教育信息化背景下高職智慧課堂教學模式探究
——以“自動生產線技術”課程為例

王 琰,朱麗琴

(南京科技職業學院,江蘇 南京 210048)

0 引言

現代信息技術正在不斷深入職業教育領域,深刻改變著職業教育課堂生態,使得智慧課堂成為智慧教育研究的重要方向之一[1,2]。如何建設職業教育智慧課堂成為現代職業教育教學改革所必須面臨的課題。本文以“自動生產線技術”課程為例,將信息技術與課堂教學深度融合,構建一種符合高職教育特點的“線上線下+理實一體+虛實結合”智慧課堂模式,為課堂教學改革與創新提供了參考。

1 打造智慧課堂的實踐載體,明確教學模式設計思路

在“互聯網+職業教育”背景下,智慧化學習空間是智慧課堂的實踐載體[3]。“自動生產線技術”課程是高職機電一體化技術專業核心課程,旨在培養學生的自動化生產線裝調崗位技能,將自動化生產線技術的知識、技能、企業規范、安全意識、團隊協作等元素進行梳理、整合并得以綜合運用,是學生實現從學生到職工轉變的重要平臺[4]。結合課程的綜合性和實踐性特性,平臺打造象征著“融合”和“永恒”的“莫比烏斯環”式智慧化學習空間。“莫比烏斯環”式學習空間是將智慧課程、職業技能和技術素養融為一體。從宏觀上包含兩部分內容,一是空間“外”部精準對接產業鏈與崗位群的需求,實現課程內容與職業能力標準的有機對接。二是空間“內”部利用智能化云平臺實現課程資源共建、共享、互動和再生成,打造線下實體、線上虛擬的教學環境,構建基于能力本位的“線上線下+理實一體+虛實結合”的智慧課堂創新模式。

智慧課堂教學模式設計思路旨在教學環境、教學模式和教學評價等方面體現職業教育能力本位、就業導向、知行合一的育人模式。此模式運用技術創新構筑“物理環境+資源服務+交互空間”三位一體的智慧教學環境[5],實現學習環境的重構;運用方法創新指導課堂教與學,以學生為主體,重過程、重教法、重實踐,將“學情分析+任務驅動+探究學習+評價反思”為主的教學活動貫穿始終,形成教師的“教”和學生的“學”聯動交互的教學循環;運用邏輯創新形成課堂評價,采用“線上+線下”“理論+實踐”相結合的評價模式,通過過程性評價和診斷性評價反饋教學質量,提供即時的學情分析,構成課堂教學的閉環交互。

2 “線上線下+理實一體+虛實結合”教學模式構建

2.1 教學內容與職業能力目標有機對接

基于課程定位和機電專業培養目標,通過企業調研和畢業生回訪梳理自動生產線安裝與調試崗位需求。此教學模式是以“自動生產線機、電、氣的調裝、參數設置、程序設計”為課程的核心技術技能,以亞龍YL-335B 生產線和龍舟LZ-Me101 可拆裝機電設備為實操平臺,以宇龍機電控制仿真軟件和FluidSIM 液壓氣動仿真軟件為虛擬仿真教學平臺。基于工作過程形成單項技能和綜合技能兩大學習模塊,將教學任務分解成12 個子項目和29 個學習任務。教學內容組織上實現從單一到綜合,從以LZ-Me101 設備為載體的核心技術應用技能訓練到以YL-335B 設備為載體的綜合技能訓練。實施過程中,學校充分利用虛擬仿真平臺彌補設備數量不足的問題,滿足學生創新設計的需求。教學內容、目標及課時分配如表1 所示。

表1 教學內容、目標及課時分配

2.2 教學空間線上線下有機結合

運用技術創新構筑“物理環境+資源服務+交互空間”三位一體的智慧教學環境。物理環境提供設施支撐環境,資源服務提供多樣化的資源共享環境,交互空間實現師生、師師、生生、師徒、人機之間的互動交流。

開展課內課外線上與線下教學活動。線上教學基于學情分析,依托智慧職教平臺發布課堂資源和學習任務,進行課堂討論、頭腦風暴、測驗、投票、小組PK、問卷調查等環節的互動,學生在學習過程可進行實時追蹤。線上課程豐富的資源為學生拓展課外知識提供了平臺,學生可以隨時隨地學習,并與老師互動。線下教學以課程標準和學情分析為指導,以課堂真實設備為載體,進行元件認知以及機、電、氣各部分的拆裝和編程調試等知識和技能的學習。學校充分利用虛擬仿真教學平臺能夠讓學生在虛擬仿真中理解知識點,對于氣動系統以及電氣控制系統,學生可選擇FluidSIM仿真軟件模擬運行;對于YL335B 生產線設備以及LZMe101 可拆裝設備的技能訓練,學生可選擇宇龍機電仿真軟件模擬設計和運行調試。學生在仿真成功后,可在真實設備上進行組裝和調試,在實際操作中鞏固知識點和技能點,在反復訓練中提高專業技術能力。

2.3 教學過程理論與實踐高度融合

“自動生產線技術”課程內容涵蓋了機電一體化技術專業核心技術。鑒于課程的綜合性特征,單純的理論學習頗為枯燥和難懂,將理論知識與實踐技能培養高度結合,采用任務驅動式的項目化教學方法,精講多練,講練結合。在完成任務的過程中,學生就能夠理解和掌握重難點知識,融“教、學、做”于一體,為學生綜合職業能力的培養奠定良好的基礎。

任務的實施將虛擬仿真與真實設備結合,將虛擬仿真技術引入課堂,解決實際設備數量不足的問題,打破空間上和時間上的學習約束,為學生個性化設計及創新思維訓練提供平臺。學校要緊跟技術發展的社會趨勢,精準對接企業行業標準和技術攻關,定制虛擬仿真訓練模塊,將“硬件實操學習與訓練”與“軟件虛擬仿真學習與訓練”相結合,同時滿足理論教學、虛擬仿真功能性驗證、硬件實訓實操等教學全周期的需求。真實設備包含元件的裝調訓練、PLC 外部接線與編程、變頻與觸摸屏控制、伺服與步進系統控制等真實的硬件訓練。虛擬仿真訓練模塊包含3D 資源學習、課程三維虛擬仿真訓練,培養學生在設備認知、設備安裝接線、參數設置與調試、PLC 編程與組態監控、運行與維護、故障排除等方面的專業技術能力。

3 “線上線下+理實一體+虛實結合”教學模式實踐

基于“線上線下+理實一體+虛實結合”的“自動生產線技術”課程教學模式是以學生為中心,運用方法創新指導課堂教與學,將“學情分析+任務驅動+探究學習+評價反思”為主的教學活動貫穿始終。此模式突破課堂空間限制,在課前、課中、課后教學過程中,學校要將理論學習與實踐技能訓練高度整合,將知識情景與工作任務相結合,在智慧化學習空間下促進學生的智慧發展。基于智慧課堂的教學模式及教學過程如圖1所示。

圖1 基于智慧課堂的教學模式及教學過程

3.1 課前線上自主學習

學情分析:教師利用智慧職教課程平臺,獲取學生學習成績和作業情況,并結合上次課堂學習情況(學習態度、認知能力、技能達成度、信息素養等),精確掌握學情信息,以便對于教學目標做出合理的預設。

預習測評:教師基于預設的教學內容,通過智慧職教課程平臺推送預習資源、發布預習任務,指導學生進行資源學習并完成預習測評。學生也能夠對自學過程中遇到的問題進行記錄,并通過智慧職教云課堂進行課前線上討論。

教學設計:教師基于預習測評情況,做出綜合性的學情分析,調整預設的教學目標。從以下4 個方面思考如何確定合適的教學設計:(1)如何科學運用信息技術手段激發學生的學習興趣;(2)如何將抽象的理論知識融入實操任務實施過程;(3)如何合理地進行課堂有差別的訓練;(4)如何將課程思政元素潛移默化至教學過程中。

3.2 課中“線上線下+理實一體”

任務分析:教師拋出問題、發布任務,引導學生根據任務的難度將任務分解,進行小組分工,明確子任務目標。教師以虛擬仿真或真實設備運行的方式展示任務成果,讓學生帶著對成果的期待和好奇投入到任務的探究學習中,提高課堂學習效率。

探究學習、任務實施:學生自主查找資料,討論任務實施方案,進行線上仿真或線下實操訓練,并記錄訓練過程中的問題。在云課堂討論區中,學生能夠實時發布問題與老師和同學互動。

實時指導:教師下到學生中進行實時巡視,根據每組的不同問題進行啟發和引導,鼓勵學生積極思考,幫助學生解決技術難題,并做好問題記錄。

階段總結:教師根據學生任務完成進度和問題歸納,進行重難點知識講解,針對共性問題統一指導,夯實知識點和技能點,引導學生明確下一步需做什么,怎么做的問題。

任務完善:學生帶著階段性總結的收獲繼續完成任務。每組進度可能會有所不同,或修改或完善。教師繼續做好巡視、觀察、指導和記錄工作。

競爭協作:形成組內和組外之間的競爭與協作。組內成員之間互幫互助,確保每個成員均掌握了知識。小組之間以PK 的方式激發學生學習動力,同時教師可采用云課堂小組PK 的活動進行任務過程評價。

成果展示:學生通過任務完成情況的展示和分享學習成果和體會。教師現場進行點評,并通過云課堂記錄考核結果,也可以要求學生將學習成果以圖片或視頻的方式上傳到云課堂作業中。

總結提升:教師結合學生課堂表現以云課堂測驗、提問活動等形式進一步深化課堂互動交流,總結重難知識點和技能點的突破方法,點評學生學習成果。

3.3 課后“線上個性化輔導+反思評價”

課后作業:教師按照學生課堂任務完成情況,布置基于智慧職教課堂平臺的分層次作業,推送個性化的復習資源供學生復習鞏固。

個性化輔導:學生通過云平臺提交作業給老師,老師對每個學生作業進行批改并錄制小微課講解作業的視頻發送給學生。學生也可通過云平臺發布問題,與同學和老師交流討論。

反思評價:學生根據學習內容的收獲程度進行課堂評價和反饋,或者對課程的學習效果進行整體評價和反饋。教師及時開展教學反思和教學診改,做到因材施教、精準教學。

拓展資源:教師借助學習平臺營造泛在學習環境,補充拓展課堂教學內容。學生結合個人興趣,利用移動學習工具隨時隨地進行移動式學習和泛在化學習,拓展學習領域。

4 重塑評價方式,提供即時的學情分析

智慧職教課程平臺重塑教學評價方式,實時動態監測教學過程。結合課程性質,教師能夠實施過程性考核為主的線上與線下相結合的考核評價方式。學生課程總成績(100 分)=線上理論20%+線下實操30%+虛擬仿真30%+作業20%。教師在課內注重學生課堂表現、學習成果、學習態度以及信息素養的評價;在課外注重學生作業質量、自主學習情況的評價。利用智慧化學習空間進行過程性評價具有獨特的優勢,只要師生和網絡學習空間有交互,那么教與學的效果和效率都可以過程性地、伴隨性地收集。師生還可以利用所收集的過程性評價的數據和結果進行分析和總結,開展教與學的診改,反思教學效能,改進教學策略,實施精準教學。

5 結語

高職智慧教育的目標任重道遠,如何充分發揮新興技術優勢為教學賦能;如何精準對接產業需求,深化校企合作人才培養模式;如何制定適應學生差異的個性化教學方案與策略;如何融入教育的人文關懷,體現智慧課堂內在價值等問題,仍是今后高職教育智慧化發展的研究重點。