■ 武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 朱 琳

高新技術(shù)制造業(yè)是國家在中國制造2035產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中重點(diǎn)設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)之一,承擔(dān)了社會(huì)產(chǎn)品制造的重要任務(wù)。

高新技術(shù)制造業(yè)也是目前職業(yè)教育服務(wù)主要產(chǎn)業(yè),畢業(yè)生在行業(yè)企業(yè)內(nèi)就業(yè),滿足相關(guān)企業(yè)巨大的用人缺口。由于生產(chǎn)制造一線崗位也需要從業(yè)者了解生產(chǎn)設(shè)備和流水線組成,許多職業(yè)院校根據(jù)地區(qū)產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)需要開設(shè)應(yīng)地區(qū)企業(yè)需要的制造類課程,讓培養(yǎng)對象掌握了解實(shí)際生產(chǎn)線的設(shè)備構(gòu)成。例如電子產(chǎn)品制造業(yè)從業(yè)人員要掌握表面安裝制造設(shè)備課程,集成電路制造業(yè)從業(yè)人員需要掌握集成電路制造流程等內(nèi)容,講授實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備及流程等知識(shí)點(diǎn),以滿足產(chǎn)業(yè)人才需求。

1 制造類課程教學(xué)現(xiàn)狀

在制造業(yè)相關(guān)課程的實(shí)際教學(xué)中,因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)設(shè)備價(jià)格昂貴,生產(chǎn)環(huán)境要求高,設(shè)備運(yùn)行成本更是遠(yuǎn)超過其他課程實(shí)踐設(shè)備。所以絕大部分院校難以完成完整的制造流程演示與訓(xùn)練,所以實(shí)踐教學(xué)相對薄弱。大部分院校的教學(xué)模式是理論學(xué)習(xí)為主,輔助以視頻學(xué)習(xí)、現(xiàn)場參觀或是利用仿真軟件來完成知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)。但職業(yè)院校學(xué)生的認(rèn)知學(xué)習(xí)特點(diǎn)是抽象接受能力不強(qiáng)。該類設(shè)備課程內(nèi)容主要集中在設(shè)備介紹與對生產(chǎn)過程的羅列,利用文字圖片對應(yīng)生產(chǎn)設(shè)備功能,利用流程圖抽象對應(yīng)生產(chǎn)流程,這些內(nèi)容對職業(yè)院校學(xué)生而言過于單調(diào)枯燥,缺乏實(shí)踐參與環(huán)節(jié),課堂學(xué)習(xí)效率不高。目前有廠家針對這些領(lǐng)域,開發(fā)出了相關(guān)設(shè)備仿真教學(xué)軟件,例如集成電路領(lǐng)域,工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域,電子產(chǎn)品制造領(lǐng)域都有相關(guān)仿真軟件。采用仿真軟件可以在仿真環(huán)境下,認(rèn)識(shí)設(shè)備功能和生產(chǎn)線實(shí)際運(yùn)行流程,可以提高學(xué)習(xí)效率。但目前下,各類仿真軟件價(jià)格仍較高,普及率不佳,不能滿足絕大部分開設(shè)相關(guān)課程學(xué)校的需要。

在現(xiàn)有教學(xué)條件下,采用游戲教學(xué)法,避免高額投入購置實(shí)踐設(shè)備或仿真軟件,改革教學(xué)手段,提升課堂學(xué)習(xí)效率,能有序緩解教學(xué)壓力,在實(shí)踐條件改善前,保證課程教學(xué)質(zhì)量與效率,適應(yīng)人才培養(yǎng)需求。即使有充足實(shí)踐設(shè)備,也能作為課堂教學(xué)的良好補(bǔ)充,

2 知識(shí)遷移與游戲教學(xué)法

知識(shí)遷移是教學(xué)中一種的學(xué)習(xí)效應(yīng),利用學(xué)習(xí)者在原有學(xué)習(xí)中獲得的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)結(jié)構(gòu),對學(xué)習(xí)新的知識(shí)技能學(xué)習(xí)進(jìn)行影響。如果對新學(xué)習(xí)知識(shí)技能學(xué)習(xí)有促進(jìn)作用,就形成了正遷移。合理地利用知識(shí)遷移,可以有效降低新知識(shí)的學(xué)習(xí)難度,提高學(xué)習(xí)效率。

游戲教學(xué)法是在義務(wù)教育中常用地一種教學(xué)手段,以學(xué)習(xí)對象感興趣的游戲模式,將學(xué)習(xí)內(nèi)容貫穿于游戲的執(zhí)行與反饋中。相比其他學(xué)習(xí)方式,游戲教學(xué)法更容易能激起學(xué)習(xí)對象的興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性,讓學(xué)習(xí)對象的注意力保持高度集中。通過將知識(shí)融于游戲過程中,讓學(xué)習(xí)對象在完成游戲過程中掌握和練習(xí)所學(xué)知識(shí),提高了知識(shí)學(xué)習(xí)的效率,同時(shí)增加了學(xué)習(xí)的樂趣。在職業(yè)教育中,由于學(xué)生年齡與教學(xué)內(nèi)容的特殊性,游戲教學(xué)法使用相對較少。但在制造類課程中,以其他課程游戲教學(xué)法的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為參考,我們可以設(shè)計(jì)適應(yīng)職教學(xué)生特點(diǎn)的教學(xué)游戲類型,促進(jìn)知識(shí)遷移,降低課程教學(xué)難度。目前學(xué)生中比較流行的卡牌游戲?yàn)橛螒蚰Ｐ?將生產(chǎn)制造設(shè)備變成標(biāo)記有參數(shù)的卡牌,將生產(chǎn)流程知識(shí)融入卡牌構(gòu)建,模擬出生產(chǎn)流程的構(gòu)建,突出生產(chǎn)要素影響等環(huán)節(jié)。在初學(xué)階段,利用此教學(xué)游戲法當(dāng)作輔助教學(xué)手段,可以提高學(xué)習(xí)對象的積極性。

3 教學(xué)游戲模式的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

生產(chǎn)制造流程典型的知識(shí)點(diǎn)中,適合教學(xué)游戲法進(jìn)行輔助教學(xué)的知識(shí)技能模塊有:實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備認(rèn)識(shí),集成電路生產(chǎn)流程組成與設(shè)計(jì)、影響生產(chǎn)質(zhì)量的工藝要素這三個(gè)部分。按照這三個(gè)部分的教學(xué)需求,可以按下列模式設(shè)計(jì)游戲教學(xué)法。

3.1 以游戲牌對應(yīng)生產(chǎn)設(shè)備認(rèn)識(shí)

在此部分游戲教學(xué)法中,當(dāng)教師講解完實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備類型與參數(shù)后,可以以課堂任務(wù)的形式與學(xué)生一起設(shè)計(jì)游戲牌,將某一具體設(shè)備變?yōu)榧堎|(zhì)游戲牌。為卡牌包含實(shí)際名稱型號(hào)和按實(shí)際參數(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化后的游戲性能參數(shù)。有條件的情況下可加入圖片突出典型設(shè)備外觀特點(diǎn),便于加深理解。學(xué)生制作完成的設(shè)備游戲牌可以相互審核評(píng)價(jià),加深理解。通過這一環(huán)節(jié),將常見生產(chǎn)設(shè)備均卡牌話,學(xué)生可以進(jìn)一步掌握設(shè)備的性能參數(shù)差異,以及主要設(shè)備功能。

3.2 以游戲牌組成虛擬制造產(chǎn)線

在此部分游戲教學(xué)法中,當(dāng)教師講解完成實(shí)際生產(chǎn)流程與對應(yīng)設(shè)備后,特別是講解不同產(chǎn)品對應(yīng)的不同設(shè)備后。教師可以指定生產(chǎn)流程,讓學(xué)習(xí)者使用已經(jīng)在上一環(huán)節(jié)中制作的游戲卡牌,選擇設(shè)備卡牌按真實(shí)設(shè)備的組成原則正確的組成生產(chǎn)線,并完成性能評(píng)估。在這個(gè)游戲中環(huán)節(jié)中,學(xué)習(xí)者要主動(dòng)掌握設(shè)備卡牌的辨識(shí)和功能識(shí)別,并牢記生產(chǎn)線的構(gòu)成次序,從而完成對應(yīng)知識(shí)的學(xué)習(xí)。學(xué)生完成生產(chǎn)線的虛擬搭建后,可以相互審核,教師進(jìn)行最終點(diǎn)評(píng),幫助學(xué)生建立設(shè)備組成認(rèn)知,以利于面對真實(shí)設(shè)備教學(xué)時(shí)發(fā)生學(xué)習(xí)遷移。

3.3 以人物牌、工具牌、事件牌進(jìn)行虛擬制造模擬

在此部分游戲教學(xué)中,當(dāng)教師講解完影響生產(chǎn)的“人、機(jī)、物、料、法”等要素后,引導(dǎo)學(xué)生將影響生產(chǎn)質(zhì)量的工藝要素和生產(chǎn)中突發(fā)事件制作為事件牌,將生產(chǎn)中使用的工具變?yōu)楣ぞ吲?生產(chǎn)人員配備變?yōu)槿宋锱?。事件牌的設(shè)計(jì)和功能,突出實(shí)際突發(fā)事件對原生產(chǎn)環(huán)節(jié)的影響;工具牌設(shè)計(jì)突出,實(shí)際中工具與生產(chǎn)環(huán)節(jié),生產(chǎn)設(shè)備型號(hào)相適合的特性;人物牌突出實(shí)際作業(yè)人員特性對生產(chǎn)質(zhì)量的影響。通過這一環(huán)節(jié)能更好地引導(dǎo)學(xué)生理解影響生產(chǎn)的工藝因素。制作完成的三類卡牌配合原有的生產(chǎn)設(shè)備卡牌可以虛擬構(gòu)成一條包含設(shè)備、人員、工具的完整生產(chǎn)線。通過教師對牌組構(gòu)成的正確性進(jìn)行點(diǎn)評(píng),學(xué)生形成完整生產(chǎn)線各要素構(gòu)成的正確認(rèn)知。

3.4 形成競爭性游戲模式

首先參考現(xiàn)有卡牌游戲規(guī)則,構(gòu)建兩人競爭性游戲模式。完成前三步訓(xùn)練的學(xué)生,配合前序訓(xùn)練制作的卡牌,進(jìn)行競爭性游戲。在此游戲模式下,學(xué)生通過隨機(jī)模式擁有一部分設(shè)備、人物、工具、事件牌。游戲開始后,學(xué)生用現(xiàn)有牌組成符合真實(shí)生產(chǎn)線構(gòu)成的卡牌生產(chǎn)線,按產(chǎn)線參數(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。同時(shí)游戲雙方可以輪流相互使用事件卡牌,形成游戲競爭,最后根據(jù)一定時(shí)間內(nèi)虛擬生產(chǎn)線的產(chǎn)量高低產(chǎn)生勝負(fù)。游戲期間可指定第三人作為監(jiān)控裁判,教師可以根據(jù)勝負(fù)結(jié)果與表現(xiàn),進(jìn)行課堂激勵(lì)。

利用競爭性游戲模式,學(xué)生為了獲取游戲勝利,會(huì)更準(zhǔn)確的記憶游戲卡牌的內(nèi)容和用法,掌握卡牌對應(yīng)背后的實(shí)際設(shè)備和實(shí)際生產(chǎn)流程。在游戲勝負(fù)激勵(lì)下,無論是游戲者還是裁判者都會(huì)更加深刻的理解這些生產(chǎn)要素和事件對實(shí)際生產(chǎn)的影響。從而將枯燥機(jī)械的設(shè)備和生產(chǎn)流程知識(shí)變?yōu)楦由鷦?dòng)的游戲過程,更加適應(yīng)職業(yè)院校學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn),提高了課堂教學(xué)效率。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)注意力維持的時(shí)間特點(diǎn),一次完整游戲競爭環(huán)節(jié)持續(xù)時(shí)間應(yīng)控制在二十分鐘左右,以保證最佳的學(xué)習(xí)效率,同時(shí)并不占用太多課堂教學(xué)時(shí)間。

3.5 鼓勵(lì)進(jìn)行課下練習(xí)

由于課堂時(shí)間有限,教師將學(xué)生主要注意力引導(dǎo)至卡牌的制作和設(shè)備認(rèn)知,當(dāng)通過一次競爭性游戲了解游戲模式后,可以以課下作業(yè),課下競賽等方式引導(dǎo)學(xué)生在課下自主進(jìn)行多次游戲,從而獲得足夠的練習(xí)時(shí)間,加深對游戲中相關(guān)實(shí)際設(shè)備與生產(chǎn)知識(shí)的理解。

目前,按照該模式構(gòu)建的游戲法已在表面安裝技術(shù)生產(chǎn)制造教學(xué)和集成電路制造教學(xué)環(huán)節(jié)中進(jìn)行部分測試。經(jīng)過對比測試發(fā)現(xiàn),經(jīng)過卡牌制作和競爭性游戲訓(xùn)練過程的學(xué)生,對設(shè)備和工藝相關(guān)知識(shí)的記憶更加準(zhǔn)確。同時(shí)部分在普通課堂學(xué)習(xí)不積極,效率不高的學(xué)生,進(jìn)行游戲教學(xué)后,準(zhǔn)確學(xué)習(xí)了相關(guān)知識(shí)與技能。通過訓(xùn)練后,學(xué)生在實(shí)踐課程中的整體表現(xiàn)更加良好。測試同時(shí)也發(fā)現(xiàn),不經(jīng)過前序理論教學(xué),直接使用游戲教學(xué)法的學(xué)生在后續(xù)實(shí)踐課程中表現(xiàn)低于經(jīng)過理論教學(xué)的同學(xué)。不經(jīng)過理論教學(xué),學(xué)生對游戲教學(xué)中的知識(shí)的記憶比較機(jī)械,無法發(fā)生學(xué)習(xí)遷移,更容易遺忘。

4 結(jié)語

這種游戲性教學(xué)模式可以有效緩解當(dāng)前集成電路教學(xué)面臨的困難,能充當(dāng)現(xiàn)有教學(xué)模式的有益補(bǔ)充。由于卡牌游戲模式適合當(dāng)年學(xué)生年齡段的認(rèn)知特點(diǎn),能獲得更好的課堂教學(xué)效率。為保證學(xué)習(xí)效果,應(yīng)首先進(jìn)行理論知識(shí)學(xué)習(xí),再進(jìn)行游戲教學(xué)法,后續(xù)及時(shí)進(jìn)行實(shí)際實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行鞏固。而如果不進(jìn)行理論知識(shí)學(xué)習(xí),學(xué)生單獨(dú)進(jìn)行游戲性教學(xué),對知識(shí)點(diǎn)的掌握已發(fā)生囫圇吞棗,變?yōu)槎虝r(shí)機(jī)械記憶。該游戲模式具有軟件化前景,如能和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)或相關(guān)課程仿真軟件嵌合在一起,構(gòu)成基于軟件的模擬仿真單元,則能獲得更好的學(xué)習(xí)效果。當(dāng)然教師在實(shí)施過程中,應(yīng)進(jìn)行提醒和引導(dǎo),以避免游戲性學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生對知識(shí)產(chǎn)生失真認(rèn)知,形成了新學(xué)習(xí)知識(shí)有阻礙作用的負(fù)遷移影響。