“智能開關的制作與檢修”教學實施報告

北京電氣工程學校 王 林 劉 暢 董 森 趙 維

本次設計圍繞立德樹人根本任務，緊扣“工匠精神”思政主線，將涵養“匠心”融入教學全過程，以提升職業能力為本位，以加強學生學習力和培養工程思維為途徑，有效提升學生的職業素養和匠心精神。

一、教學整體設計

（一）崗課賽證融通，構建能力進階教學內容

《電子技術基礎與技能》課程是電氣設備運行與控制專業的核心課程。以電氣設備安裝工崗位需求為導向，依據國家專業教學標準和課程教學大綱，結合專業人才培養方案要求，融通人力資源和社會保障局《電工》（中級），1+X證書《電子裝聯職業技能等級標準》（中級）證書；融通中職《電氣安裝與維修》《電子電路裝調與應用》國賽賽項。瞄準智能照明技術升級，依托真實工作載體，結合學生認知規律，按照由易到難，由簡到繁，構建崗位能力進階的2大模塊11個教學項目，培養學生運用電子知識和技能完成電路設計、制作、檢修和解決實際應用問題的能力。課程選用“十三五”國家規劃教材《電子技術基礎與技能》。

參賽作品為模塊二項目2：智能開關的制作與檢修。此項目基于企業KNX系統終端的真實工作項目，智能開關是利用聲、光、磁、觸摸對照明系統進行智能控制，方便用戶且綠色節能。借鑒CDIO工程教育流程，結合崗位操作流程，將課程內容整合為四個工作階段，分別是智能開關的構思與準備、設計與驗證、制作與調試、運行與檢修，四個階段細分出體現工作流程的8個任務（圖1）。本項目將多變量控制理念引入智能照明控制系統中創新綠色照明新技術，在制作與檢修中采用行業IPC-A-610D、IPC-7711最新規范和工藝要求。

圖1 項目內容整體設計

（二）學情數據融匯，精準定位項目教學目標

授課對象是電氣設備運行與控制專業高一年級學生。

知識和技能基礎：學生已經掌握數字信號、數制、編碼知識；掌握基本焊接技能，會使用萬用表簡單測量；學生理論學習能力有待提升，對電路工作原理的準確理解具有一定困難；部分學生規范操作意識與企業要求還有一定差距。

認知和實踐能力：學生具有一定總結歸納能力，但是電路原理分析能力有所欠缺。學生有成功裝配電子產品的經驗，有利用萬用表檢測一般元器件的經驗。

學習特點：學生具有較強的信息素養，喜歡線上線下小組合作學習方式，樂于動手操作。

依據課程標準和崗位要求，賽證結合學情分析，確定本項目教學目標和重點；依據學情預判難點（圖2）。

圖2 教學目標及教學重點

（三）育訓目標融合，構建德技并進教學模式

在行動導向教學理論指導下，借鑒工程教育理念（CDIO）和成果導向教育（OBE）理論，構建“CDIO-匠心引領任務驅動”教學模式。項目內容依據CDIO四個環節整合為構思、設計、實現、運行四部分內容。4個環節包含8個工作任務對接8個學習成果，8個任務難度逐步提升，學生崗位能力層層遞進。任務的實施采用任務驅動教學法，覆蓋課前、課中、課后，體現全過程的育人，將“七心”思政元素有機融入教學實施的7個步驟，突出崗位思政特色（圖3）。

圖3 教學模式

依托課程資源為學生提供線上線下支持，精準資源推送，為分層分類教學奠定基礎。

教學硬環境為電工技術多媒體實訓室，具備網絡傳輸、教學實時演示功能。軟環境為學習通教學平臺，實現資源整合、數據采集與分析功能。信息化資源包括人工智能虛擬操作軟件，微課、動畫、游戲等，為提高教學成效奠定基礎。

（四）匠心有機融入，設計育德于行匠心思政

從匠心中凝練“七心”思政要素，聚焦匠心培養，“七心”培育融入課程每一個任務，貫穿整門課程，形成課程思政主線（圖4）。采用“七步育七心”策略，七心點對點對接任務的七步流程。“N”是項目獨具特色的思政元素，聚焦愛國情懷、民族自信、社會責任等，從大師足跡、勞模故事、社會熱點、親身經歷、技術發展史、工程案例、經驗教訓、操作規程8個方面入手，凝練出獨具項目特色、具有較強育人價值的N個思政元素，融入項目教學過程，本項目結合教學內容特點提煉出16個獨具項目特色思政元素。

圖4 課程思政

（五）德技賽證融聚，設計三主體七維度評價

設計覆蓋教學全過程的教學評價指標，將思想道德教育、技能訓練，技能證書考核內容、技能大賽評價標準融聚在一起，定量評價和定性評價相結合，形成“三主體七維度”評價體系。七個維度的評價指標體系包含19個可評可測評價指標，覆蓋任務全流程，過程性評價與結果性評價相統一。教師、學生、企業師傅在學習平臺和人工智能軟件大數據的統計分析輔助下，開展多元考評，重點考查學生的學習增值反饋。將“七心+N”思政要素融進評價指標，體現匠心精神的評價引領。

圖5 評價模式

二、教學實施過程

（一）思政融入，任務驅動，突出學習成果導向

本項目8個任務均采用“CDIO-匠心引領、任務驅動”教學模式。伴隨任務的開展，同步輸出階段性成果，形成本教學單元的成果主線。在教學過程中將“七心”思政要素，融入知識與技能學習全過程，課程實施過程中不斷強化匠心素養，突出課程思政特色。

（二）四個結合，全程覆蓋，突出能力逐步進階

在實施理實一體的教學過程中，技能學習與崗位思政相結合、學習內容與思維工具相結合、教學流程與生產流程相結合、操作技能與崗位規范相結合，突出崗位勝任能力和學習能力培養。

問題引導、導習探究。問題引領，參考“四庫”，學生進行自主探究，教師線上指導，利用WBS工具初步建立工作思路。

任務導入、明確成果。教師依據總體和個人學習數據反饋，展示“技能之星”榜，明確學習成果。

研判方案、任務準備。分析任務要求，學生細心制訂工作方案。根據任務需求，學習知識技能。

虛擬演練、實際操作。學生虛實結合完成任務，利用虛擬軟件學方法和規范，實際操作內化知識技能。

評測診斷、成果驗收。學生和教師借助平臺、人工智能軟件采集數據，開展自評、互評，學生誠心評價，最后雙師評價。

交流互動、分享總結。展示“三主體七維度”考評數據，表揚學習數據增量較大的學生，樹立“技能之星”，并分享學習心得，其他學生虛心學習，利用思維導圖工具總結知識。

復盤提升、知識拓展。回顧反思任務實施過程，完成敬老院情境任務，鍛煉學生學習恒心，教師進行個性化輔導。

依托信息化教學資源以及巧妙的教學策略，“三破三解”突破教學難點，六步遞進突出教學重點（圖6）。

圖6 學生個體變化情況

圖6 突破難點、突出重點策略

三、學生學習效果

（一）成果實現，目標達成，學生學習效果明顯提升

8個任務的平均成績、檢修成功率、原理檢測平均成績較上一個項目均有提升，學習增量可觀。學生具備了安裝、檢測、維修智能開關的能力。通過檢測數據反饋，學生掌握了智能開關的工作原理，成功突破了學習難點。

（二）技能素養，全面提升，學生崗位適應能力增強

通過與上一個項目自主學習數據對比，學習材料反芻比、自主學習平均分數均有所提升，通過數據觀察個別學生進步很大，學生自主學習專心度明顯提高。平均優秀焊點率提升，學生精益求精的工作態度更加明顯。

（三）育訓結合，七步七育，學生的職業榮譽感提升

在任務實施過程中，技能比拼激勵，技能之星榜鼓勵，平臺積分獎勵，“七心”思政價值觀引領，學生學習動力得到提升。通過校企共研、共建、共創，學生作品在企業得到應用，獲得用戶好評。學生感受到成功的快樂，職業榮譽感得到較大提升。

四、特色創新

（一）課程思政，“聚”“貫”“溶”“升”

“七心+N”思政元素，聚焦于精益求精的匠心培育，聚焦于愛崗敬業、愛國情感的培養；貫穿于項目實施的全過程，突出思政要素全程有機融入，突出工匠精神培育；思政指標溶于豐富內涵的育訓活動，突出思政“鹽”溶于課程之“水”，學生思想政治素養得到明顯提升。

（二）教學模式，“點”“線”“面”“體”

創新了“CDIO-匠心引領 任務驅動”教學模式，教學模式有效促進了學生匠心培育、工程思維培養、崗位能力提升。整合CDIO工程教育著力點與“七心”思政著力點。串連成“線”，形成項目成果主線，工程實踐主線，思政滲透主線。多線并進縱橫成面，任務實施全面對接工程思維，虛實結合全面訓練，學生技能水平逐級遞進。融通崗課賽證，立體化實施，學生崗位能力漸次提升。

（三）課程資源，“研”“創”“融”“化”

凝聚校企資源，研發教學資源。基于教學“痛點”，創新開發具有軟件著作權的“通用型電子電路虛擬裝配與檢測軟件（智慧版）”，拍照檢測徹底解決裝配焊接的評價效率低下問題；開發“虛擬檢測軟件”“虛擬檢修軟件”，節約實訓成本，提升課堂實效。基于行業“痛點”，創新基于KNX技術的智能開關，幫助企業解決了員工培訓難題。校企資源相融，賦能團隊教研力量，融入行業新技術、新規范，賦能教學。信息化資源、多種學習方法，化繁為簡，化解學習難題。校企聯合研發教學資源轉化為企業培訓資源。

（四）評價體系，“觀”“診”“定”“引”

匠心精神的七個維度評價體系融聚德技賽證內容，突出多元評價，形成直觀的學習數據圖表，清晰觀測整體與個體教學增量。為診斷評估學生學習增量和短板提供依據，以此幫助學生制訂個性化的改進方案，個性化推送資源，使考核與評價有利于引導學生良好行為習慣，促進學生的全面發展。