教學(xué)能力比賽一等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)作品！基于大賽的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)用與方法

教學(xué)能力比賽一等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)作品！基于大賽的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)用與方法本文以大賽成果為基礎(chǔ)，探討大賽現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)設(shè)計(jì)的方法，以促進(jìn)教師教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)能力的提升。一、課程模塊的設(shè)計(jì)與構(gòu)建（一）設(shè)計(jì)原則與方法由于在新的教學(xué)能力比賽規(guī)則中，要求提供一門專業(yè)課連續(xù)16課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)要從16課時(shí)中隨機(jī)抽取1課時(shí)作為上課內(nèi)容，難度相對(duì)較大。為了使現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)展示能夠達(dá)到比較好的效果，專業(yè)課程模塊的設(shè)計(jì)與構(gòu)建要滿足以下幾點(diǎn)要求：（1）知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要科學(xué)，內(nèi)容要完整，不能破壞課程知識(shí)體系；（2）課題項(xiàng)目設(shè)計(jì)要來(lái)源于企業(yè)真實(shí)應(yīng)用，并能整合專業(yè)知識(shí)和操作技能；（3）課時(shí)分配要與工作任務(wù)和知識(shí)點(diǎn)緊密結(jié)合，專業(yè)課程存在操作實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，要避免出現(xiàn)抽到某一課時(shí)無(wú)法開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的情況。（4）知識(shí)點(diǎn)的設(shè)計(jì)既要相互融合，又能獨(dú)立展示，保證每一個(gè)課時(shí)的內(nèi)容都有完整的工作任務(wù)，并能解決實(shí)際問(wèn)題。（二）設(shè)計(jì)案例解讀以《液壓與氣壓系統(tǒng)的安裝與調(diào)試》課程為例，內(nèi)容分為液壓與氣動(dòng)兩部分，依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案和國(guó)家專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)課程結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化整合。如圖1所示，對(duì)液壓部分知識(shí)整合，通過(guò)液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟砑笆褂?、工業(yè)液壓泵站的搭建與調(diào)試、液壓馬達(dá)正反轉(zhuǎn)控制及流量調(diào)試三個(gè)項(xiàng)目構(gòu)建液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)概念與操作技能模塊；采用折彎?rùn)C(jī)、雙缸輥軋機(jī)、四柱沖壓機(jī)為項(xiàng)目載體構(gòu)建液壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試模塊；依托真實(shí)的數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)典型液壓系統(tǒng)分析模塊，共七個(gè)項(xiàng)目。我們?cè)O(shè)計(jì)的16課時(shí)為第二個(gè)模塊“液壓系統(tǒng)典型回路的裝調(diào)與排故”。具體項(xiàng)目和工作任務(wù)的設(shè)計(jì)主要有以下幾點(diǎn)特色：（1）以專業(yè)與產(chǎn)業(yè)對(duì)接、課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接、教學(xué)過(guò)程與生產(chǎn)過(guò)程對(duì)接為核心目標(biāo)，打破傳統(tǒng)學(xué)科課程模式，以工作過(guò)程導(dǎo)向構(gòu)建緊貼產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的“校企一體、教產(chǎn)對(duì)接”專業(yè)課程開(kāi)發(fā)模式。讓學(xué)生在完成具體學(xué)習(xí)項(xiàng)目的過(guò)程中提升職業(yè)能力并積累實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。（2）項(xiàng)目課題全部為企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)案例，項(xiàng)目設(shè)計(jì)前后呼應(yīng)、環(huán)環(huán)相扣，力求讓學(xué)生在連貫的知識(shí)體系中鞏固學(xué)習(xí)。（3）在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，按照真實(shí)的企業(yè)設(shè)備生產(chǎn)工作流程組織教學(xué)內(nèi)容，項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程還原企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程與生產(chǎn)過(guò)程的對(duì)接。著重培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，引導(dǎo)學(xué)生在企業(yè)液壓設(shè)備生產(chǎn)的真實(shí)情景中掌握專業(yè)知識(shí)、提高技能水平。（4）課時(shí)分配要與工作任務(wù)和知識(shí)點(diǎn)緊密結(jié)合，知識(shí)點(diǎn)既相互融合，又能展獨(dú)立展示，16課時(shí)中的每一個(gè)課時(shí)都能呈現(xiàn)完整解決實(shí)際問(wèn)題的教學(xué)過(guò)程。二、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)8～10分鐘的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)在16課時(shí)中隨機(jī)抽取，所以每個(gè)課時(shí)的設(shè)計(jì)要力求結(jié)構(gòu)合理、完整、可展示性強(qiáng)。在比賽中，專業(yè)課程現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)展示要注重教學(xué)的實(shí)效性，通過(guò)合理的教學(xué)組織形式和教學(xué)資源，突出教學(xué)重難點(diǎn)解決方法，實(shí)現(xiàn)師生、生生良性互動(dòng)。具體過(guò)程中可按照以下原則完成每一課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)。（一）解決一個(gè)完整的問(wèn)題8～10分鐘的時(shí)間很短，能夠講清楚一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，解決一個(gè)實(shí)際問(wèn)題，呈現(xiàn)一個(gè)完整的教學(xué)過(guò)程，是對(duì)教師教學(xué)能力的考驗(yàn)。要在學(xué)情分析、教學(xué)目標(biāo)的策略選擇上下功夫，研究項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)、情境教學(xué)，“教學(xué)做一體化”教學(xué)的實(shí)踐，并結(jié)合信息化教學(xué)手段進(jìn)行設(shè)計(jì)。（二）以企業(yè)實(shí)踐應(yīng)用為載體專業(yè)課程教學(xué)要堅(jiān)持以工作過(guò)程為主線，加工制造技術(shù)是強(qiáng)國(guó)智能制造的基礎(chǔ)，落實(shí)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)接職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。整合知識(shí)和技能，重構(gòu)課程結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)過(guò)程中要將相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝、新方法轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容。（三）教學(xué)過(guò)程對(duì)接生產(chǎn)過(guò)程整個(gè)教學(xué)過(guò)程應(yīng)該建設(shè)新型教學(xué)場(chǎng)景，將企業(yè)車間轉(zhuǎn)變?yōu)榻淌摇⒄n堂，開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、情境教學(xué)。以學(xué)習(xí)者為中心，突出學(xué)生的主體地位，廣泛運(yùn)用啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式等教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)生態(tài)，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、釋放潛能、全面發(fā)展。（四）課程思政的嚴(yán)謹(jǐn)切入將簡(jiǎn)單的工藝做到極致，培育大國(guó)工匠的基因；嚴(yán)格的安全操作規(guī)范和操作工藝流程，在高起點(diǎn)平臺(tái)上加快自主創(chuàng)新能力和實(shí)力；引入大國(guó)重器，提升民族自豪感等思政點(diǎn)融入到專業(yè)課程教學(xué)中去。三、教學(xué)資源與信息化手段的融合與應(yīng)用信息化教學(xué)能力是將信息技術(shù)與教學(xué)過(guò)程深度融合的能力。但是，有很多教師認(rèn)為“傳統(tǒng)教學(xué)+信息化手段=信息化教學(xué)”，這是不正確的。比如教師在教學(xué)過(guò)程中利用多媒體課件進(jìn)行內(nèi)容講解，讓學(xué)生利用手機(jī)或平板進(jìn)行輔助教學(xué)等，雖然在一定程度上激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，但沒(méi)有真正改變“教師傳遞到學(xué)生接受”的傳統(tǒng)模式，不是真正的信息化教學(xué)。專業(yè)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)要在師生角色定位、教學(xué)組織形式、項(xiàng)目?jī)?nèi)容、教學(xué)互動(dòng)形式、項(xiàng)目考核與評(píng)價(jià)等方面有所創(chuàng)新，而不是機(jī)械的運(yùn)用信息化教學(xué)手段。如藍(lán)墨云班、課堂派、超星等信息化平臺(tái)的使用，都會(huì)貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，但并不是處處用，確有必要才會(huì)使用。在此基礎(chǔ)上，深入研究利用現(xiàn)代信息技術(shù)解決專業(yè)課程教學(xué)過(guò)程中的抽象問(wèn)題，將抽象的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行直觀展示。例如筆者團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的《液壓與氣壓系統(tǒng)的安裝與調(diào)試》課程，利用大量的信息技術(shù)和專業(yè)課程虛擬技術(shù)直觀地向?qū)W生展示，達(dá)到了比較好的效果。（一）直觀的三維立體模型，深化學(xué)生對(duì)專業(yè)設(shè)備的理解在折彎?rùn)C(jī)、雙缸輥軋機(jī)、四柱沖壓機(jī)三個(gè)項(xiàng)目的任務(wù)二“液壓回路安裝調(diào)試”中，采用結(jié)構(gòu)圖動(dòng)畫(huà)將抽象的圖紙具體直觀化，降低識(shí)圖難度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生通過(guò)結(jié)構(gòu)圖動(dòng)畫(huà)和設(shè)備三維仿真軟件理解其工作原理，及時(shí)判斷失敗原因，完成調(diào)試任務(wù)。（二）利用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓I(yè)化數(shù)據(jù)仿真，引導(dǎo)學(xué)生洞悉企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)在折彎?rùn)C(jī)、雙缸輥軋機(jī)、四柱沖壓機(jī)三個(gè)項(xiàng)目的任務(wù)一“回路仿真分析”中，如圖2所示，學(xué)生通過(guò)FluidSIM-H軟件進(jìn)行虛擬測(cè)試和數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)對(duì)性能曲線的分析得出正確結(jié)論的能力。（三）便捷的調(diào)試工具，帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)在折彎?rùn)C(jī)、雙缸輥軋機(jī)、四柱沖壓機(jī)三個(gè)項(xiàng)目的任務(wù)二“液壓回路安裝調(diào)試”中，調(diào)試工具、仿真軟件的應(yīng)用，幫助學(xué)生正確調(diào)試液壓設(shè)備，虛實(shí)融合突破教學(xué)重點(diǎn)。如圖3所示，參考企業(yè)為四柱沖壓機(jī)新設(shè)備搭建調(diào)試環(huán)境的案例，采用系統(tǒng)功能調(diào)試工具，可以在不影響設(shè)備整體電氣控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對(duì)各模塊功能進(jìn)行獨(dú)立調(diào)試。（四）真實(shí)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，激發(fā)學(xué)生探究新技術(shù)理念在折彎?rùn)C(jī)、雙缸輥軋機(jī)、四柱沖壓機(jī)三個(gè)項(xiàng)目的任務(wù)三“回路故障分析與排除”中，引入“互聯(lián)液壓”新技術(shù)理念。學(xué)生使用手機(jī)終端對(duì)液壓設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制.如圖4所示，學(xué)生使用手機(jī)終端對(duì)液壓設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，并通過(guò)監(jiān)控界面查看實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)及報(bào)警信息，第一時(shí)間獲取異常參數(shù)，避免了從問(wèn)題向事故的轉(zhuǎn)化。改變了傳統(tǒng)排故教學(xué)模式的同時(shí)，使學(xué)生體驗(yàn)到新技術(shù)對(duì)設(shè)備排故帶來(lái)的便捷。四、專業(yè)課程教學(xué)過(guò)程對(duì)接生產(chǎn)過(guò)程的設(shè)計(jì)方法（一）專業(yè)技能教學(xué)的突出問(wèn)題與應(yīng)對(duì)策略目前專業(yè)技能教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生缺乏生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，技能操作的安全規(guī)范和工藝規(guī)范需要加強(qiáng)。而讓學(xué)生直接參與企業(yè)生產(chǎn)又很不現(xiàn)實(shí)，有限的校企合作資源也無(wú)法大量解決專業(yè)教學(xué)實(shí)際問(wèn)題。為此，我們?cè)趯I(yè)課程教學(xué)設(shè)計(jì)的過(guò)程中進(jìn)行了如下處理。如表1所示。（二）教學(xué)過(guò)程對(duì)接生產(chǎn)過(guò)程的設(shè)計(jì)方法教學(xué)過(guò)程對(duì)接生產(chǎn)過(guò)程的核心就是通過(guò)引入課程對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目工種所需的相關(guān)知識(shí)技能點(diǎn)，以企業(yè)項(xiàng)目和典型工作任務(wù)為單元設(shè)計(jì)，在工作中學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)中工作的教學(xué)情境，將安全意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)、敬業(yè)精神、團(tuán)結(jié)協(xié)作等貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程，在企業(yè)崗位輪換中體驗(yàn)不同的職責(zé)與工作流程。如圖5所示，筆者團(tuán)隊(duì)的參賽內(nèi)容采用項(xiàng)目化教學(xué)，力求實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)走進(jìn)課堂，學(xué)生從課前的領(lǐng)取“工作任務(wù)書(shū)”，到課上的實(shí)際液壓回路的測(cè)試、安裝、調(diào)試與排故，參與項(xiàng)目實(shí)施的整個(gè)過(guò)程。在工作中學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)中工作，在輪崗訓(xùn)練中體驗(yàn)不同崗位的職責(zé)與工作流程。使學(xué)生的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)得到鍛煉和提升。五、大賽現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)設(shè)計(jì)案例展示（現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)選擇的內(nèi)容是：沖壓機(jī)液壓回路故障分析與排除）（一）問(wèn)題導(dǎo)入：實(shí)時(shí)監(jiān)控大屏同學(xué)們，操作區(qū)的四臺(tái)沖壓機(jī)設(shè)備全部出現(xiàn)了故障。剛才各生產(chǎn)小組通過(guò)手機(jī)對(duì)設(shè)備進(jìn)行了遠(yuǎn)程控制，并通過(guò)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)獲取了沖壓機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)。我們一起來(lái)看一下故障數(shù)據(jù)。（二）問(wèn)題分析：PPT原理圖，配合板書(shū)總結(jié)故障現(xiàn)象和數(shù)據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示，系統(tǒng)壓力為6.0MPa，運(yùn)行速度為0mm/s，保壓壓力為0MPa。出現(xiàn)這樣的問(wèn)題我們?cè)撊绾谓鉀Q呢？設(shè)備排故是以設(shè)備功能和系統(tǒng)工作原理為依據(jù)的，我們看一下沖壓機(jī)設(shè)備正常的功能和參數(shù)是怎樣的。當(dāng)沖壓機(jī)設(shè)備正常工作時(shí)要執(zhí)行液壓缸快進(jìn)、工進(jìn)、鎖緊、快退四個(gè)動(dòng)作，并且在動(dòng)作過(guò)程中，其動(dòng)作參數(shù)系統(tǒng)壓力為6.0MPa，運(yùn)行速度為80mm/s，保壓壓力為5.8MPa。我們?cè)倏聪到y(tǒng)的原理圖，在沖壓機(jī)原理圖中的基本控制回路有哪些呢？沖壓機(jī)中的液壓回路有泵站、換向回路和鎖緊回路。泵站提供系統(tǒng)動(dòng)力源，換向回路實(shí)現(xiàn)液壓缸的下降上升功能，鎖緊回路實(shí)現(xiàn)液壓缸任意位置的鎖緊功能。請(qǐng)大家思考一下，液壓缸不能動(dòng)作的現(xiàn)象可能是什么原因造成的呢？（三）泵站故障排查：配合遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)與PPT原理圖我們逐個(gè)模塊分析，首先來(lái)看泵站。有可能是泵站造成的嗎？對(duì)，泵站故障確實(shí)可能造成液壓缸不能動(dòng)作，但是從我們剛才采集的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)看系統(tǒng)工作壓力是6.0MPa，證明泵站這個(gè)相對(duì)復(fù)雜的模塊是沒(méi)有問(wèn)題的。這樣借助遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分析，已經(jīng)幫我們把范圍縮小了一半了，這種借助數(shù)據(jù)進(jìn)行功能分析的方法大家一定要掌握。不是泵站，那會(huì)是哪個(gè)回路的原因呢？（四）換向回路故障排查：系統(tǒng)回路仿真、動(dòng)畫(huà)、示教設(shè)備演示有同學(xué)認(rèn)為根據(jù)故障數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，應(yīng)該是換向回路出問(wèn)題了，那我們來(lái)看一個(gè)換向回路的功能仿真。我們從回路仿真中可以看到，當(dāng)換向回路執(zhí)行液壓缸下降、上升的動(dòng)作時(shí)，液壓油從泵站出來(lái)后，要經(jīng)過(guò)換向閥P口、連接油管、液壓缸無(wú)桿腔、液壓缸有桿腔、換向閥T口、回到油箱。在這個(gè)過(guò)程中換向閥損壞、油管堵塞、液壓缸損壞等都會(huì)造成液壓缸不能動(dòng)作。那么到底是不是換向回路的問(wèn)題呢？下面我們嘗試采用排除法對(duì)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)作調(diào)試。先拆除鎖緊回路的油管，對(duì)換向回路進(jìn)行獨(dú)立調(diào)試，確定換向回路是否有問(wèn)題。大家看，通過(guò)換向回路測(cè)試，液壓缸是能夠正常動(dòng)作的。那我們?cè)侔焰i緊回路復(fù)原。大家看，問(wèn)題又出現(xiàn)了！由此可以看出，換向回路是正常的，問(wèn)題可能出在哪里了？是的，只剩下鎖緊回路了。（五）鎖緊回路故障排查：系統(tǒng)回路仿真、示教設(shè)備演示鎖緊回路的哪些因素會(huì)造成液壓缸不能動(dòng)作呢？我們來(lái)看系統(tǒng)的整體仿真回路。從液壓缸下降、上升動(dòng)作過(guò)程可以看出，油液是要經(jīng)過(guò)液控單向閥的。液控單向閥具有單向閥的特性，其單向?qū)üδ苁鞘芤嚎囟丝刂频?。液壓缸鎖緊功能主要由液控單向閥組成的液壓鎖配合Y型中位機(jī)能電磁換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)過(guò)程中，如果換向回路沒(méi)有問(wèn)題，出現(xiàn)液壓缸不能動(dòng)作的常見(jiàn)原因可能有兩種：（1）