摘要:步入工業(yè)4.0時代,我國工業(yè)自動化控制的需求持續(xù)增加,PLC技術應用愈加廣泛,對高職PLC課程教學及人才培養(yǎng)的要求也在不斷提高。高職院校對此給予積極響應,立足于高職學生的實際學情,考慮工業(yè)自動化控制人才的具體現實,分析高職“PLC應用技術”課程的實施現狀,努力探索“PLC應用技術”課程教學改革的有效路徑,提出基于任務驅動實施分層教學,并嘗試探索任務驅動分層教學法的實施步驟和關鍵策略,力爭為高職PLC人才培養(yǎng)提供一點啟示。
關鍵詞:高職;“PLC應用技術”課程;信息化技術;任務驅動;分層教學
一、前言
隨著我國工業(yè)4.0進程的持續(xù)推進以及《中國制造2025》政策的全面實施,智能制造成為制造業(yè)的關鍵核心,PLC應用技術作為重要智能控制技術之一,愈加受到產業(yè)經濟的青睞。職業(yè)教育是與產業(yè)經濟發(fā)展關聯(lián)最為密切的教育類型,應始終圍繞產業(yè)經濟變革的實際需求進行調整,而高職院校作為職業(yè)教育的重要構成,特開設了“PLC應用技術”課程,以此作為對上述變化的積極響應。為了更好地順應工業(yè)發(fā)展及高職學生具體現實,高職院校應探索創(chuàng)新教學途徑和方法,調動學生積極性,進而提高技能人才培養(yǎng)質量。
二、高職“PLC應用技術”教學中運用信息技術優(yōu)化任務驅動分層教學法的優(yōu)勢
PLC(Programmable Logic Controller),即可編程控制器[1],是當代工業(yè)自動化控制的三大支柱之一,具有簡單易學、使用便捷、穩(wěn)定可靠、靈活通用等特點,因而被廣泛應用于機械制造、交通運輸、汽車制造、電力工程等多個領域。我國是重要的制造業(yè)大國,為了適應工業(yè)迅猛發(fā)展的實際需要,現各大高職院校已將“PLC應用技術”課程納入機電、電氣等相關專業(yè)的必修課程體系之中?;谌蝿镇寗拥姆謱咏虒W,“任務”是統(tǒng)領,“分層”是方式,即在完成相應“任務”的引領和驅動下,通過將學習主體、學習內容、學習資源、學習評價等進行科學分層,以確保教學過程始終保持高效推進,不同層級學生都能有所提高的良好狀態(tài)[2]。當前我國工業(yè)步入4.0時代,職業(yè)教育面臨著更沉重的職業(yè)人才培養(yǎng)任務,《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》明確提出要進一步深化職業(yè)教育的教學改革,積極探索符合職業(yè)教育特點的評價方法,切實提升職業(yè)教育質量[3]。任務驅動分層教學模式具有“以任務為導向,以學生為主體,以教師為主導”的典型特征,較好地契合了職業(yè)教育的育人需求,這一模式運用大數據技術、多媒體技術、移動通信、物聯(lián)網等信息化教學手段,將進一步提升該教學模式的實效性。一是以任務為導向。任務不僅是高職學生所應掌握的核心知識與技能的具體外顯,也是模擬真實職業(yè)情境、承載教學內容的實踐載體。以能夠順利地完成某一級別難度的崗位任務為衡量標準,設置一系列與職業(yè)崗位能力密切關聯(lián)的典型任務,利用多媒體教學手段創(chuàng)設真實的工作情景,有利于切實提升人才培養(yǎng)質量。二是以學生為主體。利用信息化教學手段來實施個性化、多樣化和差異化教學,在充分考慮到學生基本學情的前提下,對學生進行合理分層,促使學生成為主動建構、積極探究、勇于實踐、善于運用的主體,讓學生更真切地體驗成功、增強自信。三是以教師為主導。教師借助信息技術,為學生提供一系列牽引、助推式的學習支持,全力托舉學生成長。綜上,信息技術憑借著強大的功能,將更好地發(fā)揮任務驅動分層教學模式的育人優(yōu)勢,為培養(yǎng)更多優(yōu)秀應用型技術人才做出一定的貢獻。
三、高職“PLC應用技術”教學中運用信息技術優(yōu)化任務驅動分層教學法的基本框架
與單一的任務型教學或分層教學有所不同,基于任務驅動的分層教學,師生的教與學既要緊緊圍繞一個共同的任務而開展,同時又要對任務目標、學生主體、學習內容、評價標準進行合理分層[4]。任務驅動分層教學法的基本框架如圖1所示,先從教學準備、教學實施和教學評估三個階段,對該教學模式進行說明。
(一)教學準備
教學準備,主要包括教學前測、學生分層、目標分層、任務分層等。首先是教學前測,教師依托信息化教學平臺,運用調查問卷、測試卷、預學單等形式,對學生的知識和技能掌握情況進行測量,借助數據技術搜集并分析相關數據,以明確學生的知識基礎和技能水平,確定本輪教學的整體基調。其次是學生分層,根據前測結果,同時參考學生本人意見,將所執(zhí)教班級學生分為基礎、提高、沖刺三個層級,運用數據庫技術等建立學生電子學習成長檔案,引導學生在正確認識自己的前提下,明確今后努力的方向。再次是目標分層,將學習目標分解為三個層級,不同層級的學習目標難度應呈現一定的遞進性,結合高職“PLC應用技術”課程,基礎層級學習目標的表述為“了解相關理論、理解 PLC 的結構與工作原理、明確PLC應用技術要點及規(guī)則”等,提高層級學習目標的表述為“掌握相關理論,熟練掌握 I/O 接口、梯形圖、步進順序功能圖的編寫”,而沖刺層級學習目標的表述為“靈活運用相關理論、運用PLC基本指令和步進順序控制指令對相關任務進行編程與調試”等。目標分層可以參考圖2。最后是任務分層,即將所設置的分層目標以具體的工作任務形式呈現出來,為學生能夠在解決不同層級工作任務的過程中達成既定學習目標創(chuàng)設條件。
(二)教學實施
教學實施,主要包括創(chuàng)設情境、明確任務、分析任務、實施任務等。首先,創(chuàng)設情境。由教師運用多媒體教學手段,模擬“真實”的PLC技術應用情境,將學生帶入自動化控制相關崗位上,激發(fā)學生深入探索的熱情與決心[5]。其次,明確任務。引導學生明確本次所學PLC應用技術的具體內容、相關要點及所要達成的既定目標,教師應考慮如何更真實生動地呈現“問題”、提供不同學習支持,學生則應盡量調動已有的知識和經驗,明確所應完成的學習任務和項目目標。再次,分析任務??梢試L試從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個維度,基于基礎、提高及沖刺三個層級,對任務進行解析,將其分解為若干個小項目或者是一系列由若干環(huán)節(jié)組成的工作流程,再由不同層級的學生分別承擔。最后,實施任務。由教師帶領學生,由不同層級學生分別承擔相應學習任務,或是由不同層級學生組成學習小組合作完成相應任務,進而實現每一名學生都能有所收獲、有所提高的育人宗旨。
(三)教學評估
教學評估,主要包括教學后測、對比分析、驗證假設等,如圖3所示。首先,依據所學內容,利用信息技術手段,通過調查問卷、測試卷、任務單等方式,對學生在本輪學習中的學習成果進行檢測,獲得相關數據。接下來,就學生在本輪知識學習的前測數據與后測數據進行對比分析,從而找到差距,驗證學生知識及技能水平是否有所提高,從而為學生的逐層升級提供重要參考,鼓勵并引導學生在不斷“升級”中穩(wěn)步提高,最終成為企業(yè)自動控制相關崗位所需的優(yōu)秀人才。
四、高職“PLC應用技術”教學中運用信息技術優(yōu)化任務驅動分層教學法的策略
理論與實踐均已證明,依托信息技術支持、基于任務導向開展分層教學是適用于職業(yè)教育相關技能培訓的教學模式。高職“PLC應用技術”課程,因PLC技術的廣泛應用而受到更多關注,在具體教學實踐中引入該教學模式,已經取得了一定成果。廣大一線教師應積極探索提高這一教學模式應用實效性的有效策略,為優(yōu)化教學提供一定啟示。
(一)建立數字化平臺
數字化平臺,即一個集任務發(fā)布、學習管理、實踐操作和評估反饋于一體的綜合性教學系統(tǒng)。通過建立數字化平臺,可以實現個性化的學習方式、強大的學習管理功能、實踐操作和仿真模擬以及及時的評估反饋等目標,有利于提高學生的學習效率和技能掌握水平。一是豐富的學習資源。數字化平臺集成了大量內容豐富、形式多樣的PLC應用任務,以上任務不僅覆蓋了基礎知識和技能點,還包含了行業(yè)前沿的實際應用案例,學生可以根據自己的學習進度和能力,在平臺上選擇適合自己的任務進行學習,這種個性化的學習方式能夠幫助學生更好地理解和掌握PLC技術,提高學習效果。二是強大的管理功能。數字化平臺具備強大的學習管理功能,學生可以在平臺上查看自己的學習進度、任務完成情況以及成績等信息。同時,教師也可以通過平臺對學生的學習情況進行實時監(jiān)控和管理,以便及時發(fā)現學生的學習問題并給予指導和反饋,幫助學生更好地掌握學習節(jié)奏,提高學習效率。三是仿真的實踐情境。數字化平臺能夠實現實踐操作和仿真模擬,學生可以在平臺上進行PLC編程、調試和仿真等操作,模擬實際工作環(huán)境中的PLC應用。這類實踐操作有利于學生更好地理解和掌握PLC技術的實際應用,切實提高技能水平。四是即時評估反饋。數字化平臺還具備評估反饋功能,學生完成任務后,平臺會根據任務的難度和完成情況進行自動評分和反饋,教師再依據平臺所提供的數據和反饋,對學生的學習情況進行全面評估和指導。及時的評估反饋能夠幫助學生及時發(fā)現自身的問題與不足,調整學習策略,提高學習效果。
(二)采取積分升級制
積分升級制,即對每一項學習任務、學習內容、學習狀態(tài)進行量化,并以此作為學生升級依據的教學策略。積分制管理,通過為學生設置不同難度等級的任務,再根據任務完成情況給予相應的積分獎勵,一方面可以鼓勵學生主動挑戰(zhàn)更高難度的任務,引導學生通過付諸努力而獲得提升,提升學生的學習積極性和技能掌握水平,優(yōu)化他們的體驗性,增強他們的成就感。另一方面還可以作為一種學習評價工具,客觀反映學生的學習進度和成果,幫助教師更好地了解學生的學習情況,從而進行針對性的教學指導。在基于任務驅動的分層教學模式中實施積分制是一項較為繁瑣、細致的工作,依托信息技術則會避免主觀因素干擾、提高數據分析質量。一是合理打分。教師可以發(fā)動學生,對某一項內容設定分數,再利用數據技術進行分析,從而制定更科學的積分評價體系。二是正確統(tǒng)計。利用信息技術對學生的實際得分進行統(tǒng)計,避免因人為干擾而導致的失誤,以更好地發(fā)揮積分的激勵和引導作用。
(三)密切師生關聯(lián)性
密切關聯(lián),即充分發(fā)掘不同事物之間的關聯(lián),并利用這種關聯(lián)性實現統(tǒng)整合力。而在任務驅動的分層教學中,尤其要密切師生之間的關聯(lián)性,深入挖掘和把握師生間在教育過程中的內在聯(lián)系,并將這種聯(lián)系轉化為推動教學進步的強大動力。在這一教學模式中,學生是這一教學模式的主體,教師則是這一教學模式的主導,師生雙方應各占其位,共同打造提高育人實效性的教育合力。教師借助實施信息技術,實現在線協(xié)作和遠程指導,為學生提供實時的指導和幫助,解決學生在學習中遇到的問題。而作為即將步入職場的高職學生,也應當具備一定的合作意識和協(xié)作能力,主動通過在線平臺與其他同伴或教師進行協(xié)作和交流,共同完成任務和項目。
五、結語
以任務為驅動的分層教學有利于培養(yǎng)學生的信息處理能力和問題解決能力,為他們未來的職業(yè)生涯奠定堅實基礎,為他們成為優(yōu)秀的職業(yè)技術人才持久續(xù)航。信息技術是當今最重要的科技成果之一,是引發(fā)人類社會各個領域變革的重要因素,更是推動職業(yè)教育改革的關鍵動力。鑒于我國工業(yè)發(fā)展的迅猛勢頭和PLC應用技術的廣泛推廣,扎根于所執(zhí)教的班級,深入剖析了“PLC應用技術”課程在高職教學中的實施現狀。通過驗證基于任務驅動分層教學的有效性,不斷探索依托信息技術優(yōu)化該教學模式的關鍵路徑,以期獲取更多寶貴的實踐經驗,為推動職業(yè)教育進步、培養(yǎng)更多優(yōu)秀應用型技術人才發(fā)揮更大的作用。
參考文獻
[1]裘應馳.數字變革引領下高職課程創(chuàng)新教學的探索與實踐——以“PLC技術”課程為例[J].浙江紡織服裝職業(yè)技術學院學報,2024,23(02):94-98+104.
[2]吳紅娉,楊森.基于任務驅動的分層教學模式的改革與實踐——以《Android開發(fā)入門》課程為例[J].科技視界,2018(07):156-157.
[3]蔣才鋒,房立洵,劉剛.“適合的教育”理念下高職院校分類培養(yǎng)分層教學人才培養(yǎng)模式的實踐探索[J].吉林廣播電視大學學報,2022(05):28-30.
[4]賈曉青,夏廣青.分層教學在高職數學教學中的應用探究[J].現代職業(yè)教育,2022(30):100-102.
[5]劉黎明.PLC控制技術的交互式教學資源設計與實踐[J].電子技術,2023,52(11):136-138.
作者單位:福州職業(yè)技術學院
責任編輯:王穎振、楊惠娟