知识元微课教学设计

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［摘要］在信息化教学环境下，微课是一种新的教育资源，以其独有的特征在中高等教育中广泛地被学生、教师和家长接受。基于知识元的挖掘分析组合，根据高职学生的特点，本研究以“数控机床急停故障排除方法”为例，介绍微课在高职学校设计和开发的流程，从教学内容和学习者特征分析，教学目的的制定，教学策略的选择，以及微课制作过程的设计等方面详细地介绍微课的开发和设计，提出了对高职微课开发的新见解，为其他微课的设计与开发提供了借鉴。

［关键词］微课;教学设计;“知识元”;高职院校

一、基于“知识元”的微课教学设计流程

微课设计应属于网络教学设计的范畴。网络学习环境下的教学和以往传统学习环境下的教学模式有很多区别，我们根据网络环境自身特点，可将网络教学设计结合网络教学的要点划分为以下几点:设计教学目标，分析学习者特征，设计教学内容，设计学习环境，设计学习资源，选择教学模式与策略，设计教学评价。

二、“数控机床急停故障排除方法”微课教学设计

(一)教材处理

“数控机床急停故障诊断”课程是在学习完数控机床急停控制原理基本知识后的一门提升综合能力的课程。这对学生的要求较高，需要学生具有比较全面的急停控制的基础知识。但在教材中，急停故障诊断这部分内容相对比较零散，缺乏完整性。因此，在设计整个教学过程时，为了让教学系统化、简单化，在学习的过程中结合FANUCOi系统维修手册，让学生从中获取相关的信息资料，与教材加以整合，进行工作任务的实施。这样既给学生减轻了压力，也给学生创造了一个与实际工作相接近的工作情景，达到了理实一体的教学效果。

(二)教学内容分析

急停控制的目的是在紧急情况下，使机床上的所有运动部件制动，并在最短的时间内停止运行。数控机床急停是数控机床安全性的重要内容。一台机床在验收和使用时肯定会设计这方面内容，能否及时正确处理数控机床急停故障将直接影响到机床操作是否安全及加工效率的高低。同时，数控机床急停故障诊断是机床维修作业的一项内容，熟悉整个诊断流程、规范地检测与排除故障是一名机床维修从业人员所必备的技能。本次课通过案例引入、观察故障现象、故障原因分析、制定维修方案、排除故障、故障总结的流程和理实一体的教学模式来完成机床急停故障诊断的教学。需要强调的是，不同类型机床的急停控制方式会有一些差异，本节课只针对FANUCOi系统机床展开学习和讨论。

(三)教学目标分析

本次课是数控机床急停故障的诊断，最终目的是排除故障，让机床正常工作。故障诊断前，要求学生必须有扎实的理论基础，在知识目标的设计上主要考虑此因素，主要包括急停控制回路的组成及工作原理、急停PMC梯形图的控制原理、故障诊断基本流程。故障诊断中，需要学生有过硬的诊断技术和缜密的思维，这也是作为一名专业的机床维修人员所必备的专业技能。因此，在技能目标的设计上主要考虑学生的关键能力的培养，动脑(分析控制电路、PMC梯形图，确定故障原因，制定诊断方案)和动手(急停按钮的正确操作、实际机床故障诊断、急停控制回路各部件的拆装)相结合。贯穿在整个教学过程中的是学生的学习态度，态度决定成败。树立良好的态度观是达到本次课教学效果的灵魂所在，培养学生的小组合作学习意识、安全规范操作意识，锻炼学生的关键能力，并让这种学习态度延伸到学生所有的学习中去，延伸到工作中去。

(四)重难点分析

重点分析:故障诊断的最终目的是排除故障，但排除故障需要有一个完整的过程，过程对了，结果就容易出来。而在该机床急停故障诊断的过程中，故障原因的分析和制定故障诊断方案是整个故障诊断的关键所在，因此将其设为本次课的重点内容。该部分内容反映了维修的思路、维修的方向，能引导学生该如何去解决这个故障，同时培养学生的思维能力和分析能力，让学生的关键能力得以体现，并得以迁移。难点分析:由于学生平时对实际机床故障接触较少，对急停控制回路各部件在实际机床上的位置及部件各针脚比较陌生，这会使学生在对实际机床进行故障诊断时显得紧张，不知从何下手，如果出现错误，更加无所适从。所以，在实际机床进行故障诊断的教学过程中，采用小组合作的学习模式，让更多的学生能够参与其中，零距离与实际机床故障接触，消除学生的陌生感，增强学生的学习兴趣。最重要的是让学生在排除故障时能享受到成功的喜悦，增强学生的自信心。

(五)学情分析

学生心理分析:数控机床急停故障比较常见，学生在操作机床的过程中，经常会出现急停报警现象，并且引发急停报警现象的原因很多，学生经常需要教师协助排除。由于所学专业的影响，很多学生对这个问题有强烈的好奇心，在课间经常有学生会问“为什么在修改参数的时候按下了急停按钮?为什么数控机床在开机关机的时候都要进行急停按钮相关操作?为什么机床运行过程中有时会出现急停报警，这个故障如何排除?……”显然，学生有亲手把故障排除的愿望。只要教学方法得当，学生的这种好奇心和愿望完全可以转化成本次课的学习动力。学生知识结构及能力分析:学生在学习“数控机床急停故障排除”之前已经学习了“PLC及数控机床电气控制”、“数控机床安装调试”、“数控系统安装调试”等专业课，同时也学习了“机床基本控制线路故障的诊断与维修”等内容。在学生的知识结构方面，已经具备了对数控机床急停故障原因进行分析的能力。值得注意的是，学生在校期间不可能学习所有机床急停故障的诊断排除方法，也没有必要这样做。只要学生掌握造成数控机床急停故障的主要原因，学会如何对原因进行正确的分析，掌握数控机床急停故障诊断与排除的思路，随着今后机床设备维修时间的增加、经验的积累，就能够举一反三、触类旁通，从而提高他们分析问题、解决问题的能力。同时，必须注意到高职院校大部分学生的文化理论基础并不是很好，逻辑思维能力还比较差。所以，在教学实施过程中教师要由浅入深，增加实践环节，引导学生积极地参与到教学过程当中来，在师生的互动交流中实现教学目标。

(六)教学策略分析

1．教学过程组织以故障诊断的基本流程为主线，把理论和实践结合起来，以达到教学目标为终极体现。在教学各个环节中，采用分组教学，共分为四组，每组4人，自荐一位组长，负责小组内的分工(记录员1名、考核员1名、资料员1名、操作员1名)及工具的正确使用等。通过这样的分组活动，让每一位学生都能参与其中，提高学生学习的积极性，同时培养学生的安全、规范操作意识。各小组故障现象一致，但故障点不同，这样在便于教学的同时，可以全面、系统地进行故障诊断思路的培养。

2．教学方法设计为了让教学与实际工作接轨，教学采用任务驱动法，以案例引入，创设工作情景。在教学过程中，为了激发学生的学习兴趣和调动学生的学习积极性，教师采用分组学习法，充分体现“以学生为主体、以教师为主导”的教学理念，让学生发挥出更大的潜能。

3．教学资源利用本次课采用理实一体的教学模式，需要利用多媒体、FANUCOi维修手册、FANUCOi数控机床PMC手册、万用表、讨论展示板、卡片等资源辅助教学，便于教学的开展，达到更好的教学效果。

4．教学情景创设案例引入:学校新购置一批数控机床故障诊断与维修技术综合实训装置，教师安排学生小李对外围电路接线，小李接完外围电路后开机发现急停报警不可解除，这下可急坏了小李同学，小李找来了教师帮助解决，你知道教师是如何帮助小李解决问题的吗?那么就让我们一起走进现场，解决问题吧!教师让学生进行角色扮演，营造轻松、愉快的学习氛围，同时让学生模拟以上情境，让学生培养自己“职业人”的同时进一步加深对自己专业的认识。

(七)教学评价设计

学生自评(20%):针对本次课自己的表现及任务完成情况进行评价。小组互评(30%):立足于学生的参与程度、工作强度、合作满意度进行评价。教师评价(50%):阶段性评价，对每一学习环节学生的表现进行累计评价，最后进行汇总。说明:评价用表格的形式和具体完成情况来体现，评价时要淡化具体得分，可用等级来代替分数(如分为A、B、C、D四个等级)。讲评中应以鼓励建议为主，强化教师讲评与意见建议，便于学生纠正错误。微课有时间短、主题小、重点突出、资源众多、随时学习和功能强大等特点，在高职“数控机床故障诊断与维修”课程中实施微课教学设计，改变了传统的教学模式，有效地激发了学生学习兴趣，促进了学生自主学习能力的提高，让学生真正在一种比较轻松愉快的氛围中学习，符合学生的认知规律和职业成长规律。这种灵活、有选择性和个性化的学习方式越来越被人们所接受。在课程改革不断深入的高等职业学校，其微课应该与普通、中等教育有所不同，要根据高职学生的实际情况，站在学生的角度去开发与设计，这样才能体现课改的价值和作用，彰显高职教育特色。

参考文献:

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作者：刘小娟 单位：中山职业技术学院机电工程学院