基于ARCS模型的“工厂电气控制技术”教学改革设计*

杜丁香

（武汉交通职业学院，湖北 武汉 430000）

1 高职“工厂电气控制技术”课程现状

近年来，在“中国制造2025”的大背景下，党中央、国务院再三强调要完善多层次的人才培养体系，促进产业升级，使我国实现由制造大国到制造强国的转变。大力发展职业教育是国家提出的一项重要举措，高职电气自动化专业和智能制造产业的发展密切相关，为了适应产业升级需要对电气自动化专业人才培养方案进行改革和创新。“工厂电气控制技术”是高职电气自动化专业一门重要核心专业基础课，为了顺应发展，课程改革亦势在必行，应进一步调整教学方法和教学内容，以提高人才培养质量，为制造强国培育更多优秀技能型人才。

“工厂电气控制技术”课程主要内容有：常用低压电器的结构原理和用法、常用低压电气线路的设计安装和检修、常用机床电气控制线路的检修与排障等。该课程直接对接学生的岗位就业能力，同时也为后续更深度的专业课程学习打下基础。可见，该门课程在整个专业人才培养体系中占据了非常重要的地位。传统的“工厂电气控制技术”课程教学主要采用以线下课堂教学为主、与学期末实践教学相结合的方式，这种教学模式比较单调，前期理论教学枯燥难懂，且理论与实践结合不够紧密，特别是对于学习基础不太好的高职学生来说，对于前面理论性讲授很难听懂，一旦听不懂就会降低学习兴趣，学习兴趣一旦丢失，想要学好这门课程就更加困难。如何激发学生学习动机、保持学习兴趣，是教师教学实践中一大难题。建构主义理论认为教学应该以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识的主动建构，那么这其中关键点就是激发学生的学习动机。本课题引入ARCS动机激励模型进行“工厂电气控制技术”课程教学设计，制定提高学生学习动机的教学策略，以达到教学目标[1]。

2 ARCS动机激励模型的内涵

ARCS模型由美国佛罗里达大学的约翰·凯勒教授于1983年提出，这是一种以激动学生学习动机为核心的教学模式设计，该模型主要包括四个方面的要素。1）注意（Attention），即教师通过教学设计吸引学习者的注意，从而激发学习者的好奇心，使其产生学习兴趣。兴趣是良好教学效果的先决条件，只有学习者产生学习兴趣，才能更有效地进行后续学习。2）关联（Relevance），即学习者在学习过程中能将新知识与已有知识或者生活经验产生关联性，或者发现新学的知识能解决生活实际问题，学习者会觉得自己所学的和生活实际相关，并能解决生活实际问题，且觉得学习这个知识会很有用，从而产生学习兴趣。3）信心（Confidence），即教师给学习者设定阶段性的目标，并且在学习者学习过程中给予持续帮助，帮助学习者达到阶段性的目标，帮助学习者建立持续的学习信心，从而产生持续学习的动力。让他能够觉得“我通过努力，能够完成，能够达到”，这就产生了一种信心，会起到正向作用，让学生越来越爱学习。4）满足（Satisfaction），即学习者在学习过程中能得到预期效果，从而产生获得满足感，这是维持学习动机的一个重要条件。

3 ARCS模型在“工厂电气控制技术”课程中的探索实践

高职“工厂电气控制技术”课程实用性强，和工厂工业控制以及生活实际结合紧密，传统的课堂讲授方式制约了学生的探索能力，教学效果并不理想，很多同学并不理解学了这门课能干什么，导致学习兴趣低。因此，引起学生学习兴趣，激发学生内在学习动力就显得尤为重要[2]。本课题将ARCS动机激励模型引入到“工厂电气控制技术”课堂中，根据模型引入和电气控制技术相关的生活和生产实例来吸引学生的兴趣，提倡自己分析解决生活实际中的电气控制问题来产生关联性，通过成功地解决生产生活实际问题来产生学习信心，并且学生通过实践成果以及创新成果来产生获得感和满足感。笔者将以“三相异步电动机正反转控制”章节为例来阐述如何将ARCS模型嵌入到“工厂电气控制技术”课程的教学中。

3.1 用生活实例和多样化的前期教学推送吸引注意（Attention）

吸引学生的注意是教学成功先决条件，所以教师要充分调动学生积极性，使学生更多地关注到课程。“三相异步电动机正反转控制”是本课程第二章第二部分的内容，在前期学生们已经学习过三相异步电机的点动和正转控制。正反转控制属于现代生产生活中必不可少的控制，比如电梯的升降，机床工作台的前进、后退，起重机的上升和下降等。课前教师会使用超星学习通进行课前资料推送，课前资料主要内容是和授课主题相关的生产生活实例[3]，比如电梯的升降控制、起重机的升降控制，还有机床操作台的上、下、左、右运动控制等。教师录制前期推送课程视频时画面要丰富、语气语调要生动，这样比单调的PPT更有吸引力。学生看完视频后设置有相应的讨论话题。比如，你所知道生活中关于电机正反转控制的实例有哪些呢？话题以探讨性和开放性的话题为主，让每个学生都能有话说，并且实行话题讨论奖励积分制度，即如果某名学生的话题点赞量和回复量最多，会有积分奖励等，积分达到一定数量可以获得相应的小奖品和权限等等，并且会设置通关权限，只有一步步通关才能进行下一阶段的任务。利用这样的视频导入和问题探究式的课前导入来极大地激发学生的好奇心，吸引学生的注意力，从而使其深入学习、了解相关知识。

在课堂教学中，采用任务驱动型和问题解决型的教学模式，采用真实的工作场景，来激发学生解决实际工作的热情，比如讲授电机正反转控制时，在课程开篇给学生放学校教学楼电梯上下行的动态视频，利用多媒体的优势创设学习情境，提高学生注意力，使学生心理活动处于积极状态，激发学生的学习兴趣。并提出问题：是如何让电梯既能上行也能下行的（电机如何实现正反转）？给出思考时间并邀请学生来回答问题。这样的开篇课堂教学以实际问题导入加启发提问的方式，能很快吸引学生注意力，关注到课程中来。

3.2 用大国重器三峡船闸的人字门开启和关闭进行知识关联（Relevance）

当学生学习一个知识的时候就会很关注这个知识学了有没有用，这个知识和之前的学习及经历有没有关系。有理论指出，如果能把学生新学的知识和以往的知识进行关联，学生会把新知识学得更好，记得更牢。所以关联可以从两方面入手。1）和已有知识进行关联，和已有经验进行关联。2）指导学生把新学的知识和现实问题相关联，让他觉得学的知识有用，这样学生也会产生学习的兴趣，可以用一些熟悉的或者已经有经验的事例来导入，引起学生的兴趣，或者也可以对学生说为什么要你学习这个知识，学习了这个知识对你来说有什么用，能解决什么样的问题，这样有目标的导向，学生学起来也会有很大的兴趣[4]。联系到三相异步电机正反转的问题，可以以一个实际的工程问题进行引入：世界上最大的船闸——三峡船闸的人字门有开门和关门动作，这两个动作都是由一台电动机控制的，那么大家知道这个电机的控制线路是怎样的吗？船闸人字门的开启和关闭其实也是一台电机的正反转来控制的，一个简单的知识可以应用到世界著名的大国重器上，让学生把所学的知识和世界著名的相关应用联系起来，这样可以产生强烈的学习自豪感，从而激发学生的学习动机。

3.3 设置合适的目标，搭建实现目标的平台建立学习信心（Confidence）

信心讲的是教师根据教学目标给学生合理设定目标，让学生觉得“我通过努力可以达到目标”，这样就给了学生一种学习的自信。那么教师在做教学策略的时候，目标要设置得合适，既不能太简单也不能太难，让学生踮踮脚就能够到，同时教师还要提供一定的路径支持，帮助学生达成目标，这样学生的学习自信心就会慢慢建立起来，从而激发更好的学习动机。对于“三相异步电机正反转的控制线路设计”章节内容，根据学生的学习特点将目标分成三步走。1）根据已学电机单向运转的知识，设计出反方向运转的控制线路图，并分析讨论如何将正反双向运转的控制图合并。第一步的目标比较简单，结合前期的课程内容大部分的同学都可以完成，当第一步的目标达成后，学生就会有一定的成就感，此时教师会给予肯定并鼓励学生进一步思考。2）将正反向运转的线路图设计组合。组合完成后，请学生一起分析讨论设计出来的电路图存在什么优缺点，如何进行改进。第二步目标中，将正反转电路结合大部分的同学也都可以做到，但是分析电路的优缺点以及改进措施可能会有一定困难，这时老师要适当启发并通过实验来激发学生进行思考和总结，经过思考和总结以后学生能自主完成第二步目标，这时他们的学习热情会更高，因为他们得到了学习的信心和成就感。3）改进完善设计线路，实现机械电气双重连锁线路设计。通过将教学目标分层、分步的方式，激励学生进一步探索，每一步成功都会给他们建立学习的信心，并且也会激励他们完成下一步目标。学生学习的自信心建立起来了，学习的动机自然也就明确了[5]。

3.4 建立完善的课程评价体系，增强学生学习满足感（Satisfaction）

学生只有不断在学习中获得到了满足感，才会产生持续学习动力，得到更好的学习效果。所以教师在教学过程中，要充分发挥评价体系引导作用，提升学生的学习满意度和学习满足感。即教师要给予学生中肯的评价，使其从学习结果中获得满足感。教师对学生的评价和鼓励是一个长期过程，这就要求教师要长期关注和及时评价学生的学习活动，对学生学习阶段的每一个变化做出及时评价反馈，这个评价包括课前、课中和课后几个阶段的评价。在课程之外，教师要鼓励学生通过参与各种竞赛和工程实践的方式，将教学的理论知识用于实际中，让学生体会到学习的用处，获得解决实际问题的满足感。学生也可以分享自己的成功经验来提升满足感。比如在“三相异步电机正反转控制线路设计”章节的教学中，教师可以在课前发布教学讨论任务时，通过及时回复和评论点赞学生的讨论话题来提升学生满足感，让学生知道老师一直在关注着自己的学习动态，产生学习动力。在课中根据学生设计任务进度及时给予学生积极正面的反馈，鼓励他们积极探索，帮助有困难的学生解决问题，让每组学生的的任务能顺利进行下去，在任务解决的过程中来获得学习的满足感。在课后任务拓展中，鼓励学生积极参与和课程知识相关的学院、学校组织的各项技能大赛，比如电工大赛、技能节等比赛，通过比赛成绩的肯定来提升学习满足感，并选拔优秀学生组建兴趣小组，参与更高级别的比赛，来激励更多的学生通过努力学习参与到竞赛中来，以赛促学，增强学生获得感，激发学习动力，也可以将学生设计的线路拿去工程实际调试，来提升学生学习的满足感。同时将课程学习与电工取证考试结合起来，让学生的学习过程得到明确的结果反馈，学生在学习的过程中获得了满足感，会产生更强的学习动机。

4 总结

“工厂电气控制技术”是一门专业性和实践性较强的课程，在以往的课程教学中发现很多学生在学习过程中认为课程枯燥难懂，学习兴趣不高，学习动机不足，目的性不明确，严重影响了教学效果。本课题基于ARCS动机激励模型，结合“工厂电气控制技术”课程特点，进行了教学改革设计。笔者通过阐述ARCS模型的内涵，以课程中比较重要的一个知识点——“三相异步电机正反转控制线路设计”为例，展示了ARCS模型的四个要素在课程教学设计中的应用，在课程的实践中将四个要素融入课前、课中、课后几个部分，并产生相互影响，最终促进学生内部动机机制运行，来提升教学效果。经过教学改革实践，学生的学习积极性明显提高，教学效果明显提升。但在实践应用中也发现了问题：首先，动机模型对大部分的学生都起到了很多的作用，激励了学生的学习兴趣，也取得了很好的教学效果，但对小部分差生，这种激励作用并不大，在今后教学设计中，要将这些小部分差生考虑进来，为他们设定一些特殊激励措施；其次，在实践过程中发现高职学生的学习动机激励时间较短，在课程实施中要考虑随时进行动机激励模型教学，让学生产生持续的学习动机来保证教学效果。