階段仿真教學(xué)法研究與實踐

李一欣++肖鵬歡

摘要：從“電工仿真實訓(xùn)平臺”的開發(fā)實踐入手，通過教學(xué)效果對比論述了基于遵循螺旋式發(fā)展規(guī)律的階段仿真教學(xué)法概念，指出該教學(xué)法的核心是針對不同教學(xué)階段，采取不同仿真技術(shù)，使教學(xué)更科學(xué)地輔助學(xué)習(xí)者知識積累的全過程；通過對職教學(xué)情特點、專業(yè)知識、技能目標(biāo)、教學(xué)方法、社會需要分析，進行教法創(chuàng)新；外延結(jié)合保障了階段仿真教學(xué)法始終沿著技能發(fā)展主線層層遞進至生產(chǎn)崗位。

關(guān)鍵詞：階段仿真教學(xué)法；仿真技術(shù)；技能實訓(xùn)；循序漸進

中圖分類號：G712 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-5727（2014）12-0166-03

中等職業(yè)教育的電子、電工技術(shù)專業(yè)知識大致可分為電路原理、知識應(yīng)用、實訓(xùn)操作、綜合技能、崗位認(rèn)知等五個階段知識目標(biāo)，與之對應(yīng)的有原理分析、實際應(yīng)用、技能標(biāo)準(zhǔn)、綜合素質(zhì)、崗位操作等五個階段技能目標(biāo)。采取怎樣的教學(xué)方法實現(xiàn)這五個階段知識和技能目標(biāo)，是信息化條件下課程改革和教法創(chuàng)新的重要課題。我校電子技術(shù)教研組和計算機專業(yè)教師組成仿真攻關(guān)團隊（以下簡稱為仿真團隊），在承擔(dān)廣東省中職教學(xué)資源重點建設(shè)項目“電工仿真實訓(xùn)平臺”開發(fā)過程中，配合電工專業(yè)教學(xué)，運用階段仿真教學(xué)法開發(fā)了“嵌入式”工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)網(wǎng)站平臺。項目包括電工基礎(chǔ)知識與技能學(xué)習(xí)、教學(xué)資源共享、各級課程資源包、核心技能課程、課程考核中心和評價模型等，具備系統(tǒng)數(shù)據(jù)互通、用戶認(rèn)證功能，方便學(xué)生上網(wǎng)自主學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練，方便教師及時了解學(xué)生掌握綜合技能情況。運用該網(wǎng)絡(luò)平臺開展日常教學(xué)，促進我校學(xué)生維修電工中級證考試通過率從89%提高到97%，也方便更多中職學(xué)生借助該實訓(xùn)平臺完成電工五個階段技能訓(xùn)練。

仿真教學(xué)法實踐效果對比

（一）仿真教學(xué)法對學(xué)生知識點掌握有明顯的促進作用

照明技術(shù)專業(yè)的鎮(zhèn)流器工作原理知識點教學(xué)效果對比見表1。

由表1可見，2007屆、2008屆照明班課堂講授為主，學(xué)生對知識點掌握效果區(qū)別不大，而2009屆引入仿真教學(xué)法后，課堂講授和仿真演示輔助教學(xué)使學(xué)生對“電感鎮(zhèn)流器”知識點掌握程度平均提高14.3%，“電子鎮(zhèn)流器”知識點掌握程度平均提高11.85%，“兩種鎮(zhèn)流器性能比較”知識點掌握程度平均提高8%，綜合比較教學(xué)效果得到明顯提升。

（二）階段仿真教學(xué)法對學(xué)生系統(tǒng)知識掌握有明顯的促進作用

在認(rèn)識到仿真教學(xué)法明顯提高學(xué)生對知識點掌握效果的基礎(chǔ)上，2011年仿真團隊針對維修電工等級考證開發(fā)了電工仿真實訓(xùn)軟件。該實訓(xùn)軟件注重音效、視覺、3D交互三方面的有機結(jié)合，對學(xué)生自主建構(gòu)維修電工系統(tǒng)知識有很好的促進作用，以電動機控制電路安裝、維修技能操作實訓(xùn)教學(xué)為主要開發(fā)對象，通過人機交互式操作突出實訓(xùn)內(nèi)容，幫助學(xué)生完成理解電路原理、識別電工器材、實現(xiàn)電路連接、分析故障和線路維修各階段的體驗學(xué)習(xí)。另外，將維修電工職業(yè)評級考核標(biāo)準(zhǔn)作為仿真實訓(xùn)過程的評價依據(jù)，使學(xué)生通過實時評價功能及時了解是否正確完成線路連接、故障判斷，激勵學(xué)生反復(fù)操作，達到熟練掌握實訓(xùn)項目的教學(xué)目標(biāo)。電工仿真實訓(xùn)教學(xué)法使用效果對比見表2。

以上兩個例證說明，在中職電工專業(yè)基礎(chǔ)理論和技能實訓(xùn)的不同階段教學(xué)中，引入仿真教學(xué)法能明顯改善教學(xué)效果。

階段仿真教學(xué)法的提出

學(xué)生對專業(yè)知識的積累過程，也是教師教學(xué)引導(dǎo)、輔助的過程。教學(xué)滿足學(xué)生知識積累需要，容易達到教學(xué)目標(biāo)；教學(xué)滯后學(xué)生知識積累需要，不易達到教學(xué)目標(biāo)；教學(xué)超過學(xué)生知識積累需要，教學(xué)目標(biāo)受到干擾。那么，什么樣的教法能更有效地滿足學(xué)生知識積累需要呢？

第一，以教為主。在這個關(guān)系中學(xué)情、知識、技能定義為事物發(fā)展變化的內(nèi)因，學(xué)情成為主要內(nèi)因，教法為外部條件，內(nèi)因與外部條件是否協(xié)調(diào)是主要矛盾，在以教為主的環(huán)境下，易導(dǎo)致教法效果不理想的結(jié)果。

第二，以學(xué)為主。在這個關(guān)系中，將教的外化轉(zhuǎn)為學(xué)的內(nèi)化，對應(yīng)的教學(xué)方式是引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)方式具有體驗、實踐、自我構(gòu)建的特點，強化了學(xué)生自身的思考、感悟和體驗來獲得知識與技能的能力。教的外化轉(zhuǎn)為學(xué)的內(nèi)化，學(xué)情、知識、技能、教法定義為事物發(fā)展變化的內(nèi)因，學(xué)生、教師處于平等關(guān)系，成為主要內(nèi)因，信息技術(shù)成為輔助條件和外部因素。教師的引導(dǎo)、輔助效力有所降低，學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)效力有所提升。

第三，教與學(xué)并重。在教學(xué)實踐中單獨以教為主或是以學(xué)為主都是片面的，于是教學(xué)并重應(yīng)運而生。課上，教師在信息化環(huán)境下運用仿真輔助教學(xué)手段實現(xiàn)多種角色的轉(zhuǎn)換，輔助學(xué)生自主學(xué)習(xí)與協(xié)作探究；課下，學(xué)生使用仿真輔助學(xué)習(xí)軟件完成多種角色的轉(zhuǎn)換，進行預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、實驗、操作、訓(xùn)練，通過自身的思考、感悟和體驗獲得知識與技能。教學(xué)并重簡而言之就是讓學(xué)生學(xué)會上樓梯：“教師領(lǐng)著走、學(xué)生跟著走”；“教師教著走、學(xué)生學(xué)著走”；“教師看著走、學(xué)生自己走”，教與學(xué)沿著樓梯臺階、在仿真輔助教學(xué)“扶手”幫助下螺旋式向上發(fā)展，完成各階段的教學(xué)任務(wù)。

基于遵循螺旋式發(fā)展規(guī)律，采用仿真技術(shù)改造、創(chuàng)新各階段教學(xué)方法，降低專業(yè)知識學(xué)習(xí)難度，幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)信心，最終使學(xué)生掌握勞動技能，滿足社會需要，這種方法我們定義為階段仿真教學(xué)法。該教學(xué)法的核心是：針對不同教學(xué)階段，采取不同仿真技術(shù)，滿足積累需要。

教法創(chuàng)新

（一）順應(yīng)職教本質(zhì)規(guī)律

中職教育的學(xué)情特點、專業(yè)知識、技能目標(biāo)、教學(xué)方法、社會需要等幾個要素之間既緊密聯(lián)系、又互相制約。近年來，我校電類專業(yè)教學(xué)由于有了仿真技術(shù)的介入，教法特征隨知識、技能階段發(fā)展而變化，有效地支持了教法靈活跟進，為學(xué)生提供了知識與技能循序漸進發(fā)展的臺階。詳見下頁表3。

（二）教法創(chuàng)新

階段仿真教學(xué)法與專業(yè)知識、技能目標(biāo)同步發(fā)展，詳見圖1。

仿真教學(xué)從最初的課堂原理演示→計算機交互操作實時評價糾正→虛擬場景漫游→崗位角色扮演。仿真教學(xué)軟件在教學(xué)過程的各階段發(fā)揮著優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)方法的輔助功能，成為最為接近配套的真實實驗與實訓(xùn)的教學(xué)手段，教學(xué)方法實現(xiàn)軟、硬配合，使教學(xué)過程更為豐富多彩。endprint

外延結(jié)合

（一）與項目教學(xué)法結(jié)合

項目教學(xué)法的設(shè)計要素有情景、任務(wù)、組織、過程、資源、評價。引入仿真教學(xué)法時也應(yīng)該沿用上述要素，在“電工仿真實訓(xùn)平臺”開發(fā)過程中，設(shè)計情景要素時采用虛擬環(huán)境技術(shù)，插入視、聲、光渲染技術(shù)，強化情景效果。

電動機控制電路接線實訓(xùn)，按照以下步驟完成：（1）針對“元件識別與檢測”、“電路裝置與調(diào)試”、“故障分析與排除”三個階段建立元件、電路板、儀表、工具的3D模型；（2）根據(jù)任務(wù)和過程要求實現(xiàn)上述三個階段的3D交互；（3）在完成3D交互功能的過程中實現(xiàn)實時評價功能；（4）身份識別與實時評價相連接；（5）實現(xiàn)組織分配功能。

（二）與教學(xué)重點、難點結(jié)合

仿真教學(xué)法具有對教材中心內(nèi)容、主要線索的仿真制作技術(shù)優(yōu)勢，能夠發(fā)揮突出教學(xué)重點、降低知識難度的作用，在人機交互控制操作中掌握、理解相關(guān)知識內(nèi)容，對于鞏固舊知學(xué)習(xí)新知起著決定性作用。將教學(xué)中難于理解或領(lǐng)會的內(nèi)容作為仿真教學(xué)主攻方向，采用視頻編輯技術(shù)實現(xiàn)“慢拍快播”或“快拍慢播”；Flash和3D交互技術(shù)分解合成；虛擬漫游技術(shù)引導(dǎo)學(xué)生體會與領(lǐng)悟，化解教學(xué)難點。對于“電工仿真實訓(xùn)平臺”的交流接觸器的工作原理和電路作用的教學(xué)重點內(nèi)容，采用Flash動畫和3D交互技術(shù)，結(jié)合幾種控制電路接線安裝，使學(xué)生一看就會、一做就成。

（三）與職業(yè)資格考核標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合

“電工仿真實訓(xùn)平臺”以初級維修電工證考核標(biāo)準(zhǔn)為制作依據(jù)，將電氣系統(tǒng)線路及器件的安裝、調(diào)試與維護，維修電工安全常識和基本技能，室內(nèi)線路的安裝，接地裝置的安裝與維修，常見變壓器的檢修與維護，各種常用電機的拆裝與維修，常用低壓電器及配電裝置的安裝與維修，電動機基本控制線路的安裝與維修，常用機床電氣線路的安裝與維修，電子線路的安裝與調(diào)試，電氣控制線路設(shè)計，可編程控制器及其應(yīng)用等維修電工操作技能考核內(nèi)容納入開發(fā)范圍，使平臺服務(wù)于在校學(xué)生參加初級維修電工證考試需要。

（四）與崗位實習(xí)結(jié)合

階段仿真教學(xué)法的最終目標(biāo)是培養(yǎng)崗位操作人才，因此，仿真實訓(xùn)軟件應(yīng)該有行業(yè)人員參與開發(fā)，這樣制作出來的教學(xué)軟件才能夠保證專業(yè)知識、實訓(xùn)操作、崗位實習(xí)融為一體。例如，與“電工仿真實訓(xùn)平臺”配套開發(fā)的“飼料工藝與設(shè)備”仿真實訓(xùn)教學(xué)軟件是與飼料專業(yè)訂單企業(yè)聯(lián)合開發(fā)的，既體現(xiàn)飼料工藝原理，又突出崗位設(shè)備電機操作特點。與崗位實習(xí)結(jié)合的關(guān)鍵是：（1）結(jié)合企業(yè)崗位工藝原理。工藝技術(shù)原理、崗位的操作規(guī)程、工藝控制點，崗位工藝紀(jì)律與產(chǎn)品質(zhì)量控制關(guān)系。（2）結(jié)合企業(yè)崗位設(shè)備操作。安全操作規(guī)程、安全生產(chǎn)和崗位責(zé)任制、安全生產(chǎn)監(jiān)督檢查制度、從業(yè)人員安全管理制度、崗位設(shè)備操作規(guī)程、交接班制度、設(shè)備故障處置制度、設(shè)備維護維修制度。

用仿真技術(shù)為電子、電工技術(shù)專業(yè)教學(xué)提供支持，做到教法與專業(yè)知識各階段層層對應(yīng)，環(huán)環(huán)相扣，使教與學(xué)同步發(fā)展。總結(jié)其核心內(nèi)容有以下幾點：階段教學(xué)，教法有別；仿真技術(shù)，化解制約；循序漸進，層層符合；教學(xué)相長，創(chuàng)新改革。

參考文獻：

[1]蔣治國.仿真技術(shù)在職業(yè)教育的應(yīng)用和前景[EB/OL].[2013-06-25].http：//wenku.baidu.com/view/30

5ec680ec3a87c24028c45c.html.

[2]劉瑞葉，任洪林，李志民.計算機仿真技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

（責(zé)任編輯：張維佳）endprint