一体化教学模式在工业技术应用课程中的应用研究

张莉芬

关键词：一体化教学模式;工业技术应用课程;应用

中图分类号：G64 文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2022）06-0046-03

著名教育学家陶行知先生提出了“教学做合一”的理念，认为在教学期间应关注学生的实践及动手能力，而在当前高职教育中，教师的教学能力及学生学习情况需要根据学生的“做”来展示学生的学习能力。工业技术应用课程教学本身具有很强的实践性，强调从工业技术相关知识点入手，关注学生动手能力的情况及专业素养的养成。为了实现这一目标，则需要教师不断地改进教学方法，而一体化教学则成为其中的关键点。

1一体化教学模式分析

所谓一体化教学，就是指对整个教学环节进行融会贯通，在培养学生职业能力及理论实践能力的基础上，将其作为教学目标进行整体评估，并以此形成教学计划与大纲，形成职业能力培养体系，再不断完善教学环节来确保教学目标的实现[1]。从教育教学角度来看，该教育模式的出现有效地转变了职业教育体系，随着教育工作的不断深入，学生的职业素养与综合素质具有显著提升。在当前一体化教学的过程中，普遍采用理论教学与实践相融合的方法，在一名或者一组教师制定教学方案后，从一体化角度出发，严格遵照教学方法与教学进度开展教学，使学生能够循序渐进地掌握知识点，提升教学效果。

目前一体化教学模式的优势已经得到相关学者的认可，认为其先进性主要体现在以下几方面：（1）一体化教学模式在强化学生职业技能水平中发挥着积极作用。这是因为传统的课堂教学模式强调理论知识的传递，而忽视了学生职业操作及专业技能的变化。而相比之下，该教育模式则实现了技能实践、理论讲解等诸多内容的一体化，并按照严格的教育流程与方法开展教育教学，有助于促进学生专业技能的养成。（2）一体化教育模式可以加快学生“三观”的养成。一体化教学模式强调了理论教学与技能实践之间的结合，在该模式下可以锻炼学生的团队合作能力，围绕工业技术应用课程的教育教学内容可以显著提升学生的集体荣誉感，激发学生对本专业的热爱之情，保证学生身心健康的发展[2]。

2工业技术应用课程的教学现状分析

工业技术应用课程的知识点具有复杂性，随着现代工业生产技术的变革与发展，工业技术应用呈现出复杂化的趋势，这一变化也推动了院校课堂教育的变革，除了常规的工业生产技术之外，工业机器人、智能化生产等知识点也逐渐成为教育教学的新方向。由此可见，当前工业技术应用课程的内容日益复杂，这也成为影响学生学习能力的重要因素。而结合教育现状，工业技术应用课程教学中还存在较多问题，主要表现为以下几个方面：

1）理论技术与实训技能教学相脱节，降低了学生的学习效率。在当前工业技术应用课程的教学中，经常出现理论知识与实训技能相脱节的问题。以工业机器人教学为例，在传统教学模式下，往往教师先在课堂上介绍工业机器人的相关知识点，如设计原理、设计结构等，在学生基本掌握之后，在第二课时带领学生前往实训实验室进行工业机器人实践训练。在上述模式下，学生在掌握工业机器人的相关理论知识点之后，若没有及时动手操作，则很容易遗忘其中的关键知识点，所以在第二课时的实训教学中容易出现手足无措的问题，无法按照知识点进行上手操作，严重影响了学生的学习效果。

2）教学内容缺乏必要的评价。在传统的工业技术应用课程教学评价中，教师的评价主要分为两个方面：一是课堂上对学生的随机提问;二是利用月考等方法进行综合评价[3]。但是从知识点的内容来看，工业技术应用课程的相关知识点内容复杂，传统的评价方法无法真正评估学生对知识點的掌握情况。

3一体化教学模式在工业技术应用课程中的应用方法

3.1教学内容分解法

在工业技术应用课程教学环节，一体化教学模式要求教师能够严格围绕教学目标设定教学方法。因此，为实现理论与实训教学的一体化，教师应该严格遵照一体化教学模式的设定结果，在掌握工业技术应用课程的相关知识点之后，有计划地引导学生进行学习。

按照项目教学法的相关要求，整个教学过程可以分为多个阶段，具体包括收集信息、制定计划、实施、评价等环节。在一体化教学模式下，教师应将整个教学过程分解为一个个具体的项目，再按照一体化教学模式的要求不断分解教学过程，确保教育目标的实现。例如，以工业技术应用课程的电气控制技术教学为例，根据项目教学法的要求，教师可以按照以下步骤对课堂教学过程进行分解：（1）在信息的收集环节，针对电气控制技术要点，教师分别展示接触器的实物及技术路线图，利用视频资源及PPT等向学生展示电气控制技术正反控制电路的技术原理，阐述各个组件的功能，让学生充分了解电气控制的技术要点，完成初步的信息收集;（2）制定计划阶段，教师引出堂课需要学习的内容，如介绍接触器主要分为直流接触器与交流接触器两种模式，并要求学生认真观察两种接触器技术原理的差异、不同走线及外观情况等;（3）实施阶段，学生严格按照教师制定的计划参与课堂学习，利用教师所提供的资料及网络上的相关信息，掌握电气控制的相关知识点，根据教师对不同接触器的描述方法及自己所收集的信息进行实训练习，如观察两种接触器的内部构造变化等，最终加深对知识点的认识;（4）评价阶段，需要教师严格按照本堂课的知识点展开评估，例如学生能够正确绘制直流接触器与交流接触器的内部构造，也能根据电路图正确连接实物等，然后根据图纸中有无错误评估学生对知识点的掌握情况。

从教学效果来看，在一体化教学模式下落实项目教学法，可以引导学生的理论学习及动手操作能力，教师在将整堂课教学过程分为若干个小的项目之后，可以让学生快速了解重点，有序地完成教师安排的学习任务。因此学习效果更好，有助于提升教学质量。

3.2问题教学法

在一体化教学模式下，如何有效发散学生思维是教师不可忽视的问题，而为了有效解决上述问题，问题教学法则是实现该目标的关键。所谓问题教学法，是指教师在工业技术应用课堂上能够借助多样化的问题来阐述知识点，不仅能够有效发散学生的思维，也能巩固学生对知识点的理解，是实现一体化教学目标的关键[4]。

以《工业机器人》的教学为例，针对机器人运动的相关知识点，在问题教学法下，教师可以提出以下问题：（1）机器人轨迹的基本概念是什么？（2）机器人轨迹规划中包括哪些一般性问题？（3）机器人轨迹生成方式有哪些？如何识别？（4）在规划机器人运动轨迹过程中，需要考虑哪些因素的影响？在教学过程中教师立足于上述问题，不断深化知识点内容，引导学生深入分析课程的相关知识点，并加深影响。

从教学效果来看，上述教学模式的出现可以帮助教师循序渐进地渗透知识点内容。对于学生而言，随着问题的深入，会促使其快速思考知识点，此时对问题的印象会更加深刻，这种情况满足一体化教学模式的要求。

3.3任务导向型教学法

一体化教学模式更加关注课堂的教学效率，所以教师在教学期间应该快速划分侧重点，并有针对性地开展教学。所以在工业技术应用课程教学中，考虑到教学内容的特殊性，在实施一体化教学模式时应该根据学生的学习能力及知识点特征创设课堂，而任务导向型课堂无疑可以充分满足上述教学需求[5]。任务导向性课堂的主要特征，是指教师通过掌握工业技术应用课程知识点的要点之后，通过不断实施“提出任务—激发学生探索”的过程来引导学生的学习过程，在发挥学生课堂学习主观能动性的基础上，保证教育教学目标的实现。例如，在《3D打印技术》的相关知识点教学中，根据任务导向性课堂的教学要求，教师可以提出关于《3D打印软件学习过程》《三维模型设计过程》《逆向工程设计过程》《关键原材料选取方法》等知识点设置任务，在带领学生了解上述任务之后，采用解决任务的模式展开学习，让学生能够深入理解。

3.4情景教学法

在开展工业技术应用课程教学中，教学环境设计应该从硬件及软件两方面建设入手，其中硬件方面是指与工业技术应用课程相关的一体化教师，包括实训设备、多媒体教学设备及配套的工作台等，使学生可以在理想的环境下学习;而软件设计则是指相应的教育体系及人才教育大纲等，保障一体化教学工作的顺利实现。

以工业技术应用课程中的《工业机器人》教学为例，寻找准备的硬件设备是工业自动化综合实训平台，该平台应该具有PLC编程技术、气动控制技术、电气控制技术，以及变频控制技术与伺服控制技术等，教师则可以利用该平台创造设计环境。例如，在软件平台上学生可以模拟工业机器人现场的编程控制操作情况，提升实践能力。同时在硬件上也可以根据《工业机器人》不同课时的教学要求准备其他硬件设备，如机器人上下料工作站、焊接工作站等，确保在实训过程中可以不断地加深学生对《工业机器人》关键技术的了解。在软件准备上，可围绕《工业机器人》对教育教学大纲进行完善，如针对教学内容，学生应掌握机器人的基本概述、工业机器人的应用、工业机器人的技术参数等相关内容，最后按照上述教学方针开展教学，有计划地引导学习。

4一体化教学在工业技术应用课程的应用实践

工业技术应用课程对学生的实践及技能掌握情况提出了较高要求，所以在一体化课堂教学设计中，根据任务导向型课堂的基本要求，应在分析任务需求的基础上，带领学生完成一体化课堂学习。文章以《工业机器人》为案例，提出一体化教学过程设计方案，具体包括以下几方面：

4.1项目任务的提出

在《工业机器人》一体化教学中，所提出的教学任务应该是教师通过自身经验及教师之间组内讨论，或者借助教育专业给出的建议之后所形成的典型技术任务，教师根据该教学任务带领学生进行学习。例如，在课堂教学中，教师提出的教学任务是《PLC系统在工业机器人设计中的应用》，围绕这一教学任务，鼓励学生通过教材或者网络渠道了解相关内容，然后充分收集与上述任务相关的学习资料。

4.2一体化任务的设计

在提出任务之后，教师采用小组学习法根据学生成绩进行分组，每个小组的学生控制在4—5人，每组至少有一名优等生与后进生，确保小组学习过程的顺利进行。在学习任务中，教师引导学生通过团队协作的方法整合PLC控制系统与工业机器人的相关信息、设计项目步骤及工作实施方案等，总结学生在一体化学习中可能遇到的问题，并阐述解决方案。例如，在堂课一体化教学中，学生可能遇到的问题包括：（1）不熟悉PLC系统或者工业机器人的性能、结构及操作方法;（2）在CPU选型或者控制系统I/O分配上出现误差;（3）机器人型号的伺服控制器选择不恰当等。

4.3一体化项目的实施

在实施阶段，需要教师先介绍工业机器人安全操作规范的相关内容，并分发学习中需要使用的原材料等。对于学生小组而言，可采用组内讨论的方法分析实践过程，由优等生提出基本实施方案之后，普通生与后进生均提出相应的完善过程，并根据小组讨论判断各种完善过程是否有效，形成最终的操作过程。其中的基本环节如下：

1）在教学中，针对工业机器人的教学要求，教师应重点观察每個学生的操作与运动情况。例如，在基于PLC的工业机器人操作系统设计中，部分小组在I/O接口选择上会出现问题，此时通过小组讨论的方法，学生相互之间讨论I/O接口出现问题的原因，此时教师应注意观察学生的讨论过程并给出正确指导。同时部分学生在操作实践过程中也可能出现选型不正确、现场配线方案存在错误等问题，也需要教师在现场操作中进行一一指正，而针对学生普遍存在的问题则可以在下课前进行统一教学。

2）在动手操作结束后，学生对工业机器人进行自检，自检的内容包括线路组成、导线检测及机器人性能评估等，在学生小组自检结束并进行改进后，教师才能对学生的作业成绩进行检测。

4.4引导学生进行自我评估与反思

教师在一体化教学中严格按照教学质量标准对学生的实验结果展开评价，该阶段工作的主要目标是判断学生在工业机器人学习中的实训情况。在条件允许的情况下，教师可以聘请企业专员对学生工业机器人的制作情况进行评估，并给出全面评价，最后教师总结学习中的合理性。

4.5一体化教学过程的评价

在评价中主要是针对学生的学习情况进行判断，评估标准包括：

1）教学习目标评估。评估内容包括：（1）学生在《工业机器人》学习中是否能够熟练使用各种知识点;（2）是否将《工业机器人》的学习目标体现在教学环节中;（3）能够反映出《工业机器人》的能力培养目标。

2）在教学实施评估阶段。评估内容包括：（1）《工业机器人》的课堂教学效果、教师的教学思路是否清晰;（2）学生是否掌握《工业机器人》及PLC控制系统的相关重难点;（3）教学环节的时间分配情况，各个环节的任务安排方法是否合理等。

5总结与展望

5.1总结

一体化教学模式的应用具有一定的可行性，工业技术应用课程作为实践性较强的一门课程，学生需在课堂上逐步体会工业技术知识及实操步骤。一体化教学方法可以适当激发学生的学习兴趣，并在小组合作学习活动中锻炼学生的协作能力。例如，在弹簧夹紧机构设计课程中，教师通过采用一体化教学方法，为学生提供了小组互动讨论的机会，而后发现在课程结束时，有九成以上的学生已经完全掌握了该实验的操作原理及操作流程，证实了一体化教学方法在工业技术应用课程中值得推广，任课教师可以适当转变固有观念，借此改善教学现状。然而，在实际调研中，虽然课程任务完成度较高，但课堂纪律却较为混乱，而且在弹簧设计中，部分学生虽然积极参与合作活动，但也不乏闲聊天的学生，从而违反了课堂纪律的相关要求，在达成能力培养目标时，纪律规定达标率偏低。因此，教师在实践应用阶段，应进一步优化纪律管理效果，进而为学生打造高效的课堂环境。此外，少数学生对于此课程中标准的理论知识存在认知不清的情况，自此指引任课教师应当从理论讲解与实践指导相融合的教学中进行改进工作。

5.2展望

在工业技术应用课程中，一体化教学模式具有多样化的表现形式。所以对于教师而言，应该正确了解一体化教学的操作方法与实施步骤，以此为基础不断拓展一体化教学的应用路径，在对教学过程进行完善之后，做好教学评价，这样才能进一步提升一体化教学模式的效能，最终保障工业技术应用课程的教学效果。同时为不断提升教学效果，可以开发多样化的师生互动模式，保证知识点、课堂教学的一体化，这样有助于全面提升教学效果。