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研、专、创一体 领航专业教学新范式

 

一、实施背景

习近平总书记强调“要以智能制造为主攻方向推动产业技术变革和优化升级”,“十四五”时期,我国光伏发电将逐步成为主力能源,在能源革命和数字革命的双重驱动下,光伏制备业将迈向高端化、智能化。《光伏制备产线安装与调试》课程以提升服务国家智能制造发展战略为出发点,以推进新能源装备业数字化转型为切入点,以对接区域产业提档升级为落脚点,推进学用一致性、实效性。

本作品为服务地方千亿级新能源装备制造业集群,解决技术人才巨大缺口,依托我院牵头的全省首个新能源产教联盟,在国家级学徒制试点专业课程中,重现光伏产线数字化升级科研项目。参赛教师参与新能源装备技术专业国家教学标准制定,面向新业态,对接新职业,引入新技术,开发新工艺,融合新证书,迁移新大赛,课程教学改变重教轻学,推进由仿到真,促进得技会用,培养善思勇创,达成德技并修,适应新能源装备领域产业高端,培养高素质创新型技术技能人才。

二、课程简介

本课程为新能源装备技术专业核心课,共64学时。依据最新国家专业标准、人才培养方案、课程标准,对接新能源设备运维职业标准、岗位能力,融合智能产线运维与机器视觉“1+X”证书考核要求,引入生产线装调和机器视觉大赛评判标准,强化创新创业培养,按照“基础→综合→拓展”逻辑,重构三阶递进课程内容。

教学内容重现产业学院真实科研项目实施情境,将自动产线、机器视觉两种实训平台联合应用。综合模块将机器视觉四项技术分别应用于生产线四个工作站,四个项目按照生产流程设置,参赛作品选自项目二、三,以光伏发电原材料硅棒产线供料站、加工站升级改造为主线,基于实际工作过程的任务驱动教学展开。教学过程中完成个人成长、社会责任、家国情怀三个方面价值引领、塑造。

三、主要做法

(一)对标对岗,融赛融证,贯彻实施方案

课程项目二、项目三体现硅棒生产供料、加工的真实工作顺序,两个工作站都按照实际装调流程,推进先机械结构装调、后气压传动搭建,再电气控制设计的教学任务,最后引入机器视觉技术,完成产线数字化升级革新。两个工作站任务结构一致,但知识和技能学习内容呈现难度递增的关系,机器视觉技术也分别对应图像识别、在线检测两种工作情境,符合学生学习规律。

任务实施过程中,从岗位技能标准出发,整合能力递进的课程内容,将职业证书技能和素养要求融入学习评价,迁移技能大赛考点,提供技能逐级递进,能力渐次提升通道,课程思政如盐入水,达到“育智、育技、育人”的教学效果。

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图1 实施方案

(二)分层闯关 动态调整 开展教学活动

守住“培养目标实现,教学质量达标”原则,依托VIP-5E模式,线上线下相结合开展教学,以任务2.4 机器视觉识别技术应用为例,介绍教学实施过程。

在价值+创新+实践框架中,5E环环相扣展开教学活动:

Value  价值观 教师科研项目激发创新意识;参与式学习,培养爱岗敬业态度;热爱、认同专业,确立科技报国情怀,全程价值引领。

Innovate 创新 科研创新项目驱动、课中学习探索、课后拓展提升,层层深化专创融合教育,激发创新活力。

Practice 实践 教学环节强化实践,教师示范、学生分组、分层实操训练,手脑并用达成技能锤炼。

1.课前备战—激兴趣 建基础

在线资源学习,线上测试,初探教学任务;关注学情,积极调整教学策略。

2.课中迎战—破难点 强实践

以学生行动为导向,通过五个环节(5E)提高课堂实效性

Engagement  吸引—创设硅棒溯源情境,真实科研项目案例教学、任务驱动;

Exploration 探究—师生、生生高效互动,深度学习,探索供料站机器视觉识别应用;

Explanation 解释—制定供料站在线识别方案,培养学生用科学思维方式解决实际问题;

Elaboration 迁移—设计分层闯关活动,学生自主选择基础、进阶、挑战三个关卡,小组分工协作、真实岗位角色扮演、有效示教突破教学重难点;

Evaluation  评价—结合平台真实数据,精准分析,多元多维动态评价,动态调整。

3.课后挑战—拓应用 促创新

以天宫号空间站太阳能板案例,引出机器视觉技术应用于精确尺寸检测。潜移默化进行思政教育。

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图2  教学流程

(三)数据反馈 闭环诊改 进行精准评价

评价主体多元化,评价内容多维化,评价标准多层化,评价路径多样化,构建闭环诊改自适应的学生评价体系,撬动学生全面发展。关注育人实效,运用大数据全面搜集过程性评价;检验教学质量,精准分析结果性评价;纵向深入比较,帮助学生进步和增值;评价标准对接职业标准,评价内容强化职业素养,健全综合评价。良性评价、诊改更好服务学生个人成长和发展,最大限度地挖掘学生的学习潜力,形成学生主动发展、自我发展的内在驱动。

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图3  评价机制

(四)点线面体 入微入味 贯穿思政培养

课程设计以点连线、由线到面、融面成体的思政体系。参赛单元深入挖掘知识学习、技能训练中的思政元素,归纳知识、技能、创新、考核等内容中若干思政点,将专业课程内容用守正创新、爱岗敬业、科技报国3条思政线串联起来,3条线涵盖个人成长、社会责任、家国情怀三个层面。3个思政面均衡发展,潜移默化中延伸专业课程广度、深度,赋予教学内容温度。

思政元素充分体现课程德育内涵,创新项目与教学任务相贴合,思政元素与专业教育相融合,岗位素养与使命担当相契合,课程思政举措入微、效果入味,达成专业课程立德树人根本任务。

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图4  思政设计

四、成果成效

(一)重点难点突破 教学目标达成                              

校企合作科研创新项目为教学载体,重现硅棒的供料识别、加工检测过程,让学生以设计者、制造者的角色进行参与式学。以任务串联知识、能力、素质,在完成任务的过程中学生以技术员、装调员、安全员、检验员等身份主动探究和解决问题。突出教学重点,突破教学难点的问题得到更好的解决,学生学习主动性进一步增强,课堂满意度提大幅提升,单元测试、考核成绩明显提高。

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图5  教学目标达成

(二)真岗实境锤炼 两性显著提升

以岗位要求为核心构建项目化教学模块,通过分解岗位要求重构课程内容,教学过程与真实生产流程对接;学习任务体现技能大赛、“1+X”证书考核点,教学评价与考核标准对接;引导科研创新项目的拓展学习,教学资源与科研创新竞赛对接;形成了岗-课-赛-证-创融通育人模式,提高了学生学习的规范性和创造性。  

(三)价值塑造引领 两感大幅增强

教学实施过程中,浸润德育培养。关注中国制造业发展,不媚外;贴近学生生活,不枯燥;结合社会热点,不抽象;融合专业知识,不空谈。教师(科研)团队树立榜样示范,感受学以致用的榜样、工匠精神的力量。引入智能制造、数字化升级的的新业态、新技术,增强民族自信和技术自信,提升学生对于专业、职业的认同感和使命感。

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图6  学习效果