“三教”改革背景下创新性课堂教学典型案例的设计与研究

陈贵银 江汉华

（1.武汉船舶职业技术学院，湖北武汉 430050；2.湖北国土资源职业学院，湖北武汉 430090）

2019年1月国务院关于印发《国家职业教育改革实施方案》的通知，即国发〔2019〕4号（职教20条），文中重点关注并研究解决高职教育教师、教材、教法中存在的问题，抓住高职院校教学改革的“牛鼻子”，对进一步深化内涵建设具有重要的实践意义和理论价值[1]。深化课堂教学改革是贯穿“三教”改革重要的一环，本文以高职机电一体化专业二年级课程PLC编程技术与应用中典型案例课堂教学为例，重点研究以行动为导向[2]（学中做，做中学）的“双元”育人课堂创新性教学的各个方面，培养学生具有创新意识的工匠精神，提升有效课堂，推动课堂革命。

1 课程概况

PLC 编程技术与应用课程是机电一体化技术的专业核心课程，在推动三教改革前，一直在传统模式课堂教学的基础上，进行小范围的改革。本典型案例立足人才培养目标和课程标准，选用工信部十四五规划教材，是属于新型工作手册式教材，对照国家职业标准，参照可编程控制器1+X 证职业标准，对接企业机电设备调试岗位需求，活页式工作页项目八，进行内容重构。

灌装生产线包装是工业控制各行业经常需要设计的一个项目，传统的机电系统采用的是继电器接线来进行控制，包装计数等等都是由手工去完成，随着智能化工控时代的到来，工业控制中用PLC 作主控制器来实现智能化控制，PLC 控制程序设计与仿真调试也是现代工业中技术创新的重要的一环[3]。下面图1与图2是现场控制示意图。

图1 拨轮按钮输入的值和显示值

图2 灌装生产线工作示意图

2 课程教学存在的问题

本项目是典型的理实一体化课程，用TIA 博途软件进行现场PLC设计，仿真与触摸屏调试，共4学时。相对于传统的教学方式，本项目着重解决4个问题。

（1）技术需要创新

传统的项目用继电器及手工来进行项目实施或者是用的控制器不是新型控制器，市场目前应用少，如S7-200PLC，该型号没有网口目前已经停产，本项目要求用新型的控制器S7-1200 或者是S7-300设计实现。

（2）模式要创新

传统的课堂的教学设计一般由教师讲授指令，讲授程序设计的思路，程序设计，讲授调试仿真方法，由于工控设备比较贵，在课堂实操的比较少，缺少训练，缺少学生发现问题，分析问题，解决问题的训练，学生获得感不足，不利于终身学习能力养成。

（3）手段要创新

传统的教学传授依赖教师讲授，操作步骤，学生远近不同，部分同学看不清楚，操作细节，学习效果差，并且无法满足，不同学生在练习过程当中需要反复观摩的需求，难以实现因材施教.以教师为主的教学方式，学生主动性差，创新思维能力的培养受限，收效甚微。

（4）评价需要创新

传统的课程讲授评价，一般是平时作业考勤与期末测试进行比例分配，以期末理论测试为主，即使要是实践，也仅看结果，对学生的实际过程学习操作情况比较忽视，尤其是编程技能的培养过程素养评价，难以培养学生正确的劳动观与敬业的职业素养，存在着评价导向不全面的问题。

3 课程教学创新设计与实施

3.1 技术创新

针对现代企业项目，整合典型案例内容，提出技术创新。如表1所示。

表1 典型案例内容整合前后

3.2 课堂教学模式创新

本案例强调以学生为“学”-“教”-“做”-“反思”开展教学，构建8 步双循环的课堂教学创新教学模式。

分成4 个阶段来实施。第1 阶段1 学时，第2--4阶段3学时。第1阶段将学生分成小组，构建8 步双循环的课堂教学范式，如图3 所示。首先设计本项目的完整实施工作业，第一学时主要为讨论式理论探究，将本项目所用到的知识以学生查找学材及上网查找资料的方式，通过问题的方式引导学生回答，教师引导学生针对问题，解决问题，进行研究后再改的探索循环。第2 阶段程序设计实施阶段，工作业中设计时将程序设计过程分成小步引导同学们逐步实施，充分利用软件来仿真调度阶段性结果是否正确，引导学生思考正确的程序设计是基于哪些知识的应用，从而提升学生思维能力，增强创新应用的意识。第3 阶段用触摸屏调试实施阶段。这个阶段主要是强调耐心，细心，培养劳动光荣理念，项目出成果需要劳动时间的积累，增强为用户（客户）服务的理念。第4 阶段为成果总结展示反思阶段。学生通过做PPT（课后完成），展示内容如下：（1）学会了什么？主要是知识技能等。（2）还有哪些问题需要解决，需要进一步学习，查找问题，明确后续学习目标。（3）学习感受，经验分享。主要是小组之间能相互学习好的做法，吸收其它小组经验，让学生体验学习科学技术带来的喜悦与成就。

图3 八步双循环

在课前课中课后涉及大量学生探究研讨环节，培养学生终身学习能力，教师通过层层引导指导学生。指导学生逐步完成程序设计的方案，并且通过仿真调试实践验证改进方案，逐步培养学生分析问题，解决问题的能力。

3.3 手段创新

借助智慧教室，高级自动化实训室，信息技术，自建的中国大学MOOC 的在线课程PLC 编程技术与应用，线上线下一体，突破教学难点，丰富教学手段，实现因材施教，使用手机移动，手提电脑投屏设备解决使理论课技能课的一对多的难题，图4是智慧教室教学实况，同时将教师示范录制并分享，以便学生反复观摩，助力难点突破，学生学习新操作技能时，增加学生投屏演示，图5是学生投屏项目总结PPT，通过投屏让其他学生也能观看到。典型问题集中解决，从学生的角度发现学生的易错之处，与所有学生互动交流，减少教师反复对个别讲解同样的问题，同时增加生生互动活跃课堂氛围[4]。

图4 智慧教师教学实况

图5 学生投屏项目总结PPT

3.4 评价创新

全程跟踪学习状态，完善多元评价（线上与线下，自评与互评等）体系，突出学生劳动教育与职业素养培养。案例考核成绩由过程60%与结果40%组成，过程包括线上与线下，理论与实操等，结果包括自评、小组互评与教师测评等。依托中国大学慕课信息化教学平台，关注教与学全过程的信息采集，详细记录，学生课前自学，课堂参与，课后延展的教学全过程，并根据反映出的问题及时调整教学策略，实现以学定教。借助智慧教室的全方位摄像监控，关注学生操作细节及关键步骤记录与评价。精准把握学生技能成长动态，通过评价与建议，让学生了解优势与不足，指出努力的方向，实现因材施教[4]。

重视学生思想政治教育及职业素养评价，以智慧教室与高级自动化实训室6S 管理为抓手，规范学生着装，工具的摆放，做到进出教室与进出实训室保持一致的干净整洁，部件有序摆放。有机融入思政，劳动观念，爱岗敬业的精神。

3.5 创新与示范

（1）以技术创新为抓手，与时俱进的更新专业知识，积累实践经验。

在项目实施阶段，如何解决现场智能化显示，如何模拟现场计数，如何智能化直观显示液体的罐装高度，引导学生查阅资料，分析问题---技术创新---解决问题，培养学生正确的思维方法，提升了他们的自信心，帮助他们树立正确的理想信念。

（2）注重学生能力养成，知识内化和素质的提升。

以实训室6S管理为抓手，规范学生着装，工具摆放等行为，实现工位卫生安全负责制，遇到程序编制难题时引导学生技术创新，高质量的完成程序的编制，在屏幕界面设计中培养学生不畏艰难的劳动观念与精益求精的工匠精神，切实提高学生的职业素养。

（3）能够创新理实一体化教学模式，给学生深刻的学习与实践体验。

整体上采用以行动为导向的项目任务驱动教学法的设计活动。微观上采用混合式教学模式开展教学。构建8步双循环的课堂教学范式。

（4）操作性强，值得推广。

本课程典型案例安全实用又别具一格，体现智能化技术。智慧教室的课堂创新设备目前对教学单位来说还算普遍，利用手机即可搭建投屏直播平台，记录实时仿真调试过程。创新技术操作流程简单，用到的工具主要是手提电脑+TIA 博途软件，仿真调试可实施性强。

4 课程教学实施成效

（1）高效达成教学目标

通过教学，小组项目的完成率达到100%，对比平行班，班级成绩优秀率高，学生的完成度与优秀率明显提升。广泛的线上线下讨论，促进学生思考探究，有效提升了课堂的参与度和学习PLC 技术的积极性。

通过教学引导学生技术创新，最终能熟练使用博图软件，使用不同的方法编制PLC程序，设计不同效果的触摸屏，并且连接调试成功，效果显著。

（2）岗位技术能力的提升

教学内容对接真实企业项目，项目设计符合企业要求，提高了学生岗位技术能力。学生参与企业项目优化，体验工作流程，培养了创新能力。

（3）职业行为素养的提升

落实课程思政，将以工匠精神为主线的企业文化引入课堂，重点培养学生一丝不苟，精益求精，严于律己的职业精神，培养学生可持续发展能力。通过大国工匠分享活动，执行6S现场管理条例，强化学生吃苦耐劳的劳动观念。

（4）提升了学生学习机电技术的热情，增加了同学们的自信心，对未来的职业充满了向往。

下图6、图7是小组展示的项目教学成果。

图6 教学成果一

图7 教学成果二

5 结语

本典型案例以企业真实项目为载体，以行动为导向的“双元”育人，以企业技术创新为教学亮点，以学生为中心的教学理念，运用线上线下混合式教学模式，借助自主开发的微课动画等信息技术有效达成了培养学生岗位核心能力与终身学习能力的教学目标[5]。体现融教法，融技术，融标准，融思政的教学特色，培养具有创新意识的工匠精神，推动课堂革命，值得推广。