基于ARCS模型的“工廠電氣控制技術”教學改革設計*

杜丁香

（武漢交通職業學院，湖北 武漢 430000）

1 高職“工廠電氣控制技術”課程現狀

近年來，在“中國制造2025”的大背景下，黨中央、國務院再三強調要完善多層次的人才培養體系，促進產業升級，使我國實現由制造大國到制造強國的轉變。大力發展職業教育是國家提出的一項重要舉措，高職電氣自動化專業和智能制造產業的發展密切相關，為了適應產業升級需要對電氣自動化專業人才培養方案進行改革和創新。“工廠電氣控制技術”是高職電氣自動化專業一門重要核心專業基礎課，為了順應發展，課程改革亦勢在必行，應進一步調整教學方法和教學內容，以提高人才培養質量，為制造強國培育更多優秀技能型人才。

“工廠電氣控制技術”課程主要內容有：常用低壓電器的結構原理和用法、常用低壓電氣線路的設計安裝和檢修、常用機床電氣控制線路的檢修與排障等。該課程直接對接學生的崗位就業能力，同時也為后續更深度的專業課程學習打下基礎。可見，該門課程在整個專業人才培養體系中占據了非常重要的地位。傳統的“工廠電氣控制技術”課程教學主要采用以線下課堂教學為主、與學期末實踐教學相結合的方式，這種教學模式比較單調，前期理論教學枯燥難懂，且理論與實踐結合不夠緊密，特別是對于學習基礎不太好的高職學生來說，對于前面理論性講授很難聽懂，一旦聽不懂就會降低學習興趣，學習興趣一旦丟失，想要學好這門課程就更加困難。如何激發學生學習動機、保持學習興趣，是教師教學實踐中一大難題。建構主義理論認為教學應該以學生為中心，強調學生對知識的主動探索、主動發現和對所學知識的主動建構，那么這其中關鍵點就是激發學生的學習動機。本課題引入ARCS動機激勵模型進行“工廠電氣控制技術”課程教學設計，制定提高學生學習動機的教學策略，以達到教學目標[1]。

2 ARCS動機激勵模型的內涵

ARCS模型由美國佛羅里達大學的約翰·凱勒教授于1983年提出，這是一種以激動學生學習動機為核心的教學模式設計，該模型主要包括四個方面的要素。1）注意（Attention），即教師通過教學設計吸引學習者的注意，從而激發學習者的好奇心，使其產生學習興趣。興趣是良好教學效果的先決條件，只有學習者產生學習興趣，才能更有效地進行后續學習。2）關聯（Relevance），即學習者在學習過程中能將新知識與已有知識或者生活經驗產生關聯性，或者發現新學的知識能解決生活實際問題，學習者會覺得自己所學的和生活實際相關，并能解決生活實際問題，且覺得學習這個知識會很有用，從而產生學習興趣。3）信心（Confidence），即教師給學習者設定階段性的目標，并且在學習者學習過程中給予持續幫助，幫助學習者達到階段性的目標，幫助學習者建立持續的學習信心，從而產生持續學習的動力。讓他能夠覺得“我通過努力，能夠完成，能夠達到”，這就產生了一種信心，會起到正向作用，讓學生越來越愛學習。4）滿足（Satisfaction），即學習者在學習過程中能得到預期效果，從而產生獲得滿足感，這是維持學習動機的一個重要條件。

3 ARCS模型在“工廠電氣控制技術”課程中的探索實踐

高職“工廠電氣控制技術”課程實用性強，和工廠工業控制以及生活實際結合緊密，傳統的課堂講授方式制約了學生的探索能力，教學效果并不理想，很多同學并不理解學了這門課能干什么，導致學習興趣低。因此，引起學生學習興趣，激發學生內在學習動力就顯得尤為重要[2]。本課題將ARCS動機激勵模型引入到“工廠電氣控制技術”課堂中，根據模型引入和電氣控制技術相關的生活和生產實例來吸引學生的興趣，提倡自己分析解決生活實際中的電氣控制問題來產生關聯性，通過成功地解決生產生活實際問題來產生學習信心，并且學生通過實踐成果以及創新成果來產生獲得感和滿足感。筆者將以“三相異步電動機正反轉控制”章節為例來闡述如何將ARCS模型嵌入到“工廠電氣控制技術”課程的教學中。

3.1 用生活實例和多樣化的前期教學推送吸引注意（Attention）

吸引學生的注意是教學成功先決條件，所以教師要充分調動學生積極性，使學生更多地關注到課程。“三相異步電動機正反轉控制”是本課程第二章第二部分的內容，在前期學生們已經學習過三相異步電機的點動和正轉控制。正反轉控制屬于現代生產生活中必不可少的控制，比如電梯的升降，機床工作臺的前進、后退，起重機的上升和下降等。課前教師會使用超星學習通進行課前資料推送，課前資料主要內容是和授課主題相關的生產生活實例[3]，比如電梯的升降控制、起重機的升降控制，還有機床操作臺的上、下、左、右運動控制等。教師錄制前期推送課程視頻時畫面要豐富、語氣語調要生動，這樣比單調的PPT更有吸引力。學生看完視頻后設置有相應的討論話題。比如，你所知道生活中關于電機正反轉控制的實例有哪些呢？話題以探討性和開放性的話題為主，讓每個學生都能有話說，并且實行話題討論獎勵積分制度，即如果某名學生的話題點贊量和回復量最多，會有積分獎勵等，積分達到一定數量可以獲得相應的小獎品和權限等等，并且會設置通關權限，只有一步步通關才能進行下一階段的任務。利用這樣的視頻導入和問題探究式的課前導入來極大地激發學生的好奇心，吸引學生的注意力，從而使其深入學習、了解相關知識。

在課堂教學中，采用任務驅動型和問題解決型的教學模式，采用真實的工作場景，來激發學生解決實際工作的熱情，比如講授電機正反轉控制時，在課程開篇給學生放學校教學樓電梯上下行的動態視頻，利用多媒體的優勢創設學習情境，提高學生注意力，使學生心理活動處于積極狀態，激發學生的學習興趣。并提出問題：是如何讓電梯既能上行也能下行的（電機如何實現正反轉）？給出思考時間并邀請學生來回答問題。這樣的開篇課堂教學以實際問題導入加啟發提問的方式，能很快吸引學生注意力，關注到課程中來。

3.2 用大國重器三峽船閘的人字門開啟和關閉進行知識關聯（Relevance）

當學生學習一個知識的時候就會很關注這個知識學了有沒有用，這個知識和之前的學習及經歷有沒有關系。有理論指出，如果能把學生新學的知識和以往的知識進行關聯，學生會把新知識學得更好，記得更牢。所以關聯可以從兩方面入手。1）和已有知識進行關聯，和已有經驗進行關聯。2）指導學生把新學的知識和現實問題相關聯，讓他覺得學的知識有用，這樣學生也會產生學習的興趣，可以用一些熟悉的或者已經有經驗的事例來導入，引起學生的興趣，或者也可以對學生說為什么要你學習這個知識，學習了這個知識對你來說有什么用，能解決什么樣的問題，這樣有目標的導向，學生學起來也會有很大的興趣[4]。聯系到三相異步電機正反轉的問題，可以以一個實際的工程問題進行引入：世界上最大的船閘——三峽船閘的人字門有開門和關門動作，這兩個動作都是由一臺電動機控制的，那么大家知道這個電機的控制線路是怎樣的嗎？船閘人字門的開啟和關閉其實也是一臺電機的正反轉來控制的，一個簡單的知識可以應用到世界著名的大國重器上，讓學生把所學的知識和世界著名的相關應用聯系起來，這樣可以產生強烈的學習自豪感，從而激發學生的學習動機。

3.3 設置合適的目標，搭建實現目標的平臺建立學習信心（Confidence）

信心講的是教師根據教學目標給學生合理設定目標，讓學生覺得“我通過努力可以達到目標”，這樣就給了學生一種學習的自信。那么教師在做教學策略的時候，目標要設置得合適，既不能太簡單也不能太難，讓學生踮踮腳就能夠到，同時教師還要提供一定的路徑支持，幫助學生達成目標，這樣學生的學習自信心就會慢慢建立起來，從而激發更好的學習動機。對于“三相異步電機正反轉的控制線路設計”章節內容，根據學生的學習特點將目標分成三步走。1）根據已學電機單向運轉的知識，設計出反方向運轉的控制線路圖，并分析討論如何將正反雙向運轉的控制圖合并。第一步的目標比較簡單，結合前期的課程內容大部分的同學都可以完成，當第一步的目標達成后，學生就會有一定的成就感，此時教師會給予肯定并鼓勵學生進一步思考。2）將正反向運轉的線路圖設計組合。組合完成后，請學生一起分析討論設計出來的電路圖存在什么優缺點，如何進行改進。第二步目標中，將正反轉電路結合大部分的同學也都可以做到，但是分析電路的優缺點以及改進措施可能會有一定困難，這時老師要適當啟發并通過實驗來激發學生進行思考和總結，經過思考和總結以后學生能自主完成第二步目標，這時他們的學習熱情會更高，因為他們得到了學習的信心和成就感。3）改進完善設計線路，實現機械電氣雙重連鎖線路設計。通過將教學目標分層、分步的方式，激勵學生進一步探索，每一步成功都會給他們建立學習的信心，并且也會激勵他們完成下一步目標。學生學習的自信心建立起來了，學習的動機自然也就明確了[5]。

3.4 建立完善的課程評價體系，增強學生學習滿足感（Satisfaction）

學生只有不斷在學習中獲得到了滿足感，才會產生持續學習動力，得到更好的學習效果。所以教師在教學過程中，要充分發揮評價體系引導作用，提升學生的學習滿意度和學習滿足感。即教師要給予學生中肯的評價，使其從學習結果中獲得滿足感。教師對學生的評價和鼓勵是一個長期過程，這就要求教師要長期關注和及時評價學生的學習活動，對學生學習階段的每一個變化做出及時評價反饋，這個評價包括課前、課中和課后幾個階段的評價。在課程之外，教師要鼓勵學生通過參與各種競賽和工程實踐的方式，將教學的理論知識用于實際中，讓學生體會到學習的用處，獲得解決實際問題的滿足感。學生也可以分享自己的成功經驗來提升滿足感。比如在“三相異步電機正反轉控制線路設計”章節的教學中，教師可以在課前發布教學討論任務時，通過及時回復和評論點贊學生的討論話題來提升學生滿足感，讓學生知道老師一直在關注著自己的學習動態，產生學習動力。在課中根據學生設計任務進度及時給予學生積極正面的反饋，鼓勵他們積極探索，幫助有困難的學生解決問題，讓每組學生的的任務能順利進行下去，在任務解決的過程中來獲得學習的滿足感。在課后任務拓展中，鼓勵學生積極參與和課程知識相關的學院、學校組織的各項技能大賽，比如電工大賽、技能節等比賽，通過比賽成績的肯定來提升學習滿足感，并選拔優秀學生組建興趣小組，參與更高級別的比賽，來激勵更多的學生通過努力學習參與到競賽中來，以賽促學，增強學生獲得感，激發學習動力，也可以將學生設計的線路拿去工程實際調試，來提升學生學習的滿足感。同時將課程學習與電工取證考試結合起來，讓學生的學習過程得到明確的結果反饋，學生在學習的過程中獲得了滿足感，會產生更強的學習動機。

4 總結

“工廠電氣控制技術”是一門專業性和實踐性較強的課程，在以往的課程教學中發現很多學生在學習過程中認為課程枯燥難懂，學習興趣不高，學習動機不足，目的性不明確，嚴重影響了教學效果。本課題基于ARCS動機激勵模型，結合“工廠電氣控制技術”課程特點，進行了教學改革設計。筆者通過闡述ARCS模型的內涵，以課程中比較重要的一個知識點——“三相異步電機正反轉控制線路設計”為例，展示了ARCS模型的四個要素在課程教學設計中的應用，在課程的實踐中將四個要素融入課前、課中、課后幾個部分，并產生相互影響，最終促進學生內部動機機制運行，來提升教學效果。經過教學改革實踐，學生的學習積極性明顯提高，教學效果明顯提升。但在實踐應用中也發現了問題：首先，動機模型對大部分的學生都起到了很多的作用，激勵了學生的學習興趣，也取得了很好的教學效果，但對小部分差生，這種激勵作用并不大，在今后教學設計中，要將這些小部分差生考慮進來，為他們設定一些特殊激勵措施；其次，在實踐過程中發現高職學生的學習動機激勵時間較短，在課程實施中要考慮隨時進行動機激勵模型教學，讓學生產生持續的學習動機來保證教學效果。