雙平臺(tái)混合式教學(xué)在理虛實(shí)一體化課程中的應(yīng)用

中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于深化現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)改革的意見》明確指出，要做大做強(qiáng)國家職業(yè)教育智慧平臺(tái)，建設(shè)職業(yè)教育專業(yè)教學(xué)資源庫、精品在線開放課程、虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地等重點(diǎn)項(xiàng)目。目前，高職工科實(shí)踐課的教學(xué)模式已發(fā)展為混合式理虛實(shí)一體化教學(xué)，但由于線上教學(xué)平臺(tái)各具特色，實(shí)際設(shè)備及資源匹配不足，需要多個(gè)教學(xué)平臺(tái)、虛擬仿真及數(shù)字孿生技術(shù)支撐教學(xué)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)以工業(yè)機(jī)器人編程技術(shù)課程為例，探討如何通過雙平臺(tái)混合式理虛實(shí)一體化課程教學(xué)實(shí)踐，并利用平臺(tái)數(shù)據(jù)分析和反饋驅(qū)動(dòng)教學(xué)診改，提升教學(xué)效果。

一、高職工科理虛實(shí)一體化課程教學(xué)現(xiàn)狀

（一）高職工科理虛實(shí)一體化課程的教學(xué)特點(diǎn)

高職工科理虛實(shí)一體化課程教學(xué)以“理論實(shí)踐深度融合”為核心，呈現(xiàn)出以下顯著特點(diǎn)。一是教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)，打破傳統(tǒng)學(xué)科體系，圍繞職業(yè)能力需求整合理論與實(shí)踐內(nèi)容，形成“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向”的課程結(jié)構(gòu)。二是教學(xué)模式創(chuàng)新，采用教、學(xué)、做、評“四位一體”模式，依托校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)基地或產(chǎn)業(yè)學(xué)院開展情景化教學(xué)，實(shí)現(xiàn)示范、實(shí)操與評價(jià)交替進(jìn)行。三是強(qiáng)調(diào)能力遞進(jìn)，從基本能力、專項(xiàng)技能到綜合應(yīng)用三階遞升，在仿真與真實(shí)場景中強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力。四是評價(jià)體系多元化，實(shí)行過程考核與成果評價(jià)相結(jié)合，既關(guān)注崗位能力，又重視創(chuàng)新思維培養(yǎng)。此類教學(xué)對教師的理論知識、實(shí)踐能力、教學(xué)設(shè)計(jì)水平及硬件設(shè)施要求較高。

（二）高職工科理虛實(shí)一體化課程存在的問題

1.課堂教學(xué)難管理，過程評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。在理虛實(shí)一體化教學(xué)中，理論環(huán)節(jié)以教師講授為主，課堂內(nèi)容較乏味；實(shí)踐環(huán)節(jié)需要學(xué)生在工位操作，存在串工位交流現(xiàn)象，且受個(gè)體差異、分工協(xié)調(diào)等因素影響，各小組進(jìn)度不一，評價(jià)尺度難以統(tǒng)一。

2.設(shè)備資源不足，影響實(shí)踐教學(xué)效果。學(xué)校行政班每班有學(xué)生50＼～55人，實(shí)訓(xùn)室配備6套設(shè)備，8—9人共用一套，學(xué)生實(shí)操時(shí)間太短。如果實(shí)踐中出現(xiàn)設(shè)備故障、碰撞等問題，部分學(xué)生甚至無法參與實(shí)踐，嚴(yán)重影響學(xué)生的積極性。而實(shí)踐操作順利的學(xué)生會(huì)更有興趣，從而形成小組依賴。如此，學(xué)生學(xué)習(xí)效果易出現(xiàn)兩極分化。

3.理論學(xué)習(xí)有缺失，知識體系不完善。在高職人才培養(yǎng)方案中，理虛實(shí)一體化課程的實(shí)踐課時(shí)占50% 以上。實(shí)際教學(xué)中由于學(xué)生層次、設(shè)備等因素限制，實(shí)踐通常超課時(shí)，理論課時(shí)間不夠。例如，在工業(yè)機(jī)器人編程技術(shù)教學(xué)中，教師為了跟上教學(xué)進(jìn)度，會(huì)根據(jù)需求刪減部分理論內(nèi)容，導(dǎo)致知識體系不完善，指導(dǎo)實(shí)踐時(shí)理論知識缺失。

4.實(shí)踐師資緊缺，無法滿足課后學(xué)習(xí)需求。課堂上未完成實(shí)踐任務(wù)或者想進(jìn)一步提升技能的學(xué)生，課后需自主訓(xùn)練。盡管學(xué)生嚴(yán)格按照要求進(jìn)行實(shí)踐，但由于缺乏經(jīng)驗(yàn)、操作疏忽等，可能會(huì)存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，比如碰撞等，需要教師現(xiàn)場及時(shí)處理。但學(xué)校普遍存在師資不足的問題，無法滿足學(xué)生個(gè)性化的實(shí)踐需求。

二、精品在線開放課程和智慧課堂平臺(tái)的教學(xué)特點(diǎn)

精品在線開放課程在教學(xué)模式、內(nèi)容呈現(xiàn)和學(xué)習(xí)體驗(yàn)等方面為學(xué)生提供了豐富的個(gè)性化學(xué)習(xí)資源。平臺(tái)支持電腦端和手機(jī)端操作，提供全過程教學(xué)測試、問題解決記錄及互動(dòng)答疑，教師只需提前設(shè)定教學(xué)安排，學(xué)生就可以隨時(shí)隨地訪問課程資源、按計(jì)劃學(xué)習(xí)。平臺(tái)可以實(shí)時(shí)記錄學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，并按照考核方案輸出評價(jià)結(jié)果，但無法改進(jìn)教學(xué)設(shè)

基金項(xiàng)目：2023年河南省職業(yè)教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目“技術(shù)產(chǎn)業(yè)化視域下的現(xiàn)場工程師培養(yǎng)路徑研究—以工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)為例”（編號：豫教[2024]05795）

作者簡介：張艷霞（1979—），女，河南開放大學(xué)副教授，研究方向?yàn)槁殬I(yè)教育、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用；陳偉旺（1979—），男，鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院助教，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化教育；趙涵碩（1995—），男，河南開放大學(xué)助教，研究方向?yàn)殡姎庾詣?dòng)化教育。

計(jì)，無法根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定作業(yè)任務(wù)。智慧課堂則彌補(bǔ)了精品在線開放課程的短板，能隨時(shí)調(diào)整教學(xué)安排，實(shí)時(shí)反饋數(shù)據(jù)，及時(shí)開展教學(xué)診改。

三、雙平臺(tái)混合式教學(xué)在理虛實(shí)一體化課程中的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人編程技術(shù)課程經(jīng)過多年教學(xué)實(shí)踐，形成了理論學(xué)習(xí)、虛擬仿真、情景實(shí)踐一體化的理虛實(shí)一體化教學(xué)模式，并結(jié)合精品在線開放課程平臺(tái)和智慧課堂平臺(tái)開展混合式理虛實(shí)一體化教學(xué)。

（一）利用智慧課堂平臺(tái)實(shí)現(xiàn)全周期教學(xué)和實(shí)時(shí)立體化評價(jià)

教師可以在智慧課堂平臺(tái)上提前或?qū)崟r(shí)上傳課程資料、優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，借助隨機(jī)選人、搶答、頭腦風(fēng)暴、作業(yè)任務(wù)等多種互動(dòng)功能掌握學(xué)習(xí)信息，及時(shí)調(diào)整課堂教學(xué)。各個(gè)小組將實(shí)踐項(xiàng)目以導(dǎo)圖、表格等形式上傳到智慧課堂，線上開展小組互評、教師評價(jià)、學(xué)生自評，生成學(xué)習(xí)效果數(shù)據(jù)。教師通過多個(gè)數(shù)據(jù)指標(biāo)設(shè)置不同的評價(jià)權(quán)重，實(shí)現(xiàn)多維度過程評價(jià)，實(shí)時(shí)生成學(xué)情報(bào)告，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。

（二）利用精品在線開放課程資源完善知識體系，解決實(shí)踐共性問題

針對工業(yè)機(jī)器人編程技術(shù)課程存在的“知識碎、技能活”問題，精品在線開放課程按照縱向深入式任務(wù)驅(qū)動(dòng)引導(dǎo)學(xué)習(xí)。各項(xiàng)目均以應(yīng)用設(shè)計(jì)流程、實(shí)操過程和仿真實(shí)施為線索錄制視頻，形成“理論認(rèn)知、實(shí)操強(qiáng)化、虛擬驗(yàn)證”的遞進(jìn)式學(xué)習(xí)閉環(huán)，有效彌合理論知識與實(shí)踐應(yīng)用之間的斷層。例如，在進(jìn)行機(jī)器人打磨調(diào)試時(shí)，學(xué)生誤刪打磨信號，就可以通過精品在線課程找到建立打磨信號的步驟，然后自主建立即可。針對實(shí)踐中的共性問題，通過虛實(shí)融合模式錄制視頻，學(xué)生可借助在線課程進(jìn)行自主訓(xùn)練，減少課堂上解決問題的時(shí)間。

（三）利用虛擬仿真技術(shù)彌補(bǔ)課堂設(shè)備不足，規(guī)避實(shí)踐風(fēng)險(xiǎn)

針對工業(yè)機(jī)器人等昂貴設(shè)備人均占有率低的問題，采用仿真技術(shù)構(gòu)建虛擬工作站，創(chuàng)建多類典型工藝虛擬項(xiàng)目庫，學(xué)生可自主選擇焊接、搬運(yùn)等任務(wù)進(jìn)行仿真實(shí)踐。運(yùn)用虛擬仿真還可以規(guī)避實(shí)踐風(fēng)險(xiǎn)，將高危操作置于受控?cái)?shù)字環(huán)境中。比如，當(dāng)仿真中出現(xiàn)關(guān)節(jié)超限或軌跡干涉時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警并凍結(jié)操作進(jìn)程，同時(shí)滿足課后安全實(shí)踐作業(yè)和創(chuàng)新訓(xùn)練需求。

（四）滿足雙平臺(tái)混合式理虛實(shí)一體化教學(xué)的多層次學(xué)習(xí)需求

由于個(gè)體學(xué)習(xí)能力及生源結(jié)構(gòu)存在差異，形成了多層次學(xué)習(xí)需求。可以利用智慧課堂和精品在線開放課程數(shù)據(jù)監(jiān)測學(xué)習(xí)效果，并結(jié)合線下實(shí)操和仿真情況調(diào)整教學(xué)。比如，對于學(xué)習(xí)不主動(dòng)的學(xué)生，利用智慧課堂的頭腦風(fēng)暴、限時(shí)作業(yè)等激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力；對于知識掌握不牢影響技能實(shí)踐的學(xué)生，通過精品在線課程的項(xiàng)目測試、問題記錄等完善知識結(jié)構(gòu)，用理論指導(dǎo)實(shí)踐；對于理論基礎(chǔ)薄弱、動(dòng)手能力強(qiáng)的中職升高職學(xué)生，結(jié)合小組分工為其設(shè)置理論角色，并給予實(shí)訓(xùn)室管理、設(shè)備維護(hù)等增值評價(jià)。

四、雙平臺(tái)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)教學(xué)診改

（一）雙平臺(tái)教學(xué)過程數(shù)據(jù)分析

在雙平臺(tái)混合式教學(xué)中，線上平臺(tái)生成大量過程數(shù)據(jù)，如訪問記錄、累計(jì)學(xué)習(xí)時(shí)間、個(gè)人參與度、測試評分、作業(yè)任務(wù)完成度等。這些數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄了學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)狀態(tài)，反映學(xué)生的歷史學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，預(yù)測其將來的學(xué)習(xí)走向。通過梳理分析智慧課堂生成的節(jié)次報(bào)告、課下學(xué)習(xí)報(bào)告及個(gè)人學(xué)習(xí)報(bào)告數(shù)據(jù)，教師可以全方位掌握全周期教學(xué)態(tài)勢，為教學(xué)總結(jié)與反思提供有力依據(jù)，從而及時(shí)改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)，調(diào)整教學(xué)策略。精品在線開放課程的海量題庫、典型探討、問題解決記錄、全過程測試可以監(jiān)測學(xué)習(xí)效果，為階段性教學(xué)診改提供數(shù)據(jù)支撐。

（二）數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)策略診改

整理雙平臺(tái)教學(xué)數(shù)據(jù)、線下實(shí)踐及作業(yè)數(shù)據(jù)和線下實(shí)踐評價(jià)結(jié)果，確保教學(xué)過程的系統(tǒng)性和完整性，全面采集信息。教師對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行梳理分析、歸納比較，找出內(nèi)容漏點(diǎn)、設(shè)計(jì)缺陷及學(xué)習(xí)弱項(xiàng)，有針對性地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，激發(fā)不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

運(yùn)用雙平臺(tái)混合式理虛實(shí)一體化教學(xué)，能夠較好地解決工業(yè)機(jī)器人編程技術(shù)課程教學(xué)中的問題，增強(qiáng)課堂趣味性，提升教學(xué)效果。同時(shí)通過對平臺(tái)數(shù)據(jù)的梳理分析，隨時(shí)調(diào)整課程內(nèi)容設(shè)計(jì)，把握實(shí)踐教學(xué)節(jié)奏，實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，更有針對性地滿足學(xué)生的個(gè)性化需求，形成閉環(huán)教學(xué)機(jī)制，為高職機(jī)電類課程教學(xué)改革提供參考。

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責(zé)編：勉耘