自动化生产线安装与调试课程混合教学设计研究
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作者:胡江川 杜丽萍 关彤 邱志新
[摘 要]针对高职院校学生情况和自动化生产线安装与调试课程特点，从当前职业教育出发，探索混合教学模式，利用信息化教学手段和“智慧树”平台，将课堂教学和在线教学的优势相结合。通过分析混合教学的特点，以自动化生产线安装与调试课程作为混合教学模式研究对象，对课程进行设计，经过实践研究，取得了较好的学习效果。
[关键词]自动化生产线安装与调试;混合教学;信息化
doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2019.18.098
[中圖分类号]TH-39 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2019）18-0-02
0 引 言
国务院在2017年印发的《国家教育事业发展“十三五”规划》提出，推进信息技术与教育教学的深度融合和优质教育资源共建共享，让优质资源惠及更多学习者。所以，要充分利用混合式教学模式，通过使用现代教育信息技术与互联网技术，建设优质在线开放课程和资源库。结合优质数字资源，把信息化作为教育重要手段，创新教学模式，从而提升教学水平，全力推动教育教学与信息技术深度融合。
1 混合教学设计的特点
第一，混合教学的理念融合了传统课堂教学和网络教学的优点，有效提高了教学质量和效率。第二，混合教学不但要发挥教师教学的主导作用，还需要激发学生学习的主体性，通过教学设计，实现学习者任意时间、地点、方式、进度的学习要求，从而取得最佳学习效果。第三，混合教学改变了传统教育教学过程中存在的学生被动学习现象。学生利用信息化智慧平台学习专业知识与技能，教师和学生间的交流也扩展到线上。在混合教学模式下，学生获得知识的内容变得丰富化，学习知识的方式变得更加多样化，在完成知识学习的同时，也完成了知识技能拓展，延展了学生的学习空间。在智慧树等各种信息化平台和对应移动端教学APP中，教师将精心准备的各种丰富教学资源上传到云端，学生可在课前、课中、课后3个阶段，利用在线资源实现全天24小时随时随地学习，实现个性化教学和学习。混合教学模式使学生从被动接受知识转变为主动构建知识主体，在混合教学的学习过程中逐渐摆脱了对“教”的依赖，教师也从知识灌输者变成知识的主导获取者。教师学生教学与学习关系变为“主导—主体”关系，标志着教学中心从“以教为中心”转为“以学为中心”。混合教学模式下的教学活动，通过课前、课中、课后3个阶段开展，学生先学习，教师再教学。
2 混合教学模式设计与实施概述
目前，高职院校机电类专业以“工学结合、项目导向、任务驱动”的教学模式为主，由于学生学习基础不同，学生的学习耐心不能持续，当学习进度没有跟上教师时，部分学生就开始聊天、睡觉、玩手机，影响了教学效果。在线课具有视频短小化、知识碎片化、学习个性化等教学优势，对“工学结合、项目导向、任务驱动”教学模式起到了弥补作用;但在线课也存在师生互动较少，学生思辨能力和创造能力培养还需提高等问题。针对以上情况，笔者所在的课题研究组进行了详细分析，针对自动化生产线安装与调试的课程特点，通过线上与线下相结合的混合式教学设计研究与实践，获得了不错的教学效果。课程开发的关键是教学设计，自动化生产线安装与调试课程混合教学设计主要由教学分析、教学设计、教学实施、教学评价4部分构成。
2.1 教学分析
高校对教学基本情况进行分析，根据机电一体化技术专业和电气自动化技术专业的培养方向和自动化生产线安装与调试课程教学大纲，分析教学知识点和学生掌握所学课程的程度，针对学生制定混合教学的学习目标。学生可以采用线上学习方式掌握基本知识。技能类知识是教学内容的难点，应以教师线下课堂教学为主，同时混合案例作为线上教学内容，帮助学生掌握学习自动化生产线安装与调试的思路和方法。
2.2 教学设计
高校按照教学知识点分割结果制定教学策略，针对每个知识点所需学时进行合理规划，确定合适的教学模式并给出划分依据。建立知识单元微课程资源，在网格教学平台上完成数字化课程资源的优化集成。此外，根据自动化生产线安装与调试的教学要求设计了自动供料机设计与运行、自动分拣系统设计与运行、装配生产线设计与运行3个项目，包括自动化生产线及应用、传感器在自动化生产线中的应用、气动技术在自动化生产线中的应用、自动供料机气动控制回路设计与连接、旋转编码器脉冲当量的现场测试、自动分拣系统传感器组合的应用、伺服电机及驱动器在自动化生产线中的应用、装配站下料和抓料控制工艺流程设计和装配机械手故障点诊断与排除等22个任务。根据教学目标预测结果和教学内容分析结果设计课程教学资源，同时通过知识点开发了微课、视频、动画、PPT、电气原理图、气动原理图和PLC程序等学习资源。
2.3 教学实施
高校按照教学设计开展并实施教学，把课堂面对面授课和网络在线学习两种教学模式的优点相结合，构建自动化生产线安装与调试课程混合教学模式，通过教师—学生、学生—学生之间混合教学进行互动，使课前、课中、课后的教学内容和方式以混合教学形式实现翻转。课程的混合教学，既发挥了教师的主导作用，也充分体现了学生的主体地位。在混合教学过程中，需要不断调整教学进度、改进教学方法和优化学生学习行为，构建提升学生学习效果的自动化生产线安装与调试课程混合教学模式。
教师根据学生课前在线学习过程中所遇到的难点和论坛提出的问题，在课堂教学时对其进行针对性深入讲解，引导学生分析问题、面对面指导学生解决实践问题，课后通过在线学习，巩固和拓展自动化生产线知识。课前在线学习时，教师提前设计好导学内容，根据知识树制作教学微课，并将教学资源发布到课程网络平台;利用电脑或手机APP发布任务，在线对学生进行课程答疑指导;学生在手机APP上接收任务，明确学习目标，进行在线微课学习，完成学前任务并回答弹窗问题;在完成学习任务的进程中，遇到有问题的知识点，可以利用课程网络论坛功能发起讨论，可以与同学交流和互动，还可以进行师生沟通、多角度分析问题并解决问题。课中面对面课堂教学阶段，教师利用课程APP软件发起抢答、头脑风暴等互动方式在课堂上讨论问题，并利用信息化手段进行指导、反馈和评价;各小组汇报学习成果，教师听取并进行课程重难点知识解析;教师利用线上测试功能获取学生对知识点的掌握情况并发布课堂任务让学生完成。课后线上拓展阶段，教师利用信息化网络平台进行课外学习拓展，学生通过在线学习和练习，强化专业技能，巩固基础知识，通过反思巩固并提高学习技能。 2.4 教学评估
高校根据自动化生产线安装与调试课程的教学目标，实时收集学生在混合教学模式下学习的客观数据。基于学习态度、行为和效果，从学习进度、作业、互动等方面进行评价，通过评价指标来评估混合教学模式。同时，采集教学过程中学生的评价信息，包括教学资源评价、教学实施评价、教学效果评价，教学评价过程需要教师和学生共同参与和完成，通过学生对教学资源、教学方式、教学方法的评价反馈信息，协助教师合理规划教学资源、优化教学内容设计。教师实时监控教学实施过程中学生的实际学习效果，通过教学反思总结教学经验，不断优化混合教学模式的内容及运行方式。
3 自动化生产线安装与调试课程混合教学模式的实施效果
通过互联网教学平台，将自动化生产线安装与调试课程教学资源转化为数字化网络课程教学资源，实现了课程数字化资源的集成与优化，并实现了优质教学资源的开放与共享。本次研究针对16级机电一体化技术专业和电气自动化技术专业8个班级为研究对象，实施传统教学和混合教学的班级各占一半，对比期末成绩，传统教学班级的平均成绩为72.6分，混合教学班的平均成绩为82.7分。混合教学班的高分段明显高于传统教学班的高分段，混合教学班的低分段明显低于传统教学班的低分段。在混合教学模式驱动下，激发学生自主学习的热情，也加强了教师与学生、学生和学生之间的教学互动，使学生牢牢掌握自动化生产线的基础知识，从而培养学生的工程意识，提高他们的机电设备设计能力。学生在完成课程学习内容后，积极参加和课程内容相关大赛并获奖，包括黑龙江省技能大赛“机电一体化项目”赛项一等奖、“制造单元智能化改造与集成技术”赛项一等奖、“机器视觉应用技术”赛项一等奖。由此可见，混合式教学在学生的创新性、动手实践能力等方面具有重要作用。
4 结 语
为了提高机电、电气类专业学生的工程应用能力，笔者所在高校基于课程混合教学模式开展自动化生产线安装与调试课程教学改革研究与创新实践教学。根据教学效果反馈，课程混合教学模式学生通过使用数字化课程资源提高了学习效率，提高了学生学习的主观能动性，提高了教学过程中教师和学生之间的互动频率，学生工程应用和实践创新能力得到了提高，混合教学模式已深入学生心中，并取得良好的教学效果。
主要参考文献
[1]宋耀华.基于SPOC的PLC课程混合教学模式设计与实践[J].九江职业技术学院学报，2018（4）.
[2]柴博森.机械设计“MOOC+SPOC”混合教学模式创新与实践研究[J].吉林省教育學院学报，2019（1）.
[3]魏海波，张君薇，林喆，等.《自动化生产线安装与调试》课程改革的研究与实践[J].鞍山师范学院学报，2011（2）.
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