万 云，杨雪宁

(1.重庆城市职业学院，重庆 402160 ；2.湖南高速铁路职业技术学院，湖南 衡阳 421002)

所谓“四化一体”，是指在教学过程中要做到教学内容项目化、任务分解模块化、学生参与岗位化、学生实践工单化于一体[1]。在课题组前期所发表的《工业机器人专业“四化一体”教学模式的构建研究》一文中，从理论依据、教学目标、教学方式、教学评价、操作流程等方面构建了“四化一体”教学模式[1]。课题组将所构建的这种教学模式成功运用在电气控制与PLC课程中，取得了一定可推广的价值。

1 课堂教学中存在的问题

电气控制与PLC是重庆城市职业学院(以下简称“学院”)智能制造专业群中一门重要的专业基础课程。它是在对专业群职业工作岗位进行整体调研与分析后，参照专业技术人员岗位标准而开设的。该课程既强调基本理论和概念的学习，又注重生产操作技能的培养。虽然该课程的开设年限很长，但在课堂教学中仍然存在以下几大问题。

1)教学项目未体现校企“交叉与融合”环节

在新工科专业的课程中，要求教学内容实现校企的“交叉与融合”[2]。在未实行“四化一体”教学模式前，学院的电气控制与PLC课程(以下简称“本课程”)实际上与这一要求之间还存在一定距离。课程虽是项目化教学，但授课教师并未主动联系企业，项目不是来自企业一线，而是来自教材，或者是教师自己根据自身经验设置的一些情景式项目，没有将企业中的工程应用与教学内容“交叉与融合”。这样的项目限制了学生的眼光，不仅不利于学生掌握最新技术技能，也不利于锻炼学生的综合能力。因此，在前几年的教学中，学生虽然学过该课程，但是毕业进入企业后发现所用的并非所学的，即学校所学的与企业所用的已经脱轨。

2)实训任务分解模糊，“协调与共享”要素欠缺

新工科专业的课程教学过程要求教学任务明确，教学过程要体现“协调与共享”。但在本课程之前的教学中对实训任务的分解是较为模糊的，也未体现学生与学生之间、学生与教师之间的“协调与共享”要素[2]。如教师在讲到不同尺寸大小的快递包裹自动分拣项目时，给学生布置实训任务就是三步：第一步是教师提出控制要求，第二步是学生根据控制要求自行编程，第三步是学生自行检查、调试。在整个实训任务的过程中，教师未将任务进一步分解细化，遇到问题未给学生提供解决方向，只管程序是否正确，未考虑学生是否知道原因，也未考虑学生与学生之间、学生与教师之间对知识的交流，更别说考虑团队之间的协调、共享。

3)学生培养未“多元化”，课程渗入与职业和岗位有关的知识较少

本课程在未采用“四化一体”教学模式前，教学的重点更多是放在学生技术技能培养上，从而忽略了对学生从业能力的培养。从业能力的培养不仅包含技术技能，还应包含职业能力、岗位能力的培养。在整个课程教学中，教师只讲电器设备的原理、电气原理图的识读、PLC程序的编写调试等技术技能知识，未渗入与学生职业、岗位相关的知识，对学生从业能力的培养未实现“多元化”，这也极大限制了学生工作创新能力的提升。

2 “四化一体”教学模式的特点

综合来讲，“四化一体”教学模式有以下几大特点，这些特点适合解决本课程所遇到的问题。具体如下。

1)项目来源企业，任务分解明确

“四化一体”教学模式强调的是，项目的设置需来源于工程实践，将企业真实项目循序渐进地交叉融合至教学内容中，以此提升学生处理真实项目的能力，提升学生的从业竞争能力，锻炼学生分析真实项目的思维。同时，强调将项目细分成任务，将任务细分成模块，分解过程中遵循“协调与共享”原则，注重理论模块和实践模块、老师与学生、学生与学生之间的协调与共享。通过模块化的讲解让学生理解项目要求，通过项目化的交流建立成员之间的信息共享渠道。

2)“职业”“岗位”融入课程，“多元”助创新

“四化一体”教学模式的内涵指出，学生在参与项目的过程中，需以小组为单位，模拟企业真实工作岗位和环境，扮演企业工作人员完成项目建设，且对岗位所完成的任务实行工单制，让学生有目的、有步骤地完成学习任务，提升学生的职业、岗位等素养，间接助力学生在工作岗位上的创新力。

3)教学方式多样性

在“四化一体”教学模式中，其采用的教学方式是混合式教学，即将课前、课中、课后与线上、线下有机结合起来，课前利用线上信息化平台来监测、督促学生预习课程内容；课中采用任务驱动、角色扮演、模拟仿真、小组讨论等经典的线下教学方式完成教学任务；课后利用工作室开展好第二课堂、利用线上作业等来巩固所学内容。以求通过多样性的方法，将学生粗浅的学习引向深度学习。

4)教学评价全面性

“四化一体”教学模式在教学评价上体现的特点是较为全面的：从评价对象来看，包含有对教师的评价和对学生的评价；从参评者来看，包含有教师同行、学生、企业人员等；从评价内容来看，有对教学内容、教态教风、执行效果、学习态度、学习内容、职业能力等方面；从评价形式来看，有线上、线下等方式。总体而言，该模式的教学评价是较为全面的，涉及各方面的评价，这对于教师的教学能力、学生的学习和从业能力提升具有指导意义。

5)教学流程完整性

“四化一体”教学模式最主要的特点之一即为流程的完整性。其要求整个教学过程必须流畅通顺，其中主要包括以下几个过程：资讯分组-方案计划-确定决策-实践实施-检查展示-评估反馈-反思总结。在整个流程中，教师需对整个项目做到心中有数，任务分解到模块、到岗位，以确保整个流程的完整性。

3 “四化一体”教学模式在课程教学中的应用

现以学院工业机器人技术专业的电气控制与PLC课程中“不同尺寸部件的分拣控制”项目为例，分别从课前准备阶段、课中教学实施阶段、课后巩固阶段3方面入手，将“四化一体”教学模式应用其中。

1)课前准备阶段

一是要设计好学生分组。在学期初，通过超星学习通信息化教学平台随机将学生分成几个组，避免学生自己分组，以防同寝室、好友均在一个组，这样分组有利于提升学习氛围[3]。组分好后各组自行投票选择组长，每组除了完成学习任务分组外，还会从规定的4个组(课堂活跃组、课堂反馈组、课堂监督组、课堂保障组)里选择任意一个来配合教师完成整个教学任务。其中，课堂活跃组的任务主要是配合教师完成每周1个小游戏；课堂反馈组是配合教师每周对上周知识点进行一次回顾；课堂监督组是配合教师管好课堂纪律、监督课后线上、线下的自学情况；课堂保障组是配合教师确保多媒体、信息化教学平台等的正常使用，同时完成对课堂积分的统计等任务。在本课程中，所任教的工业机器人专业其中一个班的分组在学习通软件后台如图1所示。

图1 课前准备阶段班级分组情况

二是要规范好课堂约定，奖罚分明，以确保课堂正常运转[4]。在本课程中，教师会事先和学生做好如表1中的约定。

三是准备好教学材料，首先将准备好的教学课件、录制好的微课等上传至超星学习通信息化平台，让学生提前预习；再是准备好教学中所需要用到的道具、跟岗位相关的工作任务单、活页挂纸等；最后预设好要创设的情境环境，在课堂中需要用到的抢答题、讨论题等。

四是确定好教学方法与教学手段、搞好教学设计。在本项目中，用到了情境模拟教学法、引导启发教学法和小组讨论法[5]，利用这几种教学法来为课堂教学服务。同时在教学设计中，还需要考虑学生在不配合情况下如何能积极调动学生的参与性，同时也要考虑实物操作过程中的不安全因素等，尽量考虑周全，以防教学事故发生。

表1 课堂约定内容与对应惩罚措施

2)课中教学实施阶段

课中实施阶段主要有以下几步。

第一步：组织好课堂秩序，构建好课堂氛围。

在项目开始前，根据学期初分好的组要求各组完成各自的任务。比如，课堂反馈组要负责好上周知识点的回顾；课堂活跃组要完成小游戏的组织；课堂监督组要提醒学生将手机放好；课堂保障组要提醒大家打开相关操作软件，发放相关工作任务单等。通过以上操作，构建好课堂氛围，让学生迅速进入课堂状态[6]。

第二步：提出项目资讯、引入项目。

首先，通过一段工程中实际应用分拣的视频引入该项目，让学生知道学有所用，提升学生的学习兴趣。然后，引入工作岗位和职责，本项目共引入了项目经理、工艺员、技术员、质量监督员4个岗位。告知学生项目经理的岗位职责主要是负责召集其他岗位共同研讨项目如何开展，如何将项目模块化，同时给其他岗位分配任务，统筹整个项目的全局。工艺员的岗位职责主要是负责对各分模块进行分析，并撰写各分模块的工艺文件和整个项目的工艺文件。技术员的岗位职责主要是负责各分模块的分析、程序编写和调试等。质量监督员的岗位职责主要是负责整个过程的监督和评价。最后，根据引入的工作岗位，让各组来认领岗位，各组认领后就进入到计划、决策阶段。

第三步：各岗位开展讨论、分解模块、做出决策。

各组明确自身岗位职责后，迅速进入岗位，开展讨论，商量实施计划。以项目经理岗位为例，组织项目经理岗位的同学召集其他岗位学生商量项目对策，结合“四化一体”的“任务分解模块化”的要求，引导学生去讨论该项目要完成哪些小模块等。同时，引导各组学生要完成该项目的各小模块该如何做，具体如何实施，并做出实施方案及发放项目派工单给各组学生。如图2所示。

图2 工艺员岗位项目派工单

第四步：对照决策，实施计划。

各岗位制订实施计划、商讨决策后，就进入到实施阶段[7]。本项目实际就是一个仿真训练、实物操作、完善工单的过程，学生根据商量好的决策，先通过仿真软件进行训练，训练完成后，连接实物下载程序进行操作，在操作的过程中不断完善派工单上内容。同时在操作的过程中，对所做的计划不断修改，确保达到最优状态。

第五步：运行调试、成果展示。

各岗位完成各分模块的基本功能后，需要结合项目来实现整体运行调试，以最终实现项目的整体功能。在调试过程中，全程由项目经理组织、协调各岗位开展工作，并且会继续完善各岗位的工单，待整体功能实现后，会将最后的成果进行展示，以便于下一步的评价。

第六步：项目总结、考核评价。

根据前面所提交的工作单、所展示的程序或者硬件成果开展总结和评价，先是由各岗位的小组长进行总结、自评和互评，小组成员可以补充评价；再由教师对所开展的项目以及针对各岗位进行总结和评价[8]；某些项目会提交至合作企业技术员或者工程师给予评价。综合以上评价后得出各岗位各成员的项目考核成绩。如图3所示。

图3 教师部分评分记录

3)课后巩固阶段

按照所构建的“四化一体”教学模式的操作流程完成教学实施阶段后，就进入到课后巩固阶段。该阶段主要分为两方面的巩固。

一是教师课后的巩固。这个主要涉及对课堂的反思和总结。在本项目中，重点是从教学方法和教学手段的应用、学生配合度、课堂设计是否合理以及提出改进措施等几方面进行反思和总结。

二是学生课后的巩固。引导学生从功能的实现、操作过程中的得失、同学之间的配合度、岗位的职业素养养成等几方面进行总结[9]。同时，授课教师鼓励学生加入自己的工作室和所指导的电气控制协会，通过在工作室开展第二课堂的方式来进一步提升学生的技术技能，通过与老师一起承接项目来加强岗位能力的提升。

4 结语

实践表明，“四化一体” 教学模式应用后，本课程取得了良好的教学效果。课堂上学生们的学习热情、 积极性也得到了空前提高，学生对岗位的适应能力、分析问题和解决问题的能力、职业素养等都不同程度地得到提升。