智能制造背景下中高职衔接课程多元化教学模式探索——以机电一体化技术专业为例＊

凌双明

（长沙航空职业技术学院，湖南 长沙410124）

中国目前正处于产业转型的重要时期，制造业正处于从低端向中、高端的转变期[1]。“十四五”规划指出：要加大智能制造实施力度，关键技术装备、智能制造标准、工业互联网、信息安全、核心软件支撑能力要显著增强，同时需要构建新型制造体系，重点产业逐步实现智能转型。由此可见，要培养目前智能制造装备企业所需要的人才，这对中职和高职学生的人才培养和课程教学内容以及教学模式的多元化都提出了新的更高要求。

1 智能制造业岗位能力对中高职课程教学模式的影响

教学模式是教学活动的基本结构，每个教师在教学工作中都在潜意识中按照一定的教学模式进行教学[2]，而教学模式是否科学、合理，如何保证教学效果、达成既定的教学目标，这需要进行系统性的设计。了解教学模式的历史发展有助于人们借鉴传统和对当代各种新教学模式的理解，有助于人们把握教学模式的发展趋势。智能制造业岗位的能力呈现跨学科性的特点，这对中高职学习的教学模式的影响是全方面的。从单一教学模式向多元化教学模式发展是其必然结果。

根据机电一体化技术专业标准结合工业机器人技术行业标准以及职业技能等级标准，从智能制造企业岗位需求和岗位能力调研结果出发，遵循学生的认知规律，从简单到复杂、从单一到综合，为机电一体化技术专业构建多个模块化的教学项目。从智能制造企业对机器视觉自动分拣系统的实际需求出发，把课程和X证书的考核标准融合贯通进行教学整体设计，以达到课程综合应用与实践能力培养的目标。基于此能力目标的实现，可采用任务进阶式、闯关式、混合式、情景模拟等多元化的教学模式。

2 具备综合性技术的智能制造相关设备改造

具备综合性技术的智能制造设备改造后可以支撑多元化的教学场景和多元化的教学模式。由于智能制造企业需要掌握电气控制技术、PLC技术、视觉技术、工业机器人技术等的复合型人才，对教学环境和设备的要求也日趋复杂。中高职机电一体化技术的学生要在中职2年加高职3年的时间内熟练掌握各项技术成为复合型技能人才，则必须要有合适的教学设备来适应多元化的教学模式。目前现有的专业教学设备都是针对某一门课程或者某单一技术的基础进行设计的，这对于综合项目的训练带来了一定障碍。基于智能制造加工单元设备的改造，融合智能视觉技术和分拣传送装置，可以实现零部件的视觉识别和分拣送料，机器人上、下料，机床完成加工后，可以再由智能相机识别零件的合格度后分类送入成品库和废料区。类似该种设备的改造可以融合多项复杂技术，便于综合学习项目的开展和实施，也可以为多元化的教学模式提供合适的载体，并可以模拟多元化的教学情境。依据每一个教学项目的不同，即项目均是来源于不同的企业生产场景，这样使每一个教学项目对应的教学载体和教学模式都要进行相应的调整，所以必须对智能制造加工单元的设备进行必要的改造才能满足多元化的教学场景和多元化的教学模式[3]。

综合性技术的智能制造设备改造后可以支撑实现智能制造企业岗位能力要求的多种技术[4]。机电一体化技术的核心课程具有高度的相关性，“PLC应用技术”“电气控制技术”“传感器技术”“工业机器人技术”“视觉检测技术”等课程相辅相成，最终都是要服务于复杂机电一体化设备和系统，智能制造设备本身就是技术综合性高的复杂机电设备，搭载了多种控制软件，是一个相对复杂的生产系统。通过对设备进行改造才能融入多门核心课程的技能，从而实现对复杂机电一体化生产系统的维护和应用。才能支撑岗位核心能力要求的教学内容和教学目标的达成，也能适应目前的机电一体化和智能制造大赛、1+X证书考核，实现岗、课、赛、证的通融，有效提高中高职学校的人才培养规格，为企业输送技能达标的复合型技术人才。

3 课程教学模式的多元化改革

教学模式要根据教学项目合理设置，只有多元化的教学模式才能适应智能制造产业升级需求。机电一体化技术专业的核心课程要达到教学目标并获得企业对教学效果的高度评价，进行多元化的教学模式改革显得尤为重要。教学模式改革的依据主要从以下2方面着手。

3.1 教学模式应依据课程模块科学系统地设计

机电一体化技术专业每门课程的教学模块的载体都不一样，一成不变的教学模式根本无法适应教学内容，也达不到良好的教学效果。因此，机电一体化技术的教学模块应该来源于企业的岗位能力要求而设置，每个模块的教学任务应是来源于企业的生产案例，与企业的紧密联系决定了每个教学模块的教学模式应有不同，只有根据不同的模块科学系统性地设计教学模式才能适应未来的岗位需求。以“PLC应用技术”课程为例，课程模块按照PLC在企业中的不同应用场景而设置，如中央空调冷却系统变频调速设计模块，其任务包括控制系统的硬件设计、PLC程序设计、变频器的设置与调试、系统整体设计。硬件设计要进行元器件选型，教学模式设置应该首先安排电气手册查阅，然后进行元器件的测试，再使用电气CAD软件绘制电路图。而对于PLC程序设计任务，教学模式可以按照先设计功能流程图，再分组编写程序进行比较，然后使用虚拟仿真软件对程序进行仿真调试和优化，最后对比各组的程序简洁度和功能性选出最优化的程序。

3.2 教学模式应根据学情的不同而设定

高职的机电一体技术专业的学生很多院校都会根据来源不同而分班，有单招班、“中高职衔接班”、普招班、“工匠实验班”等。单招班的生源一般都为未参加高考的学生，生源质量一般。而某些“中高职衔接班”的生源大部门是中职学生，生源质量较差，中职学生成绩较好者一般会参加高考，作为高考生升学。这部分学生的学习特性存在理论基础薄弱、对电气控制的原理掌握不牢，依据学情分析，可以采用线上加线下的混合式教学模式，把理论知识放在课前进行线上教授，线下以实操训练为主，帮助学生从理性和感性2个层次加深理解。而对于“工匠实验班”的学生，大部分毕业于中职学校，在校期间获得过省级以上技能竞赛奖项，具有扎实的技能功底，但是还没有创新意识，对于这部分学生应以引导学生自学为主，帮助学生形成系统的思维方法和自主探索问题的解决办法，激发学生的自主学习能力。各种不同的生源都需要对其进行学期分析后制定合理的教学模式，并能够根据每个模块的教学目标达成度来形成闭环反馈和动态调整，使不同的学生能够适应不同的教学模式，提高教学目标达成度。

4 创新精神培养在中高职课程评价体系中的衔接

在智能制造产业升级的大背景下中职学校和高职学校的人才培养都应融入创新精神的培育，这是学校育人的重要方面。中职的毕业生不单单只是做简单重复的劳动，要掌握顶尖的技能水平离不开创新精神的培育。高职学生以后要往职业本科方向发展或者在企业成为“技能大师”“蓝天工匠”这样的技能领军人物，同样更需要创新精神。创新精神的培育不能一蹴而就，需要在中职和高职教学的5年时间内进行逐步培育，最好的方式就是融入中高职的核心课程考核指标当中，要对其进行量化、可测、可评。中职学生考核目标和量化依据要以对工艺新方法的使用、新元件和新设备的应用等方面为主；高职学生应以新程序设计方法、创新系统设计等方面为主。2个阶段要实现有机衔接，需要在课程的每个模块设置对应的量化考核指标，从易到难、逐步递进。

创新精神的考核应该渗透到每个教学任务。创新精神的培养是机电专业课程思政的重要因子，创新精神的培育不可能一蹴而就，应该在每门课程中的各个模块以及每个模块的任务和子任务当中逐步培养，教师的引导占主体地位。教师以身作则树立榜样，为学生亲身示范操作，尤其以“技术能手”型的教师向学生传递精益求精、不断改善、勇于创新、敢于挑战的精神。让创新精神的培育作为课程思政的重要部分根植于中高职学校机电一体化专业的课程教学当中，并针对每个任务设计量化的考核目标，将创新精神的体现量化到学生的任务达成度中去。

5 多元化教学模式下的考核评价方式

5.1 构建“三维成果互换”评价模型

为了突出学生的中心地位，构建了“三维成果互换”模型，进行分类评价。第一类，按每个任务的单项成绩综合评定项目成绩；第二类，通过X证书考核中级或高级考核，用证书的等级成绩等效学业成绩，实现“课证融通”（中职学校以通过初级证书考核为主、高职学校以通过中级证书考核为主）；第三类，按参加技能比赛等级（校级以上即可）获得的名次给予相应的激励成绩，鼓励学生学习先进技术，积极参与比赛，通过“课赛融合”激发学生学习的内生动力。

5.2 不同教学模式下的考核评价构成多元化

混合式教学模式在根源上变现的是学生进行自主学习和个性化学习的过程，学生以小组为单位进行自我评价是在阶段性考核过程中应当体现出来，小组内与小组成员之间的团队合作默契程度、学生对自己学习态度和学习成效、与教师交流以及同其他小组学生之间交互等各方面情况都是形成自我评价的构成因素，是对自己和小组学习情况的回馈和思考，让学习者能够多层次、多渠道地了解自己的学习情况，明确今后的努力方向。此外，小组之间的相互评价可以为学习者在学习的过程中提供更多的交流与合作机会。相互学习更有利于提高学生学习的有效性和效率。小组互评中提出的建议和评价也是衡量学生学习效果的参考价值。学生在评价他人作品的同时，通过对线上线下混合式教学评价机制的研究，潜移默化地提高了自己的学习能力，加深了对所学知识的理解和巩固，积累了经验，并重新审视自己的作品，发现不足和缺陷，经过修改让作品更加完美。有时在小组间的相互评价中，学生会提出一些建设性的意见或建议，以无形的力量激励自己，鼓励周围的学生共同进步。课程的具体评价方式按照教学模式的不同分为以下2类。

5.2.1 对于纯粹进行线上学习的学生（选修课）

课程成绩可由单元测验、讨论活跃度、期末考试这3部分构成，其中，单元测验占总成绩的50%，课程讨论活跃度占总成绩的20%，期末考试占总成绩的30%。每单元课程完成后发布单元测验和随堂测试，单元测验是从数量庞大的题库中，系统随机出题组卷。每个单元课程学习期间，可由教师提出一些讨论主题，学生在课堂论坛区发表自己的观点看法。发帖、回帖数达到5个以上，本项可得满分。期末考试从题库中选择，平台随机出题组卷。课程总评成绩在60～84分的学生为合格，总评成绩在85分及以上的学生为优秀。

5.2.2 对于混合教学模式下的学生（必修课）

采用线上线下混合式教学模式进行教学的课程，考核分为线上考核和线下考核2部分，线上考核占50%，线下考核占50%。线上考核同上文所述，线下考核根据学生的出勤与听课情况（占比20%）、课堂讨论参与度（占比20%）、线下作业（占比30%）、期末考试（占比30%）等综合评定。通过课程平台线下教学辅助工具，实现线下学习过程监控和全过程评价等功能。考核评价如表1所示。

表1 考核评价表

6 总结

智能制造背景下中高职衔接课程采用多元化的教学模式是十分必要的，智能制造业岗位能力需求对中高职课程教学模式的影响深远。教学模式要依据课程模块科学合理地系统性设计，只有多元化的教学模式才能适应智能制造产业升级需求。同时，教学模式也应根据学情的不同而设定。学情的差异性和教学效果的好快都是教学模式进行闭环调整的重要影响因子。如果要为智能制造业贡献栋梁之才，创新精神培养则至关重要，在中高职2个阶段的多元化课程评价体系如果要实现有机衔接，则需要在课程的每个模块设置对应的量化考核指标，从易到难、逐步递进。同时，在多元化教学模式的背景下，针对不同的学习者和不同的教学模式，也要设计相对应的教学考核评价方式，使课程的教学考核评价体系能够使用多元化的教学模式，起到良性的互相促进作用。