成實訓(xùn)任務(wù)1。

環(huán)節(jié)四：繪制流程，規(guī)劃路徑。通過游戲總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生繪制工業(yè)機器人的工作流程圖，規(guī)劃工業(yè)機器人在智能化生產(chǎn)線中的運動路徑，完成實訓(xùn)任務(wù)2，并為后續(xù)任務(wù)及編寫程序做鋪墊。

環(huán)節(jié)五：問題引導(dǎo)，程序規(guī)劃。通過提問的方式啟發(fā)學(xué)生對程序進行編輯規(guī)劃：①機器人啟動，判斷機器人是否在原點位置？②機器人啟動，對相關(guān)信號及變量如何進行復(fù)位？③不同的目標點分別使用什么運動指令？④不同動作的觸發(fā)條件是什么？引導(dǎo)學(xué)生尋疑、解疑、歸納、總結(jié)經(jīng)驗，鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，解決知識疑難點，對智能化生產(chǎn)線工作流程的程序編輯進行初步規(guī)劃，完成實訓(xùn)任務(wù)3。

環(huán)節(jié)六：模塊思維，編寫程序。通過RobotStudio虛擬仿真軟件演示I/O信號的連接，幫助學(xué)生突破難點，理解工業(yè)機器人和PLC部分的通信方式，引導(dǎo)學(xué)生形成模塊化的編程思路，編寫加工中心模塊的機器人應(yīng)用程序。

環(huán)節(jié)七：點評作品，優(yōu)化程序。教師選擇優(yōu)秀學(xué)生的作品投屏至一體機，解讀學(xué)生的例行程序，學(xué)生分享編程思路，進一步培養(yǎng)模塊化編程思維。教師點評演示優(yōu)化程序，通過調(diào)整工具中心點在不同目標點的運行速度來提高工業(yè)機器人的生產(chǎn)效率，更貼近企業(yè)實際生產(chǎn)需求。學(xué)生調(diào)整優(yōu)化自己的程序，完成工業(yè)機器人模塊的程序編寫。

環(huán)節(jié)八：小組通過仿真和實操相結(jié)合，根據(jù)工作任務(wù)要求把工業(yè)機器人模塊和其他模塊的程序控制進行整合，實現(xiàn)綜合控制，根據(jù)流程調(diào)整要求和運行結(jié)果對程序進行調(diào)整。

環(huán)節(jié)九：多元評價，課堂小結(jié)。學(xué)生分享最終的作品至超星學(xué)習(xí)通平臺，小組互評、教師現(xiàn)場點評，并邀請兼職企業(yè)技師參與共同評分，給予學(xué)生完善建議。同時，教師引導(dǎo)學(xué)生梳理任務(wù)解決過程，鞏固模塊化編程思維，復(fù)習(xí)容易出錯的環(huán)節(jié)，總結(jié)實操經(jīng)驗，并按“8S”管理規(guī)范清理現(xiàn)場。

3.3.3 課后善學(xué)

課后，結(jié)合企業(yè)技師對作品的評價，和教師合作布置拓展應(yīng)用內(nèi)容，用偏移指令進一步調(diào)整工業(yè)機器人的程序，使其更貼近實際生產(chǎn)流程，進一步鞏固重難點。

4 結(jié)語

信息化技術(shù)的飛速發(fā)展為職業(yè)教育帶來了機遇和挑戰(zhàn)，職業(yè)教育智慧課堂的研究與實踐也越來越得到重視。職業(yè)教育智慧課堂的教學(xué)過程突出以職業(yè)技能為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心，通過體驗真實、有趣且充滿競爭的全程任務(wù)實踐，采用“理、實、虛”一體化的教學(xué)模式，實現(xiàn)理論點撥、虛擬仿真、實操訓(xùn)練的有機結(jié)合，使學(xué)生掌握的職業(yè)技能與專業(yè)技術(shù)崗位對接，全面提升學(xué)生的綜合職業(yè)能力，培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能型應(yīng)用人才，進而助推職業(yè)教育的創(chuàng)新發(fā)展。