信息化技術(shù)支持下基于任務(wù)驅(qū)動的分層教學(xué)實(shí)施

摘要：步入工業(yè)4.0時代，我國工業(yè)自動化控制的需求持續(xù)增加，PLC技術(shù)應(yīng)用愈加廣泛，對高職PLC課程教學(xué)及人才培養(yǎng)的要求也在不斷提高。高職院校對此給予積極響應(yīng)，立足于高職學(xué)生的實(shí)際學(xué)情，考慮工業(yè)自動化控制人才的具體現(xiàn)實(shí)，分析高職“PLC應(yīng)用技術(shù)”課程的實(shí)施現(xiàn)狀，努力探索“PLC應(yīng)用技術(shù)”課程教學(xué)改革的有效路徑，提出基于任務(wù)驅(qū)動實(shí)施分層教學(xué)，并嘗試探索任務(wù)驅(qū)動分層教學(xué)法的實(shí)施步驟和關(guān)鍵策略，力爭為高職PLC人才培養(yǎng)提供一點(diǎn)啟示。

關(guān)鍵詞：高職；“PLC應(yīng)用技術(shù)”課程；信息化技術(shù)；任務(wù)驅(qū)動；分層教學(xué)

一、前言

隨著我國工業(yè)4.0進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)以及《中國制造2025》政策的全面實(shí)施，智能制造成為制造業(yè)的關(guān)鍵核心，PLC應(yīng)用技術(shù)作為重要智能控制技術(shù)之一，愈加受到產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的青睞。職業(yè)教育是與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)聯(lián)最為密切的教育類型，應(yīng)始終圍繞產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)變革的實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整，而高職院校作為職業(yè)教育的重要構(gòu)成，特開設(shè)了“PLC應(yīng)用技術(shù)”課程，以此作為對上述變化的積極響應(yīng)。為了更好地順應(yīng)工業(yè)發(fā)展及高職學(xué)生具體現(xiàn)實(shí)，高職院校應(yīng)探索創(chuàng)新教學(xué)途徑和方法，調(diào)動學(xué)生積極性，進(jìn)而提高技能人才培養(yǎng)質(zhì)量。

二、高職“PLC應(yīng)用技術(shù)”教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)優(yōu)化任務(wù)驅(qū)動分層教學(xué)法的優(yōu)勢

PLC（Programmable Logic Controller），即可編程控制器[1]，是當(dāng)代工業(yè)自動化控制的三大支柱之一，具有簡單易學(xué)、使用便捷、穩(wěn)定可靠、靈活通用等特點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、汽車制造、電力工程等多個領(lǐng)域。我國是重要的制造業(yè)大國，為了適應(yīng)工業(yè)迅猛發(fā)展的實(shí)際需要，現(xiàn)各大高職院校已將“PLC應(yīng)用技術(shù)”課程納入機(jī)電、電氣等相關(guān)專業(yè)的必修課程體系之中。基于任務(wù)驅(qū)動的分層教學(xué)，“任務(wù)”是統(tǒng)領(lǐng)，“分層”是方式，即在完成相應(yīng)“任務(wù)”的引領(lǐng)和驅(qū)動下，通過將學(xué)習(xí)主體、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)評價等進(jìn)行科學(xué)分層，以確保教學(xué)過程始終保持高效推進(jìn)，不同層級學(xué)生都能有所提高的良好狀態(tài)[2]。當(dāng)前我國工業(yè)步入4.0時代，職業(yè)教育面臨著更沉重的職業(yè)人才培養(yǎng)任務(wù)，《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》明確提出要進(jìn)一步深化職業(yè)教育的教學(xué)改革，積極探索符合職業(yè)教育特點(diǎn)的評價方法，切實(shí)提升職業(yè)教育質(zhì)量[3]。任務(wù)驅(qū)動分層教學(xué)模式具有“以任務(wù)為導(dǎo)向，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)”的典型特征，較好地契合了職業(yè)教育的育人需求，這一模式運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)、多媒體技術(shù)、移動通信、物聯(lián)網(wǎng)等信息化教學(xué)手段，將進(jìn)一步提升該教學(xué)模式的實(shí)效性。一是以任務(wù)為導(dǎo)向。任務(wù)不僅是高職學(xué)生所應(yīng)掌握的核心知識與技能的具體外顯，也是模擬真實(shí)職業(yè)情境、承載教學(xué)內(nèi)容的實(shí)踐載體。以能夠順利地完成某一級別難度的崗位任務(wù)為衡量標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置一系列與職業(yè)崗位能力密切關(guān)聯(lián)的典型任務(wù)，利用多媒體教學(xué)手段創(chuàng)設(shè)真實(shí)的工作情景，有利于切實(shí)提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。二是以學(xué)生為主體。利用信息化教學(xué)手段來實(shí)施個性化、多樣化和差異化教學(xué)，在充分考慮到學(xué)生基本學(xué)情的前提下，對學(xué)生進(jìn)行合理分層，促使學(xué)生成為主動建構(gòu)、積極探究、勇于實(shí)踐、善于運(yùn)用的主體，讓學(xué)生更真切地體驗成功、增強(qiáng)自信。三是以教師為主導(dǎo)。教師借助信息技術(shù)，為學(xué)生提供一系列牽引、助推式的學(xué)習(xí)支持，全力托舉學(xué)生成長。綜上，信息技術(shù)憑借著強(qiáng)大的功能，將更好地發(fā)揮任務(wù)驅(qū)動分層教學(xué)模式的育人優(yōu)勢，為培養(yǎng)更多優(yōu)秀應(yīng)用型技術(shù)人才做出一定的貢獻(xiàn)。

三、高職“PLC應(yīng)用技術(shù)”教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)優(yōu)化任務(wù)驅(qū)動分層教學(xué)法的基本框架

與單一的任務(wù)型教學(xué)或分層教學(xué)有所不同，基于任務(wù)驅(qū)動的分層教學(xué)，師生的教與學(xué)既要緊緊圍繞一個共同的任務(wù)而開展，同時又要對任務(wù)目標(biāo)、學(xué)生主體、學(xué)習(xí)內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理分層[4]。任務(wù)驅(qū)動分層教學(xué)法的基本框架如圖1所示，先從教學(xué)準(zhǔn)備、教學(xué)實(shí)施和教學(xué)評估三個階段，對該教學(xué)模式進(jìn)行說明。

（一）教學(xué)準(zhǔn)備

教學(xué)準(zhǔn)備，主要包括教學(xué)前測、學(xué)生分層、目標(biāo)分層、任務(wù)分層等。首先是教學(xué)前測，教師依托信息化教學(xué)平臺，運(yùn)用調(diào)查問卷、測試卷、預(yù)學(xué)單等形式，對學(xué)生的知識和技能掌握情況進(jìn)行測量，借助數(shù)據(jù)技術(shù)搜集并分析相關(guān)數(shù)據(jù)，以明確學(xué)生的知識基礎(chǔ)和技能水平，確定本輪教學(xué)的整體基調(diào)。其次是學(xué)生分層，根據(jù)前測結(jié)果，同時參考學(xué)生本人意見，將所執(zhí)教班級學(xué)生分為基礎(chǔ)、提高、沖刺三個層級，運(yùn)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)等建立學(xué)生電子學(xué)習(xí)成長檔案，引導(dǎo)學(xué)生在正確認(rèn)識自己的前提下，明確今后努力的方向。再次是目標(biāo)分層，將學(xué)習(xí)目標(biāo)分解為三個層級，不同層級的學(xué)習(xí)目標(biāo)難度應(yīng)呈現(xiàn)一定的遞進(jìn)性，結(jié)合高職“PLC應(yīng)用技術(shù)”課程，基礎(chǔ)層級學(xué)習(xí)目標(biāo)的表述為“了解相關(guān)理論、理解 PLC 的結(jié)構(gòu)與工作原理、明確PLC應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)及規(guī)則”等，提高層級學(xué)習(xí)目標(biāo)的表述為“掌握相關(guān)理論，熟練掌握 I/O 接口、梯形圖、步進(jìn)順序功能圖的編寫”，而沖刺層級學(xué)習(xí)目標(biāo)的表述為“靈活運(yùn)用相關(guān)理論、運(yùn)用PLC基本指令和步進(jìn)順序控制指令對相關(guān)任務(wù)進(jìn)行編程與調(diào)試”等。目標(biāo)分層可以參考圖2。最后是任務(wù)分層，即將所設(shè)置的分層目標(biāo)以具體的工作任務(wù)形式呈現(xiàn)出來，為學(xué)生能夠在解決不同層級工作任務(wù)的過程中達(dá)成既定學(xué)習(xí)目標(biāo)創(chuàng)設(shè)條件。

（二）教學(xué)實(shí)施

教學(xué)實(shí)施，主要包括創(chuàng)設(shè)情境、明確任務(wù)、分析任務(wù)、實(shí)施任務(wù)等。首先，創(chuàng)設(shè)情境。由教師運(yùn)用多媒體教學(xué)手段，模擬“真實(shí)”的PLC技術(shù)應(yīng)用情境，將學(xué)生帶入自動化控制相關(guān)崗位上，激發(fā)學(xué)生深入探索的熱情與決心[5]。其次，明確任務(wù)。引導(dǎo)學(xué)生明確本次所學(xué)PLC應(yīng)用技術(shù)的具體內(nèi)容、相關(guān)要點(diǎn)及所要達(dá)成的既定目標(biāo)，教師應(yīng)考慮如何更真實(shí)生動地呈現(xiàn)“問題”、提供不同學(xué)習(xí)支持，學(xué)生則應(yīng)盡量調(diào)動已有的知識和經(jīng)驗，明確所應(yīng)完成的學(xué)習(xí)任務(wù)和項目目標(biāo)。再次，分析任務(wù)。可以嘗試從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個維度，基于基礎(chǔ)、提高及沖刺三個層級，對任務(wù)進(jìn)行解析，將其分解為若干個小項目或者是一系列由若干環(huán)節(jié)組成的工作流程，再由不同層級的學(xué)生分別承擔(dān)。最后，實(shí)施任務(wù)。由教師帶領(lǐng)學(xué)生，由不同層級學(xué)生分別承擔(dān)相應(yīng)學(xué)習(xí)任務(wù)，或是由不同層級學(xué)生組成學(xué)習(xí)小組合作完成相應(yīng)任務(wù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)每一名學(xué)生都能有所收獲、有所提高的育人宗旨。

（三）教學(xué)評估

教學(xué)評估，主要包括教學(xué)后測、對比分析、驗證假設(shè)等，如圖3所示。首先，依據(jù)所學(xué)內(nèi)容，利用信息技術(shù)手段，通過調(diào)查問卷、測試卷、任務(wù)單等方式，對學(xué)生在本輪學(xué)習(xí)中的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行檢測，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。接下來，就學(xué)生在本輪知識學(xué)習(xí)的前測數(shù)據(jù)與后測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，從而找到差距，驗證學(xué)生知識及技能水平是否有所提高，從而為學(xué)生的逐層升級提供重要參考，鼓勵并引導(dǎo)學(xué)生在不斷“升級”中穩(wěn)步提高，最終成為企業(yè)自動控制相關(guān)崗位所需的優(yōu)秀人才。

四、高職“PLC應(yīng)用技術(shù)”教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)優(yōu)化任務(wù)驅(qū)動分層教學(xué)法的策略

理論與實(shí)踐均已證明，依托信息技術(shù)支持、基于任務(wù)導(dǎo)向開展分層教學(xué)是適用于職業(yè)教育相關(guān)技能培訓(xùn)的教學(xué)模式。高職“PLC應(yīng)用技術(shù)”課程，因PLC技術(shù)的廣泛應(yīng)用而受到更多關(guān)注，在具體教學(xué)實(shí)踐中引入該教學(xué)模式，已經(jīng)取得了一定成果。廣大一線教師應(yīng)積極探索提高這一教學(xué)模式應(yīng)用實(shí)效性的有效策略，為優(yōu)化教學(xué)提供一定啟示。

（一）建立數(shù)字化平臺

數(shù)字化平臺，即一個集任務(wù)發(fā)布、學(xué)習(xí)管理、實(shí)踐操作和評估反饋于一體的綜合性教學(xué)系統(tǒng)。通過建立數(shù)字化平臺，可以實(shí)現(xiàn)個性化的學(xué)習(xí)方式、強(qiáng)大的學(xué)習(xí)管理功能、實(shí)踐操作和仿真模擬以及及時的評估反饋等目標(biāo)，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和技能掌握水平。一是豐富的學(xué)習(xí)資源。數(shù)字化平臺集成了大量內(nèi)容豐富、形式多樣的PLC應(yīng)用任務(wù)，以上任務(wù)不僅覆蓋了基礎(chǔ)知識和技能點(diǎn)，還包含了行業(yè)前沿的實(shí)際應(yīng)用案例，學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和能力，在平臺上選擇適合自己的任務(wù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，這種個性化的學(xué)習(xí)方式能夠幫助學(xué)生更好地理解和掌握PLC技術(shù)，提高學(xué)習(xí)效果。二是強(qiáng)大的管理功能。數(shù)字化平臺具備強(qiáng)大的學(xué)習(xí)管理功能，學(xué)生可以在平臺上查看自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度、任務(wù)完成情況以及成績等信息。同時，教師也可以通過平臺對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和管理，以便及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)問題并給予指導(dǎo)和反饋，幫助學(xué)生更好地掌握學(xué)習(xí)節(jié)奏，提高學(xué)習(xí)效率。三是仿真的實(shí)踐情境。數(shù)字化平臺能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)踐操作和仿真模擬，學(xué)生可以在平臺上進(jìn)行PLC編程、調(diào)試和仿真等操作，模擬實(shí)際工作環(huán)境中的PLC應(yīng)用。這類實(shí)踐操作有利于學(xué)生更好地理解和掌握PLC技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，切實(shí)提高技能水平。四是即時評估反饋。數(shù)字化平臺還具備評估反饋功能，學(xué)生完成任務(wù)后，平臺會根據(jù)任務(wù)的難度和完成情況進(jìn)行自動評分和反饋，教師再依據(jù)平臺所提供的數(shù)據(jù)和反饋，對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行全面評估和指導(dǎo)。及時的評估反饋能夠幫助學(xué)生及時發(fā)現(xiàn)自身的問題與不足，調(diào)整學(xué)習(xí)策略，提高學(xué)習(xí)效果。

（二）采取積分升級制

積分升級制，即對每一項學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行量化，并以此作為學(xué)生升級依據(jù)的教學(xué)策略。積分制管理，通過為學(xué)生設(shè)置不同難度等級的任務(wù)，再根據(jù)任務(wù)完成情況給予相應(yīng)的積分獎勵，一方面可以鼓勵學(xué)生主動挑戰(zhàn)更高難度的任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生通過付諸努力而獲得提升，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和技能掌握水平，優(yōu)化他們的體驗性，增強(qiáng)他們的成就感。另一方面還可以作為一種學(xué)習(xí)評價工具，客觀反映學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和成果，幫助教師更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而進(jìn)行針對性的教學(xué)指導(dǎo)。在基于任務(wù)驅(qū)動的分層教學(xué)模式中實(shí)施積分制是一項較為繁瑣、細(xì)致的工作，依托信息技術(shù)則會避免主觀因素干擾、提高數(shù)據(jù)分析質(zhì)量。一是合理打分。教師可以發(fā)動學(xué)生，對某一項內(nèi)容設(shè)定分?jǐn)?shù)，再利用數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行分析，從而制定更科學(xué)的積分評價體系。二是正確統(tǒng)計。利用信息技術(shù)對學(xué)生的實(shí)際得分進(jìn)行統(tǒng)計，避免因人為干擾而導(dǎo)致的失誤，以更好地發(fā)揮積分的激勵和引導(dǎo)作用。

（三）密切師生關(guān)聯(lián)性

密切關(guān)聯(lián)，即充分發(fā)掘不同事物之間的關(guān)聯(lián)，并利用這種關(guān)聯(lián)性實(shí)現(xiàn)統(tǒng)整合力。而在任務(wù)驅(qū)動的分層教學(xué)中，尤其要密切師生之間的關(guān)聯(lián)性，深入挖掘和把握師生間在教育過程中的內(nèi)在聯(lián)系，并將這種聯(lián)系轉(zhuǎn)化為推動教學(xué)進(jìn)步的強(qiáng)大動力。在這一教學(xué)模式中，學(xué)生是這一教學(xué)模式的主體，教師則是這一教學(xué)模式的主導(dǎo)，師生雙方應(yīng)各占其位，共同打造提高育人實(shí)效性的教育合力。教師借助實(shí)施信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在線協(xié)作和遠(yuǎn)程指導(dǎo)，為學(xué)生提供實(shí)時的指導(dǎo)和幫助，解決學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的問題。而作為即將步入職場的高職學(xué)生，也應(yīng)當(dāng)具備一定的合作意識和協(xié)作能力，主動通過在線平臺與其他同伴或教師進(jìn)行協(xié)作和交流，共同完成任務(wù)和項目。

五、結(jié)語

以任務(wù)為驅(qū)動的分層教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的信息處理能力和問題解決能力，為他們未來的職業(yè)生涯奠定堅實(shí)基礎(chǔ)，為他們成為優(yōu)秀的職業(yè)技術(shù)人才持久續(xù)航。信息技術(shù)是當(dāng)今最重要的科技成果之一，是引發(fā)人類社會各個領(lǐng)域變革的重要因素，更是推動職業(yè)教育改革的關(guān)鍵動力。鑒于我國工業(yè)發(fā)展的迅猛勢頭和PLC應(yīng)用技術(shù)的廣泛推廣，扎根于所執(zhí)教的班級，深入剖析了“PLC應(yīng)用技術(shù)”課程在高職教學(xué)中的實(shí)施現(xiàn)狀。通過驗證基于任務(wù)驅(qū)動分層教學(xué)的有效性，不斷探索依托信息技術(shù)優(yōu)化該教學(xué)模式的關(guān)鍵路徑，以期獲取更多寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗，為推動職業(yè)教育進(jìn)步、培養(yǎng)更多優(yōu)秀應(yīng)用型技術(shù)人才發(fā)揮更大的作用。

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作者單位：福州職業(yè)技術(shù)學(xué)院

責(zé)任編輯：王穎振、楊惠娟