數字賦能背景下高職院校機電類綜合型實訓課程提質探究

0 引言

教學質量歷來是教育工作者及管理者長期關注的焦點之一，教學改革的最終目的都是朝著提升教學質量的方向而努力。對于工程技術應用型專業來說，綜合型實訓課程教學在培養學生實踐能力和創新意識過程中起著非常重要的作用[1-2]。而對于高職院校來說，綜合型實訓課程的實際教學質量往往不盡如人意，存在諸多改進空間。因此，如何有效提升綜合型實訓課程教學質量，一直是相關任課教師的重要研究課題之一。本文以重慶水利電力職業技術學院機械制造及自動化、機電一體化技術專業開設的一門綜合型實訓課程模塊化生產線設計、安裝與調試為例，分析影響綜合型實訓課程教學質量的因素，并進行混合式教學探索與實踐，最后提出一些針對性的提升策略。

1綜合型實訓課程傳統教學困境的典型表現

綜合型實訓課程難教難學是廣大師生的一個共識，尤其是采用傳統教學模式。綜合型實訓課程傳統教學困境的典型表現主要包括以下幾種情況。

1.1 被動學習的學生偏多

綜合型實訓課程涉及的知識點多而雜，且有些內容不成體系。在進行模塊化教學時，雖然教師提前針對相關內容進行復習，并提醒學生課前做好相應預習，但從課堂教學情況來看，發現很多學生并未在課前真正預習課程相關內容，導致在課堂教學過程中對相關流程及注意事項等理解不深，需要指導教師花費大量時間去講解或剖析，而他們在現場又忙于抄筆記，少有時間去思考為什么。在正式實踐時，很多學生知其然而不知其所以然，教學進程緩慢，只會一步一步跟著指導書或工單去模仿驗證；尤其碰到自主探索類項目，若沒有現成方案或課前準備不充分時，更是感到無從下手。如果指導教師有些要點沒有點到位，部分學生就會在整個教學過程中遇到各種問題，導致學習結果不理想。

1.2知識技能沉淀不理想

模塊化生產線設計、安裝與調試涉及傳感器、電機、氣缸、PLC等多個部件的安裝與調試。明明在前導課程已經練習過的項目，如在傳感器課程中已經學過的光電傳感器調試，在綜合型實訓課程需要用到相關知識或技能的時候，很多學生仍然不太會，感覺從未學過一樣。從相關前導課程教師的反饋來看，眼高手低的學生較多，而且大多數學生經歷過學完就忘的困擾。盡管有些學生在教師提示下能回憶一些內容，但對具體細節的記憶很模糊，以致某些相關知識需要在不同課程的課堂教學中反復講解，學生反復練習。綜合型實訓課程理應是相關課程知識的綜合應用，卻變成復習課、模仿課，學生盡管會動手操作，但相關的邏輯知之甚少，算不上真正的專業人。

1.3知識遷移拓展能力弱

從后續拓展型實訓項目、頂崗實習以及部分學生參與相關職業技能競賽等情況反觀綜合型實訓課程教學效果，大多數學生對已學會的部分知識或技能并不能很好地舉一反三，運用已學知識解決實際問題的能力有待提高。例如，在課堂上系統學習了SX-815Q自動線，在THJDMT-5B改進型自動線上開展一些拓展型實訓項目，一部分學生竟無從下手，不知采用什么方案去完成項目任務。雖經指導教師多次引導，甚至回顧某些知識點，學生才能勉強提出自己的技術路線，但不知對錯。也有部分學生脫穎而出，參與了機電一體化技術、工業互聯網智能控制技術等相關職業技能大賽，但在面對賽場中的新問題或突發情況時，應變能力的不足也在一定程度上暴露出知識應用與遷移能力的短板。

2綜合型實訓課程傳統教學困境成因淺析

針對前述傳統教學困境的典型表現，基于教學管理相關理論和思想，初步分析原因如下。

2.1學生學習能力不強

綜合型實訓課程往往涵蓋多個學科領域的知識，這使得學習內容的廣度和深度大幅增加。學生不僅要掌握各個學科的相關基礎知識，還要理解它們之間的相互關系，這對學生的記憶力和理解力提出更高的要求。模塊化生產線設計、安裝與調試課程涵蓋了電子技術、電工技術、液壓與氣動、PLC控制技術、電力拖動、機械原理、電機技術、傳感與檢測技術、工控觸摸屏、網絡技術等前導課程相關知識點，就連本科學生也普遍覺得學起來比較吃力。在自動線調試過程中出現運行異常時，可能需要結合機械運動狀態、電氣信號、控制程序等多方面的信息來判斷故障原因，這就要求學生具備較強的綜合分析能力和問題解決能力，而這些能力的培養需要積累大量的知識和經驗。高職學生的學情與本科生的差距明顯，加之隨著高職院校的擴招，生源的學習基礎和學習能力呈下降趨勢，不同生源的學生對知識接受程度呈現差異。大多數學生雖然具備一定的理論知識和實踐能力，但對知識求新能力較弱，依賴性強，不能成為自主學習的主體。

2.2教師導學策略欠妥

從教學手段分析，由于教師過分考慮學生學情，忽略了學生的主體角色定位，同時受制于有限的教學設備和教學時間，項目教學采取的手段和方法往往相對單一。絕大多數項目采用師傅帶徒弟模式，人人同做一個項目，使用的耗材、儀器設備均相同，而且實踐指導書也相同，只要學生嚴格按照指導書操作步驟逐步實踐，基本上可以得到合格結果，難免有些自律性不強的學生渾水摸魚。對于難度較高的項目，部分老教師未能充分結合線上線下、虛擬仿真等現代手段，花費大量時間講解，仍無法將全部知識點講深講透。而且不同知識水平的學生對相關內容理解程度不一，一個教師面對幾十位學生，很難兼顧每個學生的學習狀況，難免會挫傷部分學生的學習積極性。

2.3過程評價運用不足

從課程考核分析，大多數任課教師非常重視課程期末考核評價，未能充分發揮過程評價結果的引導作用。部分教師認為，在課堂實踐教學過程中，教師做出標準的操作過程示范，學生按部就班的操作過程其實大同小異，很難在過程考核方面較大區分學生學習水平。因此，他們不太重視過程評價及結果運用，導致實踐教學中做完做好一個樣。而且，有的教師過分擔心錯誤的操作過程示范會誤導學生，帶來不利影響。從人的認知規律來看，如果能引導學生自主改變一些操作過程，并從中觀察其對后續操作的影響，有利于專業思維成長。結果可以一樣，但過程可以不一樣，在平時實踐過程中應鼓勵學生不是一定要單純追求操作又快又好。此外，過程評價已被證明是一種有效的促學手段，可以有效增強學生愿意學習、主動學習的驅動力[3-6]。在學生不斷嘗試解決問題的過程中，教師的正面評價能很好地激發學生的學習能動性。

3綜合型實訓課程混合式教學探索與實踐

在數字化教育背景下，混合式教學已被證明是課程提升的有效教學模式之一。基于此，利用U-Class智慧教學平臺，以項目為導向，對模塊化生產線設計、安裝與調試進行混合式教學探究。

3.1完善教學平臺，提供持續學習的行動力

在加快推進教育數字化進程中，學校利用U-Class智慧教學平臺軟件，構建出一套集線上教學、課堂教學、教學大數據分析展示于一體的智慧教學體系。課程組教師精心備課后，在教學平臺上搭建適合當前學情的立體化數字教學空間，包括課程介紹、教學大綱、教學課件、教案、動畫、視頻、課堂討論、作業布置、在線測試等模塊。學生只需要通過微信公眾號即可加入課堂，能在第一時間接收授課教師發放的各種學習資料等，并快速完成教師發布的各種任務。通過豐富的教學資源和多樣化的教學活動，并依托U-Class大數據分析與質量監控平臺，獲取學習成績、行為數據等信息，精準開展學情分析，有效激發學生的學習興趣，使學生擁有持續的學習動力。

3.2優化教學內容，增強積極學習的思想力

課程組教師立足自動化生產線相關技術，充分利用互聯網上豐富的教學資源，包括在線課程、教學視頻、電子書籍等，與線下教學內容進行整合，通過篩選、整理和加工，將教學內容劃分為自動化生產線的模塊化設計、安裝、調試三個大板塊，為學生提供優質的教學資源，拓寬學生的知識面。同時，根據不同學生的學習需求和特點，設計多樣化的教學內容，包括理論知識講解、案例分析等。此外，緊跟學科發展和技術進步，及時將最新的知識和技術融入教學內容，使學生掌握最新的專業知識和技能。如通過數字孿生技術的引入教學，加深對自動化生產線模塊化重構的本質思考與認知。

3.3重構教學過程，強化自覺學習的意志力

以學生為中心，以目標為導向，選擇SX-815Q、THJDMT-5B機電一體化綜合實訓平臺為教學載體，開展自動化生產線相關崗位技能訓練。圍繞生產線運維人員典型崗位任務，設計工單，開發項目式配套任務單。通過U-Class、仿真平臺等信息化教學手段，使教學所有環節數字化，提高教學質量和效率。以顆粒上料單元的裝調為例，教師課前推送常見工業物料上料機構的相關視頻及預習測試，讓學生先初步了解平臺設備中顆粒上料單元各機構的形式及作用；課中具體按照“任務引入、新知講解、任務實施、評價反思”四個環節，引導學生完成階段任務目標；課后進行任務拓展，鼓勵學生對相關機構進行優化改進，以進一步加深對物料上料方式的理解和應用。通過“三步四過程”進階式教學流程，強化學生學習專業知識的堅強意志，有助于克服專業課程學習的倦怠、疲勞現象。

3.4豐富教學手段，激發深入學習的專注力

通過任務驅動，教師采取多種教學手段和方法不斷引導學生自主探究完成學習任務。在課前預習階段，教師要求學生提前觀看相關視頻、閱讀教材、完成在線測試等，引導學生提前了解課程基本內容和重難點，為課堂教學做好準備。在線下課堂教學階段，主要進行互動交流、答疑解惑和實踐操作等：教師通過提問、案例分析、小組討論等方式引導學生回顧預習內容；講解具體新知識、新技能時，采用演示法、討論法等對課程的重難點進行深入講解，同時注重與學生的互動交流，及時解答學生的疑問。課后復習階段，要求學生在教學平臺上完成課后作業和拓展任務，教師及時批改作業并給予反饋。通過從生產線單元認知到系統設計、仿真、安裝、調試，逐步提升學習深度，鍛煉學生的學習專注力。

3.5完善教學評價，培養學會學習的自信力

基于教學評一體化理念，始終把評價過程作為一種核心的學習活動，建立多元化評價體系，包括過程性評價和終結性評價、教師評價和學生評價、自我評價和他人評價等[7-8]。結合U-Class教學平臺系統構建融合式過程性評價體系，通過在線測試、作業提交、討論區互動等功能，對學生的線上線下學習過程進行實時監測和全面評價。知識考核側重于考核基礎理論和基本方法，包括討論、課前課后測試等，按比例設置，系統自動計分；能力考核側重于考核學生的生產線設計、裝調、排故等操作能力，過程與結果相結合，按學生工作頁和評分標準計分。同時，教師根據學生課堂任務完成情況、可視化作品、教學錄像回放等時刻關注記錄每個學生的學習行為，作為素質觀測點的評價依據并及時反饋，讓學生在了解自身學習情況和不足的同時感到被認可與鼓勵。此外，教師運用數據分析技術對學生的學習數據進行分析，進一步對教學內容和教學方法進行調整與優化，增強學生的學習自信力。

4綜合型實訓課程提質增效策略

隨著課程改革的深入，教師只有不斷探究多種教學策略，才能持續有效提升教學質量。基于績效管理理念，綜合型實訓課程教學質量的提升可從人員、物料、時間、目標、方法和環境等管理要素出發。

4.1 組團隊，揚長避短

每個人具有不同的知識和技能，組建合適的團隊能有效發揮各成員的作用，通過互幫互助、交流討論，可以快速實現知識和技能的共同提高。在組建團隊時，除了充分考慮成員知識、技能水平等因素，還需要持續調整與優化。

4.1.1 學生項目團隊組建

前期鼓勵學生根據自身情況自由組建團隊，一般 2～4 人為宜，具體人數由實踐項目確定。中期如有必要，根據團隊實際磨合情況，及時對成員進行動態調整。對于同一門課程，團隊人數最好固定不變，遇到項目較復雜或較簡單的情況，可通過合理設計實踐方案加以調整。例如，一個相對簡單的項目用不著四個人來完成，可以通過改變某些因素，增加若干對照組，使得學生人人都有事可做。同時，在相互配合過程中，成員也會無形中產生比學趕超的意識，都想把事做好，從而有利于項目整體提質增效[9-10]

4.1.2 教師教學團隊組建

模塊化項目的正常有序開展離不開整個教學團隊的精心策劃、準備和實施。由于教師專業背景知識不同，很多時候一個教師其實無法從頭到尾完全勝任一門實踐課程的教學，而是需要組建相應的教學團隊。以某些設備操作為例，有些教師對相關理論較熟悉，也能進行簡單操作，但不一定精通設備，在項目實施中面對某些突發情況（如設備出現故障、臨時更換設備等），難免會很被動。而教學團隊的組建和有效運行，可以在課前做好研討和預案，充分考慮細節，防患于未然，提高教學效率。

4.2限耗材，精打細算

基于平臺統計數據進行對比研究，實驗實訓耗材種類及用量的限制使用對教學效果也存在明顯影響。對耗材用量進行適當限定后，大部分學生能改掉責任心不強的壞毛病，更加重視集思廣益。在量入為出指揮棒的引導下，學生更加謹慎，操作更加規范，自覺去精打細算，力爭完成實訓項目。如在模塊化生產線的設計訓練中，指導教師要求利用給定的傳感器等元器件改進現有的顆粒上料單元。學生從結構選型開始就進入項目狀態，對改進方案進行充分而熱烈的討論，擔心給定的傳感器不夠用，最終改進方案完成后普遍感到收獲較大。而如果不限制傳感器的種類和用量，學生就不會去深入思考，只圖省事，怎么簡單怎么來，大不了重新來過，不利于工程思維的培養。具體對比結果如表1所示。

4.3控節奏，有張有馳

課堂節奏的把控對教學效率的影響極大。與傳統的實踐教學相比，虛擬仿真、理實一體化、線上線下混合式教學等現代手段均可有效加快課堂節奏，提升教學效率。但課堂節奏不是一成不變的，還需要考慮學生的切身感受[1-12]。在進行項目實踐時，適當的快節奏是很有必要的，要求學生在規定的時間內完成規定的動作，能激發其內在驅動力。一方面，采用項目分層分組教學模式后，快節奏有助于部分學生打破以前拖沓懶散的狀態，一定程度上促進項目團隊充分預習，提前熟悉和掌握整個實踐方案，帶著一些解決不了的問題進課堂與教師進行面對面溝通，正式實踐過程中帶著仍然想不通的問題去驗證，加深對相關知識和技能的理解；另一方面，課堂的快節奏有助于整個教學環節的順利實施，在同樣的課時下，一部分課前預習、課后反思及項目評價等內容可以適當轉移到課堂內完成。

4.4嚴目標，獎勤懲惰

“取法乎上，僅得其中；取法乎中，僅得其下；取法乎下，無所得矣。”由此可見目標設定的重要性。在實踐教學中，指導教師要針對項目內容，在合理范圍內盡量提出相對較高的目標要求。只有嚴格設定和提高目標標準，多數學生才會主動“做有所思，思有所得”，哪怕最后失敗了也會感到收獲滿滿。全班若無一組達成目標，在學生質疑中要及時引導他們分析思考目標合理性并找出問題所在。哪怕僅有一個小組達成目標，說明所定目標沒有多大問題，而小組的成功離不開團隊成員的勤奮努力，要及時給予表揚和肯定。對于未達到目標的其他小組學生，則及時引導和勉勵團隊自主去找差距、查問題，再接再厲，如果發現是由于學生自身懶散、要求不嚴導致的不成功，則要及時給予勸誡和引導。同時，注意保護好想要重做驗證的部分學生的實踐積極性，可以利用實訓室開放時間或其他專業同一項目教學時間完成求證探索。

4.5重過程，厚積薄發

對于綜合型實訓課程教學來說，過程往往比結果顯得更重要，不同的過程可能得出差別較大的結果。正如失敗是成功之母，在實踐過程中，多次失敗反而有助于學生對相關知識的認識和理解，從而提高分析問題、解決問題的能力。在某些技能實踐教學過程中，尤其是課時相對充裕時，倡導和鼓勵學生多進行有意義的對比研究探索。例如，各小組或小組成員在原有過程方案的基礎上選擇確定不同的參數或操作順序，通過對全班的結果進行統計分析，引導學生自主交流總結并加以證實，能夠很好地發揮“ 1+1gt;2 ”的效果。對于這樣的探索研究，絕大多數學生樂于參加其中，同時明白每個采集結果的過程都很重要，自己的不負責可能會導致錯誤的結論。經過幾輪類似訓練，學生的知識、思維和能力均能得到較大程度提高，離真正的專業人更近一步。

4.6 應變局，推陳出新

基于教育理論分析，由于教學要素是動態發展的，實踐教學必定是個動態過程。隨著“互聯網+”、課程思政、金課堂等理念的提出和落地，為主動應對新一輪工程教育范式變革，教師團隊要快速適應教學新環境，結合學生學情分析及時推陳出新，循序漸進加大學生跨學科思維、遷移創新等能力的培養。

1）持續優化教學內容，堅決摒棄一些內容陳舊的驗證性項目的課堂實踐操作，改由學生線上自主觀看視頻或仿真練習，同時增加有專業特色的、實踐性較強的設計探索類工程項目。

2）轉變教學模式，認真分析教學基本要素的相互作用關系，以項目為導向，以學生為主角，創新教學手段和方法，讓學生真心、用心、耐心參與教學過中。

表1耗材用量情況對教學效果的影響

3）加強教學資源建設，不斷提高師資隊伍教學水平，及時更新實驗實訓儀器設備，補充完善網絡教學資源平臺，打破課堂時空界限，真正實現教學效果的全面增強。

5 結束語

數字賦能背景下綜合型實訓課程教學質量的提升離不開教師、學生、學校等各方的共同努力。在新發展理念的指引下，通過混合式教學探索與實踐，并從人員、物料、時間、目標、方法和環境等管理要素出發，模塊化生產線設計、安裝與調試綜合型實訓課程提質增效取得明顯實效。教師作為課程教學的引導者，還要持續加強教學教法研究，以期為高職教育綜合型實訓課程建設和教學改革提供思路，同時為培養高素質復合型人才不懈努力。

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