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基于成果导向理论“两循环四步骤”教学模式的构建与应用

时间:2024-05-07

【摘要】本文基于中职数控铣削编程与加工课程教学现存问题的分析,论述“两循环四步骤”教学模式的内涵和实施程序,并以数控铣削编程与加工课程为例,提出“明确顶峰学习成果,预设各教学阶段的学习成果”“构建以学生为主体的弹性化教学实践体系,达成预期的学习成效”“构建‘三主体三维度四等级评价体系,进一步巩固、提升学习效果”“进行教学反思,提出改进措施,优化、完善教学过程”等落实“两循环四步骤”教学模式的策略。

【关键词】两循环四步骤 成果导向理论 数控编程与加工课程 教学模式

【中图分类号】G63 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2023)14-0108-05

成果导向理论即以预设最终学习成果为导向,反推教学设计、确定教学内容、创设多元化学习情境,引导学生完成深度学习和实现自我挑战,最后对学生的学习情况进行客观、科学的评价,判断学生是否有效达成预期教学目标。该理论主要包含以下三个要点:一是聚焦“学什么”,即从学习成果反推设置教学内容;二是探索“怎么学”,即允许学生根据自己的喜好选择不同的学习方式;三是明确“得什么”,即让学生清楚知道学习效果。目前,成果导向理论运用于教学实践的研究并不多,如有研究者据该理论提出“SPOC+翻转课堂”教学模式,但据笔者研究分析,该模式并没有很好地融合、运用成果导向理论。

通过分析研究文献,结合岑溪市中等专业学校(以下简称我校)的校情、学情,笔者基于成果导向理论进行了“两循环四步骤”教学模式的构建与应用的研究。该模式是以岗位技能要求为顶峰学习成果,然后由此反向推导、设置相应的教学内容,通过常规课堂、活动课堂和竞赛课堂落实教学活动,通过多主体、多维度、多梯次评价体系对学生的学习情况进行评价,从而有效解决传统教学中存在的重理论轻实践、内容繁琐、教學与实际需求脱节等问题,切实提高专业课程教学质量和人才培养质量。本文笔者以中职数控铣削编程与加工课程为例,具体分析“两循环四步骤”教学模式的内涵和数控铣削编程与加工课程教学存在的问题,提出“两循环四步骤”教学模式在教学中的应用策略。

一、中职数控铣削编程与加工课程教学存在的问题

数控铣削编程与加工课程是中职数控技术应用专业的一门核心课程,也是一门跨学科、实践性很强的综合性数控加工课程。在以往的教学中,仍有不少数控技术应用专业教师采用以教师为中心、以学科知识为导向的教学模式开展数控铣削编程与加工课程教学。但经过教学实践和分析,笔者认为这种教学模式存在以下三个方面的问题。

(一)课堂教学重理论而轻实践

目前,不少中职教师在教授数控铣削编程与加工课程时,仍采用教师机械地讲、学生被动地听的常规教学方式。这样的教学虽然能有效地讲授编程原理和编程指令等方面的内容,但由于在教学过程中偏重编程理论及各种加工指令格式和功能的讲解,而往往忽略软件自动编程等实操内容,最终导致学生实践操作技能普遍较弱。

(二)教学内容多而全,实用性知识偏少

以学科为导向的教学方式,为了保证学科内容的完整性,会把一些在实际工作中很少使用甚至已经不使用的知识点也列入其中。如子程序和宏指令编程等内容,目前软件自动编程技术已经非常成熟,这部分内容早已不再使用,但有些中职学校仍然在教授这些内容。这就出现教学内容多而全,实用性知识反而偏少的情况,不利于学生有效掌握工作岗位所需的实用技术。

(三)教学不能真正对接企业岗位技能需求

据笔者观察,目前有些中职学校的数控铣削编程与加工课程,仍然只是简单讲授一些编程指令和编程知识,这显然已经不能适应工作岗位的技术需求。在实际工作中,数控铣削编程与加工是一种综合性和实践性很强的核心技术,涉及数控加工工艺、UG NX软件三维零件建模、UG NX软件数控铣削程序编制、数控铣床操作和零件铣削加工等专业知识和技术。因此,中职教师在实施数控铣削编程与加工课程教学时,应当紧跟市场需求和科技发展的步伐,积极寻求课程教学与工作岗位的对接点,培养符合实际岗位工作需求的技术技能型人才。

为了解决上述问题,实现教学内容由学科知识驱动向预期成果驱动、授课方式由教师为中心向学生为主体转变,我们需要研究一种能够融合多个学科知识、真正对接工作岗位技能需求、可选择多种课堂模式、实用性强且内容精练的新型教学模式,以达到激发学生学习潜能,提高中职生综合职业能力的目的。因此,笔者近年开展了构建基于成果导向理论“两循环四步骤”教学模式及教学应用的研究。

二、“两循环四步骤”教学模式的内涵与实施程序

(一)“两循环四步骤”教学模式的具体内涵

“两循环四步骤”教学模式(如图1所示),其中“两循环”即静态教学循环和动态调整循环,“四步骤”则是指预设教学目标、实施教学、评价教学成果、改进提升等四个教学环节。“两循环”具体而言是:静态教学循环系统,具体为“预设学习目标→实施教学→评价学习成果→学习成果与教学期望的比对→教学期望与学习目标的比对”的教学循环,这一循环是以促使学生达成预期学习目标为核心;动态调整循环系统,具体为“预设学习目标→实施教学→评价学习成果→开展教学诊断→总结教学或提出改进措施”的教学循环,这一循环是以确保全部学生都能达成预期学习成果为核心。这两个循环系统同时进行,在教学中反复循环、螺旋推进,形状就像蜜蜂在劳作中跳的“8”字舞,故也称为“8字循环”教学模式。该模式是以成果导向理论为基础,同时对接岑溪市石材加工产业发展的人才需求情况,然后反向推导设计课程教学内容和教学目标,接着正向实施课堂教学,在教学实施、教学诊断不断循环、螺旋推进的过程中,逐步提高专业学生的理论知识水平、实操技能水平。

(二)“两循环四步骤”教学模式的实施程序

在构建“两循环四步骤”教学模式过程中,首先,笔者通过分析学生的学习期望、企业岗位的技能需求和学校教学资源,预设课程的最终教学成果。其次,笔者将最终教学成果分解成若干个小的学习成果,形成每一节课的学习目标,再设置教学内容。再次,笔者采用多种教学方法开展课堂教学,以确保不同层次学生在相同时间和相同资源的基础上都能够完成预期学习成果,促使学生共同进步。最后,笔者采用多元化评价体系对学生是否达成学习成果进行分析,如果达到预期学习成果,则进行下一环节的教学;如果没有达成预期的学习成果,则转入动态调整循环,对教学环节进行诊断,找出问题、分析原因,重新调整学习目标、教学方法和教学内容,接着再次实施教学,直至达成预期学习成果。具体而言,“两循环四步骤”教学模式的实施程序如下。

一是对接岑溪市石材加工产业发展的人才需求,反向设计学习成果。反向设计学习成果是从学生的需求和学校、企业的需求出发,由需求决定学生的学习期望,由学习期望决定学习成果,由学习成果决定学习目标,再由学习目标决定课程教学内容。课程教学内容仅限于与学习成果相关的学科内容,与学习成果无关的学科知识可以不列入教学内容。在学习成果中,顶峰学习成果为核心内容。顶峰学习成果就是学生、学校和企业共同需求的成果,是最终的学习目标。从顶峰学习成果出发,将之分解成若干个一级学习成果,一级学习成果再分解成若干个二级学习成果,依此类推,直至将顶峰学习成果分解成一个个小的完整的知识模块。分解后得出的知识模块就是每节课的教学内容,也是学生收获顶峰学习成果的基点。根据这些学习基点,教师进行更加详细的教学设计,实施课堂教学,达到预期目标后再进入下一个教学环节,达成下一个学习成果,这样才能使学习成果逐级递进、层层提高,最终达到顶峰学习成果。

二是正向实施教学活动,实现无差异化的弹性教学。静态教学循环是以预定的学习成果为目标,进行正向教学设计、设置教学内容、实施教学活动的教学过程。可以说,完成一个预期学习成果就是一个教学循环,教学内容要与预期学习成果相对应,并做到无差异化教学,对不同个性、能力和层次的学生采取个性化的、合适的教学方法,以满足各层次学生的学习需求。在这样的教学过程中,学生可以选择不同的学习方式以达到预期的学习成果,使每一名学生都能得到成长。

三是动态调整教学实施,实时监控教学过程。学生有没有达到预期的学习成果,需要通过多元化评价体系进行实时评价。评价是一个动态调整、监控教学质量的过程,既要通过评价检查学生的学习成果是否达成,又要通过评价改进教学过程中的不足。当学生达不到预期的学习成果时,则需要进行动态调整循环,对教学实施过程进行诊断分析,重新改进教学设计、教学方法等,保证全部学生都能通过有效学习而达成预期的学习成果。

由上述论述可知,“两循环四步骤”教学模式是一种能够真正解决中职数控铣削编程与加工课程教学问题、体现学生学习主体地位的教学模式。这一模式依据成果导向理论反向预设教学期望、学习目标、教学内容、教学过程、学习评价等内容,并以“三个通过”具体落实课堂教学:一是通过参照预期的学习成果反向进行教学设计,对接企业工作岗位技能需求,选择合适、实用的教学内容;二是通过选择不同的教学模式实现弹性化教学,然后正向实施教学;三是通过多主体、多维度的评价体系动态调整教学过程,确保学生均可达到预期的学习目标。其中,反向进行教学设计是开展课堂教学的基础,目的是让学生从一开始就能清楚学习目标和学习成果;正向实施是开展课堂教学的核心,通过采用多样化教学方式方法,同时设置多层次的学习要求,为学生创造更多学习机会,确保不同层次的学生在相同时间、相同资源的基础上都能达成预期学习成果;动态调整是开展课堂教学的保障,通过多元化评价体系可以及时发现教学问题、分析问题并进行有效改进,修正教学内容和教学方法,提高教学质量和教学效率。这一模式为我校数控专业探索各学科融合教学提供了一个新思路,为提升数控专业教学质量、提高我校服务本地石材加工产业和助力本地经济发展的水平提供了一条新的实践路径。

三、“两循环四步骤”教学模式在教学中的应用

“两循环四步骤”教学模式主要包括以下四个教学步骤:一是明确顶峰学习成果,预设各教学阶段的学习成果;二是构建以学生为主体的弹性化教学实践体系,达成预期的学习成效;三是构建“三主体三维度四等级”评价体系,进一步巩固、提升学习成效;四是进行教学反思,提出改进措施,优化、完善教学过程。下面笔者以数控铣削编程与加工课程教学为例,具体分析“两循环四步骤”教学模式四个教学步骤的实施策略和过程。

(一)明确顶峰学习成果,预设各个教学阶段的学习成果

通过对岑溪市石材加工产业人才需求的调研,笔者发现近年来数控石材加工机床不断普及,石材加工產业需要一大批能够熟练操作数控机床,进行石材工艺品数控雕刻、板材数控切削等工作的技能人才。然后,经过认真分析相关研究文献和学生学情,笔者决定以数控铣削加工与编程课程对接石材数控加工岗位的需求,结合我校数控专业人才培养方案,提出如下关于该课程的教学期望:一是面向装备制造类企业的数控机床操作、管控、维护、保养等职业岗位,培养能从事数控机床操作、数控机床编程、加工工艺文件编制、产品检验等工作的人才;二是培养能够依据零件图、机械加工工艺文件和加工任务要求,完成相关零件的三维造型、CAM软件编程和后处理器配置,然后熟练地操作数控机床完成零件的数控铣削编程和加工,使零件达到图纸要求的加工精度等要求的专业人才。根据上述教学期望的分析,笔者把顶峰学习成果设定为“学生学会操作数控机床加工三维零件”。要达到这个顶峰学习成果,学生就必须掌握UG NX软件加工编程、数控机床的加工操作和零件尺寸的精确测量等三个子学习成果。

笔者认为,要科学预设学习成果需要注意以下两个方面:一是以能力培养为切入点,重构教学内容。因此,在课型选择上,应以专业核心能力训练课和综合职业素质课为主;在学习目标上,则要着力培养学生的数控铣削加工工艺编制能力、数控铣削加工编程能力、数控铣削加工机床操作能力和精益求精的工匠素质。二是要优化课程整体设计,不同的学习成果应整合、选取不同的教学内容,合理取舍相关学科知识,增加基础性、普适性、实用性知识内容的比重。另外,在教学过程中,教师还要注重引导学生在活动实践中总结、发现学习的规律和技巧,强调在应用和探索中学、在合作和交流中学,努力培养高级技能型人才所必备的自动编程与模拟仿真能力、数控铣床操作能力和零件精确测量能力,这样才能让学生最终达成顶峰学习成果,进一步发展自身的综合职业能力。

(二)构建以学生为主体的弹性化教学实践体系,达成预期的学习成效

课堂教学的目的是促进不同层次学生的全面发展,为此在实施“两循环四步骤”的教学过程中,笔者采用了差异化弹性教学方式,给不同层次的学生提供更加科学的教学指导,使学生都能达到预期的学习成果。为了更好地落实差异化弹性教学,笔者重点构建“三课堂、三层次”实践教学体系。

一方面,笔者构建“三课堂”一体化实践教学体系,促进学生共同进步,让学生乐学。不同性格、不同能力水平的学生,在学习习惯和学习方式上存在较大的差异,单一的课堂教学模式不能满足不同学习水平学生的学习需求。为此,笔者通过构建“三课堂”一体化实践教学体系开展教学。“三课堂”一体化实践教学体系包括教学训练实践、活动训练实践和比赛训练实践等三种课堂,旨在为不同类型的学生提供不同的学习计划、给予不同的学习指导,学生可以依据自己的特点和爱好选择更适合自己的课堂模式,从而让学生想学、乐学、会学。这三种课堂模式为每一名学生都能达到相应的学习成果提供了更多可能,有助于实现不同层次学生的全面发展。

其中,教学训练实践课以课堂教学为主体,通过有序的教学组织和教学活动实现教学目标。该课堂形式的优点是能够循序渐进地实现预期的学习成果,是日常教学的主要课型。活动训练实践课包括雕刻工艺品社团活动、体验式生产活动、企业实践活动、职业技能证书考证活动及教学质量汇报活动等综合训练项目。这种课堂形式主要是让学生在不断实践中提升专业能力,从而让学生达到预期的学习成果。竞赛训练实践课包括国家、省、市、校四级比赛项目。这种课堂形式是通过让学生参加比赛项目的系统训练,培养学生的专业综合技能,达到相应的学习成果,实现以赛促学、以赛促教、以赛促技能增长的目的。在学习方法上,针对职业岗位需求和专业特点,教师在进行这三种课堂教学时,主要采用虚拟仿真训练和实训教学相结合的方式,让学生在实践过程掌握知识和技能,真正实现做中学、学中做。

以数控铣床操作为例,这一内容的学习成果是让学生熟练操作数控铣床进行零件的铣削、加工,也是本课程中非常重要的一个教学内容。所以,在教学训练实践课中,笔者采用理实一体化教学方式,通过斯沃数控仿真软件虚拟操作和上机实践操作相结合的教学方式,把编程理论、编程操作等知识有机融合起来。同时,由于不同学生有不一样的喜好和特点,所以在具体教学过程中,针对思维活跃、性格好动、动手能力强的学生,笔者采用活动训练实践课,通过组建数控雕刻加工、创客等社团进行数控铣床操作实训教学,实现理论和实践的相互融合;对喜欢挑战和自信心强的学生,笔者则采用竞赛训练实践课,通过组织比赛团队积极参加各级各类中职技能比赛,让学生在竞赛中达到相应的学习成果。这三种实训课堂虽然组织、实施方式不同,但具有异曲同工之妙,都能有效激发学生的学习能动性,让学生主动参与学习,让不同层次的学生均可达到预期的学习成果。

另一方面,笔者设计“三层次”模式,让学生走向深度学习,让学生会学。根据学生的学力水平的不同,笔者针对每一个学习成果均设计了初级、中级、高级三个学习层次。学习成果初级层次的设定,主要参考职业岗位初级工的要求,是学习成果的最低要求;学习成果中级层次的设定,主要参考职业岗位中级工的要求,是学习成果进阶要求;学习成果高级层次的设定,主要参考职业岗位高级工的要求,是学习成果的顶阶要求。这三个层次,虽然内容相同但难度却是逐级提高,目的是引导学生向更高的标准努力,鼓励学生不断挑战自我、不断探索和创新、不断深化学习成果,在达标后还能不断提升、在提升中追求卓越,实现学习成果的最大化。

“三课堂、三层次”实践教学体系强调要对不同学生进行差异化弹性教学,学生可以自主选择教学训练实践课、活动训练实践课和竞赛训练实践课等课型进行学习,才能达到预期的学习成果。同时,教师通过初级、中级和高级三种不同能力层次的设定,充分挖掘和提升学生的学习潜力,促使学生全面成长。

(三)构建“三主体三维度四等级”评价体系,进一步提高学习效果

学生评价目的是检验学生是否达成学习成果,方式是要落在具体的教学内容、教学过程和学习方式上。“三主体三维度四等级”教学评价体系,是以学习成果为评价的目标,以学生、任课教师、职业技能鉴定考证员为评价的三个主体,以职业道德、专业技能、职业技能鉴定为评价的三个维度,以不合格、合格、良好、优秀为评价的四个等级,旨在构建多元化的评价标准,对学生的学习情况进行更加科学、客观的评价。该评价体系强调达成学习成果的过程和学生个人学习的进步,重在评价学生如何运用学到的知识实现预期学习成果,目的是引导学生将学到的知识转化为实际能力,而不是关注具体的考试成绩,从而不断激发学生的学习主动性和自信心,提高课程教学效果。

(四)进行教学反思,提出改进措施,优化、完善教学过程

“三主体三维度四梯次”学习成果评价体系符合我校数控专业学生的学习特点,科学地评价了学生在學习过程中的表现,能够真实地反映出学生达成学习成果和提升综合能力的情况,该评价体系是进行动态教学循环的关键。在实施动态循环教学的过程中,教师通过对学习成果评价数据进行分析,针对没有达到预期学习成果的教学环节,以改善课程教学质量为目标、以学习评价结果为依据、以发现问题和精准定位为导向,对教学过程进行深度反思,找出教学过程中存在的问题,提出具体的改进措施。然后,教师通过有针对性地组织学生参加各类培训、企业实践、教学研讨等形式,引导学生学习职业教育新理念,掌握新技术、新方法,从而持续提升学生的专业知识水平和技能水平,不断提高课堂教学质量和专业人才培养质量。

“两循环四步骤”教学模式改变了传统的教学方式,教学目标、教学内容的设定从过去以学科知识为导向转变为以学生预期学习成果为导向,教学空间从传统封闭式课堂转变为开放式课堂,学生从教室走向实训室、兴趣班、社团活动、各种技能比赛,教学方式从以课内教学为主转变为课内课外教学并重的方式,学习方式和评价方式从以教师为主体转变为以学生为主体。这一系列转变促使课堂教学从以教为主体的“灌输式”教学向以学为主体的“交互式”教学转变、从知识教学为主向知识和能力并重的教学转变,最终实现了教育教学改革的新突破,培养了更多专业技术人才,进而更好地服务地方产业和社会经济的发展。

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注:本文系2021年度广西职业教育教学改革研究项目“面向岑溪石材加工环节的数控专业‘三链对接、三纵三横人才培养模式的研究与实践”(GXZZJG2021B307)的研究成果。

作者简介:陈坚(1976— ),广西岑溪人,讲师,主要研究方向为数控加工、教学管理、雕刻、校企合作。

(责编 蒙秀溪)

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