技能大赛视域下基于行动导向的课程教学改革研究——以“智能电子产品设计与制作”课程为例

李 闯 ,冯贺林 ,潘 东

(1.辽宁机电职业技术学院,辽宁 丹东 118009;

2.丹东瑞泰科技有限公司,辽宁 丹东 118009;
3.辽宁思凯科技股份有限公司,辽宁 丹东 118000)

《职业教育提质培优行动计划(2020-2023)》提出要“深化职业教育产教融合、校企合作”“深化校企合作协同育人模式改革”。目前的技能竞赛项目,多是由国家和地方组织协调,行业企业牵头,相关部门的技术专家根据职业岗位的标准和需求进行充分论证,针对企业的真实工作场景设置比赛试题和评判标准,突出职业技能竞赛的职业性和实用性,大大地促进了产教融合。职业技能竞赛的内容、规则和评价标准反映了企业的真实工作任务和情境,在教学改革中引入竞赛内容,根据竞赛的标准实施教学评价,考查学生对相关的知识点和技能的掌握程度,有利于培养学生核心能力和职业技能,提升学生的就业能力。

深入分析“一带一路暨金砖国家技能发展及技术创新大赛”之“电子技术竞赛”的赛项项目设计、能力考察等方面的内容,以整体提升学生综合素养和提高技能水平为目标,以立德树人为根本任务,以能力为本位,以专业为平台,结合专业特性,进行课程教学改革,优化教学模式,校企协同育人。

以智能电子产品设计的16学时综合项目设计为例。

3.1 教学环境建立

2021年《政府工作报告》中指出“增强职业教育适应性,深化产教融合、校企合作”[1]。由于技能大赛以行业规范为参考来制定大赛标准,可以充分地反映学生岗前综合能力,得到急需技能人才的企业单位认可[2]。根据竞赛设置与企业专家共同构建模拟真实工作的项目教学环境,具体如图1所示。

图1 项目教学环境图

项目背景:A公司拟订购VOCs采样装置——智能阀控制器样机5台。目前市场上装置存在原因及拟订购装置需求如下:原环境空气中挥发性有机物采集装置采用苏码罐与流量计直接结合方式,但是这样的采样方式无法准确地控制采样开始的时间,每次采样都需要到了开始时间人工打开阀门,很不方便。因生产需求,需要将该采集装置升级为智能化系统,主要实现提前设置好开始时间,到时间苏码罐就自动开始工作,提高工作效率和精准度,选配功能可包括移动终端远程控制功能、组网连接功能等。

学生可以在上课过程中直接实现上岗,在学习中直接解决实际问题,学生进入企业后可以快速完成角色转变。

3.2 教学资源开发

以技能竞赛为引领,充分利用各类赛项资源引导电子专业实践教学课程改革。通过研究技术文件,整理归纳所涉及的专业知识与技能标准,提炼转化为实践教学内容,在专业课的教学过程中融入技能竞赛项目的内容、标准、规则和操作规范等,改革教学内容和方法,基于工作任务和工作过程完善实践教学课程体系。

3.3 教学模式实施

探索提升学生自主学习能力、团队协作沟通能力、问题解决能力等核心能力的创新教学模式,采用任务驱动+案例驱动为主,以视频学习、小组操作、总结提升、举一反三的学习方式,创设“自主+协作+总结+能力+素质”学习模式。

3.3.1 学情分析

分析授课对象,他们有一定的专业基础和动手实践能力,对即将面对的未来工作满怀憧憬又紧张不已,由于下厂参观或活动对工作岗位有一定的认识,由于即将踏入工作岗位学习动力十足,但是存在实际应用能力、快速融入企业多元文化能力及学习持续力差等问题。

3.3.2 技能大赛现场还原

技能大赛既是职业技能发展创新的交流探讨,也是对和平合作、开放包容、互学互鉴、互利共赢的丝路精神的深入实践。大赛致力于培养掌握未来技术技能、具有良好人文素养和对外人文交流能力的国际应用型人才,服务于“一带一路”建设和人类命运共同体构建。整个竞赛,充分展现了选手良好的专业素养和努力拼搏的精神,更是体现了重视学生创新能力和实践能力的培养、积极推进“以赛促教、以赛促训、以赛促学”教学改革的结果。

一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛电子技术竞赛,参考国家职业标准《电子设备装接工》(高级工)、电子制造行业标准及要求,根据电子装配与调试、故障诊断与排查、程序编程等典型工作任务设计竞赛项目,以智能小车为结构载体,以硬件焊接组装和故障排除、使用Keil uVision5软件开发环境设计项目程序代码及调试、小车功能测试为比赛重点,全面考核选手的电子专业技能及职业素质。

赛项内容设计紧扣职业岗位典型工作任务,秉承公开、公平、公正,服务国家战略,行业企业参与,竞赛平台稳定可靠四项设计原则。分为理论知识考核和技能操作考核,技能操作为主。

技能操作考核分为四部分。

(1)产品焊接与组装

根据给定的电路原理图及元件清单,完成元器件在给定的PCB板上焊接、调试及安装。

(2)故障排除

在故障板中查找故障点最终排除故障,并完成检测报告的填写。

(3)系统程序设计及调试

使用Keil uVision5软件开发环境设计项目程序源代码,通过下载器和下载软件将自己设计的程序下载到主控STM32(J-Link/ST-Link或其他)或芯片STC8A8K64S4A12(USB转串口和STC-ISP软件)中。

(4)功能测试

项目装配完以后,将实物放到测试赛道中,按照任务书规定的路线完成各个项目任务。

各部分比赛内容环环相扣,实物最开始的Lora地址解析及程序编写无误,后续功能才可以继续进行并得分。6S方面在技能竞赛中也是特别关键的一个环节,值得注意。

比赛结束后,参赛队自己进行总结,对各个项目的得分以及在各赛项出现的操作错误、扣分情况也进行一下总结,这样各参赛队可以了解与其他院校的差距。只有知道了错在哪里、哪里需要改进,才能在下一次的培训时进行改进。这样也可以更好地发挥大赛的引导作用,更加有利于各个院校整体水平的提高。

3.3.3 教学策略——课程改革现场建立

在比赛现场,时间紧任务重,分工合作显得尤为重要。比赛分工时,团队成员各有侧重点,如焊接技术过硬的同学可以主动承担起硬件电路焊接及质量保证,电路设计能力突出的同学可以担任硬件研发人员负责电路设计及调试,软件能力突出的同学负责程序的编写及调试,三名同学在联调过程中充分发挥各自优势,同时,对团队成员进行实用性培训,保证能进行整机测验基本功能独立实现。

(1)教学现场组织

一定程度上参考比赛现场进行分组,自己组队,自己分工。

(2)教学环节设计

比赛项目往往是来源于企业,并经过专家的充分论证。对比赛内容进行充分的分析借鉴,再结合校企合作项目的部分环节,按照企业实际工作情境,将具体项目进行任务分解,融入教学理论。VOCs采样装置项目选自环保领域产业升级的新技术、新工艺、新规范;
定时技能拓展环节通过设置并编程设计实现演奏《我和我的祖国》,有机融入思想政治教育元素;
结合课程特点,在课上实践动手环节注重6S,有机融入劳动教育内容,开展劳动精神、劳模精神、工匠精神专题教育;
课堂连线企业工程师,课下参观研发部。在职业素养方面,注重培养精益求精的工作态度、团结协作的工作精神、严格遵守操作规程的安全意识和节能环保意识;
在情感领域,团队协作过程中强化了学生的岗位身份,因材施教,增强了学生们面对未来工作岗位的自信心,多种评价方式相结合为学生未来工作中自我定位及规划提供参考方法。

(3)教学内容设计

①子任务1:制定计划与清单列表

任务说明:封闭性任务,根据客户开发合同,确定采样装置——智能阀控制器样机需求,将软件部分进行模块化分解。项目基于智能阀控制器样机电气部分的控制,机械、UI界面等为后续内容。电气控制方面与整个智能阀控制器装置外壳相连接,外壳上设有按键、显示小灯、闪烁小灯,经过程序设计可实现提前设置好开始时间,自动到时间苏码罐就开始工作。因此,整个项目与中断内容进行一一对应,中断分为外部中断和内部中断,根据客户需求选型为51单片机,结合数据手册、参考案例、相关理论,项目模块化程序设计部分分为:中断原理、外部中断应用、定时器原理、定时器应用。根据教师提供的助学资源,组织学习其设计原理,并填写材料清单和工具清单(文件编号)。在小组互查准确无误后,根据名称、外形结构进行备料。

重点:制定计划与清单列表。难点:结合开发需求如何制定计划,结合具体应用情况、电子电路生产调试知识如何制定清单。

②子任务2:样机整机装配

任务说明:封闭性任务,根据样机电路板及图纸,结合子任务1完成清单及备料情况,小组专人装配整机,也可根据组员实践环节能力分工合作,直插件、贴片件、小封装、接插件等不同难易程度进行分工,最终完成整机装配。在小组互查无虚焊、漏焊等问题后,标注完成情况及收获。

重点:严谨、合作完成整机装配。难点:准确无误、高质量完成整机装配。

③子任务3:样机基础测试

任务说明:开放性任务,根据装配好的整机进行基础测试,可结合之前课程的经验、助学资料的学习、网络上相关资源,对电路电源、线路进行测试,关键节点为电源、地、信号输入、信号输出是否正常等方面。

重点:样机基础测试。难点:分析并解决问题——诊断故障并排除故障。

④子任务4:智能阀控制器控制原理

任务说明:智能阀控制器具有节能低功耗、智能控制功能,与中断息息相关,内部中断、外部中断相结合来实现。

重点:中断原理。难点:结合生活实际理解中断;
智能阀控制器样机通过中断实现智能阀控制器功能。

⑤子任务5:智能唤醒

任务说明:封闭性任务,采样装置在实际现场进行采样时才是真正意义上工作,其供电方式采用锂电池进行供电,平时处于低功耗状态,程序设计方面应通过外部中断进行唤醒,工作结束后继续进入低功耗模式。

重点:外部中断应用。难点:结合项目需求,设计外部中断应用程序。

⑥子任务6:时间智能化控制

任务说明:封闭性任务,智能实现环节程序设计,实现提前设置好开始时间,时间到苏玛罐自动工作的功能。需结合定时器原理、定时器应用。

重点:定时器工作原理。难点:结合项目需求,设计定时器应用的程序。

⑦子任务7:电压智能化调节控制

任务说明:VOCs采样装置需要进行节能省电处理,因此需要加入电压调节控制功能,根据PWM原理实现。

重点:PWM原理。难点:PWM应用。

⑧子任务8:标牌刻印、成形与总装

任务说明:根据给定材料,了解该企业任务具体工作流程和实现方法。

⑨子任务9:编写产品使用手册

任务说明:开放性任务,根据开发合同需求,参考环保标准、仪器仪表使用手册、客户产品使用手册规范,完成产品使用手册的编写。

重点:产品使用手册的编写。难点:规范、严谨、全面地完成产品使用手册的编写。

⑩子任务10:产品技术支持

任务说明:培训PPT制作。

重点:培训规范、全面。难点:讲解透彻、掌握操作规程。

3.4 教学反思

专业理论学习最终都应落实到动手实践,正如大赛根据岗位任务完成情况来考查学生职业能力一样,教学的目标应是知行合一、德能兼备。依托互联网的教学,教师合理使用分析数据、起好引导作用,根据学生的专业结构和个性需求[3],创设有效的教学条件,有助于学生进行探究学习,实现满足学生的差异化教学。

对于学生直面工作岗位职责时发现的问题,在无安全隐患的前提下,让学生自己分析并解决问题,难题则由团队合作解决。在主题、阅读材料以及作业方面也做出了很大改变。融入了企业产品生产标准、产品操作规程、企业文化等内容,学生对企业工作岗位有了深刻认识与憧憬,对未来职业选择有了一定的想法;
作业设计加入了产品研发设计发散思维环节,企业在研发新产品主要功能完成后,会加入新的思考并融入新技术把扩展功能考虑进去,开放性任务让学生提升市场敏锐度、增强观察力、提高发现问题及解决问题的能力。

根据职业岗位标准及企业多元考核模式,制定了多种评价方式,改进了测评方法。引入多种考核方式。协议目标和积分账户,很好地鼓励学生独立思考,循环模式激发学习热情。学生逐步完成分解后的任务,实践效果反馈能很好地证明学生能力是否得到了提高;
技术培训环节,一定程度上展示学生对材料理解程度。

在开展专业课程教学活动中引入技能大赛内容,课程改革朝着规范化、制度化以及长效化的方向发展,已逐渐发展成为提升人才培养质量的重要手段[4]。技能大赛视域下基于行动导向的课程教学改革研究,更好地体现以学生为主体的改革理念,参考分析技能竞赛项目,结合校企合作项目部分环节进行课程项目开发学习,理实一体化教学,让学生学以致用。研究技能大赛在人才培养模式和课程改革的推动作用,对培养高职复合型技术技能型人才具有重要意义。

猜你喜欢 竞赛技能教学 2020丝绸之路数学竞赛中等数学(2022年3期)2022-06-05女生总有一些神奇的技能意林(2021年5期)2021-04-18“自我诊断表”在高中数学教学中的应用东方教育(2017年19期)2017-12-05创新思维竞赛(3)中学生数理化·高一版(2017年3期)2017-07-08拼技能,享丰收学苑创造·A版(2017年6期)2017-06-23在遗憾的教学中前行课程教育研究·下(2016年9期)2016-11-21计算教学要做到“五个重视”教育界·中旬(2016年5期)2016-05-28创新思维竞赛(6)中学生数理化·高一版(2016年6期)2016-05-14教育教学北京教育·高教版(2015年12期)2015-12-26画唇技能轻松Coco薇(2015年11期)2015-11-09

推荐访问:课程 视域 教学改革