周堅
摘要:對電子電工類專業(yè)課程標準的解讀,主要從標準的實施建議入手,結合學校實際工作,提出改變教學模式適應新課標要求的觀點,同時用教學案例展示了具體的教學過程。
關鍵詞:課標;課程改革
中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1673-9094-(2019)11C-0007-03
目前,江蘇省已推出專業(yè)核心課程標準294門,專業(yè)技能教學標準80個。為落實教育部完善教學標準體系、提高中等職業(yè)教育教學質量、健全質量保障體系的要求,江蘇省在全省開展“學標、貫標、用標”活動。為提高實施成效,一線教師可以先從標準中的實施建議入手,著力進行教學改革,以適應新課標的要求。
一、中職電子電工專業(yè)課程標準解讀及教學現(xiàn)狀
解讀《電子技術基礎與技能》《電氣運行與控制》《單片機應用技術》等中職電子電工專業(yè)典型課程標準,可以發(fā)現(xiàn),各門課程標準通常均要求采用項目教學、工作過程導向、任務驅動等教學方式,通過創(chuàng)設情境將行業(yè)企業(yè)的典型工作任務轉化成學習任務,在解決問題中鍛煉專業(yè)技能,構建專業(yè)知識體系。注重過程評價與結果評價相結合、定性評價與定量評價相結合,評價應盡可能與企業(yè)技術標準和國家職業(yè)技能鑒定標準相結合。
參加本市及省內部分學校的各級各類公開課展示活動,對本校及周邊學校進行問卷調查及訪談,顯示各專業(yè)課的教學模式大多仍按以源自以赫爾巴特的四段教學法所衍生的“傳遞——接收”式為主。這種以教師為中心的教學,忽略了學生個性化和差異性需求,難以激發(fā)學生主動學習的興趣,學習效果反饋滯后,教師無法有針對性地展開教學。以學生為主體、以學定教、以教導學等先進教學理念模式沒有能夠真正地進入課堂。
二、基于標準的教學改革實踐
通過對各門課程標準細節(jié)的解讀,結合電子電工專業(yè)當前教學中的問題,著重進行以下幾個方面的改革。
1.電子實訓及教學項目開發(fā)。根據(jù)《電子技術基礎與技能》課程標準要求,精心選擇二十多個項目,通過優(yōu)選或自行設計電路,使其能夠滿足基礎知識教學要求,符合電子科技現(xiàn)狀,具有典型性、實用性、新穎性、趣味性,便于開展理實一體化教學或實訓教學。其中的綜合性項目如LED調光電路、紅外倒車雷達等是來源于真實產品又高于真實產品的,是通過對真實產品進行改造而來,更能符合中職教學的要求。這些項目為電子課程建設、信息化建設提供扎實的基礎,避免了做無用功、重復勞動,可以把它理解為一個工業(yè)園區(qū)的水、電、交通等基礎設施的建設。
教學項目開發(fā)中,充分考慮現(xiàn)代電子技術的發(fā)展趨勢,實現(xiàn)電子電路與單片機電路的適度融合。為簡化設計、降低成本,專門設計了兩個通用單片機模塊,在綜合電子項目設計中增加可插入模塊的底座,這些綜合項目既可獨立安裝調試,也可插入模塊,從而為其增加字符及圖形顯示、波形生成、頻率及周期測量、電壓測量、鍵盤控制等智能功能,使其達到課程標準提出的“將企業(yè)產品轉化為教學產品”的要求。
2.建設信息化理實一體教室。《電子技術基礎與技能》課程標準的課程資源開發(fā)中提及:合理規(guī)劃實驗實訓場所,配齊必備的教學設備和實驗實訓器材,充分提高設備利用率。通過與企業(yè)合作建設信息化理實一體教室,為解決教學過程諸多難題提供可行方案。教室每工位配置計算機、安裝攝像頭,將紅蜘蛛等電子教室軟件的應用從二維平面擴展到三維空間,解決師生操作實物時難以觀察的難題;攝像頭記錄每工位學生的操作過程并存儲于服務器端,學生操作結果出現(xiàn)錯誤可通過回溯操作過程找到原因,解決時間維度難題;各工位儀器均連網,并可由教師統(tǒng)一控制及鎖定,解決理實一體教學中的復雜程序控制難題,即每個教學項目不論本身如何簡單,都要面臨復雜的諸多儀器操作問題,不能聚焦于本項目教學的內容,這個問題在教學開始階段特別嚴重;各工位的計算機與本工位儀器相連,測量數(shù)據(jù)(波形)被直接錄入測試題,實現(xiàn)機器批卷,解決教學評價的真實性、及時性的問題。
3.開發(fā)單片機綜合實訓設備?!秵纹瑱C應用技術》課程標準的教學建議要求:要關注本專業(yè)領域的最新動態(tài)和前沿知識,結合本專業(yè)領域的新技術和新工藝的發(fā)展,開闊學生的視野?;诖艘?,開發(fā)了單片機開發(fā)板。開發(fā)板由底板及CPU板組合而成,可根據(jù)技術的發(fā)展獨立更新CPU板。例如將傳統(tǒng)80C51板改為STC15系列、C8051F系列等兼容型80C51板、PIC單片機板、STM32嵌入式芯片板等。開發(fā)底板時全面考察市場上單片機開發(fā)生態(tài),預設各類插座,滿足市場上各類功能模塊的使用需求。使用者根據(jù)各自專業(yè)要求,通過購買市場上現(xiàn)有模塊即可簡單地自行升級開發(fā)板,緊跟新技術發(fā)展要求。例如,物聯(lián)網專業(yè)可以購置藍牙、溫濕度傳感器等模塊,工業(yè)控制專業(yè)可以配置無線wifi、三軸控制儀等模塊。
4.自行研發(fā)模塊式仿真軟件?!峨娮蛹夹g基礎與技能》課程標準的實施建議中提到:教學過程中,要將虛擬環(huán)境下的仿真實訓與實際操作合理搭配。當前用于電子課程的仿真軟件有許多,但普遍存在著操作困難、學習時間長等問題,難以應用于課堂教學及信息化實訓等場合。為此,開發(fā)了模塊式仿真軟件。該仿真軟件通過模塊組合方式大大降低學習難度,學生通過數(shù)分鐘的學習即可上手,平均每個電路搭建時間不超過1分鐘。軟件提供光源、熱源、反光板等非電元件可使電路與環(huán)境建立交互,數(shù)碼管、LED等元件以實物形式直觀顯示,開關、電位器等通過鼠標或觸摸屏簡單拖動或點觸即可輕松改變電路參數(shù),先通過實物電路制作調試獲得參數(shù)后再開發(fā)仿真軟件,仿真結果真實可信。該軟件既可用于課堂教學,也可用于實訓教學,讓學生在較短的時間內掌握較多的綜合性應用電路,然后選擇其中的某個電路進行實物搭建,解決實訓中深度與廣度的難題。
5.基于平臺數(shù)據(jù)的學習助手軟件。在先學后教、以學定教思想指導下采用項目教學、任務驅動等教學方式中,教師與學生的互動頻率遠遠超過傳統(tǒng)教學模式,但一旦學生不能夠及時獲得指導就會嚴重影響其學習進度,這是很多教師對這些教學方式敬而遠之的原因之一。典型的場景是各類實訓、理實一體化教學,不得不采用縮小班級規(guī)模、配置雙導師等方式來解決,但這并非最優(yōu)解決方案。為此開發(fā)了基于平臺的學習助手軟件,學生可使用此軟件提問、查找問題答案,此過程會被記錄入平臺并用于優(yōu)化下一輪教學,盡力做到精準教學。以PROTEL DXP課程為例,元件放置時的橫放、豎放,鏡像操作,導線放置時的起點、結束操作等十分瑣碎,教學時不可能將所有可能的操作先講解后操作,否則完全違備了教學規(guī)律,學習效果也不好。通常都是老師講解一個典型例子后由學生自行探索,然而,學生探索過程卻常常會因為某個簡單操作不會而卡殼,不得不中斷并向老師提問,這類課教師非常忙卻仍無法顧及每位學生,這是學習助手應用的典型場景。通過教師提前備課及系統(tǒng)的自動優(yōu)選,該節(jié)課可能出現(xiàn)的問題精準出現(xiàn)在軟件前面板,學生查找時一目了然。所有問題的答案直接為解決問題,不作任何拓展。前面板找不到問題時可通過助手提問或者向老師提問。學生使用助手的過程包括查找的次數(shù)、提問的內容、使用的時間等會被記錄入平臺,作為學習過程評價的一部分,使主觀評價有客觀指標。
三、基于標準的教學改革實施案例
根據(jù)課標要求,將《電子技術基礎與技能》教材重新整合為5個基本技能和知識學習項目及3個綜合項目,《路燈的節(jié)能改進》是其中的一個綜合性項目。該項目來自于學校路燈改造的真實要求,通過項目實施讓學生學會用比較器構造光控電路、用PWM電路構造調光電路,提升學生自主探究的能力。
項目分為“路燈的光控節(jié)能”及“路燈的調光節(jié)能”兩個教學任務,在開始第一個教學任務時,教學平臺根據(jù)學生課前完成的預習作業(yè)、其他項目的學習情況等進行分組,為各組推送不同的學習任務,為其搭建個性化學習支架。例如,學優(yōu)組僅給出“搭建光控電路”的要求,所有元器件都需自行選擇;學困組給出完整的電路形式,僅需確定一個元件的參數(shù);中間組則給出關鍵器件,其他器件需學生自行確定。學生通過“電路需求分析—仿真驗證—實物搭建調試—發(fā)現(xiàn)問題—查找原因—原理分析—仿真驗證”的過程完成路燈的光控節(jié)能任務。
第二個教學任務中,通過“任務發(fā)布—搜索—優(yōu)選—驗證”方式確定LED調光電路形式,在此過程中需考慮電路是否滿足功能要求,此外還要考慮成本、電路復雜程度、生產工藝等多方面因素。電路形式確定后進入實踐性環(huán)節(jié),即實際制作并調試路燈的節(jié)能改進電路。教學過程中使用了模塊式仿真軟件來驗證電路,探索新知。注重學生策略性知識的學習,逐步提高其分析解決問題的能力,并促使其能力遷移,能夠應對未來崗位中實際問題。全程使用學習助手提供幫助并采集學生學習的過程數(shù)據(jù),如仿真成功的次數(shù)、點擊問題的次數(shù)、提問的次數(shù)、間隔的時間等,為學習過程評價提供客觀數(shù)據(jù)。實踐性操作在信息化理實一體教室中完成,各工位攝像頭記錄學生的調試過程,用于判斷其操作工藝是否規(guī)范及在必要時回溯以查找出錯原因。調試報告以電子文檔方式呈現(xiàn),內嵌勾選、單選、文字錄入、數(shù)據(jù)錄入等互動元素,學生逐步調試并按要求通過互動方式確定各步驟完成,直接采集儀器數(shù)據(jù)送入調試報告,平臺根據(jù)教師備課時的預設值完成自動評價,及時反饋學生測試結果。
這一項目所包含的知識點符合課標要求,所使用的教學方法、工具等也完全符合課標中“虛擬環(huán)境下的仿真實訓與實際操作合理搭配”“將規(guī)范意識、安全意識、質量意識、環(huán)保意識、職業(yè)道德和敬業(yè)精神融入教學活動中”等要求。
四、結語
一線教師應注重對當前教學熱點、難點問題進行觀察和分析,不論是開發(fā)實訓項目、實訓設備、仿真及學習助手軟件,還是建設實訓室,都是為了解決教學中的痛點問題,如所學知識與時代脫節(jié)、主觀評價無依據(jù)、項目教學的單線程導致效率低下、理實一體教學有困難等。在解決這些問題時,注重對標準進行解讀,將標準意識貫穿于自己的教學實踐、課題研究等工作中,這樣才能保證所提解決方案在方向上的正確性。
責任編輯:馮志軍
Practice of Standard-based Course Reform of Electronic and Electrical Engineering
ZHOU Jian
(Jiangsu Liyang Secondary Vocational School, Liyang 213300, Jiangsu Province)
Abstract: The interpretation of the curriculum standard of Electronic and Electrical specialty mainly starts from the implementation suggestions of the standard, combining with the actual work of the school. It puts forward the viewpoint of changing the teaching mode to meet the requirements of the new curriculum standard, and shows the specific teaching process with teaching cases.
Key words: curriculum standard; curriculum reform