基于信息技術(shù)的新型工程實踐教學(xué)模式

◆孟垂成 陳延坤

基于信息技術(shù)的新型工程實踐教學(xué)模式

◆孟垂成 陳延坤

隨著實踐教學(xué)改革的進行，信息技術(shù)因其先進性和可操作性成為新教學(xué)模式的主要工具和手段，在實踐教學(xué)中發(fā)揮著重要作用。以實際課程為例，重點闡述信息化教學(xué)在實踐教學(xué)中的應(yīng)用及效果。

實踐教學(xué)；新型教學(xué)模式；信息化教學(xué)

傳統(tǒng)的實踐教學(xué)模式是“傳遞—接受型”的教學(xué)方式，以教師為主體，學(xué)生為受體，很少考慮對人才綜合素質(zhì)的培養(yǎng)；再加上起初技術(shù)與設(shè)備落后，學(xué)生的工程實踐活動非常有限，學(xué)習(xí)內(nèi)容也局限在本單位的認(rèn)知范圍內(nèi)，缺乏對大工程意識的認(rèn)識，因此實踐效果一般。但是這種最直接的傳授方式的優(yōu)點是其他方式不具備的，即通過授課教師可以向?qū)W生提供更大容量的知識，及時捕捉學(xué)生的思維動向，答疑解惑。

隨著科技的進步和人們教育觀念的不斷更新，一種新型教學(xué)模式進入實踐教學(xué)課堂。新教學(xué)模式是以建構(gòu)主義為模版，在教育思想與理論指導(dǎo)下，基于以學(xué)生為主體、理論與實踐相結(jié)合的理念，借助一定的教學(xué)環(huán)境而建立起來的一套教學(xué)體系。其具備可操作性，鼓勵學(xué)生主動參與、樂于探究，培養(yǎng)學(xué)生獲取新技能的能力、分析和解決問題的能力以及交流合作的能力。顯然，新型教學(xué)模式的教學(xué)主體發(fā)生轉(zhuǎn)變，教師成為學(xué)生的合作伙伴，成為指導(dǎo)者，整個教學(xué)體系的中心是圍繞學(xué)生的素質(zhì)和學(xué)習(xí)接受程度進行，注重學(xué)生的個體需求，最終使之理解當(dāng)前所學(xué)內(nèi)容的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，即達到課程的終極目標(biāo)——意義建構(gòu)。學(xué)生成為意義的主動建構(gòu)者，獲得知識的多少不再單純?nèi)Q于教師講授內(nèi)容的能力，而在于學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)過程去建構(gòu)有關(guān)知識的意義的能力。

隨著多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國的快速發(fā)展，現(xiàn)代信息技術(shù)成為新型教學(xué)模式的主要工具和手段。在新型教學(xué)模式下，教學(xué)設(shè)計不僅要考慮教學(xué)目標(biāo)分析，還要考慮有利于學(xué)生建構(gòu)意義的情境的創(chuàng)設(shè)問題，并把情境創(chuàng)設(shè)看作教學(xué)設(shè)計的最重要內(nèi)容之一。而信息技術(shù)特有的情境交互方式，為建構(gòu)主義教學(xué)理論的實施提供了理想的教與學(xué)的環(huán)境，課程的重點、難點更容易理解，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性大大提高，而且能有效將內(nèi)容由點到線、由線到面地貫穿起來，使之銜接緊密流暢，形成完整的鏈條，課程內(nèi)容在學(xué)習(xí)過程中也容易進行深化、擴展，有利于學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)，教學(xué)質(zhì)量有明顯提高。

現(xiàn)以中國石油大學(xué)（華東）石油工業(yè)訓(xùn)練中心鉆井機械實訓(xùn)課程為例，具體探討信息化實踐教學(xué)的實施過程，課程體系框架圖如圖1所示。

圖1 鉆井機械課程體系框架圖

1 環(huán)境建設(shè)

從設(shè)計的角度看，信息化教學(xué)要求學(xué)生主動探索以完成對所學(xué)知識的意義建構(gòu)，這一切必須建立在完善的教學(xué)環(huán)境基礎(chǔ)上，環(huán)境建設(shè)包括教學(xué)資源和學(xué)習(xí)工具兩部分，簡單說就是硬件和軟件建設(shè)。

信息化教學(xué)需要的硬件基礎(chǔ)設(shè)施包括計算機、多媒體設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)等，另外就是實踐教學(xué)的應(yīng)用設(shè)備及工具等。鉆井機械實訓(xùn)課使用的是中心針對石油專業(yè)自主研發(fā)并制作的鉆機仿真模擬操作平臺，是學(xué)校石油工程訓(xùn)練體系中的一部分。該鉆井平臺支持在操作系統(tǒng)的指揮下進行自動

和手動兩種方式的模擬動態(tài)運行，可直觀地表現(xiàn)出鉆井的全過程；其次還具備司鉆模擬操作的功能，方便學(xué)生了解司鉆在起下鉆桿時的正確操作；還設(shè)有井噴演示系統(tǒng)，學(xué)生可以觀察到井噴發(fā)生的全過程并分析發(fā)生的原因和應(yīng)急處理措施。這套裝置的使用彌補了學(xué)生在油田現(xiàn)場實習(xí)不能動只能看的缺陷，且對于鉆井過程中遇到的嚴(yán)重事故通過感官的觸動產(chǎn)生一定的認(rèn)識，提高學(xué)生的工作安全意識，并鍛煉他們分析和解決問題的能力。對應(yīng)這套鉆井機械的各個系統(tǒng)，還設(shè)計制作了各組成部件的實物模型，用于課程的講解和拆裝練習(xí)。

作者：孟垂成，中國石油大學(xué)（華東）石油工業(yè)訓(xùn)練中心工程師，研究方向為實踐教學(xué)與實驗裝備；陳延坤，中國石油大學(xué)（華東）石油工業(yè)訓(xùn)練中心（257061）

軟件是信息化教學(xué)達到預(yù)期效果的重要保障，是進行人機對話的重要支撐工具，是創(chuàng)造課程情境的重要手段。根據(jù)課程需要制作大量相關(guān)軟件，如平臺的操作系統(tǒng)、起下鉆桿時的正確工作流程、泥漿循環(huán)系統(tǒng)、井控系統(tǒng)、多種防噴器、多種打撈工具等工作三維動畫、現(xiàn)場工作視頻等，目的是結(jié)合實物模型的拆裝強化學(xué)生對鉆井流程和機械結(jié)構(gòu)的理解，有效降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，提高學(xué)習(xí)效率。

2 課程建設(shè)

課程建設(shè)是教學(xué)基本建設(shè)之一，是聚集優(yōu)質(zhì)教育資源，提高課程教學(xué)質(zhì)量的一項教學(xué)創(chuàng)建活動，也是有效落實教學(xué)計劃，提高教學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要保證。

首先，有一個具備較高計算機應(yīng)用能力和石油專業(yè)教學(xué)水平的教師團隊是本課程教學(xué)的基礎(chǔ)。由于信息技術(shù)與實踐教學(xué)的整合是一個新興的教學(xué)模式，教師教學(xué)能力層次不均，在教學(xué)資源上應(yīng)用水平也不高,因此亟待對教師進行選拔和培養(yǎng)。通過從一線教師及專業(yè)技術(shù)人員中進行嚴(yán)格篩選，合理搭配，經(jīng)過專業(yè)理論技術(shù)培訓(xùn)，組成以有豐富教學(xué)經(jīng)驗的教師為主體，由石油專業(yè)技術(shù)人員、計算機人員作為輔助的一支多層次、較高水平的教師團隊，為石油工程實踐信息化教學(xué)奠定扎實的基礎(chǔ)。

其次，教材建設(shè)是第二大基礎(chǔ)任務(wù)。教材大綱要符合實踐教學(xué)的特點，結(jié)合實際訓(xùn)練項目設(shè)立教學(xué)目標(biāo)，應(yīng)有一定的拓展訓(xùn)練范圍，以培養(yǎng)實踐性操作以及分析問題、解決問題的能力為主，兼顧學(xué)生創(chuàng)新思維、團隊意識等的培養(yǎng)，真正實現(xiàn)素質(zhì)化教育。

課程設(shè)計和情境設(shè)計是關(guān)系到信息化教學(xué)能否順利實施的關(guān)鍵因素，也是決定課程教學(xué)質(zhì)量的砝碼。人類認(rèn)知機能的發(fā)展，來自于他們與環(huán)境的相互作用，因此兩者不可孤立。課程設(shè)計的目的是將教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容層次分明、重點突出地表現(xiàn)出來，而為了達到好的教學(xué)效果，各個環(huán)節(jié)都需要良好的情境設(shè)計進行支持。但好的情境設(shè)計不是僅僅為了吸引學(xué)生的眼球，而是要按照課程設(shè)計的思路，緊扣知識脈絡(luò)，與之無縫銜接，圍繞主題進行意義建構(gòu)。

本課程在各個教學(xué)環(huán)節(jié)適時介入視頻、動畫、現(xiàn)場模擬等手段強化知識點，加上深入淺出的理論講解，取得良好教學(xué)效果。

3 教學(xué)實施

在教學(xué)過程中，理論教學(xué)與實踐教學(xué)是緊密結(jié)合、相互促進的。理論本源于實踐，而實踐就是理論的反映，是在接受理論的指導(dǎo)下進行的活動，它們是一個事物的兩個方面，有著內(nèi)在必然的聯(lián)系。從實踐教學(xué)角度看，理論講解是在一種靜態(tài)中使學(xué)生獲得概念、規(guī)則及知識之間的系統(tǒng)聯(lián)系等，促進學(xué)生的“探究心理”形成；而實踐環(huán)節(jié)就是使這種“探究”變成動作，用行動完成探究過程，從而加深對理論的認(rèn)識，鍛煉操作的基本技能。它們是不可分割的一個有機體，只有相互吸引、相互吸收，不厚此薄彼，才能形成一個有活力和生長力的教學(xué)體系。

4 評價體系

教學(xué)評價體系是一個以教學(xué)目標(biāo)為依據(jù)，運用科學(xué)、客觀、多元化的手段對教師的教學(xué)過程及教學(xué)效果進行的價值判斷，主要目的是探索教學(xué)規(guī)律、研究教學(xué)方法及改革措施，對提高教學(xué)質(zhì)量有著重要意義。評價體系分“評教”與“評學(xué)”兩部分，即針對教師的教學(xué)能力與教學(xué)效果評價和學(xué)生的理論和實踐綜合能力評價。對教師的評價重點體現(xiàn)的是教學(xué)目標(biāo)是否明確、內(nèi)容設(shè)計是否合理、是否注重操作技能與素質(zhì)的培養(yǎng)以及個人能力等四個方面；對學(xué)生的評價以筆試和實操兩種形式進行，根據(jù)具體項目采用靈活的考核方式，或單人或分組，評價學(xué)生理論知識掌握情況、技能操作水平和綜合能力，以此考評課程的教學(xué)效果以及側(cè)面反映教師的教學(xué)水平。

5 反饋機制

評價環(huán)節(jié)收集到的有關(guān)教學(xué)考核的信息，是一份非常重要的教學(xué)資料，這是關(guān)于教學(xué)目標(biāo)是否可行、可測，課程設(shè)計和內(nèi)容是否需要優(yōu)化，教學(xué)方法是否得當(dāng)，實踐環(huán)節(jié)是否合理，教師能力是否具備等多方面的反饋，因此，“評教”比“評學(xué)”更重要。通過信息的提煉總結(jié)，很容易找到其中的漏洞與不足，要將問題看為寶貴，只有發(fā)現(xiàn)問題才有改進的可能，才能提升課程的價值。因此，要仔細(xì)分析問題，重新審視、修正課程，使之進一步完善，使培養(yǎng)人才的目標(biāo)得以實現(xiàn)。

6 結(jié)束語

通過幾年的探索與實踐，中國石油大學(xué)（華東）石油工業(yè)訓(xùn)練中心石油工程訓(xùn)練體系已經(jīng)構(gòu)建完成并取得良好的教學(xué)效果，模式以信息化教學(xué)為主，與傳統(tǒng)教學(xué)互幫合作，在教學(xué)過程中發(fā)揮各自優(yōu)勢，為實踐教學(xué)質(zhì)量的提高創(chuàng)造了積極的學(xué)習(xí)環(huán)境，為培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才提供了條件。

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