信息化教學模式的構建與探索

摘 ?要：本文基于高等職業技術學校五年制機電專業學生的特點，結合實際教學存在的問題展開信息化教學模式的構建與研究，以幫助學生解決學習困難、促進學生自主學習、增強學生學習能力為目標，落腳于基于課程平臺進行信息化教學資源的建設、虛擬仿真系統的開發、實訓設備的分解及改造三個方面，基于項目實施特點將三者進行有效的銜接與融合，開發本課程科學合理的指導性學習方案，提高教學質量。

關鍵詞：機電設備裝調技術;“三合一”;自主學習

作者簡介：熊家慧，劉國鈞高等職業技術學校教師。（江蘇 常州 213025）

基金項目：本文系常州市教育科學“十三五”規劃課題“‘機電設備裝調技術實訓課程‘三合一信息化教學模式的構建與研究”階段性研究成果。

中圖分類號：G718 ? ? 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1671-0568（2019）03-33-04

“機電設備裝調技術”實訓課程是五年制高等職業技術學校機電一體化技術專業、電氣自動化技術專業必修的專業技術課程。機電設備裝調能力是學生專業能力的重要組成部分，在專業課程系統中具有重要的地位和作用。

一、“機電設備裝調技術”課程學習存在的問題

調查分析發現，在“機電設備裝調技術”的課程學習中，教師的授課以理論講解為主，后期學生缺乏引導性的機械實操訓練。學生應該由直觀簡單的實踐入手，開展自主學習，并在此過程中得到教師的幫助。學生應掌握了充分的理論知識后再回歸實踐，完成系統的任務。通過理論與實踐互補相融，提高學習效果。

當前“機電設備裝調技術”課程信息化教學資源較為匱乏，理論學習平臺應用程度不夠，大量的實操環節致使學生訓練時間有限，教師對此需要展開合理的模擬仿真訓練及測試，幫助學生克服實操的心理壓力，完成理論到實踐的過渡，提高學生的綜合動手能力。

二、“機電設備裝調技術”信息化教學模式的構建思想

“機電設備裝調技術”信息化教學模式以幫助學生解決學習困難為出發點，以促進學生自主學習、增強學生學習能力為目標，落腳于信息化教學資源的建設、虛擬仿真系統的開發和實訓設備的分解及改造三個方面，具體指導模式如圖1所示。基于對“機電設備裝調技術”項目任務的實施特點，學院將教師課程平臺、虛擬仿真系統、實訓設備載體三者進行有效的銜接與融合，以遵循學生的學習規律為原則，形成本課程科學合理的指導性學習方案。

三、“機電設備裝調技術”信息化教學模式構建的實踐研究

1. 基于課程平臺建設，培養學生自主學習能力。“機電設備裝調技術”信息化課程資源具備查閱方便、獲取快捷、直觀易懂、吻合課程學習內容等特點。課程資料分課程文本類資源及可視化特色資源，文本類資源的開發和整合主要基于項目任務及活動實施過程，根據環節所需資源進行開發，它在學生總體的學習過程中起著重要的引導作用。特色教學資源的建設以教與學的需求為導引，重在解決教學上的重點、難點、關鍵內容或傳統的文字教材難以直觀理解的問題。具體如圖2所示。

對于“機電設備裝調技術”課程平臺的搭建，學校集中于課程建設的文本資源的展示、視頻在線播放、收集相關網絡學習資源（電子參考教材，設備相關技術資料）、理論部分在線測試及項目實施反饋問卷調查幾個方面。

2. 基于虛擬仿真系統的開發，培養學生發現、解決問題的能力。“機電設備裝調技術”課程以大量的實操為主，包括機械裝配、電路氣路的安裝、程序的設計與系統的調試。為了提高實操效率，避免產生過多的操作故障，學生需要在實際動手之前發現自己可能存在的問題。開發合適的虛擬仿真軟件可以幫助實操。

在機械裝配的模擬訓練過程中，學生先在線查閱零部件圖片，觀看三維動畫的演示，了解設備基本組成，在線體驗設備運行全景動畫和360°展示效果，學習安裝工藝指導文件，觀看技能大賽獲獎選手的組裝視頻，然后借助上海宇龍電工仿真軟件中機電設備裝調課程的軟件功能進行各模塊的模擬裝配。學生通過這個步驟可以充分了解各部件在工作臺上的組裝及固定工作、明確組裝順序、清楚組裝過程、了解組裝工藝要求，提高裝配效率。

在“機電設備裝調技術”實訓課程中，學生的主要精力和時間都集中于對程序設計及設備系統的功能調試。由于學生在識圖、PLC編程基礎能力上存在較大差異，因此很難獨立編程及反復調試程序。但基于MCGS組態軟件的虛擬仿真輔助教學軟件的開發，由于仿真項目文件的畫面及動作可以被靈活修改，可以滿足一部分學生的基礎程序調試練習，也可以增加另一部分學生PLC程序設計訓練在項目任務的可拓展性，如圖3所示。這樣的優勢可以使教師開展分層教學，提高學生的編程能力，增加學生獨立操作及調試的機會，讓學生習慣獨立思考和解決問題。

3.基于實訓設備的分解改造，進一步提高學生動手實踐的能力。由于YL-235A型光機電一體化實訓設備屬于整體式結構，機械部件比較多，電路安裝比較復雜，學生初始接觸整個設備時會有一定的心理壓力。這時，教師應該改變之前以整體設備為中心的講授設計思路，將整個設備分解，要求學生從接觸送料機構開始，隨后熟悉搬運機構，最后逐步進行合組。這樣有助于學生的動手實操由淺入深，幫助學生消除學習障礙，更好地提升動手實踐能力。同時，教師可以改變同樣的部件位置，增加項目任務實施的靈活性，多方式增強學生的動手實操及應變能力。

四、分析課程項目實施特點，完成“三合一”信息化教學模式的構建

課程資源的建設是教學實施及學生自主學習的基礎，而資源的有效組織及呈現則直接影響學生的學習效果。基于已建設的課程資源，在“機電設備裝調技術”信息化教學模式核心指導思想下，教師以提升學生綜合學習能力為目標，以學生為主體，對課程平臺進行功能梳理、對虛擬仿真系統進行開發設計、對實訓設備進行優化處理，實現三者對接，完成對“機電設備裝調技術”信息化教學模式的構建。如圖4所示。

每一個項目的實施過程都包含10個基本的環節：課前項目學習、明確系統裝配要求、認識設備機械結構、完成機械部件裝配、明確任務控制要求、理論知識儲備檢測、電路氣路安裝檢測、程序獨立設計調試、任務實施效果評價和項目學習總體反饋，最終形成項目學習綜合報告。第一步：學生基于課程平臺提前學習，學生的學習在時間和空間上得以延伸，為后面的課堂項目學習做好鋪墊。第二步：基于課程平臺幫助學生明確系統裝配要求，讓學生從視覺上提前預知機械部件的安裝標準，為后面機械部件的安裝做好理論基礎。第三步：學生基于實訓設備及課程平臺認識機械機構，教師借助課程平臺提供部分機械部件的拆卸圖片及相應的三維爆炸動畫，引導學生將平臺的學習資料和實訓設備上的機械部件實物結合，完成對機械部件的深入認識。第四步：結合課程平臺、虛擬仿真系統及設備載體指導學生完成機械部件安裝與固定，首先讓學生通過手機掃描任務書上的二維碼或者在課程平臺上在線觀摩技能大賽選手的實操視頻，教師確定了方案即可指導學生借助宇龍軟件進行模擬裝配練習，進一步理清裝配思路，最后完成實訓設備的實際裝配任務，提高裝配效率，增加學生學習成就感。第五步：教師通過課程平臺及文本任務書加深學生對任務控制要求的理解，保證學生在理解的程度上在線觀看任務效果演示視頻，進一步直觀、深入地理解控制要求，明確任務實施效果，有方向、有目的地展開程序設計和思考，提高學習效率。第六步：教師基于課程平臺及設備載體指導學生完成理論知識的儲備及檢測，使學生能圍繞知識點展開“聽-看-思-做”的配合，加深對知識點的理解和掌握，教師及時了解學生的學習掌握情況并提出針對性解決措施。第七步：教師結合課程平臺、虛擬仿真系統及設備載體指導學生完成電路氣路的安裝;采用小組比賽的形式完成電氣原理圖及氣動原理圖的設計，教師可以鼓勵學生將完成的圖紙拍照上傳平臺，激勵學生搶答問題，在規定的時間內，對發現問題多的小組進行加分獎勵。第八步：基于虛擬仿真系統及設備載體幫助學生完成PLC程序的獨立設計與調試。第九步：通過評分表及課程平臺完成任務實施效果開展評價，學生邊演示邊解說程序，將自己組系統的功能演示拍成視頻，最后上傳至課程平臺;這樣有助于學生對程序設計有進一步的思考，實現以評促學。第十步：開展課程平臺完成項目總體學習反饋，課程平臺對每個項目進行學習反饋調查，教師通過學生的綜合性項目實訓報告，分析學生的優勢與不足，幫助學生解決問題，并為后面教學實施與調整做好充分的準備。

通過對“機電設備裝調技術”信息化教學模式的構建與實施，學校改變了傳統教學模式。基于項目實施的需求，教師針對項目實踐環節的特點分析，將課程平臺、虛擬仿真系統、實訓設備載體有效結合，用現代化的教學手段和方法來提升教學的效率和效果。本次改革對于拓展學生學習空間，促進學生自主學習起到了良好的作用。從學生反饋信息來看，“三合一”信息化教學模式能進一步促使學生進行項目學習，并針對性地幫助學生解決實踐中的問題，提高學習效率。

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責任編輯 ?程 ?哲