链式教学模型在职业学校实验实习教学中的建构与实践

2012-12-06 08:31刘雪雪
职教通讯 2012年9期
关键词:链式调试单片机

刘雪雪

链式教学模型在职业学校实验实习教学中的建构与实践

刘雪雪

链式教学的理念主要来自行业企业的需求,其关键是把集中教学改为个别教学。链式教学模型包括串联式链式教学模式、并联式链式教学模式和串并联链式教学模式。链式教学模型通过教师培养典型学生作为链式教学中的环扣,促进学生之间互教互学,从而实现理实一体化教学,有利于提高教学质量。

职业学校;实验实习教学;链式教学模型;建构

经济与科技的相互依存与促进,对职业学校的专业建设起到了一定的推动作用。不仅要求教学内容不断充实提高,而且要求教学方式、方法和手段进行突破和创新。在多年从事职业学校专业课程教学工作中,笔者逐步探索并形成了适合用于“理实一体化”教学模式的“链式教学”模型。

一、链式教学的理念

不同的职业学校模式,是学校应对外部环境的一种选择,有怎样的环境大多数学校就会选择怎样的发展模式。[1]无论是经济发达地区还是欠发达地区的职业教育,学校的发展和建设都必须牢牢紧贴行业、企业的需求这条线索,这已是无可争辩的事实。但在学校目前的实际教育教学过程和模式上,特别是在课堂教学过程和模式上,基本上没有脱离前苏联教育家凯洛夫的教育模式理念。这种教育模式无法真正体现“理实一体化”教学目的。在“教与学”上,如果把集中教学改为个别教学,就目前的课堂班级规模及师资配备,是完全办不到的。这是“理实一体化”教学能否奏效而存在的最关键和最根本的问题。

新的教学理念必须摆脱旧的一切以教师为中心的思想格局。链式教学就是一种互动教学理念:它把教学目的、内容、教学实施过程、教师和学生、教学设施设备等要素环节进行组合;把教学场所构划成“工场”,以岗位人员的工作过程,作为教学过程;将企业管理的办法,演化为教学管理,使其组合成数条不可分割的链条。[2]进而组成生产性学习情境。链条的两端可以是开放的,也可以是闭合的;可以是串联的,也可以是并联的。教师根据具体教学情况或组织者的教学能力做出选择,对“开放”、“闭合”、“串联”或“并联”进行组合变化。

二、链式教学模型的基本构件

链式教学模型的基本构件包括:链环、环扣和环架。(1)链环有2种:主教环和教学环。主教环的要素包括:1~2个教师、教学设备、教学场地、工具、材料、设备置办与维护等。教学环的要素有:学生、课表、设备、场地、工具、材料、设备维护,等等。(2)环架,就是教学目的、教学进程、教学评价,用以将要素连接成不可分离的环状形态。(3)环扣,是连接环与环的关节部件,环扣坚实灵活与否,是链式教学成败的关键。环扣也是每个环上最重要的部件,而能充当扣子、并具备灵活性的,当然只有环上的重要要素——“人”,即学生和教学人员。因此,这一要素中主讲教师和优秀典型学生自然形成必然的扣子。

三、链式教学模型的建构

链式教学模型见图1。在教学过程中逐步推进。

图一 链式教学模型示意图

步骤一:主讲教师需要完成3项工作。(1)担任主教环的环扣,与辅助教学人员及教学设备等组成主教环;(2)分析任务、讲授相关的教学理论知识,并布置教学任务,指导操作技能;(3)为学生的教学环做好环架,选好环扣。

步骤二:作为环扣的学生需要完成2项工作。(1)在进一步巩固理论知识同时,具备一定的技能,使其在下一步的教学活动中,起到引领示范的作用;(2)协助教学环扣组建第一层次的教学环,给本环内的人员制订明确的任务及考核要求。

步骤三:根据教学需要,把主教环和教学环按串联、并联和混合联方式联成链条。

链式教学活动可以在链条建成后进行,也可在教学过程中逐步形成。建成后的链条需要教师悉心指导和修正,以保证学生在学习过程中人人受益,更重要的是让学生感受到学习成果。

四、链式教学的实例

(一)串联式链式教学模型

在单片机应用技术课程教学中,采用串联式链式教学模型。如在教学情境1:单片机最小系统制作调试运行中,主教环由1位教师、计算机、Keil C51软件、Protuse软件、编程器、单片机电源、单片机最小系统材料、焊接工具、示波器、单片机实验室等组成;教学环由一个班的学生(40~50人)、课表、计算机、Keil C51软件、Protuse软件、编程器、单片机电源、单片机最小系统材料、焊接工具、单片机实验室等组成。

环架,由情境1的教学目的——根据单片机的组成制作并调试单片机最小系统;教学过程——学习单片机最小系统的理论知识、制作单片机最小系统硬件、编写单片机最小系统调试程序、调试单片机最小系统;教学考核——单片机最小系统制作、调试和正常运行三部分组成。

主教环的环扣是主讲教师。主讲教师按设备、学生的数量,以及学生情况进行分组。然后,主讲教师根据情境1的教学目的分析教学任务;讲解单片机的概况和单片机的最小系统组成;演示单片机编程软件Keil C51和用单片机仿真软件Protuse画原理图及讲解调试程序的方法;说明单片机最小系统制作时的工序和质量要求;展示完成后的半成品;宣布本任务结束后的质量考核要求和实验结束后实验报告的要求。

在教学过程中,主讲教师应注意观察每组学生的接受能力。通常是在完成制作任务的过程中能发现最早完成任务的几位学生。把他们选为第一教学环的环扣,让他们跟随主讲教师学习解疑和排除故障的方法与过程,在环架上各自组成自己的教学环;然后由他们去指导其他学生,在遇到故障或问题时,先与环内学生讨论,无法解决的问题,由主讲教师指导。以此类推,一环扣一环,把主讲教师指导的知识技能和检测方法传递给每位学生。这个过程可以让主讲教师关注到每位学生,了解他们对知识的掌握情况和接受能力,缩短了教学时间,提高了教学质量。

(二)并联式链环教学模型

在PLC应用技术课程教学中,采用并联式链环教学模型。如在教学情境3:PLC送料机构部件的控制与调试中,主教环由2位教师、计算机、松下PLC软件、机电一体化设备、工件、维修工具、PLC应用实验室和实验报告等组成。教学环由一个班的学生(40~50人)、课表、计算机、松下PLC软件、机电一体化设备、工件、维修工具、PLC应用实验室和实验报告等组成。

环架,由情境3的教学目的——使用机电一体化设备,用PLC控制送料机构部件运行,要求排除故障调试设备,使其正常运行;教学过程——学习PLC的计数器和顺序控制的编程方法,灵活运行所学知识,编程控制送料机构正常送料,调试设备使设备控制符合控制要求;教学考核——送料机构正常送料等三部分组成。

环扣是教师和部分学生。主讲教师根据情境3的教学目的,与学生一起分析任务要求;由主讲教师讲授新知识;全体学生都要参与运用新旧知识分段完成送料机构PLC控制程序编程。由于每个学生都被主讲教师提问过,因此,根据每个学生分析和编程的情况,很容易选出适合做第一教学环环扣的学生。第一教学环环扣的学生去完成调试送料机构的编写程序,调试成功后组织第二教学环,由环口学生组合好本环各要素,布置和完成送料机构的扩展任务,如在原送料机构正常运行的情况下增加机械手搬运功能。再由同一环的其他学生调试该功能,然后在这些调试的学生中挑选出做得比较好的学生,作为下一环的环扣。由他指导剩下的学生完成送料后传送带运行、机械手搬运工件,并对工件进行计数,完成情境3的所有教学任务,以达到教学目的。学生自检后,由环口学生检验同学的编程调试质量;互检后,由教师或辅助教员对学生完成的任务进行检查,得出学生本任务的学习成绩;构成教学评价中过程评价成绩。任何一次作业都要求组员共同完成;任何一次演示都要以组为单位进行,并突出组员各自特点和本组的共同点。经过这样的管理后,学生对维修过程有了了解,对质量管理和企业管理具备了感性认识,并亲身体会到质量观在企业中的重要性;再加上对学生实验考勤与学生的课程成绩挂钩,学生真正体会到了企业管理的严格。以上仅是一条链条的详述,在一个教学班中可以组成N个链条,与主教环相接。

(三)串并联结合链环教学模式

在自动线技术课程中,采用串并联结合链环教学模型。如在课题一:MPS送料工作站控制教学中,主教环由1位教师、计算机、Siemens S7-300软件、西门子PLC、送料工作站设备、工件和自动线实验室等组成。教学环由一个班的学生(20~25人)、课表、计算机、Siemens S7-300软件、西门子PLC、送料工作站设备、工件和自动线实验室等组成。

环架,由课题一的教学目的——用S iemens S7-300PLC控制MPS系统;教学过程——学习S iemens S7-300PLC的理论知识、了解送料工作站设备的控制过程、根据控制过程画出送料工作站控制顺序功能图、编写控制程序、调试送料工作站;教学考核——送料工作站能正常运行等三部分组成。

主教环的环扣是主讲教师。主讲教师根据课题一的教学目的,分析教学任务,讲解Siemens S7-300PLC的概况及基本指令,介绍送料工作站设备的控制过程,在分析控制动作过程中由学生找出输入信号和输出信号,并画出控制过程。实验室中的每个工作站的功能都不同,要求学生在分析中找到其中的共同点,如:寻找输入设备传感器信号、按钮开关信号等。输出设备有电机、气缸,在分析其动作过程中,按顺序设计法画出功能图,然后再编程调试。主讲教师在这个过程中通过学生的参与表现,选出第一教学环上作为环扣的学生。由这部分学生带领本小组学生去调试小组所用工作站设备,并编程调试。因设备有差异,主讲老师只能先在一个站解疑,该站的学生在第一教学环环扣的学生带领完成本站的调试,完成后作为与其他第一教学环联接的环扣,帮助老师辅导其他工作站完成设备调试。

串联式链式教学模式,多用于单独完成任务的理实一体化课程的教学;并联式链式教学模式,多用于多人同时使用同一设备的理实一体化课程教学;串并联链式教学模式,多用于多人使用不同设备的理实一体化课程教学。

五、链式教学模式与传统教学模式的比较

(一)教学组织方面

传统的学生实验实习教学,在组织形态上以小组来划分。将班级总人数除以设备数,得到均等的人数组,指定或由小组学生自己选出组长,负责与实验实习指导教师联系,完成行政事务工作。如:分发领取实验实习的工具和器材,收缴实验实习报告等。小组成员的理论知识和动手能力参差不齐,有的组协作较好,有的组比较涣散;有的学生学习主动,有的学生则滥竽充数;从而容易造成教学的效率不高,项目研究难出成果,产品数量和质量不理想。此外,传统的实验实习教学模式在教学过程中全依赖授课教师一人实施,事无巨细,往往容易顾此失彼,不利于组织教学,从而影响师生双方教学活动的顺利进行。

采用链式教学模型进行理实一体化教学,使教学秩序大大改善,课堂教学密度也随之增加,加快了课程教学进度。学生不仅学习课程知识和操作技能,还在学习知识和技能的过程中,学习了解了企业管理知识、方法,提高了能力。有了良好的教学秩序,足以保证链式教学模式达到预期的设想与目标,从而提高了教学质量。

(二)教学过程方面

在传统实验实习教学中,指导教师面对的是每一个学生,解决一个学生疑问时,受益的往往是几个学生。而当大多数学生需要解决共同的问题时,就需要教师集中答疑。这一措施表面看是必要的,可事实上却干扰了学生的学习活动和思维进度。因为当教师发现的只是共性问题,“多数”学生都已经听过教师的解疑,不需要教师重复;而剩下的“少数”者,一部分学生根本不存在疑问,另一部分学生的进度尚未到达,不清楚自己有没有必要听。因此,教师的教学时间没有有效利用,影响了教学目标的完成。

链式教学模型的教学环在构建时,充分考虑到把教师的精力主要集中在链条的关键部件——环扣的选取及紧扣教学环的工作上。教师在对学生集中讲授时,通过观察学生的表现发现环口人选,同时,加强与担任环口的学生间的交流,把主教环与教学环紧紧相扣。作为环扣的学生承担着教学环上辅导同学的重要任务。一方面,一个环上的所有学生之间应该建立和谐的互教互学关系;另一方面,同一环上的学生在同一水平上进行考核,也促进了他们互教互学的积极性。这也就是把环命名为教学环的道理所在。

由于采用了链式教学,课题或项目进行的实验实习就可以完成工作过程系统化式的教学,这有利于教师掌握科研或生产进度,同时,教师以企业管理的方式发布任务,可以让学生在学习中掌握什么是企业管理,什么是生产技术管理,管理者与生产者建立怎样的和谐关系等感性知识。这些受过链式教学培养的学生成为企业技术工人后,深受用人单位的欢迎。

[1]约翰·E·丘伯,泰力·M·默.政治、市场和学校[M].北京:教育科学出版社,2003:23.

[2]陈华,陈勇棠.高职工作过程系统化课程生产性学习情境的构建[J].职教论坛,2009:18-19.

刘雪雪,女,无锡机电高等职业技术学校副教授,主要研究方向为自动控制技术。

G712

A

1674-7747(2012)09-0048-04

[责任编辑 徐 晶]

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