分層次教學在“電機驅動與控制”實訓課程中的應用

沈 鵬，蔡 鋈，尚玉廷

（廣州番禺職業技術學院 智能制造學院，廣東 廣州 511487）

1 分層次教學實施的必要性

“電機驅動與控制”課程是一門集理論性、實踐性、綜合性與應用型于一體的機電、電氣和自動化類專業核心基礎課，旨在讓學生掌握常見電機的結構、運行原理及其控制方法，培養學生從事機電相關技術工作所需的專業基本技能和職業素質。但隨著高等教育改革的不斷深入和發展，職業院校錄取學生的方式日趨多元化，常見的招生方式包括對口單招、單獨招生、“3+2”分段培養、退役士兵、春季高考、普通高招（夏季高考）等，不同類型的生源在基礎知識水平、學習能力和習慣等方面存在明顯差異，這就使得職業院校學生的生源結構具有顯著的差異性和層次性。在同一類型的生源中，受個體智力、態度、興趣愛好等因素的影響，學生之間也存在顯著的差異性。此外，企業對人才的需求是多層次的，不同層次崗位對知識、技能和能力的需求也不同，采用相同目標培養的學生難以滿足企業對不同層次崗位人才的差異化需求。然而，當前“電機驅動與控制”課程普遍采用傳統的“一刀切”教學模式：采用相同的教學目標和內容對同一個班級內的學生進行教學，忽略了學生的個體差異，壓抑和束縛了學生特長，會出現優等生“吃不飽”，中等生“吃不好”，差等生“吃不消”的現象，導致部分學生失去學習興趣，學習積極性持續下降，教學效果也會大打折扣[1，2]。因此，職業院校有必要實施分層次教學模式，充分尊重學生的差異性和多樣性，根據學生的學情和個體特點對學生進行分層，針對不同層次的學生制定相應的教學目標和內容，選擇合適的教學方法，提高學生專業技能與崗位能力的契合度，從而適應企業對不同層次員工崗位能力的需求。

2 動態分層次教學在電機驅動與控制課程中的實施

分層次教學的方法是依照學生的學情,選擇合適的標準對學生進行分層，然后按照分層結果在教學過程中實行差異化的教學和評估的方法。傳統的分層次教學（記為靜態分層教學）往往只在開展課程教學之前進行一次學情分析，并在整個學期內保持分層結果不變。這種做法具有簡單、易于實施的優點，但在一個教學學期內，學生的學情是動態變化的，而靜態分層次教學忽略了這一變化，會影響分層次教學法的實施效果。因此，這里我們采用動態分層次法對“電機驅動與控制”課程教育進行改革，即在1個教學周內會對雪景進行多次周期性的測試，并根據每一次的考核結果動態性地調整學生層次，更好地適應學生的學情變化，提高分層次教育的教學效果。另一方面，動態分層次教學也給每個學生提供一個公平競爭的機會，增強競爭意識，有助于學生將競爭壓力轉化為學習動力，激發學生的學習熱情和積極性。

2.1 學生學情分層

對學生分層是實施分層次教學的前提。在實訓課程開始前，教師充分了解學生的生源結構和學情情況，參考班級“電路”“電工實訓”“大學物理”等與“電機驅動與控制”課程相關的基礎課程成績，并與班級已授課老師溝通了解班級內每位學生的學習經歷、學習能力、學習態度和學習興趣等情況，在充分了解學生學情和個體特點的基礎上將學生初始劃分為A、B、C三個不同層次：A層次學生學習主動、獨立思考能力強；B層次的學生學習較主動、學習能力良好；C層次的學生學習主動性、學習能力一般。各層次的人數比例大約為30%、40%和30%。應該說明地是，學生的層次劃分并不是一成不變的，而是根據學生一段時間的學習和考核情況動態調整層次。

2.2 教學內容分層

遵循學生由淺入深的認知規律，按照因材施教的基本原則，有效結合超新星、中國大學慕課、學習通等在線網絡平臺上的課程相關內容，對“電機驅動與控制”實訓課程內容進行梳理，并針對不同層次學生設計差異化的教學內容[3]。

C層次學生：了解變壓器、異步電動機、直流電動機和控制電機等常用電機的結構組成和工作原理，掌握常用電機的拆裝和常見故障出力；掌握低壓斷路器、接觸器、繼電器、熔斷器等常用低壓電器的結構、工作原理、功能、安裝調試和常見故障處理方法；掌握點動與連續、正反轉、自鎖與互鎖、順序啟停、自動循環等基本控制電路及其工作原理方面，具有繪制、設計電氣原理圖、電氣設備安裝圖、電氣設備接線圖的能力并能實現電氣控制線路按工藝要求的正確安裝，熟練使用電壓表、電阻表等常用電子儀器。

B層次學生：在C層次學生學習內容的基礎上，將臥式機床、平面磨床、萬能銑床、臥式鏜床和組合機床的控制過程與電氣控制線路結合，具有閱讀、分析典型機床電器控制原理、典型機床電氣控制系統綜合分析和故障檢修能力。

A層次學生：在B層次學生學習內容的基礎上，掌握電氣原理圖設計方法和電氣工藝設計方法，進一步拓展學生的電氣控制系統設計能力。此外，對于部分學有余力的A層次學生，鼓勵他們利用課余時間加入教師工作室或課題組參與電氣控制相關項目的研究，比如真實工廠中的電氣控制系統設計與優化，同時估計其參加現代電氣控制等省市級、國家級和世界級技能大賽、“互聯網+”大學生創新創業大賽，進一步培養其職業素養和創新能力。

2.3 教學方法分層

根據不同層次學生的學情特點，教師采用差異化的教學方法。

C層次學生：教師應對其學習進度情況給予更多的關注，積極引導學生學習常用電機的結構組成和工作原理，掌握常用電機的拆裝方法；引導學生學習接觸器、斷路器、熔斷器、刀閘關燈等常用低壓電器的結構和功能，詳細講解基本電氣控制回路工作原理及功能。特別是對于部分學習不夠主動的C層次學生，教師應多督促，保證其完成基本的練習任務。當C層次學生遇到問題時，教師可以把解決問題的方案詳細地分析給學生。針對基礎不好的學生，督促其通過網絡學習資源，按照自己實際情況，補充提高相關前期課程如大“電路”“電工實訓”等基礎性課程。此外，積極為學生提供實際企業電氣控制系統參觀機會，激發其學習興趣。

B層次學生：考慮該層次的學生具備一定的分析和解決問題的能力，當其遇到問題時，教師以引導為主，可以告訴學生解決問題的方向，鼓勵學生優先通過自主學習探究來解決問題，通過自己努力仍然解決不了的問題教師再進行分析講解。采用案例教學模式，將教學內容融入到具體的實踐案例中進行講解，讓學生在動手操作的過程中掌握常用低壓電器和點動與連續、正反轉、自鎖與互鎖、順序啟停、自動循環、星三角起動等基本控制電路功能。最后，通過臥式機床、平面磨床、萬能銑床和臥式鏜床等綜合項目對所學的知識進行一個總結性和提升性訓練，加深學生對所學知識的理解。

A層次學生：在完成教學內容學習后，采用開放式實踐教學，讓學生根據自身興趣愛好設計具備一定控制功能的電氣控制系統實驗，培養學生的創新能力。教學以學生為主、充分發揮學生的學習自覺性，激勵其獨立思考，培養其創新能力；教師為輔，教師只在實踐資料、解答實踐問題等方面提供幫助，啟發學生去主動探索問題的解決方法，培養學生綜合分析和解決問題的能力。鼓勵學生利用B站、網課、慕課等網絡學習資源進行拓展學習，了解實際企業使用到的與電機驅動與控制專業相關的最新前沿技術和發展方向。此外，在學生完成所有教學內容的基礎上，結合相關企業的實際需求，提供學生相應的橫向課題，培養其攻難克險的拼搏精神，提高其實踐動手能力。

2.4 考核內容分層

本課程的任務是讓學生掌握電機驅動與控制的基本原理和使用方法，具備常用電機的拆裝和故障診斷以及控制電路理解、分析、設計和使用能力。課程考核根據不同層次學生的教學內容并結合職業等級考核標準，采用結果和過程相結合的綜合評價方法，構建多元化評價體系。在充分考慮教學內容差異的基礎上，綜合考核學生的實際操作能力、技能水平、職業素養。課程考核注重對學生過程性學習、實踐能力的考核，其中過程性項目考核分值占60%，結果性考核（期末考試）分值站30%，平時職業素養考核分值占10%。過程性項目考核的內容主要是由許多個獨立實訓項目構成的實操考核，不同層次學生的實操考核內容也不相同，見表1。期末考試采用試卷考核的形式，所有學生采用同一張試卷，試卷滿分100分，試題內容考慮不同層次學生學習內容的差異化，具體占比和面向的層次學生見表2。可以看出，試題內容既滿足對學生必須掌握的專業知識的考核，又兼顧到了專業能力的拓展和提高，考試結果能夠較好地反應不同層次學生對知識的學習情況。職業素養考核主要對學生實訓學習過程中表現出來的工匠精神、職業道德和意識、安全操作、文明禮儀等進行全面綜合考核。可以看出，綜合評價方法一方面實現了對學生全面、客觀的考核，另一方面也為課程教學優化提供了良好的教學信息反饋。

表1 不同層次實操考試內容

表2 試題內容分布

3 分層教育法的優點

3.1 因材施教，充分挖掘學生的學習潛力

分層次教學在尊重學生個體差異性的前提下，因材施教，充分挖掘學生的學習潛力，調動學生的學習積極性，滿足不同學生的差異化需求。C層次學生掌握了課程要求的基本能力；B層次學生在掌握基本能力的基礎上，具有分析一定復雜問題的能力；A層次學生在B層次學生的基礎上，具有了電氣控制系統設計能力。此外，分層次的考核評價更加關注對學習過程的考核，注重平時學習的積累，學生完成學習項目更多、質量更好，他的成績也可能會更高。實施分層次教學以后，學生的及格率和優秀率都有了明顯提高。學習主動的同學會利用課余時間到開放實訓室來完成自己的學習任務，一定程度上促進了學生自主學習能力的提高。

3.2 促進教師素質提高

教學素養是衡量一名教師水平的重要標準，如果教師的教學素養不高，那么教學實績就會比較差。由于分層次教學模式，需要教師針對不同層次的學生設計相應的教學目標、內容、方法和手段，促進了教師不斷學習吸收新知識和新思想，充分調動了教師教學的主動性和積極性，提高了教師的教學水平。此外，不同層次學生在教學方法上差異化需求，促使教師去探索不同的教學方法，并根據實踐效果加以改進，進一步提高了教學質量。

3.3 創新型人才培養

創新型人才培養主要聚焦拔尖的A層次學生，對A層次學生的培養，整個教學活動都是以學生為主、教師為輔。老師鼓勵他們利用課余的時間進行拓展學習，積極參加國家大學生創新創業大賽。2021年，兩位學生參加廣東省職業院校技能大賽的電氣安裝與調試項目并斬獲一等獎。2022年，學院三名學生參加全國大學生創新創業大賽獲得廣東省一等獎，兩名學生得二等獎。2022年，學院兩隊學生參加全國大學生創新電子設計大賽獲得全國二等獎和廣東省一等獎，一定程度上實現了“以賽促教,以賽促學,以賽促改,以賽促建”的目標。學院培養的學生下企業實習，因基礎扎實、動手能力強，得到了廣州汽車集團股份有限公司、上海汽車集團、廣州明洛裝備股份有限公司等知名企業的普遍好評，多名學生已經搶先被企業預定搶約，提高了學院學生的就業率。

4 結語

“電機驅動與控制”課程是職業院校電氣和自動化專業的核心課程，其課程改革對其他專業課程具有示范作用。對“電機驅動與控制”課程實施分層次教學，可以根據學生的個體差異因材施教，充分調動學生的學習積極性，使各層次學生都有所收獲，為其他課程的教學改革提供了參考。針對高層次學生的“創新式”培養，為職業技能大賽、“互聯網+”大學生創新創業大賽培養了更多的苗子。在分層次教學模式中，學生層次劃分問題是順利實現分層次教學的基礎，也是分層次教學實施的難點。如何綜合全面的評價學生并科學劃分學生層次是未來進一步探索研究的重點。