職業教育智慧課堂教學模式構建與實證研究

冷 令 王 琳 王婷婷 李秀琴 招妙妍

（1.中山職業技術學院，廣東 中山 528400；2.中山市中等專業學校，廣東 中山 528400）

1 研究職業教育智慧課堂的意義

《國家職業教育改革實施方案》中明確指出，“職業教育與普通教育是兩種不同教育類型，具有同等重要地位”［1］。自改革開放以來，職業教育為我國經濟社會發展提供了有力的人才和智力支撐。隨著我國進入新發展階段，產業升級和經濟結構調整速度不斷加快，各行各業對技術技能人才的需求越來越緊迫，職業教育的重要地位和作用日益凸顯。

智慧教育是教育現代化的最終愿景，提高質量是職業教育改革發展的核心任務。智慧課堂是在智慧教育理念的指導下，以信息技術為支撐，改進教學形式、方法等，將學生智慧的培養貫穿始終，保證學習真實發生的一種高品質課堂。智慧課堂建設的出發點在于試圖打破將課堂作為封閉實體、追求確定性、踐行程序化的課堂習慣［2］，視學生學習過程為復雜情境中的智性活動與生命沖動，通過互動交流、研討研究的過程，實現學生深度體驗、深刻理解，從而培養學生的學習能力，讓每一位學生的智慧都得到全面發展。

打造智慧課堂的意義在于智慧課堂賦予每個學生極高的課堂參與度，可激發他們的學習熱情，以教師的教育智慧激發學生的靈感，引導學生動腦思考、動手實踐，讓課堂充滿思想火花，讓教學的重難點在探究討論中得以解決，讓課堂生成的問題在熱烈的研討中得以升華。智慧課堂的提出和發展，實際上是學校教育信息化聚焦于教學、課堂、師生活動的必然趨勢。借助網絡空間等教育資源，教師可以開展備課授課、家?；?、網絡研修、學習指導等活動；學生應用網絡空間等學習平臺進行預習、作業、自測、拓展閱讀、網絡選修課等學習活動，可以養成自主管理、自主學習的良好習慣［3］?；谥腔壅n堂的智慧人才培養關系著國家的經濟騰飛和科學技術進步，是實現中華民族偉大復興的中國夢的重要保障，智慧人才培養被世界各國擺在比任何一個時期都重要的位置。

2 職業教育智慧課堂的構建原則

2.1 “學為中心”原則

以教師為主體、以學生為客體的傳統教學模式已經不符合現代教育的需求，職業院校和教師應更多探索“以學生為主體，以教師為主導，充分發揮學生的主動性”的現代教育模式，借助于信息化技術手段的“教”與“學”翻轉課堂，以實現信息化教學真正意義上的“學為中心”［4］。

在立足職業教育人才培養目標和課程標準的基礎上，結合學情分析設定學習目標，選用合適的教學方法，針對專業特點，創設教學情境和教學任務，創建輔助學生自主學習的信息化學習資源，以實現培養學生學習能力和綜合素質的教育目的。

2.2 基于職業綜合能力培養的遞進式任務驅動教學模式

立足人才培養目標和課程標準，堅持以就業為導向、以能力為本位的現代職教思想，運用“精講理論—虛擬操練—實踐提升”的“理、虛、實”一體化教學模式開展教學，可有效提高人才培養質量，提升學生職業技能水平；以“精心求益、智造匠精”為目標，培養學生的工匠精神和勞動精神，使學生通過自主學習、實踐學習、合作學習等完成課程內容的學習，激發自主學習動力和創新意識，提升信息化素養。

將企業項目、職業標準與教學內容相結合，理論學習與實踐操作相結合，教學過程與生產過程相結合，教師和企業技師相結合［5］，以項目導向、任務驅動為前提，通過技能訓練培養學生的崗位技能與職業素養，形成“項目導向、任務驅動、學做合一”的教學模式。

2.3 自主學習與交互學習能力的培養

基于互聯網的信息化學習資源為學生創建了充分的自主學習環境，不受時間、地點的限制，使學生充分自由地獲取信息，更加貼合學生的年齡特點、符合時代特征［6］。輔助教學的信息化課程資源種類豐富、生動形象，以圖像、聲音、動畫、視頻等多媒體形式呈現，能綜合刺激學生的多種感官，更能激發學生的學習興趣和欲望。圖文并茂的交互式人機界面為學生探究式自主學習創造了有利條件，使學生與資源的互動更加便捷，更有利于激發學生的學習主動性，促使學生自主學習［7］。

當前隨著教育信息化的發展，信息化交互場域已悄然形成，人—人、人—機、人—機—人交互的綜合交互環境已經建立。學生一旦進入信息化學習界面，就已經建立交互關系，交互學習已成為極其自由與便捷的、深受學生喜愛的學習方式［8］。

3 職業教育智慧課堂教學模式案例實證

3.1 案例教學內容綜述

本次參加廣東省職業院校技能大賽教學能力比賽的作品是“機電一體化設備安裝調試綜合項目”課程中的內容。堅持“德技并修、全員育人”的理念，根據實訓平臺工作任務與教學內容對接要求，構建課程綜合運用模塊——“智能化生產線的調試”教學內容，培養學生愛崗敬業、勇于創新，熱愛勞動、辛勤勞動、誠實勞動，執著專注、精益求精、一絲不茍、追求卓越等基本職業素養。

將課程的16學時分解成6個工作任務開展教學，通過學習使學生能整體認識自動化生產線的結構、工作過程及設備的安裝調試與維護，掌握常見傳感器的功能、原理、使用和選擇傳感器類型的方法，能夠識讀氣路圖和電氣控制圖，進行氣動和電氣回路的安裝，能夠熟練使用GX Works 2軟件編程、GT Designer 3觸摸屏界面的繪制、RobotStudio工業機器人的仿真軟件編程、宇龍仿真軟件，熟練掌握PLC與觸摸屏、變頻器和工業機器人等設備的通信與調試，具備自動化設備與生產線的維修電工、車間電氣技術員、安裝調試維修工、PLC程序設計員、技術改造員及系統維護技術員等從業人員的基本職業能力，在整個工作過程中，能夠自覺保持安全作業及“8S”工作要求。

3.2 整體教學活動實施

以學生為中心，運用“精講理論—虛擬操練—實踐提升”的“理、虛、實”一體化教學模式，充分運用信息化手段，實施課前自學、課中導學、課后拓展的教學組織形式，將工匠精神、勞動精神、愛崗敬業、競爭意識等思政內容貫穿教學組織的全過程。采用任務驅動法、合作探究法等教學方法，融合微課、動態原理圖、虛擬仿真等信息化資源與技術實現教學目標［9］，具體見圖1。

圖1 教學實施過程

3.3 教學活動案例

下面以任務四“工業機器人模塊應用編程”為例加以說明。該部分需要在滿足智能化生產線綜合控制流程的前提下，編制出工業機器人的應用程序，具體教學目標見表1。為了進一步貼近企業實際生產流程，要求學生在教師的幫助下，進一步優化程序，使項目運行與企業生產過程對接，提高生產效率。同時，教學內容對接“1+X”證書工業機器人應用編程職業技能要求，鍛煉學生的綜合實操能力。

表1 工業機器人模塊應用編程的教學目標

教學活動分為三個環節：課前探學、課中樂學、課后善學［10］。

3.3.1 課前探學

隨著科技工業自動化的發展，很多企業相繼通過智能化生產線作業。在用工荒和勞動力成本上漲的背景下，以勞動密集型企業為主的中國制造業將進入“智能制造”新的發展狀態。在此背景下，企業對人才的職業技能和綜合素質提出了更高的要求。

為了更好地讓學生了解企業生產實際，課前搭建企業情境，讓學生能夠了解工業機器人工作的典型任務和環境，通過觀看實訓平臺上工業機器人模塊的完整工作視頻，結合實訓任務書明確學習任務，利用信息化教學資源，自主復習工業機器人相關編程指令和仿真軟件的使用。

3.3.2 課中樂學

課中以學生為中心實施任務，圍繞項目依據活頁式任務書及工作過程，設計學習過程，并以此展開教學。為了提高學習效率，提高學生學習積極性，采取線上線下相結合的教學方式，設計了工學一體的教學流程。

環節一：情境創設、融入思政。播放“學習強國”平臺上的視頻“工業機器人引領‘制造’加速邁向‘智造’”，感受科技強國的魅力，激發學生的學習熱情和愛國精神。

環節二：項目分析，明確任務。通過觀看視頻，引導學生將實際生產流程與模擬生產線流程一一對應，同時思考其中工業機器人的具體工作任務。

環節三：角色扮演，解決難點。小組成員輪流扮演工業機器人和PLC的角色，以完成指定加工任務。通過角色扮演游戲，可提高學習趣味性，激發學生的學習熱情，使學生進一步理解工業機器人和 PLC 的通信方式，經小組討論總結 I/O 配置并填入表格，完成實訓任務1。

環節四：繪制流程，規劃路徑。通過游戲總結，引導學生繪制工業機器人的工作流程圖，規劃工業機器人在智能化生產線中的運動路徑，完成實訓任務2，并為后續任務及編寫程序做鋪墊。

環節五：問題引導，程序規劃。通過提問的方式啟發學生對程序進行編輯規劃：①機器人啟動，判斷機器人是否在原點位置？②機器人啟動，對相關信號及變量如何進行復位？③不同的目標點分別使用什么運動指令？④不同動作的觸發條件是什么？引導學生尋疑、解疑、歸納、總結經驗，鍛煉學生發現問題、解決問題的能力，解決知識疑難點，對智能化生產線工作流程的程序編輯進行初步規劃，完成實訓任務3。

環節六：模塊思維，編寫程序。通過RobotStudio虛擬仿真軟件演示I/O信號的連接，幫助學生突破難點，理解工業機器人和PLC部分的通信方式，引導學生形成模塊化的編程思路，編寫加工中心模塊的機器人應用程序。

環節七：點評作品，優化程序。教師選擇優秀學生的作品投屏至一體機，解讀學生的例行程序，學生分享編程思路，進一步培養模塊化編程思維。教師點評演示優化程序，通過調整工具中心點在不同目標點的運行速度來提高工業機器人的生產效率，更貼近企業實際生產需求。學生調整優化自己的程序，完成工業機器人模塊的程序編寫。

環節八：小組通過仿真和實操相結合，根據工作任務要求把工業機器人模塊和其他模塊的程序控制進行整合，實現綜合控制，根據流程調整要求和運行結果對程序進行調整。

環節九：多元評價，課堂小結。學生分享最終的作品至超星學習通平臺，小組互評、教師現場點評，并邀請兼職企業技師參與共同評分，給予學生完善建議。同時，教師引導學生梳理任務解決過程，鞏固模塊化編程思維，復習容易出錯的環節，總結實操經驗，并按“8S”管理規范清理現場。

3.3.3 課后善學

課后，結合企業技師對作品的評價，和教師合作布置拓展應用內容，用偏移指令進一步調整工業機器人的程序，使其更貼近實際生產流程，進一步鞏固重難點。

4 結語

信息化技術的飛速發展為職業教育帶來了機遇和挑戰，職業教育智慧課堂的研究與實踐也越來越得到重視。職業教育智慧課堂的教學過程突出以職業技能為導向、以學生為中心，通過體驗真實、有趣且充滿競爭的全程任務實踐，采用“理、實、虛”一體化的教學模式，實現理論點撥、虛擬仿真、實操訓練的有機結合，使學生掌握的職業技能與專業技術崗位對接，全面提升學生的綜合職業能力，培養高素質技術技能型應用人才，進而助推職業教育的創新發展。