基于教学能力大赛的教学改革研究与实践——以智能生产线装调与维护课程为例

刘天娇，姚 亮

沈阳职业技术学院，辽宁 沈阳 110101

智能生产线装调与维护是智能机电技术专业核心课程，是支撑电气行业自动化、信息化、数字化、智能化转型升级的“国双高”机械设计与制造专业群核心课程，是人社部新职业电气工程技术人员岗位能力重点培育课程。授课对象是高职二年级学生，主要面向智能机电安装、调试、维护及自动化生产线等生产操作岗位。智能机电技术专业与沈阳中德产业园华晨宝马汽车有限公司等德资企业联合培养成立订单班，面向企业实际生产用工需求，践行“企业+学院”“双元培养，目标统一”理念，创新人才培养模式，共同建设“双师型”教师队伍，校企协同育人，共建课程体系[1]。本课程以企业教学资源库为平台，以校内校外实训基地为依托，按照“导—论—练—评—拓”实施教学流程。以“思政+专业”模式将劳动精神、劳模精神、工匠精神等思政元素[2]融入课堂，培养学生新时代工匠精神和坚定笃行的硬科技精神。

一、教学内容重构

（一）聚焦学生特点，多维分析学情

通过调研学生主干课程成绩，依据企业实践情况反馈，借助“问卷星”软件，对学生开展调研、访谈、测试、问卷调查等活动，对学生学情进行分析。一是在知识和技能基础方面：学生能够看懂基础电气控制线路，使用EPLAN 软件绘制线路图，但分析设计线路图能力较弱；具备一定的PLC 可编程逻辑编程基础，能够独立完成电动机正转反转等简易任务；具备机械设备安装接线的基本技能；能够独立安装多种编程仿真软件。二是在认知和实践能力方面：智能生产线涉及知识面广泛，综合应用性较高，38.2%的学生逻辑分析、自主探究能力较弱，在制定任务方案方面存在难度；62.5%的学生喜欢接受挑战，对独自完成任务存在畏难情绪；40.3%的学生对作品质量要求不高，需要在老师的督促、协助下完成任务。三是在学习特点与偏好方面：学生对行业企业案例和实际工作任务表现出极大热情，94%的学生喜欢团队协作、动手操作；88%的学生喜欢合作性、竞赛性、激励性学习氛围，对虚拟仿真、AR技术等信息化教学手段感兴趣，能够熟练使用“智慧树”教育平台。

（二）融通岗课赛证，内容分解重构

按照企业对学生能力和素质提出的最新要求，遵守国家技术标准、行业服务标准，依据国家专业教学标准，智能机电技术专业人才培养方案、课程标准融合“生产线数字化仿真应用”“可编程控制器系统应用编程”1+X 职业技能等级证书标准，对接“自动化生产线安装与调试”“可编程控制器系统应用”等技能大赛规程，根据实际学情确定出本课程的教学目标。围绕上述教学目标，结合本门课程的整体内容设计，根据智能生产线各工作单元工艺要求的侧重点不同，以企业典型工作任务为主线，将机械、传感、气动、PLC 技术等具体知识点和技能点进一步拆分、排序，教学内容由易到难循序渐进[3]，最终完成一个完整的综合实践性项目。

（三）校企相互赋能，共建课程机制

智能机电技术专业以“沈阳华晨宝马汽车有限公司培训中心—全新职业教育实训基地”产业学院为支撑，与华晨宝马汽车有限公司联合组建课程教学团队，在课程目标、教学内容、教学方式、考核评定、课程评价等方面进行调整和修订，通过有效整合企业实践教育资源，不断健全校企协同育人教学模式，形成课程建设、人才培养、行业产业相互促进的发展机制。智能生产线装调与维护课程的核心教学目标不仅需要培养学生具有一定的电工基础、传感器、电气控制、运动控制等专业理论知识，还需具备工业现场相关自动化设备较强的编程、调试、排故的能力。那么，如何将本门课程的理论内容和实践内容深度互联，突出一体化设计是单元内容设计的关键。校企课程教学团队针对生产线控制原理抽象的特点共同研发微型智能生产线设备，针对程序编程教学的难点开发虚拟现实相结合的多元化资源，针对学与训脱节的问题构建校企交替的实训场地，针对课程资源不丰富、零碎不集中和过程评价难展开的痛点开发线上学习空间，教学重难点逐个攻克。

二、教学模式构建

（一）虚拟现实交互，混合教学模式

1.微型智能生产线，演示生产全过程

将企业实际生产过程浓缩提炼后，合成一套完备的微型生产线工作站，结合西门子TIA 博途编程软件、PLC 教学实训设备及微型智能生产线工作站，现场操作“生产线分拣单元”，让学生在教室就能亲身体验工厂真实生产作业流程。

2.虚拟平台破时空，实验过程全仿真

使用虚拟仿真平台，搭建高度逼真的虚拟仿真环境和虚拟对象，让学生在虚拟情境中完成仿真实验，“沉浸式+互动式+情景式”的学习智能生产线拼接组成、各功能模块控制设计、PLC 编程及整体联调与排故。

3.智慧平台功能强，数据监测全覆盖

（3）提升自身的品德素质。良好的品德是一个人世界观、人生观、价值观的具体体现。要教育别人，首先要教育自己，“己不正而欲正人，己不洁而欲洁人”是行不通的。要用自己良好的形象带动人。在日常工作中，你只要有了一身正气的良好形象，群众就会跟你走，听你的话，照你说的做。

课前教师通过线上“智慧树”教育平台推送学习资料、预习任务、课前测试，课中共享PPT、作品展示、线上投票，随堂测试，课后学生学习资源库教学资源，完成工作页填写，教师批改作业、评价反馈。平台会自动记录学生的学习规律，如登录时间、浏览方向、学习时长、阅读次数和讨论区活跃度等，利用大数据技术监测学生线上学习情况，为个性化课堂教学指导及教学评价考核提供依据[4]。

4.立体教材形式新，自主探究为根本

教学团队与企业共同开发智能生产线装调与维护线上课程，配套集听视练于一体的互动式数字立体化活页教材[5]。教学资源在研发过程中深入企业一线，明确典型工作任务，参考职业技能大赛及1+X证书资源，制作工作页、视频微课、AR 增强现实技术、线上学习空间、在线开放学习课程等多元化教学资源[6]，实现教学重难点突破。

（二）企业导师进课堂，压实育人新范式

贯彻落实校企协同育人模式，积极开展校企导师分工合作，结合专业发展现状及专业课程开设情况，邀请企业导师进课堂，让学校教学和企业生产一线相结合，将行业、企业的新知识，新技术，新需求和新形势融入平时课堂教学，校内导师进行理论授课、管理指导，企业导师紧跟行业发展，讲授工程应用，引入实践案例。学生在校企合作指导下了解智能制造行业的发展现状和具体的岗位职业能力要求，找到课堂学习和企业需求的结合点，进一步提高专业理论水平和实际操作能力，围绕就业目标完成项目化学习，不断提升课堂教学质量。

（三）典型任务为主线，课堂教学五步法

按照“导—论—练—评—拓”五步环节实施课堂教学，下面以“传感器及变频器安装调试”任务为例阐述教学实施过程。

环节一课前“导”：发布任务、引导学习。通过“智慧树”教育平台发布预习资料、学习任务、微课视频，进行在线问答；根据在线问答情况，了解学生预习效果，机动调整与优化教学内容和设计。微课讲解部分简单内容，例如涉及变频器的概念知识、原理计算、标准流程操作等，让学生提前自学，有效推进课堂小组讨论、实操环节的进度和深度。同时发布“我国变频器行业的发展和现状”资料查阅任务，培养学生民族自豪感和爱国情怀，致力发展本国技术。

环节二课中“论”：分组讨论、设计流程。课中以任务为驱动，讲解知识要点，分配任务；学生分小组讨论设计方案，细化任务的工作流程，共同讨论设计系统硬件框图、软件流程图，确保设计的可行性；播放优秀学生比赛现场视频，引入课程思政，引导学生从身边的优秀典型学起。

环节三课中“练”：软件仿真、接线调试。按照任务要求，完成不同任务的软件仿真、编译、下载练习；硬件设备的安装、接线、调试的实操练习；任务实现后，将设计工作资料、运行视频上传到“智慧树”教育平台。例如企业导师设置“根据功能描述查找参数”“设置参数”“硬件接线安装”三个任务，将课堂教学集中在突破重点、化解难点上，学生实操练习、教师巡查纠错，有效引导学生完成实训任务。

环节五课后“拓”：布置任务、拓展技能。课后学生填写工作页，在“智慧树”教育平台上完成分层作业，例如必做巩固题和选做拓展题，参与线上互动；开放实训室，督促学生课后反复练习，技能巩固提升；开展企业职业体验等活动。

三、考核评价策略

校企导师合作构建考核评价体系，共同考核学生对智能生产线原理、技术、方法的掌握，对工程应用问题的表述、分析、设计、实现及使用智能制造设备的实践能力。利用“智慧树”教育平台实现课程全过程数据采集和即时评价；对照企业生产、1+X 证书和技能竞赛标准，将考核标准细化对应课程三维目标；不同层次学生任务评分标准不同，形成面向学生的综合能力增值评价。

一是对专业知识和实践技能的增值评价。利用“智慧树”教育平台进行数据统计，观测记录学生网络学习次数、预习情况、问答参与、出勤考核、作业等活跃度，强化过程考核；理论知识采用客观题随堂测试方式考核；实践技能根据虚拟仿真平台评分系统及各组任务完成情况，进行现场评分；鼓励学生参加与课程相关的职业技能大赛与1+X 证书考试，作为总评的重要加分项。

二是对职业能力和职业素养的增值评价。采用不同任务组内轮岗制，进行6S 管理，让学生拓展不同岗位的工作思维；每个任务要进行资料收集、作品展示、小组汇报、报告撰写、交流讨论；任务完成后，作品上传到“智慧树”教育平台展示，进行教师综合评价，学生组内自评、组间互评；建立个人学习记录档案，记录学习活动中与他人的协同合作、自我体验、学习心得，及在不断训练、不断提升的过程中，间接考核学生职业素养的增值程度。

四、学生学习效果

（一）三维目标达成

根据过程评价、结果评价和增值评价的数据汇总分析，本课程知识目标均已达成，知识目标平均优秀率为87%；根据课中任务完成质量及课后拓展任务完成情况分析，本课程能力目标均已达成，能力目标平均优秀率为86%；课程从设计到实施均注重挖掘劳动精神、劳模精神、工匠精神等内涵，培养学生严谨的工作态度和劳动习惯。经统计，学生自主实践和练习的次数显著增加，职业认同感明显提升，有意识注重提高任务作品质量和工作效率。

（二）学习成效凸显

近两年，遴选本专业优秀学生参加职业技能大赛和“互联网＋”创新创业大赛，获得国家级一等奖1 项、二等奖2 项，省级二等奖4 项。本专业教师团队获辽宁省职业教育教师教学能力大赛二等奖2项。组织学生参加“生产线数字化仿真应用”“可编程控制器系统应用编程”1+X 职业技能等级证书考核[7]，通过率逐年上升。企业对本专业学生的满意度从开课前调研的84.5%提升至91%，沈阳华晨宝马汽车有限公司人事部反馈：“学员道德素质高、职业能力强、专业素养好、融入企业快、企业认同感强。双元制人才培养模式为装备制造业培养了大批‘用得上、留得住、有发展’的技能人才。”

（三）社会服务增值

在职业体验实践活动中，学生以向导的身份，带领辽宁省实验中学高一学生体验“智能生产线流水作业”，有效引导学生了解职业教育，感受职业魅力，助力明晰职业理想。此次活动也为本专业学生展现专业风采、提升职业素养搭建了实践平台，成功实现了教学成果向社会服务转化，学生职业技能进一步强化。

五、教学特色创新

（一）创新人才培养，全面复盘工作岗位

教学团队在与沈阳华晨宝马汽车有限公司教学团队深度融合、积极探索和实践改革过程中，按照工厂化办学思路，探索人才培养的创新模式[7]。学校设有“华晨宝马全新职业教育项目联合培养示范基地”，企业设有“华晨宝马培训中心”，本课程采用学校和企业双地点交换授课模式，无缝对接企业真实工作环境。学生根据自己的兴趣喜好特长和就业价值取向确定工作岗位，采取练岗识岗、多岗共练、跟岗跨岗等多种教学活动模式，通过教师择优选择、学习小组推荐、强人能人自荐等多种方式进行轮岗顶岗，结合企业实际工作模式，实施“老带新、传帮带”模式[8]，全面复盘企业真实工作任务。

（二）一学生一层次，因材施教全程贯穿

依据学生具体学情进行科学分层，将班级学生分为A、B、C 三个层次，针对不同层次学生制定不同的教学内容、采取不同的指导方法[9]。A 层次学生以启迪为主，引导自主完成学习任务，侧重产线整体安装调试能力，解决实际生产问题；B 层次学生以讨论教学为主，关注学习任务进展，鼓励独立解决问题，侧重产线硬件安装、软件编程调试，培养运用自动控制技术能力；C 层次学生以讲授巩固为主，关注任务进展，鼓励自主解决问题，提升学习积极性，侧重简单控制单元安装调试，培养兴趣。

（三）贯穿课程思政，回归教育本真初心

围绕教学目标与思政教育要求，设置一明一暗两条教学线索，让思政教育润物细无声地贯穿于课堂教学过程中：明线是学生必须掌握的专业知识点和技能点，暗线是引导学生了解智能生产线在各个领域的应用和发展，明确新工科人才需求与自身的培养方向，以“中国工匠梦”为主线，将“怀匠心、铸匠魂、守匠情、践匠行、做匠人”等思政元素融入课堂教学过程中，实现潜移默化的育人效果。

本文以智能生产线装调与维护课程为例，介绍了高职课程的教学研究与改革，主要包括以下几方面内容：一是对接沈阳市中德产业园华晨宝马汽车有限公司等德资企业用工需求，践行“企业+学院”双元制职业教育理念，将“职业素质、企业文化、技能培养”贯穿人才培养全过程，以任务实现度为目标，企业满意度为导向，培养企业认可度、满意度高的专业技术技能人才[10]。二是结合国家制造和工业4.0 智能制造生产设计理念，搭建虚实结合、理实融合、互联共享的混合式教学模式，与企业开发数字化教学资源， 结合西门子博途编程软件、工业智能制造虚拟仿真平台、PLC 教学实训设备、微型智能生产线工作站、工业智能制造实验平台，将离线编程与线下实操、虚拟仿真与真实课堂、教学过程与生产实际相统一。三是立足制造业转型升级，教学内容按照岗位职业能力要求，遵守国家技术标准、行业服务标准，依据国家专业教学标准，融合职业技能大赛规程，参考1+X 职业技能等级证书标准，充分体现了“岗课赛证”综合培养人才的模式。未来，随着现代化信息技术手段的升级迭代，职业教育数字化转型升级势在必行，教学团队将以数字化改革发展为契机，以课程数字化、信息化教学革命为核心，助力职业教育高质量高水平发展。