职业教育智慧课堂教学模式构建与实证研究

冷 令 王 琳 王婷婷 李秀琴 招妙妍

（1.中山职业技术学院，广东 中山 528400；2.中山市中等专业学校，广东 中山 528400）

1 研究职业教育智慧课堂的意义

《国家职业教育改革实施方案》中明确指出，“职业教育与普通教育是两种不同教育类型，具有同等重要地位”［1］。自改革开放以来，职业教育为我国经济社会发展提供了有力的人才和智力支撑。随着我国进入新发展阶段，产业升级和经济结构调整速度不断加快，各行各业对技术技能人才的需求越来越紧迫，职业教育的重要地位和作用日益凸显。

智慧教育是教育现代化的最终愿景，提高质量是职业教育改革发展的核心任务。智慧课堂是在智慧教育理念的指导下，以信息技术为支撑，改进教学形式、方法等，将学生智慧的培养贯穿始终，保证学习真实发生的一种高品质课堂。智慧课堂建设的出发点在于试图打破将课堂作为封闭实体、追求确定性、践行程序化的课堂习惯［2］，视学生学习过程为复杂情境中的智性活动与生命冲动，通过互动交流、研讨研究的过程，实现学生深度体验、深刻理解，从而培养学生的学习能力，让每一位学生的智慧都得到全面发展。

打造智慧课堂的意义在于智慧课堂赋予每个学生极高的课堂参与度，可激发他们的学习热情，以教师的教育智慧激发学生的灵感，引导学生动脑思考、动手实践，让课堂充满思想火花，让教学的重难点在探究讨论中得以解决，让课堂生成的问题在热烈的研讨中得以升华。智慧课堂的提出和发展，实际上是学校教育信息化聚焦于教学、课堂、师生活动的必然趋势。借助网络空间等教育资源，教师可以开展备课授课、家校互动、网络研修、学习指导等活动；学生应用网络空间等学习平台进行预习、作业、自测、拓展阅读、网络选修课等学习活动，可以养成自主管理、自主学习的良好习惯［3］。基于智慧课堂的智慧人才培养关系着国家的经济腾飞和科学技术进步，是实现中华民族伟大复兴的中国梦的重要保障，智慧人才培养被世界各国摆在比任何一个时期都重要的位置。

2 职业教育智慧课堂的构建原则

2.1 “学为中心”原则

以教师为主体、以学生为客体的传统教学模式已经不符合现代教育的需求，职业院校和教师应更多探索“以学生为主体，以教师为主导，充分发挥学生的主动性”的现代教育模式，借助于信息化技术手段的“教”与“学”翻转课堂，以实现信息化教学真正意义上的“学为中心”［4］。

在立足职业教育人才培养目标和课程标准的基础上，结合学情分析设定学习目标，选用合适的教学方法，针对专业特点，创设教学情境和教学任务，创建辅助学生自主学习的信息化学习资源，以实现培养学生学习能力和综合素质的教育目的。

2.2 基于职业综合能力培养的递进式任务驱动教学模式

立足人才培养目标和课程标准，坚持以就业为导向、以能力为本位的现代职教思想，运用“精讲理论—虚拟操练—实践提升”的“理、虚、实”一体化教学模式开展教学，可有效提高人才培养质量，提升学生职业技能水平；以“精心求益、智造匠精”为目标，培养学生的工匠精神和劳动精神，使学生通过自主学习、实践学习、合作学习等完成课程内容的学习，激发自主学习动力和创新意识，提升信息化素养。

将企业项目、职业标准与教学内容相结合，理论学习与实践操作相结合，教学过程与生产过程相结合，教师和企业技师相结合［5］，以项目导向、任务驱动为前提，通过技能训练培养学生的岗位技能与职业素养，形成“项目导向、任务驱动、学做合一”的教学模式。

2.3 自主学习与交互学习能力的培养

基于互联网的信息化学习资源为学生创建了充分的自主学习环境，不受时间、地点的限制，使学生充分自由地获取信息，更加贴合学生的年龄特点、符合时代特征［6］。辅助教学的信息化课程资源种类丰富、生动形象，以图像、声音、动画、视频等多媒体形式呈现，能综合刺激学生的多种感官，更能激发学生的学习兴趣和欲望。图文并茂的交互式人机界面为学生探究式自主学习创造了有利条件，使学生与资源的互动更加便捷，更有利于激发学生的学习主动性，促使学生自主学习［7］。

当前随着教育信息化的发展，信息化交互场域已悄然形成，人—人、人—机、人—机—人交互的综合交互环境已经建立。学生一旦进入信息化学习界面，就已经建立交互关系，交互学习已成为极其自由与便捷的、深受学生喜爱的学习方式［8］。

3 职业教育智慧课堂教学模式案例实证

3.1 案例教学内容综述

本次参加广东省职业院校技能大赛教学能力比赛的作品是“机电一体化设备安装调试综合项目”课程中的内容。坚持“德技并修、全员育人”的理念，根据实训平台工作任务与教学内容对接要求，构建课程综合运用模块——“智能化生产线的调试”教学内容，培养学生爱岗敬业、勇于创新，热爱劳动、辛勤劳动、诚实劳动，执着专注、精益求精、一丝不苟、追求卓越等基本职业素养。

将课程的16学时分解成6个工作任务开展教学，通过学习使学生能整体认识自动化生产线的结构、工作过程及设备的安装调试与维护，掌握常见传感器的功能、原理、使用和选择传感器类型的方法，能够识读气路图和电气控制图，进行气动和电气回路的安装，能够熟练使用GX Works 2软件编程、GT Designer 3触摸屏界面的绘制、RobotStudio工业机器人的仿真软件编程、宇龙仿真软件，熟练掌握PLC与触摸屏、变频器和工业机器人等设备的通信与调试，具备自动化设备与生产线的维修电工、车间电气技术员、安装调试维修工、PLC程序设计员、技术改造员及系统维护技术员等从业人员的基本职业能力，在整个工作过程中，能够自觉保持安全作业及“8S”工作要求。

3.2 整体教学活动实施

以学生为中心，运用“精讲理论—虚拟操练—实践提升”的“理、虚、实”一体化教学模式，充分运用信息化手段，实施课前自学、课中导学、课后拓展的教学组织形式，将工匠精神、劳动精神、爱岗敬业、竞争意识等思政内容贯穿教学组织的全过程。采用任务驱动法、合作探究法等教学方法，融合微课、动态原理图、虚拟仿真等信息化资源与技术实现教学目标［9］，具体见图1。

图1 教学实施过程

3.3 教学活动案例

下面以任务四“工业机器人模块应用编程”为例加以说明。该部分需要在满足智能化生产线综合控制流程的前提下，编制出工业机器人的应用程序，具体教学目标见表1。为了进一步贴近企业实际生产流程，要求学生在教师的帮助下，进一步优化程序，使项目运行与企业生产过程对接，提高生产效率。同时，教学内容对接“1+X”证书工业机器人应用编程职业技能要求，锻炼学生的综合实操能力。

表1 工业机器人模块应用编程的教学目标

教学活动分为三个环节：课前探学、课中乐学、课后善学［10］。

3.3.1 课前探学

随着科技工业自动化的发展，很多企业相继通过智能化生产线作业。在用工荒和劳动力成本上涨的背景下，以劳动密集型企业为主的中国制造业将进入“智能制造”新的发展状态。在此背景下，企业对人才的职业技能和综合素质提出了更高的要求。

为了更好地让学生了解企业生产实际，课前搭建企业情境，让学生能够了解工业机器人工作的典型任务和环境，通过观看实训平台上工业机器人模块的完整工作视频，结合实训任务书明确学习任务，利用信息化教学资源，自主复习工业机器人相关编程指令和仿真软件的使用。

3.3.2 课中乐学

课中以学生为中心实施任务，围绕项目依据活页式任务书及工作过程，设计学习过程，并以此展开教学。为了提高学习效率，提高学生学习积极性，采取线上线下相结合的教学方式，设计了工学一体的教学流程。

环节一：情境创设、融入思政。播放“学习强国”平台上的视频“工业机器人引领‘制造’加速迈向‘智造’”，感受科技强国的魅力，激发学生的学习热情和爱国精神。

环节二：项目分析，明确任务。通过观看视频，引导学生将实际生产流程与模拟生产线流程一一对应，同时思考其中工业机器人的具体工作任务。

环节三：角色扮演，解决难点。小组成员轮流扮演工业机器人和PLC的角色，以完成指定加工任务。通过角色扮演游戏，可提高学习趣味性，激发学生的学习热情，使学生进一步理解工业机器人和 PLC 的通信方式，经小组讨论总结 I/O 配置并填入表格，完成实训任务1。

环节四：绘制流程，规划路径。通过游戏总结，引导学生绘制工业机器人的工作流程图，规划工业机器人在智能化生产线中的运动路径，完成实训任务2，并为后续任务及编写程序做铺垫。

环节五：问题引导，程序规划。通过提问的方式启发学生对程序进行编辑规划：①机器人启动，判断机器人是否在原点位置？②机器人启动，对相关信号及变量如何进行复位？③不同的目标点分别使用什么运动指令？④不同动作的触发条件是什么？引导学生寻疑、解疑、归纳、总结经验，锻炼学生发现问题、解决问题的能力，解决知识疑难点，对智能化生产线工作流程的程序编辑进行初步规划，完成实训任务3。

环节六：模块思维，编写程序。通过RobotStudio虚拟仿真软件演示I/O信号的连接，帮助学生突破难点，理解工业机器人和PLC部分的通信方式，引导学生形成模块化的编程思路，编写加工中心模块的机器人应用程序。

环节七：点评作品，优化程序。教师选择优秀学生的作品投屏至一体机，解读学生的例行程序，学生分享编程思路，进一步培养模块化编程思维。教师点评演示优化程序，通过调整工具中心点在不同目标点的运行速度来提高工业机器人的生产效率，更贴近企业实际生产需求。学生调整优化自己的程序，完成工业机器人模块的程序编写。

环节八：小组通过仿真和实操相结合，根据工作任务要求把工业机器人模块和其他模块的程序控制进行整合，实现综合控制，根据流程调整要求和运行结果对程序进行调整。

环节九：多元评价，课堂小结。学生分享最终的作品至超星学习通平台，小组互评、教师现场点评，并邀请兼职企业技师参与共同评分，给予学生完善建议。同时，教师引导学生梳理任务解决过程，巩固模块化编程思维，复习容易出错的环节，总结实操经验，并按“8S”管理规范清理现场。

3.3.3 课后善学

课后，结合企业技师对作品的评价，和教师合作布置拓展应用内容，用偏移指令进一步调整工业机器人的程序，使其更贴近实际生产流程，进一步巩固重难点。

4 结语

信息化技术的飞速发展为职业教育带来了机遇和挑战，职业教育智慧课堂的研究与实践也越来越得到重视。职业教育智慧课堂的教学过程突出以职业技能为导向、以学生为中心，通过体验真实、有趣且充满竞争的全程任务实践，采用“理、实、虚”一体化的教学模式，实现理论点拨、虚拟仿真、实操训练的有机结合，使学生掌握的职业技能与专业技术岗位对接，全面提升学生的综合职业能力，培养高素质技术技能型应用人才，进而助推职业教育的创新发展。