知識元微課教學設(shè)計
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［摘要］在信息化教學環(huán)境下，微課是一種新的教育資源，以其獨有的特征在中高等教育中廣泛地被學生、教師和家長接受。基于知識元的挖掘分析組合，根據(jù)高職學生的特點，本研究以“數(shù)控機床急停故障排除方法”為例，介紹微課在高職學校設(shè)計和開發(fā)的流程，從教學內(nèi)容和學習者特征分析，教學目的的制定，教學策略的選擇，以及微課制作過程的設(shè)計等方面詳細地介紹微課的開發(fā)和設(shè)計，提出了對高職微課開發(fā)的新見解，為其他微課的設(shè)計與開發(fā)提供了借鑒。
［關(guān)鍵詞］微課;教學設(shè)計;“知識元”;高職院校
微課設(shè)計應(yīng)屬于網(wǎng)絡(luò)教學設(shè)計的范疇。網(wǎng)絡(luò)學習環(huán)境下的教學和以往傳統(tǒng)學習環(huán)境下的教學模式有很多區(qū)別，我們根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境自身特點，可將網(wǎng)絡(luò)教學設(shè)計結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學的要點劃分為以下幾點:設(shè)計教學目標，分析學習者特征，設(shè)計教學內(nèi)容，設(shè)計學習環(huán)境，設(shè)計學習資源，選擇教學模式與策略，設(shè)計教學評價。
二、“數(shù)控機床急停故障排除方法”微課教學設(shè)計
(一)教材處理
“數(shù)控機床急停故障診斷”課程是在學習完數(shù)控機床急停控制原理基本知識后的一門提升綜合能力的課程。這對學生的要求較高，需要學生具有比較全面的急?？刂频幕A(chǔ)知識。但在教材中，急停故障診斷這部分內(nèi)容相對比較零散，缺乏完整性。因此，在設(shè)計整個教學過程時，為了讓教學系統(tǒng)化、簡單化，在學習的過程中結(jié)合FANUCOi系統(tǒng)維修手冊，讓學生從中獲取相關(guān)的信息資料，與教材加以整合，進行工作任務(wù)的實施。這樣既給學生減輕了壓力，也給學生創(chuàng)造了一個與實際工作相接近的工作情景，達到了理實一體的教學效果。
(二)教學內(nèi)容分析
急?？刂频哪康氖窃诰o急情況下，使機床上的所有運動部件制動，并在最短的時間內(nèi)停止運行。數(shù)控機床急停是數(shù)控機床安全性的重要內(nèi)容。一臺機床在驗收和使用時肯定會設(shè)計這方面內(nèi)容，能否及時正確處理數(shù)控機床急停故障將直接影響到機床操作是否安全及加工效率的高低。同時，數(shù)控機床急停故障診斷是機床維修作業(yè)的一項內(nèi)容，熟悉整個診斷流程、規(guī)范地檢測與排除故障是一名機床維修從業(yè)人員所必備的技能。本次課通過案例引入、觀察故障現(xiàn)象、故障原因分析、制定維修方案、排除故障、故障總結(jié)的流程和理實一體的教學模式來完成機床急停故障診斷的教學。需要強調(diào)的是，不同類型機床的急?？刂品绞綍幸恍┎町?，本節(jié)課只針對FANUCOi系統(tǒng)機床展開學習和討論。
(三)教學目標分析
本次課是數(shù)控機床急停故障的診斷，最終目的是排除故障，讓機床正常工作。故障診斷前，要求學生必須有扎實的理論基礎(chǔ)，在知識目標的設(shè)計上主要考慮此因素，主要包括急?？刂苹芈返慕M成及工作原理、急停PMC梯形圖的控制原理、故障診斷基本流程。故障診斷中，需要學生有過硬的診斷技術(shù)和縝密的思維，這也是作為一名專業(yè)的機床維修人員所必備的專業(yè)技能。因此，在技能目標的設(shè)計上主要考慮學生的關(guān)鍵能力的培養(yǎng)，動腦(分析控制電路、PMC梯形圖，確定故障原因，制定診斷方案)和動手(急停按鈕的正確操作、實際機床故障診斷、急?？刂苹芈犯鞑考牟鹧b)相結(jié)合。貫穿在整個教學過程中的是學生的學習態(tài)度，態(tài)度決定成敗。樹立良好的態(tài)度觀是達到本次課教學效果的靈魂所在，培養(yǎng)學生的小組合作學習意識、安全規(guī)范操作意識，鍛煉學生的關(guān)鍵能力，并讓這種學習態(tài)度延伸到學生所有的學習中去，延伸到工作中去。
(四)重難點分析
重點分析:故障診斷的最終目的是排除故障，但排除故障需要有一個完整的過程，過程對了，結(jié)果就容易出來。而在該機床急停故障診斷的過程中，故障原因的分析和制定故障診斷方案是整個故障診斷的關(guān)鍵所在，因此將其設(shè)為本次課的重點內(nèi)容。該部分內(nèi)容反映了維修的思路、維修的方向，能引導學生該如何去解決這個故障，同時培養(yǎng)學生的思維能力和分析能力，讓學生的關(guān)鍵能力得以體現(xiàn)，并得以遷移。難點分析:由于學生平時對實際機床故障接觸較少，對急?？刂苹芈犯鞑考趯嶋H機床上的位置及部件各針腳比較陌生，這會使學生在對實際機床進行故障診斷時顯得緊張，不知從何下手，如果出現(xiàn)錯誤，更加無所適從。所以，在實際機床進行故障診斷的教學過程中，采用小組合作的學習模式，讓更多的學生能夠參與其中，零距離與實際機床故障接觸，消除學生的陌生感，增強學生的學習興趣。最重要的是讓學生在排除故障時能享受到成功的喜悅，增強學生的自信心。
(五)學情分析
學生心理分析:數(shù)控機床急停故障比較常見，學生在操作機床的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)急停報警現(xiàn)象，并且引發(fā)急停報警現(xiàn)象的原因很多，學生經(jīng)常需要教師協(xié)助排除。由于所學專業(yè)的影響，很多學生對這個問題有強烈的好奇心，在課間經(jīng)常有學生會問“為什么在修改參數(shù)的時候按下了急停按鈕?為什么數(shù)控機床在開機關(guān)機的時候都要進行急停按鈕相關(guān)操作?為什么機床運行過程中有時會出現(xiàn)急停報警，這個故障如何排除?……”顯然，學生有親手把故障排除的愿望。只要教學方法得當，學生的這種好奇心和愿望完全可以轉(zhuǎn)化成本次課的學習動力。學生知識結(jié)構(gòu)及能力分析:學生在學習“數(shù)控機床急停故障排除”之前已經(jīng)學習了“PLC及數(shù)控機床電氣控制”、“數(shù)控機床安裝調(diào)試”、“數(shù)控系統(tǒng)安裝調(diào)試”等專業(yè)課，同時也學習了“機床基本控制線路故障的診斷與維修”等內(nèi)容。在學生的知識結(jié)構(gòu)方面，已經(jīng)具備了對數(shù)控機床急停故障原因進行分析的能力。值得注意的是，學生在校期間不可能學習所有機床急停故障的診斷排除方法，也沒有必要這樣做。只要學生掌握造成數(shù)控機床急停故障的主要原因，學會如何對原因進行正確的分析，掌握數(shù)控機床急停故障診斷與排除的思路，隨著今后機床設(shè)備維修時間的增加、經(jīng)驗的積累，就能夠舉一反三、觸類旁通，從而提高他們分析問題、解決問題的能力。同時，必須注意到高職院校大部分學生的文化理論基礎(chǔ)并不是很好，邏輯思維能力還比較差。所以，在教學實施過程中教師要由淺入深，增加實踐環(huán)節(jié)，引導學生積極地參與到教學過程當中來，在師生的互動交流中實現(xiàn)教學目標。
(六)教學策略分析
1．教學過程組織以故障診斷的基本流程為主線，把理論和實踐結(jié)合起來，以達到教學目標為終極體現(xiàn)。在教學各個環(huán)節(jié)中，采用分組教學，共分為四組，每組4人，自薦一位組長，負責小組內(nèi)的分工(記錄員1名、考核員1名、資料員1名、操作員1名)及工具的正確使用等。通過這樣的分組活動，讓每一位學生都能參與其中，提高學生學習的積極性，同時培養(yǎng)學生的安全、規(guī)范操作意識。各小組故障現(xiàn)象一致，但故障點不同，這樣在便于教學的同時，可以全面、系統(tǒng)地進行故障診斷思路的培養(yǎng)。
2．教學方法設(shè)計為了讓教學與實際工作接軌，教學采用任務(wù)驅(qū)動法，以案例引入，創(chuàng)設(shè)工作情景。在教學過程中，為了激發(fā)學生的學習興趣和調(diào)動學生的學習積極性，教師采用分組學習法，充分體現(xiàn)“以學生為主體、以教師為主導”的教學理念，讓學生發(fā)揮出更大的潛能。
3．教學資源利用本次課采用理實一體的教學模式，需要利用多媒體、FANUCOi維修手冊、FANUCOi數(shù)控機床PMC手冊、萬用表、討論展示板、卡片等資源輔助教學，便于教學的開展，達到更好的教學效果。
4．教學情景創(chuàng)設(shè)案例引入:學校新購置一批數(shù)控機床故障診斷與維修技術(shù)綜合實訓裝置，教師安排學生小李對外圍電路接線，小李接完外圍電路后開機發(fā)現(xiàn)急停報警不可解除，這下可急壞了小李同學，小李找來了教師幫助解決，你知道教師是如何幫助小李解決問題的嗎?那么就讓我們一起走進現(xiàn)場，解決問題吧!教師讓學生進行角色扮演，營造輕松、愉快的學習氛圍，同時讓學生模擬以上情境，讓學生培養(yǎng)自己“職業(yè)人”的同時進一步加深對自己專業(yè)的認識。
(七)教學評價設(shè)計
學生自評(20%):針對本次課自己的表現(xiàn)及任務(wù)完成情況進行評價。小組互評(30%):立足于學生的參與程度、工作強度、合作滿意度進行評價。教師評價(50%):階段性評價，對每一學習環(huán)節(jié)學生的表現(xiàn)進行累計評價，最后進行匯總。說明:評價用表格的形式和具體完成情況來體現(xiàn)，評價時要淡化具體得分，可用等級來代替分數(shù)(如分為A、B、C、D四個等級)。講評中應(yīng)以鼓勵建議為主，強化教師講評與意見建議，便于學生糾正錯誤。微課有時間短、主題小、重點突出、資源眾多、隨時學習和功能強大等特點，在高職“數(shù)控機床故障診斷與維修”課程中實施微課教學設(shè)計，改變了傳統(tǒng)的教學模式，有效地激發(fā)了學生學習興趣，促進了學生自主學習能力的提高，讓學生真正在一種比較輕松愉快的氛圍中學習，符合學生的認知規(guī)律和職業(yè)成長規(guī)律。這種靈活、有選擇性和個性化的學習方式越來越被人們所接受。在課程改革不斷深入的高等職業(yè)學校，其微課應(yīng)該與普通、中等教育有所不同，要根據(jù)高職學生的實際情況，站在學生的角度去開發(fā)與設(shè)計，這樣才能體現(xiàn)課改的價值和作用，彰顯高職教育特色。
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作者：劉小娟 單位：中山職業(yè)技術(shù)學院機電工程學院
