肖 青
(長江工程職業(yè)技術學院,武漢 430212)
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術與教育的深度融合,線上線下混合式教學日漸被教師們廣泛應用。那么什么是混合式教學?從物理空間上說,混合式教學包括線上平臺和線下課堂兩部分。利用線上平臺實現(xiàn)學生自主學習,師生、生生互動,在線教學評價;線下課堂上,展示學生學習成果、教師組織討論與評價[1]。要使混合式教學模式達到預期的效果,必須重視線上內(nèi)容的建設和線下教師的實施[2]。目前國內(nèi)外學者主要研究混合式教學設計的要素、線上線下的時間比例、線上線下的前后搭配順序等,如馬曉雷在“線上線下混合式外語教學的有效實踐模式探究”中提出從有效習得知識的規(guī)律出發(fā),運用語義波理論構建知識解包與重新打包的波動過程,確保目標知識在線上線下混合式學習過程中的有效積累[3]。韓素芬在“線上線下混合教學模式實施的關鍵環(huán)節(jié)與有效方法研究”中,針對教學資源、學生管理、考核體系等關鍵問題,提出相應的解決方法:教師要加快學習計算機技能,同時具備“導演”能力,要健全教學管理機制和教師績效評價體系等[4]。
本文從“課賽融合”的角度出發(fā),將競賽任務、評分標準等融入線上教學內(nèi)容,及時更新現(xiàn)有線上教學資源,以競賽方式開展線下課程教學,構建線上線下混合式教學的優(yōu)質課堂。
技能競賽的任務書凝結了許多優(yōu)秀命題專家的心血,一定程度上能夠考察學生的基礎技能、綜合應用能力和工程思維能力。但受到空間和時間的限制,分解后的某競賽任務無法在課堂上全部展現(xiàn)。借助線下教學平臺,學生學習基礎知識和課外拓展知識;線上課堂上,學生則在教師的指導下解決綜合任務。線上線下混合式教學能充分利用技能競賽,培養(yǎng)學生工程思維和提升實踐能力水平。能提升學生專業(yè)崗位能力,促進專業(yè)的發(fā)展。
智能時代,教師應具備創(chuàng)新能力、設計能力、導學能力和自主學習能力[5]。研究競賽任務書、評分標準等能培養(yǎng)教師創(chuàng)新能力和自主學習能力;以企業(yè)項目開發(fā)流程或崗位標準出發(fā),分解競賽任務、評分標準并融入課堂,有效實施以“學生為中心”的教學設計能培養(yǎng)教師的導學和設計能力。指導學生參加技能競賽,教師首先要動手實踐,掌握競賽技能點才能確保學生在競賽中出彩。此外,競賽指導教師團隊一般由技能大師、企業(yè)專家、專業(yè)帶頭人、骨干教師、青年教師組成,團隊間的相互交流探討,有助于青年教師專業(yè)技能水平提升。
混合式教學是以多種理論為基礎,進行學習媒體、學習模式、學習環(huán)境和學習內(nèi)容等要素的混合。本文主要采用建構主義理論進行混合式教學設計。情景、會話、協(xié)作和意義構建是建構主義理論的四大因素。建構主義理論認為:學習是學生主動建構知識的過程,而不是簡單地由教師向學生傳授知識的過程;學習需要學生之間、師生之間的合作互動來實現(xiàn),來共同完成學習任務;學習過程需要在一定的情景之中進行,學習者才能更好地理解知識[6]。
系統(tǒng)性和結構性是混合式教學模式的特點?;凇罢n賽融合”的線上線下混合式教學分析包括:教學對象分析、教學目標分析、教學內(nèi)容分析、教學資源分析、教學環(huán)境分析。
教學對象分析。以高職工業(yè)機器人技術專業(yè)的《可編程控制技術》為例,該課程為專業(yè)核心課程,授課對象為大二學生。學生已經(jīng)完成專業(yè)基礎課程的學習,具備一定專業(yè)技術能力,但是缺乏工程思維能力、自主學習能力。
教學目標分析。工業(yè)機器人技術專業(yè)的就業(yè)崗位有:機器人系統(tǒng)集成設計、機器人系統(tǒng)安裝調試、機器人銷售等,對學生編程和調試能力以及工程應用等提出要求。該課程以培養(yǎng)PLC編程與現(xiàn)場調試、典型應用能力為教學目標,兼顧培養(yǎng)學生吃苦耐勞、踏實肯干的職業(yè)精神。
教學內(nèi)容分析。在全國職業(yè)技能大賽高職組中,與工業(yè)機器人技術專業(yè)相關的技能大賽有“工業(yè)機器人技術應用”和“機器人系統(tǒng)集成”等賽項,其中涉及可編程控制器技術有:電氣設備知識(如光電傳感器、氣缸、電磁閥)、PLC組態(tài)、PLC硬件接線與調試、簡單程序設計、指令應用、PLC控制伺服步進電機、PLC控制變頻器、以太網(wǎng)通訊、觸摸屏的組態(tài)應用、倉庫碼垛等項目的編程。在教學過程中,將電氣設備、指令應用等基本內(nèi)容納入《可編程控制技術》教學,將PLC控制伺服步進電機、倉庫碼垛等納入《可編程控制器綜合實訓》教學內(nèi)容。
教學資源分析。運用超星學習通平臺已創(chuàng)建《可編程控制技術》校級精品在線開放課程,作為線上知識點資源。預習測試題的必做題與知識點視頻相關,而選做題則源銜接競賽任務書,作為線下課堂教學的導入部分。同時也將學習指南、競賽任務視頻、實訓評分標準、產(chǎn)品手冊、課后拓展任務等上傳至學習通。
教學環(huán)境分析。項目的程序設計和講解在機房進行,確保每位同學能夠及時仿真驗證。涉及硬件接線、程序調試等在可編程控制器基礎實驗平臺上完成,而第二課堂的相關拓展任務則安排在技能競賽平臺上。
基于“課賽融合”的線上線下混合式教學模式如圖1所示,總體框架為:搭建基于“課賽融合”的線上教學資源→開展“我做你看裁判評”線下課堂→實施第二課堂。具體步驟為:依托企業(yè)項目開發(fā)流程,按照學生認知層次分解技能大賽相關知識點、技能點,形成典型學習任務。利用超星網(wǎng)絡學習平臺通上傳學習任務、學習指南、知識點視頻、預習測試題、實訓評分標準等學習資料,學生根據(jù)學習指南、自學知識點視頻完成學習任務。線下課堂依托實驗教學平臺實現(xiàn)教學做一體化:教師演示,學生練習,最后由優(yōu)秀學生扮演裁判,教師扮演裁判長,共同檢驗線上學習效果。按照5個環(huán)節(jié)開展:公布預習成績→問題答疑→實操演練→“裁判”評分→裁判長“點評”。課后學生充分利用技能競賽平臺,在優(yōu)秀師生的幫助下完成拓展任務,實施第二課堂。
圖1 基于“課賽融合”的線上線下混合式教學模式設計
以《可編程控制器技術》為例,選取“邊沿檢測指令”學習任務來闡述基于“課賽融合”的線上線下混合式教學模式的實施過程,如圖2所示。
圖2 以《可編程控制器技術》邊沿檢測指令為例的混合式教學模式的實施過程
選取競賽任務:流水線托盤接近光電開關A,氣缸1伸出。流水線托盤離開光電開關B,氣缸2伸出。在超星學習通平臺教學資源中上傳學習指南、托盤流水線氣缸動作視頻、邊沿檢測指令講解視頻、觸摸屏制作視頻、光電開關手冊、電磁閥手冊、1200PLC內(nèi)部結構圖、考核評分標準、課前預習作業(yè)、課后拓展作業(yè)。其中學習指南寫明學習目標、學習步驟,便于學生快速完成學習任務。學生的平時成績由六部分構成,其中視頻占比15%、章節(jié)測驗占比10%、作業(yè)占比20%、討論占比10%、簽到占比5%、線下占比40%。線下又分為線下課堂操作、第二課堂任務。將競賽評分標準融入考核評分標準,涉及程序下載、調試、功能講解。課前預習作業(yè)以客觀題形式呈現(xiàn),涉及光電開關的電氣符號、區(qū)別上升沿和下降沿邊沿檢測指令。課后拓展練習:寫出調節(jié)光電開關靈敏度的方法;觸摸屏上顯示光電開關信號狀態(tài)、氣缸信號狀態(tài)。
《可編程控制器技術》的線下課堂按照先硬件后軟件順序共計4學時進行講解。按照公布預習成績→問題答疑→新知講解與演示→“裁判”評分→裁判長“點評”5個環(huán)節(jié)展開。教師首先點評課前預習情況,公布當前平時成績排名前10和后10的名單能及時激勵和監(jiān)督學生的學習情況。硬件設計方面,教師講解PNP型光電開關、電磁閥硬件接線原理,并演示硬件接線步驟。教師扮演“裁判長”和“現(xiàn)場技術支持”雙重身份,負責設備的通電、故障排查。通電前,各小組自行靜態(tài)檢查接線??膳e手示意“裁判長”通電,課堂成績總分100分,對于私自通電導致設備燒毀,酌情扣除10-15分?!安门虚L”現(xiàn)場選取接線耗時短、工藝分值高的前5名學生作為現(xiàn)場“工藝裁判”,給其他學生打分,要求簽字負責?!肮に嚥门小泵咳霜剟?分。課堂上,對于教會他人的同學,將成為“老師助理”,每教會一人給予2分獎勵。硬件任務完成后,關于軟件方面,教師首先講解“接近光電開關A,氣缸1伸出;離開光電開關B,氣缸2伸出”的程序設計,教師演示后,同學們分組討論理解邊沿檢測指令的應用。再修改任務為:“第一次接近光電開關A,氣缸1伸出;第二次接近光電開關A,氣缸1縮回?!庇赏瑢W們自行設計并調試。限時20分鐘后考核,“裁判長”選擇調試快、程序解析正確的5名學生為現(xiàn)場“功能裁判”,主要負責評判程序的下載、調試、功能講解是否正確。考核結束后,學生會在線上投票評選出本次優(yōu)秀的“裁判”,給予2分獎勵。最后由“裁判長”點評和總結,并解答學生本堂課的疑問。
課后在超星學習通平臺上傳拓展作業(yè):1.光電開關的靈敏度調節(jié)。2.觸摸屏上顯示光電開關、氣缸狀態(tài)。拓展作業(yè)則不設置時間限制,學生利用課余時間到技能競賽平臺上完成光電開關的調試,自主學習觸摸屏畫面制作方法。競賽設備實訓平臺對全體學生開放,且安排有優(yōu)秀的專業(yè)教師或優(yōu)秀學生現(xiàn)場指導。學生完成任務后,要求將調試步驟的上傳至學習通平臺進行展示。教師根據(jù)線上線下考核成績和第二課堂的綜合表現(xiàn),逐步培養(yǎng)參加湖北省工匠杯、湖北省職業(yè)技能大賽、全國職業(yè)技能大賽等賽項的預備選手。
在開展“我做你看裁判評”線下課堂教學環(huán)節(jié)中,同學們紛紛爭當工藝裁判、功能裁判、老師助理。第二課堂具有彈性化時空的特點,學生在時間和空間上可自由分配,可鍛煉同學的自我管理能力、獨立思考解決問題能力。學生在“賽中學、學中賽”,形成良好的你追我趕學習氛圍。實施基于“課賽融合”的線上線下混合式教學模式后,2021年度,《可編程控制技術》的優(yōu)秀率提高10.3%,良好提高了21%,不合格率降為0。
學生分別在2017年和2018年的湖北省職業(yè)技能大賽高職組工業(yè)機器人技術賽項中獲得三等獎和二等獎,實施“課賽融合”的線上線下混合式教學模式后,學生在2019年湖北省職業(yè)技能大賽高職組工業(yè)機器人技術賽項中獲得一等獎。2020年學生參加以工業(yè)級協(xié)作機器人智能配餐服務系統(tǒng)的全國電子通信行業(yè)職業(yè)技能大賽湖北選拔賽獲得三等獎2項,2020年學生參加“同立方杯”首屆全國職業(yè)院校自動化產(chǎn)線裝調虛擬仿真技能大賽獲高職組一等獎2項,2021年學生積極湖北省工匠杯工業(yè)機器人系統(tǒng)操作員賽項獲得湖北省青年職業(yè)技能大賽優(yōu)秀選手稱號。麥克斯發(fā)布相關數(shù)據(jù)表明,我校智能制造類專業(yè)學生就業(yè)滿意度調查達95%。工業(yè)機器人技術專業(yè)在我校所有專業(yè)排名中位于前十,專業(yè)排名涉及學生就業(yè)率、就業(yè)滿意度、專業(yè)對口率等。
長江工程職業(yè)技術學院工業(yè)機器人專業(yè)學生20人報名參加了2021年工業(yè)機器人系統(tǒng)集成應用“1+X”職業(yè)等級證書(中級)考試,考試內(nèi)容涉及1200PLC組態(tài)、觸摸屏畫面制作、伺服電機參數(shù)配置與運動指令應用、工業(yè)機器人編程與操作等。19人通過考試,通過率達95%。2020年和2021年學生參加機械行業(yè)能力水平評價“工業(yè)機器人操作調整工(高級)”的考證通過率均為100%。