在线开放课程教学改革研究与...能焊接技术专业核心课程为例_许冰.pdf

DOI：10.19469/ki.1003-3297.2022.04.0017在线开放课程教学改革研究与实践以智能焊接技术专业核心课程为例许冰（辽宁装备制造职业技术学院，辽宁沈阳110164）摘要在线上开放课程视域下，从智能焊接技术专业的核心课程体系出发，分析现阶段课程体系整体教学概况并发掘不足之处，提出在线开放专业课程改革方案。研究课程体系改革的建设思路和策略，以弧焊机器人操作与编程为例，总结形成一套适合于同类课程的较为完善的在线开放课程教学实施方案。由点及面，探索在线开放课程改革方式和研究成效，解决相关专业课程教学过程中面临的突出问题，为丰富与完善课程的配套教学资源建设，以及提升专业技能和职业素养的培养质量提供参考和借鉴。关键词：智能焊接技术；在线开放课程；教学改革中图分类号：G712；TP242.3 文献标识码：A文章编号：1003-3297(2022)04-00017-05作者简介：许冰（1988），女，辽宁辽阳人，讲师，硕士。基金项目：中国教育技术协会高校远程教育专业委员会2022年度“在线开放课程教学改革研究与实践以省级精品在线开放课程弧焊机器人操作与编程为例”课题（课题批准号：GYY2256）成果。2022年12月电大理工Study of Science and Engineering at RTVU.第4期总第293期1现状分析智能焊接技术专业的专业核心课程主要有金属熔焊原理、焊接方法与设备、焊接自动化技术及应用、焊接结构生产、弧焊机器人操作与编程、焊接质量检验，所有课程的授课方式基本类似，均采用线上+线下、理实一体化的方式开展授课。智能焊接技术专业课程体系着重针对学生的职业素养和专业技能开展教学，将“产教融合，工学合一”的思路贯彻课程教学全过程。专业的授课场所主要依托智能焊接实训基地，采用理实一体化教学模式，结合任务驱动的方式完成课程体系中各大相关项目模块的教学内容。纵观目前整个专业课程体系，梳理并发掘其在线上开放教学过程中出现的主要问题有：虽然目前智能焊接技术专业及同类相关专业的在线开放课程多采用线上线下混合式教学模式，但依然没有完全摆脱以教师为中心的传统授课现象，“填鸭式”的课堂教学也使学生学习主动性丧失，不利于提高学生的主观能动性和培养创新思维1。此外，原有的教学评价方式也较为单一，主要依托线上平台布置的章节测试和课后作业，完全依靠试题及作业的完成结果来直接评价学生的学习效果，忽略了更重要的过程性学习评价，这其中主要涉及专业实践技能和职业素养方面的学习效果评价，造成了学生学习成就感低，参与学习活动积极性差的后果。总之，对于以实践技能和职业素养培养为主的专业核心课程，此种教学方法是十分不利的，学生只能根据知识点被动接受，严重影响了学生的主动学习意识和分析难题、解决难题能力的养成2。同时，教师与学生之间失去了很多互动的机会，教师不能第一时间根据学生学习动态做出教学反思并及时调整教学方法和内容，无法形成闭环式教学结构。电大理工总第293期2教学改革意义针对当代学生喜爱、熟悉互联网的特点，对专业在线开放课程实施教学改革，搭建自主、共享、智能的学习平台，使学生不受专业、时间、地点的束缚进行自主学习，为学生的学习提供便利条件，这也是体现学生主体地位的一种方式。像智能焊接技术专业这种典型的高职工科专业，其专业核心课程是以培养学生专业实践技能为主的，对学生动手实际操作能力具有一定的要求。引入在线开放课程，可通过播放简短的实操视频，使学生在最短的时间里掌握技能知识点，并学以致用。而且在教学场地受限的条件下，比如理论授课和实践演示无法在同一场所进行时，在线开放课程可打破时间、空间限制，帮助教师、学生完成教学和学习任务。此外，智能焊接技术专业教师团队在针对专业核心在线开放课程开展教学方式研究与改进的过程中不断提炼课程相关的信息化元素，这对于提高教师团队的信息化素养有很大帮助。项目的开展实施也间接提升了教师团队的课程设计技巧和教学能力，并直接激励教师团队不断更新和完善线上教学资源。针对学生学习主动性差、实际操作能力差、课程教学活动参与度低的共性特点，专业课程将实施在线开放的教学模式，依托线上平台及其学习大数据分析的功能，对学生在课程学习过程中的每一个项目和任务点开展后台数据分析，实时掌握学生的学习动态和对知识的掌握程度，并及时针对具体教学任务开展教学反思，制定出更加适应于学生学情的教学内容、教学方式、教学评价方法3。3教学改革思路智能焊接技术专业的在线开放课程教学模式以项目任务的形式开展实施，以任务驱动法为主体，每一个教学任务都要先明确教学目标，并以任务工单的方式给学生布置具体的学习任务和作业，安排学生分成工作小组，参考教材，根据任务工单，在教师的指导下完成任务相关知识点（理论知识）的主动学习和任务相关技能点（实践技能）的实践作业。整个教学过程中强调教师的引导和指导作用，并重点突出学生的学习主体地位，注重学生实际操作，强调岗位技能与职业素养的培养。专业课程体系设计的具体思路如下：首先通过企业调研等方式了解智能焊接行业企业对人才培养的需求，了解岗位类型，并明确企业岗位所需的专业能力和要求；其次合理分析并规划岗位能力培养与专业课程的对接；然后根据学校专业现有办学条件（师资情况、专业实训设备及其他各类型教学资源）重构基于工作过程系统化的教学框架，最终明确相应专业课程应承担的教学目标，并以此确定教学项目和工作任务。以专业课程体系中最具代表性的弧焊机器人操作与编程课程为例，参照地区人才需求统计数据，结合智能焊接技术专业对接的弧焊机器人操作员岗位需求，参考1+X焊接机器人编程与维护职业等级证书和中国焊接协会弧焊机器人操作员取证标准，强化以需求为导向的职业能力培养。首先要构建基于“工作任务分析示教轨迹规划离线仿真验证实际编程调试焊接作业实施焊接质量评价”工作过程的课程内容，设计并开发了“平板堆焊焊接轨迹示教”等 9 大学习项目。依托高铁转向架、坦克排烟筒等实际生产案例，结合学校现有教学设备，整合合作企业资源，进行教学化处理，形成贴近时代、源于社会、重现实际生产项目的任务。具体学习项目及工作任务如表1所示。4教学改革策略典型的高职工科专业其专业核心课程的主要特点就是对技能操作性的要求较高，如智能焊接技术专业。从目前智能焊接技术等高职院校工科专业的部分学生爱实践、轻理论的学情特点来看，将专业核心课程在线开放化，并采用线上线下理实一体化的模式开展授课符合现阶段学情特点，因此通过教学反思并结合专业学生的实际学情，特制定教学改革策略。4.1 项目导向、任务驱动，调动学习积极性为解决学生无法专注于纯理论讲解的问题，页第 18第4期电大理工课程以典型工作项目为导向，基于工作过程，选取典型的案例作为课程导入，以任务驱动的形式进行理论讲授和实践演练，在任务中强化学生的岗位身份，提升职业素养，培养团队精神，增进职业自豪感和使命感。激发学生求知欲望，增强课堂吸引力，提升教学效果。4.2 启发学生思维、合作探究，突破重点难点根据学情分析，异质建组，合作学习。采用启发式教学法、探究式教法、引导学生思考，联通新旧知识，解决重点难点问题。将学生的学习主观能动性最大化激发出来，使学生的“学”更具主动性和自觉性，在教学任务的实施过程中不断提高学生的团队协作能力、不断发掘他们的创新创造意识。5教学实施过程以弧焊机器人操作与编程为例，详细展示智能焊接技术专业同类专业核心课程开展在线开放课程教学实施的过程和方法，为高职院校工科相关专业开展在线开放课程教学提供思路。5.1 课前导学课前，教师将学习指导（包括学习内容、学习目标和学习方法）、任务工单、操作指南、课件、微课、测试、作业等资源上传到在线开放课程平台上。利用平台的课程公告功能发布课前学习公告，以课程学习导引的形式，明确学生应完成的学习内容和建议使用的学习方法与步骤，引导学生实施自主学习，并探索课程重难点，从而高效达成课前预习的目标。然后再通过线上预习测试对学生的自主学习效果进行初步检测评价，并利用平台及虚拟仿真软件资源创建线上仿真作业场景，为课中教学实施做好准备。同时借助外界交流软件和平台讨论模块与学生沟通交流，整理收集学生出现的共性问题与难点问题，掌握学生的实时学习动态，从而有针对性地对教学内容及教学方式进行调学习项目学习项目1平板堆焊焊接轨迹示教学习项目2对接接头焊接轨迹示教编程学习项目3T形接头焊接轨迹示教编程学习项目4管板圆弧焊接轨迹示教编程学习项目5平板“S”弧焊接轨迹示教编程学习项目6中厚板对接接头焊接轨迹示教编程学习项目7中厚板角接接头焊接轨迹示教编程学习项目8圆管对接环缝焊接轨迹示教编程学习项目9方管对接环缝焊接轨迹示教编程工作任务工作任务1 认识弧焊机器人工作任务2 弧焊机器人安全操作规则工作任务3 认识示教器工作任务4 弧焊机器人运动坐标系工作任务5 手动操纵机器人沿平板焊缝移动工作任务1 直线焊接轨迹的示教工作任务2 板板对接接头焊接轨迹示教编程工作任务3 对接接头焊接轨迹程序编辑工作任务1 T形接头焊接轨迹示教分析工作任务2 T形接头焊接轨迹示教编程工作任务1 平面圆弧轨迹示教编程工作任务2 管板骑座式焊缝焊接轨迹示教编程工作任务1 连续圆弧轨迹示教编程工作任务2 平板“S”弧焊接轨迹示教编程工作任务1 直线摆动焊接轨迹示教工作任务2 中厚板对接接头焊接轨迹示教编程工作任务1 中厚板角接接头焊接轨迹示教工作任务2 中厚板角接接头焊接轨迹示教编程工作任务1 焊接变位机和机器人的协调运动（圆管焊接）工作任务2 圆管对接环缝焊接轨迹示教编程工作任务1 焊接变位机和机器人的协调运动（方管焊接）工作任务2 方管对接环缝焊接轨迹示教编程表1学习项目及工作任务表页第 19电大理工总第293期整，及时合理地解决学生遇到的问题。5.2 课中学习课中学习包括课程导学（工作任务分析）、项目讲授（示教轨迹规划）、仿真练习（离线仿真验证）、实操练习（实际编程调试、焊接作业实施）、讨论评价（焊接质量评价）、随堂测试6个部分。每个项目均由课程导学开始，导入真实生产案例，引出学习目标，引起学生学习兴趣，提高学生学习效率，为后期项目讲授环节做准备。项目讲授包括理论讲授和实操讲授，如图1所示，理论讲授是对直线、圆弧、摆动等常用轨迹示教编程方法和步骤进行讲解。如图2所示，实操讲授是对运用弧焊机器人基本运动指令完成焊接轨迹程序的编写与调试进行讲授，同时配有操作指南，为学生实际操作提供指导，夯实实践技能。如图3所示，仿真练习则是使用 DTPS虚拟仿真软件完成机器人焊接轨迹示教程序的编写，方便无法现场操作的学生也能进行编程练习，实现虚实结合的教学手段。实操练习是依托企业和学校现有设备让学生线下自主练习，并将焊接作品上传至平台进行小组展示，通过复盘完成过程，培养学生语言表达能力和自信心，同时各组成员可以相互学习，引发新思考，激发新思路，巩固重点问题，解决难点问题。评价讨论环节是通过课中直播、答疑、讨论、留言等形式与学生即时互动，增加课程趣味性，提高学生学习热情，达到教师、学生双向奔赴知识目标、技能目标和素质目标的目的。随堂测试是对学生学习内容掌握程度的检验，平台可进行数据采集，教师也可统计数据，了解学生真实学习情况。图4实操练习图1理论教授图图2实操讲授图3仿真练习5.3 课后拓展课后，教师将发布拓展学习内容。拓展内容可分为两部分：一部分包括专业领域中的能工巧匠、专家学者、科技研发人员等的真实工作事迹，让学生通过拓展内容的学习去感受什么是刻苦钻研、精益求精的工匠精神；什么是一不怕苦、二不怕累，为国家科技进步甘于奉献毕生的崇高理想和爱国精神，树立劳动光荣、技能宝贵的思想意识与脚踏实地、兢兢业业的敬业精神。另一部分是将专业领域相关的职业技能竞赛标准和考核内容结合相应课程任务而拆分成对应的课后拓展项目，让学生在巩固课程内容的同时，进一步提升技能水平，达到竞赛标准，为实现专业课程与专业技能竞赛的有页第 20第4期电大理工机融合奠定基础。5.4 考核评价课程的考核评价应更加强调过程性评价，综合考核学生的自主学习能力和技能应用水平。自评、互评