朱節(jié)宏，譚敬晃

（北海職業(yè)學院，廣西 北海 536000）

0 引言

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO（Conceive，Design，Implement，Operate）以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程。我國非常注重CDIO工程教育模式的推廣工作，CDIO在中國十多年的創(chuàng)新發(fā)展，工程教育的實踐，卓有成效。在“雙高計劃”、高質(zhì)量發(fā)展的大背景下，積極探索CDIO新內(nèi)涵，推動教育教學改革，持續(xù)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量就是CDIO于職業(yè)教育應(yīng)有之義。2019年國務(wù)院發(fā)布的《國家職業(yè)教育改革實施方案》明確指出，把發(fā)展高等職業(yè)教育作為培養(yǎng)大國工匠、能工巧匠的重要方式，重點是培養(yǎng)服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展的高素質(zhì)技術(shù)技能人才[1]，而高素質(zhì)技術(shù)技能人才的培養(yǎng)則表現(xiàn)為專業(yè)基礎(chǔ)知識學習能力、個人職業(yè)技能、人際交往技能和專業(yè)創(chuàng)新能力等方面的賦能，這跟CDIO的工程教育理念，有著異曲同工之妙。本文在工程教育的基本框架下，以學生認知能力、學習經(jīng)驗、學習能力與習慣等方面的學情分析為基礎(chǔ)，探析工程教育視域下高職機電類專業(yè)課程混合式教學模式。

1 學情分析

學情分析是教師教學策略選擇和教學活動設(shè)計的前提，研究學生的實際需求、認知能力和經(jīng)驗、學習能力和習慣等，在教師的角度，為學習者設(shè)計、優(yōu)化有效的教學過程，更好地達到教學目標，提高教學效率[2]。

1.1 認知能力與經(jīng)驗分析

建構(gòu)主義學習理論認為，學習的生成過程是學習者原有的認知結(jié)構(gòu)、經(jīng)驗與從環(huán)境中接受的新知識相互作用，主動選擇信息和注意信息，以及主動建構(gòu)信息的意義。學習者現(xiàn)有的知識、實踐經(jīng)驗或技能能不能實施對新知識的意義建構(gòu)是激發(fā)學習興趣和學習主動性的關(guān)鍵。以2019級機電一體化技術(shù)專業(yè)為例，3個班共103人，80%以上生源是中等職業(yè)學校，并且全部是男生，中學應(yīng)需要掌握的文化科學基礎(chǔ)知識和基本技能普遍較低，認知能力測試結(jié)果顯示，數(shù)學、邏輯推理能力方面最低，這給教學設(shè)計的啟示就是，課程設(shè)計計算方面的內(nèi)容教學必須考慮可操作性。

認知能力分析，更多的是關(guān)注學生個人的基礎(chǔ)素養(yǎng)、智力和應(yīng)變方面的能力，而經(jīng)驗分析則比較傾向?qū)I(yè)基礎(chǔ)素養(yǎng)和實踐技能的掌握情況，見表1。根據(jù)機電一體化技術(shù)專業(yè)2019級的人才培養(yǎng)方案，在學習“液壓與氣壓傳動技術(shù)”課程課前，經(jīng)過整理分析前修課程的結(jié)果材料、調(diào)查問卷分析和面對面的交流訪談后發(fā)現(xiàn)，學習效果跟學習目標差距很大。

表1 經(jīng)驗分析

1.2 學習能力與習慣分析

學習是學習者主動建構(gòu)內(nèi)部心理表征的過程，自主學習能力和接受學習能力，對具有一定結(jié)構(gòu)體系的學科學習非常重要。以“液壓與氣壓傳動技術(shù)”課程的“項目1液壓與氣壓基礎(chǔ)知識”內(nèi)容的教學為例，自主學習檢驗結(jié)果顯示，除了千斤頂?shù)牟僮髂芤鸫蠹遗d趣之外，其余概念性、理論性問題的回答，絕大多數(shù)學生都是“不懂”“不知道”；而通過課堂講授之后的內(nèi)容測試，獨立思考過后完成的不到一半，其余都是為了完成任務(wù)而隨意的選擇，總體而言，學習目標的達成率不到20%，這反映了學生學習的自覺、自主和理解接受能力是有限的，所以教師必須考慮在教學場景當中營造一種“接受”的氛圍，激發(fā)學生學習的主動性，提高參與度，促進學習目標的達成。

科技主導(dǎo)的現(xiàn)代社會，信息技術(shù)飛速發(fā)展，對大學生的生活、學習習慣產(chǎn)生了許多負面影響。生活上，娛樂方式的轉(zhuǎn)變，由原來沉浸在“網(wǎng)吧”，到如今可獲得性更好的手機游戲；人際交往上，更多地傾向于網(wǎng)絡(luò)社交，沉溺于虛擬空間；學習上，碎片化的資源漫天飛舞，充斥在各種APP、網(wǎng)站和資源平臺，這些對學生自主探究性的學習、課堂聽講、參與度、團隊協(xié)作和創(chuàng)新力的消極影響，不可忽視。學習習慣分析結(jié)果見表2，教學內(nèi)容是“液壓與氣壓基礎(chǔ)知識”。

表2 學習習慣分析結(jié)果

2 構(gòu)建以學生發(fā)展為中心的混合式教學體系

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，混合式教學模式正成為主流模式，是一種以混合式學習需求為基礎(chǔ)的教學模式。首先，學生知識與技能的獲得方式，融合了線上學習和線下學習[3]，線上學習主要依托各種資源網(wǎng)絡(luò)平臺或系統(tǒng)；其次，混合式教學強調(diào)學習者為中心的教學，教師是學習的引導(dǎo)者和服務(wù)者、資源的提供者，學習者在學習活動中以線上自主探究、線下協(xié)作討論的方式開展[4，5]。

2.1 基于資源、探究、合作的情境式教學設(shè)計原則

以學生為中心，涉及學生、教師、教學設(shè)計、教學方法、教學組織、學習環(huán)境和學習效果評估等方面的內(nèi)容，要讓學生真正成為自覺、主動的學習者，要讓教師成為學生學習的引導(dǎo)者、服務(wù)者，要讓教學設(shè)計、教學組織和教學方法的選擇能在充分接納學生意見建議基礎(chǔ)上進行，尊重學生個性的差異和學習習慣，教師有責任有目的地引入或創(chuàng)設(shè)各種具體的學習場景，營造良好的學習氛圍，學生的學習效果評價還要能及時直達學生，便于其個人調(diào)整。具體情境式的教學設(shè)計，以能為學生帶來輕松愉悅、自主性較強的學習體驗為標準，最大限度地給予良好的心理暗示和思維啟迪，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性和適應(yīng)性。

基于課程資源的情境式教學設(shè)計。任何可以應(yīng)用到教育教學當中的材料和條件，都屬于課程資源的范疇，這包括教學PPT、專業(yè)教學動畫、二維三維模型、虛擬仿真資源、實訓錄像、影視片段、圖文資源、校內(nèi)外實訓實習基地等形式的內(nèi)容或環(huán)境?！耙簤号c氣壓傳動技術(shù)”情境式教學設(shè)計中涉及的課程資源，除了從教學服務(wù)平臺資源庫添加之外，其他則由課程團隊自行設(shè)計制作，見表3。情境式的教學設(shè)計，不管是基于實物、實驗，還是基于問題、現(xiàn)象等，都是在可制作的課程資源基礎(chǔ)之上開展的。教學情境與課程資源是有機地關(guān)聯(lián)、搭配在整個教學過程當中。有效的教學情境設(shè)計是需要多種課程資源支撐的，不僅是基于教材的概念、理論或經(jīng)驗描述的提煉總結(jié)，還是基于梳理過的知識點、技能點，并經(jīng)過設(shè)計深化、具體化或形象化后的各種課程資源。

表3 “液壓與氣壓傳動技術(shù)”課程資源（以項目1為例）

基于探究學習的情境式教學設(shè)計。通過一個或多個問題情境的設(shè)計，讓學生接連地質(zhì)疑發(fā)現(xiàn)問題、分析討論、實驗實踐、表達與交流，來理解、獲得相關(guān)問題的有關(guān)知識或方法，進而形成解決問題的技能和自主學習的能力。指導(dǎo)學生基于自身經(jīng)驗的、學科課程相關(guān)的一些問題進行探究，讓學生們獨立去收集數(shù)據(jù)、調(diào)查研究，或者引導(dǎo)他們?nèi)ピO(shè)計那種難度適中的研究方案。以“機械基礎(chǔ)”課程里的“機械傳動”簡章教學為例，機械傳動類型有皮帶傳動、鏈條傳動、齒輪傳動和蝸輪蝸桿傳動等，每種傳動類型都各有特點和應(yīng)用，對這個章節(jié)內(nèi)容進行探究學習教學設(shè)計的時候，借助實物、三維和虛擬仿真等情境，引導(dǎo)學生嘗試著去完成某一種傳動方案的設(shè)計或者多種傳動方案的對比分析，整個過程會讓學生針對具體的問題，獨立地查閱機械設(shè)計手冊、技術(shù)標準及技術(shù)文獻，收集信息數(shù)據(jù)、制定方案和繪制圖紙。教師的指導(dǎo)和適當組織也很有意義，不斷地讓學生集中于他們的學習，激發(fā)和鼓勵他們的學習，并且每個重要的學習節(jié)點都會在教學平臺上直觀地顯示出來，使學生人人都能充分參與，加深對機械傳動過程的理解。

基于合作學習的情境式教學設(shè)計。以“液壓與氣壓傳動技術(shù)”“項目2液壓與氣壓動力裝置”為例，該項目教學包括齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、氣源裝置等內(nèi)容，每個內(nèi)容都對應(yīng)有實驗實訓設(shè)備，可以開展元件拆裝實訓、參數(shù)測定和定量計算等，就拿拆裝實訓來說，它包括拆裝技術(shù)要求和注意事項的正確通讀、工量具的規(guī)范使用、拆裝實操、拆裝記錄、測量分析和現(xiàn)場6S等多項工作內(nèi)容，一個人在有限的學習時間內(nèi)是無法完成的，合作學習是必需的。這種合作學習的情境設(shè)計，教師與學生、學生與學生之間，共同針對某些知識點、技能點進行學習合作，并在學習合作的過程中相互碰撞和質(zhì)疑，達成共識和創(chuàng)新。

2.2 基于CDIO工程教育理念的教學內(nèi)容重構(gòu)

CDIO工程教育模式能力大綱的四個方面，分別是技術(shù)知識和推理能力、個人職業(yè)技能和職業(yè)道德、人際交往技能、企業(yè)和社會構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運行系統(tǒng)[6]。以下以“液壓與氣壓傳動技術(shù)”課程為例說明該課程CDIO工程能力要素教學內(nèi)容的設(shè)計如表4所示。

表4 “液壓與氣壓傳動技術(shù)”CDIO教學內(nèi)容設(shè)計

2.3 依托在線教學平臺，開展線上線下混合式教學評價

教學評價是一個價值或質(zhì)量判斷的過程[7]。線上線下混合式教學評價，即線上線下混合式教師教的評價和學生學的評價。線上評價以學生學的評價為主，依托在線教學平臺開展，評價指標有課件學習（進度、評價、問答、糾錯）、課堂考勤、課堂筆記、課堂參與、線上測驗、線上作業(yè)和線上考試，根據(jù)預(yù)設(shè)評價指標的權(quán)重，最后會得出一個線上的量化評價。線下評價包括教師教的評價和學生學的評價，教師教的評價形式有督導(dǎo)聽課、同行評課、學生評課、教師自評四種形式，評價的目的自然是從不同角度對教師的教學準備、教學設(shè)計、教學組織、教學方法、教學態(tài)度和教學成效做全方位的評估，促進教師的成長和教學質(zhì)量的不斷提升；線下學生學的評價，是以學生、以課堂為中心的評價，評價指標有課堂表現(xiàn)（實訓實驗結(jié)果、書面匯報、調(diào)查報告、知識競賽、技能比賽）、課程設(shè)計、課外創(chuàng)新（制作模型和小發(fā)明）等[8]，具體見表5。

當前，各個資源共享平臺和在線教學服務(wù)平臺，其資源和教學服務(wù)的共享，在職業(yè)教育教學改革的大浪潮中，確實有助于提高了教與學的效率和效益。

3 教學實施策略

3.1 以項目為導(dǎo)向，調(diào)動學生主動探究、實踐與創(chuàng)新的積極性

通過項目（任務(wù)）的形式開展專業(yè)課程的教學，學生獨立搜集資料、設(shè)計方案、組織實施及項目（任務(wù)）評價，讓學生積極主動起來，主動探究，主動實踐和主動創(chuàng)新[9]，在項目（任務(wù)）推進的過程中自主學習、合作學習，教師仍然是一個指導(dǎo)者的角色。項目（任務(wù)）導(dǎo)向的高職機電類專業(yè)課程的教學形式，營造以學生為中心、開放的學習氛圍，契合新時代職業(yè)教育改革發(fā)展的趨勢，順應(yīng)傳統(tǒng)制造業(yè)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)變革、創(chuàng)新突圍的呼聲。

作為導(dǎo)向的項目（任務(wù)），需要課程團隊從學情分析、崗位需求出發(fā)，認真審視教材，結(jié)合相應(yīng)的教學情境，精心設(shè)計。以“機械基礎(chǔ)”中的“凸輪機構(gòu)”項目（任務(wù)）式教學為例，這個內(nèi)容設(shè)計有“常見凸輪機構(gòu)分析”和“凸輪機構(gòu)設(shè)計”兩個開放性的項目（任務(wù)），學生自由組合，以小組的形式，按順序完成項目，提供的資源條件有內(nèi)燃機（配氣凸輪機構(gòu)）、凸輪機構(gòu)模型、教材、機械設(shè)計手冊、課件、動畫、微課、計算機、拆裝工量具、繪圖工具及紙張等?！俺Ｒ娡馆啓C構(gòu)分析”主要指導(dǎo)學生完成內(nèi)燃機配氣凸輪機構(gòu)的實物拆裝、測量記錄、建模、機構(gòu)分析和學習報告，在此基礎(chǔ)上，學生自選完成一種凸輪機構(gòu)的設(shè)計。

3.2 以問題為導(dǎo)向，注重學生興趣與思維能力的培養(yǎng)

以問題為導(dǎo)向貫穿整個教學過程，教師負責創(chuàng)設(shè)問題情境，或以提問帶入問題情境，適當引導(dǎo)學生提出要解決的主要問題，通過個人或小組合作開展自主探究，對提出的問題認真分析、猜想假設(shè)、解決方案設(shè)計和驗證解決[10]。這是一個新知識、新技能發(fā)現(xiàn)探索和掌握的過程，在這個過程中，學生自然是主角，其注重學生學習興趣、思維能力和自主學習能力的培養(yǎng)，這是對CDIO能力大綱中工程推理和解決問題能力培養(yǎng)的一種響應(yīng)，在問題解決、發(fā)展的過程中，整體思維、創(chuàng)造性思維和批判性思維得到了極大的鍛煉。

以“可編程控制技術(shù)”“十字路口交通燈控制設(shè)計”的教學為例，教師通過十字路口交通燈的視頻或動畫的展示創(chuàng)設(shè)問題情境，通過觀看，學生會思考，產(chǎn)生很多問題。比如直觀上，東西南北的紅、黃、綠燈是如何交替的？持續(xù)多少秒？間隔多少秒？接著是跟學習內(nèi)容相關(guān)的問題，像如何編寫梯形圖來完成對交通燈的控制？用經(jīng)驗設(shè)計法還是順序控制設(shè)計法？是單系列、選擇系列還是并行系列結(jié)構(gòu)呢？學生發(fā)現(xiàn)提出這些問題，逐一自行探討、設(shè)計方案或路徑并驗證，直至解決問題。

3.3 信息技術(shù)與教育教學深度融合，全面提升高職技能人才培養(yǎng)質(zhì)量

高等職業(yè)教育已具備了線上線下、較為完善的教學系統(tǒng)和學習系統(tǒng)，教育教學與信息技術(shù)的深度融合，推動了教師角色、教育理念、教學觀念、教學內(nèi)容、教學方法以及教學評價等方面的變革，以適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)和技術(shù)技能人才培養(yǎng)需要的新教育形式，基于CDIO工程教育理念的混合式教學模式勢必對高職技能人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升產(chǎn)生深遠的影響。

4 結(jié)語

在工程教育的基本框架下，以學生認知能力、學習經(jīng)驗、學習能力與習慣等方面的學情分析為基礎(chǔ)，對高職機電類專業(yè)課程混合式教學模式的構(gòu)建原則、基于工程能力各要素的教學內(nèi)容設(shè)計，以及線上線下混合式教學評價方式分別進行了深入的探析。接著以項目導(dǎo)向、問題導(dǎo)向兩種教學方法的應(yīng)用實踐為切入點，具體探討了機電類專業(yè)課程混合式教學模式的實施策略。教學實踐表明，工程教育理念下的混合式教學的實施，錘煉了學生的實踐技能，增強了學生的創(chuàng)新意識，對高職機電類專業(yè)技術(shù)技能人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升，具有催化促進的作用。