◇南京江寧高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 方 娟

分析了目前中職學(xué)校教學(xué)現(xiàn)狀，提出了基于“STEM多元混合”理念下中職《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》課程高效課堂教學(xué)模式創(chuàng)新改革的做法。在充分預(yù)設(shè)的具身STEM多元混合教學(xué)情境中，師生共同圍繞中職“傳感器技術(shù)與應(yīng)用”專業(yè)課程在課前、課中及課后進(jìn)行積極有效教學(xué)，通過知識(shí)測(cè)評(píng)反饋與教學(xué)滿意度調(diào)查，針對(duì)具身教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行深刻反思改進(jìn)，運(yùn)用先進(jìn)教學(xué)理念提高課堂參與度與實(shí)效性，較好地保證了教學(xué)效果與質(zhì)量。

“傳感器技術(shù)”是中職電氣自動(dòng)化技術(shù)的核心，在中職《傳感器技術(shù)應(yīng)用》教學(xué)中，社會(huì)對(duì)于人才的需求日益復(fù)合化與專業(yè)化，但傳統(tǒng)的課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)，課堂死板缺乏生機(jī)與活力。如今中國(guó)正在向智造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)型，由此推動(dòng)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)型，對(duì)于中職學(xué)校而言，更需要開展STEM教學(xué)模式[1]，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)智能創(chuàng)造調(diào)整與升級(jí)。本文將理實(shí)一體化實(shí)訓(xùn)室、積極教學(xué)法、arduino開源技術(shù)平臺(tái)等融合應(yīng)用到中職學(xué)?！皞鞲衅骷夹g(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)實(shí)踐中，構(gòu)建并實(shí)施多元混合教學(xué)模式，致力于中職課程教學(xué)改革，提高教學(xué)效率與質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力、社會(huì)能力和核心素養(yǎng)[2]。

一、中職學(xué)?！皞鞲衅骷夹g(shù)與應(yīng)用”專業(yè)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段，機(jī)器人技術(shù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用以及現(xiàn)代傳感技術(shù)不斷推陳出新，使得“傳感器技術(shù)與應(yīng)用”專業(yè)課程在實(shí)際生活中的應(yīng)用越來越多樣化[3]。從學(xué)科專業(yè)角度來講，“傳感器技術(shù)與應(yīng)用”是中等職業(yè)院校主干課程之一，它涉及自動(dòng)化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)以及智能控制技術(shù)等多種新型技術(shù)，尤其是傳感器技術(shù)，它目前已被廣泛應(yīng)用到國(guó)家安防、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及智能家居等多個(gè)不同領(lǐng)域，但由于“傳感器技術(shù)與應(yīng)用”課程內(nèi)容分散，學(xué)生信息化水平不高，缺乏邏輯思維能力，從而使得專業(yè)課教學(xué)存在很大挑戰(zhàn)。就目前中職學(xué)?？傮w學(xué)情狀況來看，我國(guó)各中職院校生源90%以上均來自于本地，受科技發(fā)展與地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平制約，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)當(dāng)前傳感器技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展認(rèn)知非常有限，加之課程難度大，專業(yè)理論多，學(xué)習(xí)持續(xù)性不強(qiáng)，課堂教學(xué)積極性不高，亟需進(jìn)行課程教學(xué)模式改革創(chuàng)新[4]?；诖?，“多元混合”在“傳感器技術(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)改革中的應(yīng)用就顯得尤為重要。

二、基于多元混合的中職學(xué)?！皞鞲衅骷夹g(shù)與應(yīng)用”專業(yè)課程教學(xué)改革探索

通過學(xué)情分析可知，在傳統(tǒng)教學(xué)中，師生互動(dòng)少，教師填鴨式教學(xué)，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，相關(guān)知識(shí)技能缺乏遷移應(yīng)用，教學(xué)效果不佳[5]。而在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，新技術(shù)、新知識(shí)不斷涌現(xiàn)，在中職“傳感器技術(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)中，教師必須要做出改革，既要在專業(yè)知識(shí)和技能方面關(guān)注學(xué)生需求，又要通過課程改革創(chuàng)新，提高課堂學(xué)習(xí)效率與質(zhì)量，同時(shí)還要借助環(huán)境、工具、方法等創(chuàng)新因素，營(yíng)造課程教學(xué)具身活動(dòng)情境，致力于提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作、分析解決問題能力、創(chuàng)新意識(shí)、再學(xué)習(xí)能力等，通過積極參與課程學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)[6]，基于理實(shí)一體的多元任務(wù)驅(qū)動(dòng)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生在解決應(yīng)用中構(gòu)建知識(shí)，養(yǎng)成良好學(xué)習(xí)態(tài)度，具體包含以下幾個(gè)方面。

一是實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法創(chuàng)新改革，即將“積極教學(xué)法”引入“傳感器技術(shù)與應(yīng)用”課程中，通過課前準(zhǔn)備，結(jié)合本節(jié)課學(xué)生需要，提前梳理教案，準(zhǔn)備教具與實(shí)驗(yàn)任務(wù)單，同時(shí)組織學(xué)生進(jìn)行課前小測(cè)，根據(jù)學(xué)生具體情況制定分層“學(xué)習(xí)目標(biāo)”。

二是實(shí)現(xiàn)教學(xué)理念創(chuàng)新改革，即在課程復(fù)習(xí)和導(dǎo)入部分，教師要“有導(dǎo)向性點(diǎn)名提問”，適時(shí)拋出問題，用“思維導(dǎo)圖”形式調(diào)控課堂，用貼近生活的案例保證點(diǎn)名提問的覆蓋率和針對(duì)性，及時(shí)導(dǎo)入新課程，并科學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)掌握情況，及時(shí)查漏補(bǔ)缺。

三是實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段創(chuàng)新改革。“傳感器技術(shù)與應(yīng)用”課堂理論知識(shí)的學(xué)習(xí)主要通過“頭腦風(fēng)暴”、“有效閱讀”、“視頻演示”等，讓學(xué)生帶著任務(wù)學(xué)習(xí)，借助“項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)任務(wù)單”及小組活動(dòng)等多元混合方式完成學(xué)習(xí)，在課后，要依據(jù)學(xué)生完成進(jìn)度，引入“藍(lán)墨云”班課平臺(tái)拓展學(xué)習(xí)資源，對(duì)照檢測(cè)，拓展課程資源，給予作業(yè)檢測(cè)與評(píng)價(jià)，輔助學(xué)生進(jìn)行小結(jié)性回顧。

四是實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式的創(chuàng)新改革。“傳感器技術(shù)與應(yīng)用”課堂教學(xué)要實(shí)現(xiàn)理學(xué)一體化，實(shí)踐與理論并重，借助arduino開源技術(shù)平臺(tái)為學(xué)生搭建不同傳感器模塊的原型實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，讓學(xué)生在具身情境下模擬各類傳感器采集與控制應(yīng)用微型系統(tǒng)工作過程，動(dòng)手編程，通過設(shè)計(jì)應(yīng)用，采用理實(shí)一體化實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，以小組為單位，教學(xué)實(shí)踐應(yīng)集傳統(tǒng)教室、課程實(shí)訓(xùn)和創(chuàng)客應(yīng)用于一體，在物理環(huán)境上給學(xué)生構(gòu)建實(shí)驗(yàn)情境，在視覺上、行動(dòng)上激發(fā)學(xué)生參與興趣。

三、基于“多元混合”的“傳感器技術(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)模式構(gòu)建與教學(xué)實(shí)踐案例展示

（一）教學(xué)改革模式構(gòu)建。

基于STEM理念的“多元混合”教學(xué)模式主要分為四個(gè)環(huán)節(jié)，即“課前教學(xué)學(xué)情分析”、“建設(shè)課中教學(xué)環(huán)境”、“多元混合具身教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)實(shí)施過程”以及“課后學(xué)習(xí)效果檢測(cè)評(píng)價(jià)”。根據(jù)傳感器技術(shù)課程特點(diǎn)，在課前，教師需要對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況即學(xué)情進(jìn)行分析，結(jié)合群體學(xué)習(xí)任務(wù)目標(biāo)及學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，制定明確的任務(wù)驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目清單[7]，設(shè)計(jì)具身教學(xué)活動(dòng)，根據(jù)學(xué)生需求，精心設(shè)計(jì)多元混合物理情境，幫助學(xué)生查找學(xué)習(xí)要素，挖掘教學(xué)資源，整合學(xué)習(xí)工具。在教學(xué)活動(dòng)中，教師要多通過表情、手勢(shì)、體態(tài)等引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)感知、肢體參與、親身動(dòng)手實(shí)踐實(shí)驗(yàn)等，使其積極置身于具身學(xué)習(xí)情境中強(qiáng)化認(rèn)知，通過試驗(yàn)?zāi)M內(nèi)化知識(shí)與技能。課后，教師還要組織學(xué)生分析評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果，找出不足，改進(jìn)反思，強(qiáng)化教學(xué)改革效果。

（二）教學(xué)案例情境分析。

本研究以某中職學(xué)校為例，在“傳感器技術(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)前，讓學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)與本課程有關(guān)的三門專業(yè)前導(dǎo)課程，即“電子技術(shù)”、“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”及“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”，使學(xué)生初步具備基本的電子程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，掌握相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用電路知識(shí)理論。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)[8]，依托arduino開源技術(shù)平臺(tái)[9]搭建快速應(yīng)用案例原型，讓課程內(nèi)容貼近學(xué)生生活實(shí)際，降低專業(yè)實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)難度，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行多元混合學(xué)習(xí)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與獲得感。

表1 “傳感器技術(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)課時(shí)分配

基于上述課時(shí)分配計(jì)劃，采用“積極教學(xué)法”[10]進(jìn)行多元混合模式教學(xué)，以6～10人為一組開展任務(wù)分配，2人為一小組進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)，借助上表中實(shí)際教學(xué)項(xiàng)目進(jìn)行小組、大組活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新等，讓學(xué)生結(jié)合理論知識(shí)自主設(shè)計(jì)電路并編程，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求分析討論，完成對(duì)相關(guān)電子系統(tǒng)傳感數(shù)據(jù)的智能采集、傳輸與分析，經(jīng)過PLC控制[11]，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的需求與功能，最后通過分析與討論，解決問題，運(yùn)用“實(shí)驗(yàn)任務(wù)單”提升學(xué)生表達(dá)能力、動(dòng)手能力與項(xiàng)目文檔編寫能力，經(jīng)過為期兩個(gè)學(xué)期的教學(xué)，創(chuàng)設(shè)合適的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)輔助學(xué)生進(jìn)行模擬，開發(fā)課程學(xué)習(xí)資源，還原教學(xué)實(shí)驗(yàn)原型，提升學(xué)生學(xué)習(xí)自信，保證學(xué)習(xí)質(zhì)量。

四、效果評(píng)價(jià)與反思改進(jìn)

通過多元混合具身教學(xué)實(shí)踐，教師需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)知識(shí)測(cè)評(píng)，根據(jù)學(xué)生反饋，檢驗(yàn)和分析教學(xué)效果，促進(jìn)知識(shí)內(nèi)化，同時(shí)還需調(diào)查課堂教學(xué)滿意度，了解學(xué)生對(duì)于自身教學(xué)行為的認(rèn)可度。經(jīng)過綜合性的評(píng)估之后，驗(yàn)證多元混合教學(xué)模式在中職學(xué)?！皞鞲衅骷夹g(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用中的實(shí)用性與科學(xué)性意義，積極反思，不斷優(yōu)化調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)方案，增強(qiáng)教學(xué)效果。

（一）專業(yè)知識(shí)測(cè)評(píng)反饋。

課后，通過對(duì)班級(jí)學(xué)生進(jìn)行“傳感器技術(shù)與應(yīng)用”課程專業(yè)知識(shí)理論測(cè)試及實(shí)踐測(cè)評(píng)，學(xué)生總體反饋效果較好。其中，在專業(yè)知識(shí)理論檢測(cè)與課后習(xí)題實(shí)操考核中，全班將近有95%以上的學(xué)生均能夠深刻理解并掌握相關(guān)專業(yè)知識(shí)，有25%的學(xué)生實(shí)操考核結(jié)果鑒定為“優(yōu)秀”，15%的學(xué)生經(jīng)過為期四個(gè)月的多元混合具身教學(xué)之后，理論成績(jī)與專業(yè)實(shí)踐能力均有較大幅度進(jìn)步，取得良好效果。

（二）課堂教學(xué)滿意度調(diào)查。

在中職學(xué)?！皞鞲衅骷夹g(shù)與應(yīng)用”專業(yè)課程教學(xué)實(shí)踐全過程，基于多元混合模式在具身教學(xué)情境下進(jìn)行課堂教學(xué)方式、理念、手段改革優(yōu)化，并嘗試將“理實(shí)一體化實(shí)訓(xùn)室”、“藍(lán)墨云班課平臺(tái)”以及積極教學(xué)法、STEM教學(xué)理念等融入其中，開展理論與實(shí)踐相結(jié)合的專業(yè)教學(xué)活動(dòng)，經(jīng)過對(duì)全班120名學(xué)生進(jìn)行課堂教學(xué)滿意度調(diào)查，結(jié)果顯示，基于多元混合模式進(jìn)行課堂教學(xué)創(chuàng)新改革后，“傳感器技術(shù)與應(yīng)用”專業(yè)課程教學(xué)獲得了學(xué)生的一致認(rèn)可，無論是教學(xué)模式滿意度（圖1）抑或是教學(xué)方式滿意度，均得到顯著提升，經(jīng)后續(xù)觀察，通過此次教學(xué)改革，學(xué)生課堂學(xué)習(xí)積極性得到激發(fā)，專業(yè)課程學(xué)習(xí)后，約有65%左右的學(xué)生綜合能力均有不同程度的提升，這些能力表現(xiàn)為語言組織表達(dá)、團(tuán)隊(duì)合作、讀寫程序、傳感數(shù)據(jù)采集與分析、自學(xué)、查閱資料以及制作電路圖能力等（詳細(xì)結(jié)果見圖2）。由此說明，教學(xué)方式改革，激發(fā)了學(xué)生課堂參與興趣，增強(qiáng)了學(xué)生自信，且?guī)椭蟛糠謱W(xué)生找到了適合自己專業(yè)能力發(fā)展的方向與興趣結(jié)合點(diǎn)。

圖1 教學(xué)滿意度調(diào)查之“教學(xué)模式”滿意度

圖2 教學(xué)改革后學(xué)生能力提升與改善情況

（三）反思與改進(jìn)。

根據(jù)課堂教學(xué)情況，經(jīng)不記名問卷調(diào)查，詳細(xì)調(diào)研并掌握了多元混合教學(xué)模式下學(xué)生具身學(xué)習(xí)整體活動(dòng)參與狀況，圍繞學(xué)習(xí)興趣、課堂參與度、教師引導(dǎo)實(shí)效性、教學(xué)活動(dòng)可行性、教學(xué)環(huán)境優(yōu)劣性以及持續(xù)主動(dòng)學(xué)習(xí)意愿等因素指標(biāo)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，全班有86%的學(xué)生主動(dòng)參與積極性高，課堂學(xué)習(xí)效果好，且愿意主動(dòng)持續(xù)開展此類自主性多元混合教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。基于學(xué)生反饋予以課后反思，本研究認(rèn)為依然有以下幾個(gè)方面需要改進(jìn)。

一是在“多元混合”教學(xué)情境之下，學(xué)生興趣被激發(fā)，部分學(xué)生在課堂中易產(chǎn)生短暫學(xué)習(xí)行為，這種激動(dòng)的情緒還容易造成課堂教學(xué)秩序的“混亂”，因此教師亟需加強(qiáng)課堂組織與綜合調(diào)控能力。

二是“多元混合”教學(xué)模式是基于現(xiàn)代STEM理念在具身學(xué)習(xí)情境下開展的自主學(xué)習(xí)行為，但個(gè)別中職學(xué)校現(xiàn)有硬件、軟件教學(xué)設(shè)施滯后短缺，從而限制了“理實(shí)一體化實(shí)訓(xùn)”、“藍(lán)墨云班課”等專業(yè)教學(xué)活動(dòng)開展，尤其是在“傳感器技術(shù)與應(yīng)用”專業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，現(xiàn)代交互性設(shè)備匱乏，使得實(shí)操教學(xué)難以實(shí)現(xiàn)。

三是教師的教學(xué)水平依然有待不斷提升，運(yùn)用更加先進(jìn)的教育教學(xué)理念開展“多元混合”教學(xué)實(shí)踐，主導(dǎo)并建構(gòu)STEM具身教育課堂，引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂教學(xué)改革實(shí)踐。

五、結(jié)束語

當(dāng)今社會(huì)快速更迭發(fā)展，社會(huì)對(duì)于人才的需求也更加多樣化與個(gè)性化，尤其隨著信息技術(shù)的更新?lián)Q代，教育領(lǐng)域發(fā)生了深刻變革，由此對(duì)于中職學(xué)校專業(yè)課程教學(xué)實(shí)踐創(chuàng)新工作也提出了更高要求[12]。中職學(xué)校“傳感器技術(shù)與應(yīng)用”專業(yè)課程教學(xué)事關(guān)學(xué)生成長(zhǎng)與成才，當(dāng)學(xué)生面對(duì)枯燥的理論知識(shí)時(shí)，如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生自主課堂實(shí)踐能力，保證專業(yè)課程教學(xué)的有效性是教師必須要深入思考的問題?！岸嘣旌稀苯虒W(xué)模式采取任務(wù)驅(qū)動(dòng)、行動(dòng)導(dǎo)向的STEM創(chuàng)新改革理念，讓學(xué)生在具身教學(xué)情境下進(jìn)行“學(xué)教做合一”，引導(dǎo)學(xué)生在理實(shí)一體實(shí)訓(xùn)環(huán)境下開展積極教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生在整個(gè)課堂任務(wù)指引下，通過課前準(zhǔn)備、課程復(fù)習(xí)和導(dǎo)入、理論知識(shí)學(xué)習(xí)、課程拓展、作業(yè)、檢測(cè)與評(píng)價(jià)以及實(shí)驗(yàn)等學(xué)習(xí)活動(dòng)，豐富和提高了創(chuàng)造力、想象力，培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)能力，切實(shí)有效提升教學(xué)效果，為推進(jìn)中職教學(xué)改革做出積極貢獻(xiàn)。