高职信息化课堂教学设计实践研究

1 引言
高等职业教育创新发展行动计划（2015-2018年）的主要任务与举措中提出“推进信息技术应用”，即顺应“互联网+”的发展趋势，应用信息技术改造传统教学，促进个性化学习方式的形成[1]。随着职业教育的发展趋势，改变传统的单一教学模式，以《电气系统安装与调试》课程为例，应用信息化技术手段进行教学改革探索，创新课堂教学模式和教学特色。
2 信息化课程分析
2.1课程定位
《电气系统安装与调试》是机电一体化工技术专业针对电气自动化、机电系统安装与调试岗位能力进行培养的专业核心课程，课程构建于《PLC控制技术》《传感器检测技术》《电气控制技术》《液压与气动》等课程的基础之上，主要培养学生综合运用专业知识和技能解决实际问题的能力。课程的教学资源开发以岗位分析中的典型工作任务为载体，以行动为导向、模拟企业真实工作过程：订单接受→计划制订→生产准备→操作实施→技术移交，强调“做中学，教学做”一体化。基于工作过程的一体化教学为学生专业能力、社会能力和方法能力的培养提供了良好的环境和载体，构建学习情境的能力矩阵模型[2]。
根据一体化教学的特点和要求，本课程归属学习领域“机电一体化控制技术”，包括3个学习情境，从简单到复杂，3个学习情境总共包含12个任务单元，每个任务单元统一开发1个教学资源包，如图1所示。

图1 课程信息化教学资源
2.2课程能力目标
学生职业行为能力目标：能根据任务单元要求完成电气元件的合理选型与布局；能根据控制功能对机电控制系统进行安装、调试并解决常见问题；能编写任务单元的控制程序；能使用专业的仪表工具进行检测；能为客户进行系统调试与移交说明。
专业能力目标：具备与客户交流和协商的能力，向客户展示电气系统的技术功能；合理选择任务单元所需电气元件；能独立制订实施计划；能遵守相关法律、技术规定，按照正确规范进行操作，保证系统安装质量；根据客户要求，实现系统的电气功能；能调试安装后的机电系统工作情况，并在移交过程中向客户介绍已完成的工作。
社会能力目标：具有较强的口头与书面表达能力、人际沟通能力；具有团队精神和协作精神；具有良好的心理素质和克服困难的能力；能与客户建立良好、持久的关系。
方法能力目标：能自主学习新知识、新技术；能通过各种媒体资源查找所需信息；能独立制订工作计划并实施；能不断积累任务经验，从个案中寻找共性。
课程中重点培养学生掌握机电控制系统设计与安装调试，最终实现基础知识、操作技能、技术标准以及检测调试等专业能力的提升，同时注重培养学生的社会能力和方法能力[3]。
3 课程信息化设计思路
3.1强调在行动中学习，实现工作过程的“一体化”教学
课程的实施过程按照“行动导向教学法”的六个步骤进行：资讯、决策、计划、实施、检查和评估，体现了“以学生为中心、教师引导、教学做一体化”的新型教学理念。
3.2建设“分类培养、分层教学”的技能实践教学内容
高职学生基础知识良莠不齐，为解决机电一体化技术专业不同方向的学生、同一方向的不同学生，出现“吃不饱”和“吃不了”的问题，我们将课程内容分为入门项目、主导项目、拓展项目三个层次，由易到难、由简单到复杂，学生可以根据自身情况，选择合适的任务单元，实现有科学根据的“双分”教育。
3.3实行“混合式”线上线下联动考核
理实一体化教学通过工作任务学习相关的技能和知识，分解各项任务实现整体的教学目标，注重平时的知识积累和职业素质的养成。因此，课程的考核采用“线上考核”与“线下考核”联动的方法。考核方法如表1所示。

表1 考核方法
3.4构建学生发展的“多维度、立体化”能力矩阵
基于能力本位的思想，培养学生日后工作中必备的专业能力，重点培养学生的方法能力和社会能力，形成能力矩阵。能力矩阵是高职学生能力训练的重要保障，按照知识、技能由浅入深、由简单到复杂、能力螺旋上升原则，进行多维度、立体化设计[4]。
4 信息化课程教学设计实践
下面我选择学习载体“X62W万能铣床电气故障分析与排除”,从教学设计分析、教学设计思路、教学实施过程、教学效果反思四个方面进行信息化教学实践。
4.1教学分析
4.1.1教学内容
本单元选自机电一体化技术专业《电气系统安装与调试》课程，根据人才培养方案，立足地区对自动化人才需求，发挥学院现有设备优势，将教学内容细分为3个学习情境，本课题是第3个情境：X62W万能铣床电气故障分析与排除，所需学时4学时。该门课程学习之后，学生可考取维修电工中级证书。
4.1.2教学对象
课程教学对象是：高职机电一体化技术专业二年级学生。他们的优势是有一定的理论基础、思想活跃、实践动手能力强、渴望实现自身价值、擅长计算机。他们的弱势是自主学习能力薄弱、不擅长问题分析、厌烦纯理论灌输、不擅长查找问题。
4.1.3教学目标
根据教学内容和电气自动化岗位技能要求，确定了本单元的知识目标和技能目标，并把培养学生安全作业意识、沟通与协调能力、团队合作精神等基本素养贯穿于整个教学过程中。
4.2设计思路
根据学生学情特点，本单元的教学通过课前准备、课堂导学、课后评价三层进阶方式，每一阶段实行不同的教学步骤，分六步完成教学过程。采用角色扮演法、项目教学法、分组教学法，以X62W万能铣床为载体进行教学设计，完成铣床的电气线路分析，根据故障现象准确判断故障点。
项目实施过程设计是项目化工作模式，采用六步教学方式，按照学生在工作情境中引入故障任务，明确任务后拟定维修计划，根据所学理论知识，分析故障现象，确定故障范围，进行排故方案论证，然后利用电工工具进行仿真和实物故障排除，完成维修工作票，故障排除后接受质量检查与验收，最后教师总结点评。在不同的环节分别完成知识和技能的学习，素质教育贯穿整个教学实施过程。

图2 教学实施过程
在教学实施的过程中主要用到的信息化手段有网络平台、仿真操作、微视频和多媒体课件，在信息化教学环境下，利用学生的优势采用网络课程、微视频等信息化手段激发学生学习的积极性，培养其自主学习能力。采用仿真操作、多媒体课件等手段生动直观地讲解理论和技能要点，提高教学成效。
4.3实施过程
第一步故障引入：教师通过网络平台发布预习准备，学生通过学习通APP接收预习通知，下载电子课件、微课程、教学动画等信息化教学资源，辅助学生自主完成预习。角色扮演法融入企业真实工作环境，操作工在加工过程中发现铣床主轴不动，操控台按钮、手柄失效，填写维修申请单，说明机床故障现象，上报维修部经理。
维修部经理接受任务，将故障任务布置给各设备维修班组。
第二步拟定排故计划：学生根据“明现象→懂原理→定范围→做检测→排故障”的工作思路，收集资料，分组拟定维修工作计划。
第三步方案论证：明确任务后，进入故障现象分析环节，教师以问题启发的方式引导任务解析，讲解铣床加工过程，引出X62W万能铣床电气控制基本原理，主轴电气控制原理、控制回路等，便于学生掌握知识点。理论讲解后，教师带领学生现场查看铣床工作环境，确认故障现象，分析故障点范围，鼓励学生查看铣床说明书，通过网络平台下载铣床电气原理图，看图识电路。
第四步排故实施：该环节分为仿真排故和实物操作两部分，首先进行仿真操作，教师引导学生利用机床仿真排故软件，并通过教师端发布故障点至学生端，学生通过机床排故“X62W万能铣床电路智能实训单元”进行仿真排除故障练习，准确找到故障点，该操作完成后，系统会自动评分，教师在学生仿真排除故障的过程中进行巡回指导。学生熟练进行仿真操作后，进行实物机床排故，学生根据故障现象，快速查找并排除电气故障点，并根据现场的故障排除情况，如实填写维修工作票。
第五步检查与控制：模拟企业真实操作环境检查故障排查情况，完成铣床故障排除后的质量验收，积极思考故障排除方法，完善维修工作票。
第六步总结评价：教师鼓励学生在课堂上进行成果展示和经验分享，通过教师点评、学生自评、同学互评的方式实现知识和技能的内化。教师以“学生发展”为中心，采用雷达图分析法对学生综合能力进行评估，给出合理的发展建议，让学生充分了解自己的优势和弱势，在以后的项目中查缺补漏。
5 信息化课堂教学效果反思
项目任务完成后，教师通过发起投票，让学生参与对本项目教学目标的相关内容进行投票，合理定位自己。
实施综合表明，绝大多数学生能在教师的引导下完成教学任务要求，与对照班比较，平均分提高25.7%，最低分提高32.8%，信息化教学手段的应用使学生的知识、技能和素养均得到了很好的提高。
反思本单元教学设计的特色与创新点主要有：
（1）仿真系统的应用，实操前进行仿真演练，有利于学生快速建立感性认识，有效掌握X62W铣床电气故障排除方法，减少安全隐患。
（2）企业环境的模拟，在项目中通过引入企业生产过程中的铣床电气故障，让学生身临其境解决问题，提高自身技能，提升职业素养。
（3）泛雅网络平台的运用，实现了课程资源多样性、信息化特点，学生可以自由选择学习资源。
（4）三层进阶、六步教学模式的引入，在项目实施的过程中采用三阶、六步教学模式，让学生在基于工作过程的学习情境中有效锻炼岗位工作能力。