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摘 要:作为高职机电类专业的核心课程,液压气动课程教学模式的改进对提高高职教育水平有至关重要的作用,为推进产业升级提供人才支撑。本文在分析课程特点和相关学情的基础上,结合建构主义学习理论,以提高任务驱动教学模式的教学效果作为出发点,对教学模式进行了分析和改进尝试。
关键词:知识建构;高职;液压;任务驱动
随着工业4.0革命的持续推进,企业面临产业升级的问题,迫切需要高素质的工匠人才。这就需要劳动者不仅具备一定的专业技能,还要具备創新意识和问题分析能力。为适应工业4.0环境下的产业升级需求,高职课程改革存在迫切需求,以往学者已对此进行了多方面的尝试[1],其中情境式任务驱动教学模式被广泛采用。该教学模式主要通过创设情境和明确任务让学生在强烈的问题求解动机驱动下,积极主动的应用学习资源,达到提高分析和解决问题的能力,该教学模式是对建构主义学习观的应用实践[2][3]。然而,该教学模式在运用过程中也存在一些问题,本文将针对存在的问题,结合建构主义学习理论,总结教学经验,深入分析任务驱动教学模式弊端的产生原因,探索更加理想的基于任务驱动的液压气动教学模式,旨在帮助学生提升自主学习能力,提高创造创新能力,进一步提高高职液压气动课程教学水平。
一、高职液压课程结构及培养目标
液压课程在机电类人才培养中占据及其重要的位置,是机电一体化类高职生的核心课程,其目标在于培养具备掌握液压气动基本知识、能分析和解决面临的实际问题和具有创新意识等能力的高素质技工类人才。
按照课程内容结构,液压气动课程主要包初识液压系统、液压元件、液压回路和典型液压系统的学习四部分。第一部分为初识液压系统,主要目标是让学生了解液压系统的工作原理、组成部分及其液压基础知识。第二部分为液压元件,主要目标是让学生掌握液压件的工作原理、选用和设计计算。第三部分为液压回路,主要目标是让学习者掌握液压系统的典型回路的工作原理和实现方法。第四部分典型液压系统的学习,主要目标是让学习者学会分析液压系统的工作过程,学会故障判断、应用和设计。
二、现有的任务驱动教学模式和问题剖析
液压气动作为实用性很强的一门课,知识点多是针对工厂应用遇到的问题展开的,适合开展任务驱动下的情境教学模式。此模式下的课程讲解一般从最浅显的工厂应用实例入手,明确学习任务和目标,从而引发学生思考,围绕任务逐步引导学生积极主动的学习,促成学生掌握学习内容、建构知识和提升能力,教师达成教学目标[4]。以液压系统的认知为例,教学可按照以下四步进行:明确学生的学习任务,思考液压系统由哪些基本部分组成;以工厂应用实例液压千斤顶举例,介绍其元件组成和工作原理;进行分析和归类总结得出液压系统的组成;通过作业和互动反馈学习者学习状况,对学习效果进行评价总结。
任务导向的教学模式下,学习者通常带问题学习,目标明确,能激发出学习兴趣,整个教学环节完整且形成有效闭环。然而,传统的任务导向的教学模式也存在一些弊端,致使学生学习效果不是特别理想:首先,完成学生任务所需知识往往对学生有超前性,不能有效唤起学生的学习动机,不能引发学生积极思考;其次,课程中的举例虽能贴近生产实际,但不能有效利用学习者自身的认知和知识结构,并对新知识形成联结;再次,模块化的情景教学,以任务为驱动,容易忽视各模块的相互联系,影响学习者对知识的体系把握。这些问题的产生主要是受高职生心理发展特点、思维深度和知识经验的限制。高职生取自文化课学习成绩稍差的高中生和初中生,理论知识有限,学习自制力不强,思维不够缜密,正处于成人与未成年的过渡期,缺少明确的学习目标和实践经验,对于较为复杂的液压知识,在没有有效联结时,思考积极性不高,问题分析能力不强。
三、解决策略
针对高职生的心理特点、思维特点和知识经验,本文提出了知识建构与任务驱动相结合的教学模式。根据建构主义学习理论,学习活动不是被动地接受信息的过程,而是凭借原有的知识和经验,主动地理解信息、加工信息、主动建构知识的过程。首先,学习目标形成于学习过程的内部,学习者要用自己的语言表述所学的知识,并能迁移到新问题中去。其次,学习过程中,要不断思考,对各种信息进行加工、转换,将将新知识纳入到原有知识体系,最终实现意义建构,因而学习任务要方便学习者实现知识的逐步建构。
以液压系统认知为例,仅记住液压系统的四大组成部分只是对知识的积累,并无多大意义,而是需要建构在学生已有知识经验的基础上。对本知识点的学习,应该通过学生熟知的知识进行联结学习,问题须贴近学生的经验和认知结构,方便学生实现知识的迁移。现将学习任务如下处理:首先,让学生思考如何实现一个液压缸往复运动,经过思考,学生将换向阀与其已有的知识(一种控制运动方向的元件)进行联结;不仅如此,还需考虑如何给液压缸设置推力和速度,学生在思考的过程中会把压力控制阀和流量控制阀跟已有的知识(控制压力和控制速度)进行联结;其次,动力来源于哪里,自然会想到液压系统需要一个持续提供动力的装置即为液压泵;除此之外,仅仅通过以上三种重要元件是否能实现液压缸的运动,便能想到我们还需要一些辅助的元件,例如油箱、温度计和油标等。
通过以上任务的细化,学生逐步实现知识有意义的建构,最后总结出液压系统必须由这四大部分组成,然后通过举例工厂应用和问题实现知识的迁移。为实现各部分知识的联结,还应该分析各部分有哪些基本的组成,比如控制元件包括方向控制元件、压力控制元件和流量控制元件,这些元件所需要具备的控制功能,将此部分知识与相关知识联结在一起,形成网状的知识结构,更利于后续的迁移学习,提高学生的思考力。
四、结论
综上所述,任务驱动的教学模式,任务的设定不能远离学习者的生活,须能引起学习者的思考,激发学习动机;不应忽视任务与原有知识的联结,只有新的问题与现有的知识进行联结,才能有效改变知识结构,而不是对知识的硬性灌输,通过联结性学习,学习者更能够掌握知识的脉络,更容易架构知识体系,形成自己的认知;各模块不应该是孤立的,而根据建构主义学习理论应该是相互联结的网状结构,学习是发现知识之间的联系,学习者需明晰各部分知识与整个课程体系的关系。基于此,本文提出了适宜于高职生的基于知识建构与任务驱动相结合的液压课程教学模式。
参考文献:
[1] 蔡泽寰 . 应对工业 4.0,高职教育的发展趋向[J]. 襄阳职业技术学院学报 , 2015, 14(7):1-3.
[2] 彭诚 . 高职液压与气动课程教学改革策略[J]. 机电教育创新 , 2020, 5(2):88-88.
[3] 袁加奇,范骏. 高职《液压与气动》课程混合式教学方法实践 [J]. 机电教育创新 , 2019, 15(8):145-147.
[4] 石金艳. “双创”背景下高职液压与气动课程教学改革探析[J]. 经贸实践 , 2017, 26(18): 320-320.
作者简介:张哲(1987—),男,山东临沂人,山东科技职业学院机电工程系教师,硕士,主要研究方向:机电液一体化。
郑伟汐(1986—),男,山东潍坊人,山东潍坊医学院心理学院,硕士,主要研究方向:基础心理学。
关键词:知识建构;高职;液压;任务驱动
随着工业4.0革命的持续推进,企业面临产业升级的问题,迫切需要高素质的工匠人才。这就需要劳动者不仅具备一定的专业技能,还要具备創新意识和问题分析能力。为适应工业4.0环境下的产业升级需求,高职课程改革存在迫切需求,以往学者已对此进行了多方面的尝试[1],其中情境式任务驱动教学模式被广泛采用。该教学模式主要通过创设情境和明确任务让学生在强烈的问题求解动机驱动下,积极主动的应用学习资源,达到提高分析和解决问题的能力,该教学模式是对建构主义学习观的应用实践[2][3]。然而,该教学模式在运用过程中也存在一些问题,本文将针对存在的问题,结合建构主义学习理论,总结教学经验,深入分析任务驱动教学模式弊端的产生原因,探索更加理想的基于任务驱动的液压气动教学模式,旨在帮助学生提升自主学习能力,提高创造创新能力,进一步提高高职液压气动课程教学水平。
一、高职液压课程结构及培养目标
液压课程在机电类人才培养中占据及其重要的位置,是机电一体化类高职生的核心课程,其目标在于培养具备掌握液压气动基本知识、能分析和解决面临的实际问题和具有创新意识等能力的高素质技工类人才。
按照课程内容结构,液压气动课程主要包初识液压系统、液压元件、液压回路和典型液压系统的学习四部分。第一部分为初识液压系统,主要目标是让学生了解液压系统的工作原理、组成部分及其液压基础知识。第二部分为液压元件,主要目标是让学生掌握液压件的工作原理、选用和设计计算。第三部分为液压回路,主要目标是让学习者掌握液压系统的典型回路的工作原理和实现方法。第四部分典型液压系统的学习,主要目标是让学习者学会分析液压系统的工作过程,学会故障判断、应用和设计。
二、现有的任务驱动教学模式和问题剖析
液压气动作为实用性很强的一门课,知识点多是针对工厂应用遇到的问题展开的,适合开展任务驱动下的情境教学模式。此模式下的课程讲解一般从最浅显的工厂应用实例入手,明确学习任务和目标,从而引发学生思考,围绕任务逐步引导学生积极主动的学习,促成学生掌握学习内容、建构知识和提升能力,教师达成教学目标[4]。以液压系统的认知为例,教学可按照以下四步进行:明确学生的学习任务,思考液压系统由哪些基本部分组成;以工厂应用实例液压千斤顶举例,介绍其元件组成和工作原理;进行分析和归类总结得出液压系统的组成;通过作业和互动反馈学习者学习状况,对学习效果进行评价总结。
任务导向的教学模式下,学习者通常带问题学习,目标明确,能激发出学习兴趣,整个教学环节完整且形成有效闭环。然而,传统的任务导向的教学模式也存在一些弊端,致使学生学习效果不是特别理想:首先,完成学生任务所需知识往往对学生有超前性,不能有效唤起学生的学习动机,不能引发学生积极思考;其次,课程中的举例虽能贴近生产实际,但不能有效利用学习者自身的认知和知识结构,并对新知识形成联结;再次,模块化的情景教学,以任务为驱动,容易忽视各模块的相互联系,影响学习者对知识的体系把握。这些问题的产生主要是受高职生心理发展特点、思维深度和知识经验的限制。高职生取自文化课学习成绩稍差的高中生和初中生,理论知识有限,学习自制力不强,思维不够缜密,正处于成人与未成年的过渡期,缺少明确的学习目标和实践经验,对于较为复杂的液压知识,在没有有效联结时,思考积极性不高,问题分析能力不强。
三、解决策略
针对高职生的心理特点、思维特点和知识经验,本文提出了知识建构与任务驱动相结合的教学模式。根据建构主义学习理论,学习活动不是被动地接受信息的过程,而是凭借原有的知识和经验,主动地理解信息、加工信息、主动建构知识的过程。首先,学习目标形成于学习过程的内部,学习者要用自己的语言表述所学的知识,并能迁移到新问题中去。其次,学习过程中,要不断思考,对各种信息进行加工、转换,将将新知识纳入到原有知识体系,最终实现意义建构,因而学习任务要方便学习者实现知识的逐步建构。
以液压系统认知为例,仅记住液压系统的四大组成部分只是对知识的积累,并无多大意义,而是需要建构在学生已有知识经验的基础上。对本知识点的学习,应该通过学生熟知的知识进行联结学习,问题须贴近学生的经验和认知结构,方便学生实现知识的迁移。现将学习任务如下处理:首先,让学生思考如何实现一个液压缸往复运动,经过思考,学生将换向阀与其已有的知识(一种控制运动方向的元件)进行联结;不仅如此,还需考虑如何给液压缸设置推力和速度,学生在思考的过程中会把压力控制阀和流量控制阀跟已有的知识(控制压力和控制速度)进行联结;其次,动力来源于哪里,自然会想到液压系统需要一个持续提供动力的装置即为液压泵;除此之外,仅仅通过以上三种重要元件是否能实现液压缸的运动,便能想到我们还需要一些辅助的元件,例如油箱、温度计和油标等。
通过以上任务的细化,学生逐步实现知识有意义的建构,最后总结出液压系统必须由这四大部分组成,然后通过举例工厂应用和问题实现知识的迁移。为实现各部分知识的联结,还应该分析各部分有哪些基本的组成,比如控制元件包括方向控制元件、压力控制元件和流量控制元件,这些元件所需要具备的控制功能,将此部分知识与相关知识联结在一起,形成网状的知识结构,更利于后续的迁移学习,提高学生的思考力。
四、结论
综上所述,任务驱动的教学模式,任务的设定不能远离学习者的生活,须能引起学习者的思考,激发学习动机;不应忽视任务与原有知识的联结,只有新的问题与现有的知识进行联结,才能有效改变知识结构,而不是对知识的硬性灌输,通过联结性学习,学习者更能够掌握知识的脉络,更容易架构知识体系,形成自己的认知;各模块不应该是孤立的,而根据建构主义学习理论应该是相互联结的网状结构,学习是发现知识之间的联系,学习者需明晰各部分知识与整个课程体系的关系。基于此,本文提出了适宜于高职生的基于知识建构与任务驱动相结合的液压课程教学模式。
参考文献:
[1] 蔡泽寰 . 应对工业 4.0,高职教育的发展趋向[J]. 襄阳职业技术学院学报 , 2015, 14(7):1-3.
[2] 彭诚 . 高职液压与气动课程教学改革策略[J]. 机电教育创新 , 2020, 5(2):88-88.
[3] 袁加奇,范骏. 高职《液压与气动》课程混合式教学方法实践 [J]. 机电教育创新 , 2019, 15(8):145-147.
[4] 石金艳. “双创”背景下高职液压与气动课程教学改革探析[J]. 经贸实践 , 2017, 26(18): 320-320.
作者简介:张哲(1987—),男,山东临沂人,山东科技职业学院机电工程系教师,硕士,主要研究方向:机电液一体化。
郑伟汐(1986—),男,山东潍坊人,山东潍坊医学院心理学院,硕士,主要研究方向:基础心理学。