基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的電力類課程信息化教學(xué)探索

王偉+黃玉贇+李盛林

【摘 要】本文分析翻轉(zhuǎn)課堂模式下信息化教學(xué)的優(yōu)勢，論述翻轉(zhuǎn)課堂模式下信息化教學(xué)的前提條件，以高職輸電線路施工課程為例探索翻轉(zhuǎn)課堂模式下電力類課程信息化教學(xué)手段的應(yīng)用，提出利用信息化平臺構(gòu)建課外互動式探究學(xué)習(xí)環(huán)境，利用網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建課內(nèi)互動式協(xié)作式學(xué)習(xí)環(huán)境，利用虛擬仿真教學(xué)軟件構(gòu)建接近真實情境的學(xué)習(xí)環(huán)境。

【關(guān)鍵詞】翻轉(zhuǎn)課堂 電力類課程 信息化教學(xué) 輸電線路施工

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）10C-0060-03

隨著教育新理念的不斷涌現(xiàn)以及信息化技術(shù)的快速發(fā)展，以新理念引領(lǐng)教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式的變革，將信息技術(shù)與課程教學(xué)深度融合，是推動職業(yè)教育教學(xué)改革創(chuàng)新、實現(xiàn)職業(yè)教育現(xiàn)代化、滿足時代和社會需求的必然選擇。翻轉(zhuǎn)課堂是指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時間，將傳統(tǒng)的“教師先教，學(xué)生后學(xué)”顛倒為“學(xué)生先學(xué)，教師后教”。作為時下國內(nèi)外教育的新理念，翻轉(zhuǎn)課堂為教學(xué)改革提供了新的思路和方法。借鑒“翻轉(zhuǎn)課堂”的理念，采用信息化教學(xué)手段設(shè)計并實施輸電線路施工課程教學(xué)，對提高教學(xué)的有效性以及突破專業(yè)核心技能訓(xùn)練難題有著重要的現(xiàn)實意義。

一、翻轉(zhuǎn)課堂模式下信息化教學(xué)的優(yōu)勢

輸電線路施工是高壓輸配電線路施工運行與維護專業(yè)的核心主干課程，不僅要求學(xué)生掌握扎實的理論知識，而且還需與職業(yè)工作崗位相對接，是實踐性較強的一門課程。隨著高職學(xué)生個體學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)習(xí)慣的差異不斷擴大，傳統(tǒng)教學(xué)模式不僅教學(xué)效果欠佳，也不適應(yīng)人才培養(yǎng)的需要。因此，充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，構(gòu)建符合教育教學(xué)新理念，適合學(xué)生發(fā)展需求的學(xué)習(xí)環(huán)境已勢在必行。

（一）有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。傳統(tǒng)教學(xué)中，知識和技能傳授的單向性嚴(yán)重制約了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位的發(fā)揮，加上缺乏相應(yīng)的教學(xué)資源進(jìn)行技能鞏固，導(dǎo)致學(xué)生無法真正領(lǐng)會和掌握知識和技能，教學(xué)效果不佳。而在翻轉(zhuǎn)課堂模式下，學(xué)生學(xué)習(xí)方法通常采用自主性學(xué)習(xí)，教師的角色地位也將從長者、智者和權(quán)威的地位轉(zhuǎn)變?yōu)橥竞蛥f(xié)作者。同時，信息化教學(xué)的一個重要特征就是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下開展教學(xué)活動，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，學(xué)生的個性將得到更充分的發(fā)揮，其主體地位也得到進(jìn)一步的強化。

（二）有利于培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能和職業(yè)道德。針對電力行業(yè)工作崗位專業(yè)性強、工作環(huán)境較艱苦、大部分作業(yè)項目依靠團隊協(xié)作才能完成的特點，既要通過課程教學(xué)讓學(xué)生掌握過硬的技能和本領(lǐng)，又要把愛崗敬業(yè)、吃苦耐勞、團結(jié)協(xié)作、膽大心細(xì)的職業(yè)素質(zhì)教育融入專業(yè)教學(xué)之中，使學(xué)生建立起對行業(yè)正確的認(rèn)識，確保學(xué)生就業(yè)后能“留得住”。與傳統(tǒng)課堂中的“填鴨式”教學(xué)模式相比，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式更注重交流和分享，對學(xué)生的探究能力、創(chuàng)新能力、溝通能力和協(xié)作能力的提高有很好的促進(jìn)作用。

（三）有利于破解傳統(tǒng)課堂環(huán)境下的教學(xué)難題。輸電線路施工課程的教學(xué)內(nèi)容包括輸電線路施工的組織、設(shè)計、施工以及施工管理中的質(zhì)量、安全控制等，所涉及知識和技能的現(xiàn)場操作性非常強。傳統(tǒng)課堂環(huán)境下，一方面，考慮到現(xiàn)場施工環(huán)境的復(fù)雜性和危險性，學(xué)生主要通過課本或掛圖查看線路施工設(shè)施設(shè)備的圖形，或在線路實訓(xùn)基地觀察教學(xué)設(shè)備外形來獲得各種感性認(rèn)識，教學(xué)只能停留在“在作業(yè)本上架線，在圖紙上施工”。另一方面，由于輸電線路施工在教學(xué)的實施過程中還存在著作業(yè)面廣、耗材大、不可重復(fù)等難題，比如在桿塔基礎(chǔ)的施工中，水泥澆注成型的過程不可重復(fù)，學(xué)生能接觸和參與操作的機會很少，不利于創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)。因此，必須采用現(xiàn)代化信息技術(shù)手段來解決。

二、翻轉(zhuǎn)課堂模式下信息化教學(xué)的前提條件

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的主旨是重構(gòu)學(xué)習(xí)流程，課堂側(cè)重互動和指導(dǎo)，而不是單純地傳授知識，意味著要充分將課下“有時間”和課上“有老師”相結(jié)合。設(shè)計實施基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的輸電線路施工課程教學(xué)模式，需要在教學(xué)資源、教師能力、學(xué)生素質(zhì)等方面做好準(zhǔn)備。

（一）創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和課程資源庫?！胺D(zhuǎn)課堂”教學(xué)的課下學(xué)習(xí)活動和課上活動是相互關(guān)聯(lián)的，需要通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺實現(xiàn)學(xué)生與教師互動和開展教學(xué)。因此，一方面要注意做好校園網(wǎng)基礎(chǔ)條件的建設(shè)，確保良好的網(wǎng)絡(luò)條件；另一方面要運用現(xiàn)代教育技術(shù)，將各種與課程相關(guān)的媒體和信息資源有機地整合，形成立體化、網(wǎng)絡(luò)化課程教學(xué)資源庫。

（二）提高教師的信息化教學(xué)能力和水平。為了豐富學(xué)生的課下學(xué)習(xí)資源，教師需要根據(jù)輸電線路施工課程知識點和教學(xué)目標(biāo)提前制作和發(fā)布與課程配套的多媒體學(xué)習(xí)資源，包括制作 PPT、錄制微課、視頻等，同時運用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺在線指導(dǎo)與管理學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況；還要對課程內(nèi)容重新進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，課堂教學(xué)過程也必須重新進(jìn)行組織，這對教師運用信息技術(shù)的水平和組織教學(xué)的能力提出了更高的要求。

（三）培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)意識和應(yīng)用多媒體的能力。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)自主觀看教學(xué)視頻，下載學(xué)習(xí)資料，開展課下學(xué)習(xí)活動，針對教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行落實，同步進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)上學(xué)生間、師生間的實時交流，交流學(xué)習(xí)心得，答疑解惑，反饋評價等。因此，必須引導(dǎo)和培養(yǎng)高職學(xué)生自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)的意識，提高學(xué)生運用信息技術(shù)的能力。

三、翻轉(zhuǎn)式課堂模式下信息化教學(xué)手段的應(yīng)用

按照翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才的要求，將整個教學(xué)設(shè)置為課前知識準(zhǔn)備、課中技能訓(xùn)練、課后鞏固拓展三個相互關(guān)聯(lián)的階段（如圖1所示），同時，依托信息化教學(xué)手段，以學(xué)生為主體完成知識、理論、實踐一體化教學(xué)，巧妙化解各階段的學(xué)習(xí)重難點，呈現(xiàn)了教學(xué)資源信息化、教學(xué)互動多元化的特點。

（一）利用信息化平臺構(gòu)建課外互動式探究學(xué)習(xí)環(huán)境。傳統(tǒng)的教學(xué)模式也倡導(dǎo)學(xué)生課外的互動探究式學(xué)習(xí)，但由于學(xué)習(xí)資源基本上屬于靜態(tài)生成的難以更改的資源，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的思維碰撞及學(xué)習(xí)成果的互相借鑒等動態(tài)的隱性資源的作用沒有能夠充分發(fā)揮。另外，從學(xué)生的學(xué)習(xí)特點來看，“90后”的學(xué)生想法多，敢創(chuàng)新，樂于接受新鮮事物，他們十分渴望通過課堂以外的渠道與教師進(jìn)行交流。因此，利用課程教學(xué)資源庫等信息化平臺構(gòu)建一個課外互動式探究的學(xué)習(xí)環(huán)境，不僅有利于發(fā)揮教師主導(dǎo)作用，還將教學(xué)擴展到不受時間地點限制的課外，有效解決了課堂深度不夠的問題，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動性。endprint

課程教學(xué)資源庫的運用主要體現(xiàn)在課前知識準(zhǔn)備階段和課后拓展鞏固階段。課前，教師將課程教學(xué)情境和學(xué)習(xí)任務(wù)書、電力行業(yè)企業(yè)案例、PPT、微課、視頻等學(xué)習(xí)資源上傳到課程教學(xué)資源庫，并利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺發(fā)布課前學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)生接到任務(wù)后，下載學(xué)習(xí)任務(wù)書，了解學(xué)習(xí)目標(biāo)及重難點；自由安排時間反復(fù)多次觀看教學(xué)微課并完成在線測試。教師通過學(xué)生在線測試成績不僅可以了解學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握情況，還可以按層次和個體差異進(jìn)行分組，實現(xiàn)學(xué)生間的優(yōu)勢互補。課后，為了鞏固學(xué)習(xí)成果，學(xué)生在教學(xué)資源庫中觀看電力企業(yè)拍攝的線路施工應(yīng)用示范片；點擊查看考核評價的成績；針對學(xué)習(xí)上的困惑在教學(xué)平臺上向校內(nèi)或企業(yè)兼職教師進(jìn)行提問；利用QQ、微信等軟件與同學(xué)分享學(xué)習(xí)成果；關(guān)注線路施工學(xué)習(xí)微信公眾號，隨時隨地強化對知識的理解和技能的掌握。教師則根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果反思總結(jié)、改進(jìn)教學(xué)中的不足。

（二）利用網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建課內(nèi)互動式協(xié)作式學(xué)習(xí)環(huán)境。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師利用事先準(zhǔn)備好的工具和資源，在課堂上采用示范法單向傳授和指導(dǎo)學(xué)生，學(xué)生只能通過聆聽及現(xiàn)場觀察模仿的方式理解掌握相關(guān)知識和技能。受課堂上觀察距離、角度的限制，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得不到激發(fā)，更重要的是學(xué)生的操作過程不能全程記錄，并且教師在進(jìn)行個別指導(dǎo)的過程中，無法同時與其他同學(xué)進(jìn)行互動交流，導(dǎo)致學(xué)生在操作過程中出現(xiàn)違反安全規(guī)定的行為時不能及時發(fā)現(xiàn)和糾正。為此，利用網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)能有效規(guī)避安全隱患，全程記錄操作過程，及時發(fā)現(xiàn)存在問題，并為考核評價提供依據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)工作原理為將實訓(xùn)場所各個角度所安裝的攝像頭，通過路由器連接到教師的主電腦中，教師可以同時觀察幾個不同角度的視頻畫面，也可以通過監(jiān)控軟件切換到任意一個攝像頭視頻上并在大屏幕上顯示，還可以將視頻錄制并保存。在課堂技能訓(xùn)練階段，教師布置線路施工的具體工作任務(wù)，引導(dǎo)組織學(xué)生以小組為單位開展探索式、研討式和協(xié)作式學(xué)習(xí)。各小組按照任務(wù)要求，在小組組長的指揮下合作完成相應(yīng)的工作任務(wù)，教師則一邊查看監(jiān)控視頻，一邊使用呼叫器對學(xué)生操作實踐進(jìn)行全程監(jiān)督提醒和指導(dǎo)。各小組完成任務(wù)后，教師進(jìn)行調(diào)取視頻進(jìn)行課堂點評和總結(jié)，并將視頻錄像上傳課程教學(xué)資源庫，為企業(yè)兼職教師參與考核評價提供依據(jù)。

（三）利用虛擬仿真教學(xué)軟件構(gòu)建接近真實情境的學(xué)習(xí)環(huán)境。虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）是近年來出現(xiàn)的高新技術(shù)，它利用電腦和仿真技術(shù)創(chuàng)建出一個虛擬仿真的環(huán)境。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)的輸電線路施工仿真軟件，能對施工的周圍環(huán)境、施工時所需的設(shè)備、金具、材料、人力、物力以及其他信息進(jìn)行全面模擬，對不同施工任務(wù)的工作流程如安全防護準(zhǔn)備、人員分配、具體操作順序等進(jìn)行程序設(shè)定，并對操作的正確性進(jìn)行檢驗。虛擬仿真教學(xué)軟件營造人機交互的信息化教學(xué)環(huán)境，能給每位學(xué)生提供充足的操作練習(xí)機會，極大地彌補了現(xiàn)有教學(xué)條件的不足。

在課堂教學(xué)中，為了讓學(xué)生更好地掌握線路施工技術(shù)的實際應(yīng)用情況，啟動“線路施工3D虛擬仿真軟件”，將戶外復(fù)雜危險的工作任務(wù)虛擬化，進(jìn)入仿真工作環(huán)境。學(xué)生以小組為單位，根據(jù)仿真軟件顯示的工作情境合理選擇操作角色、操作步驟和操作所需的工器具，并在模擬仿真軟件的提示下進(jìn)行操作，操作結(jié)束后仿真軟件自動給出評價，學(xué)生根據(jù)評價檢驗操作是否正確。虛擬仿真演練環(huán)節(jié)利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)呈現(xiàn)了傳統(tǒng)課堂環(huán)境下無法開展的復(fù)雜危險的工作任務(wù)，縮短了戶外教學(xué)時間，有效化解了教學(xué)難點。

四、教學(xué)效果調(diào)查與反饋

融合翻轉(zhuǎn)課堂理念的信息化教學(xué)模式，已應(yīng)用于廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院高壓輸配電線路施工運行與維護專業(yè)的輸電線路施工課程教學(xué)實踐中，這種教學(xué)模式把學(xué)生置于融研究型學(xué)習(xí)、合作型學(xué)習(xí)、資源型學(xué)習(xí)為一體的“線上線下，虛實結(jié)合”的動態(tài)、開放、生動、多元的教學(xué)環(huán)境中，教學(xué)效果得到較大提升。

在課程學(xué)習(xí)結(jié)束時，一方面，通過對比上一屆未實施該信息化教學(xué)模式的班級學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，發(fā)現(xiàn)這一屆學(xué)生的平均成績提高了5-6分，同時，從學(xué)生積極參加廣西職業(yè)院校技能大賽并取得團體二等獎的成績也看到了成效。另一方面，利用教學(xué)平臺和發(fā)放調(diào)查提綱，收集學(xué)生對本課程的評價與收獲。結(jié)果顯示，學(xué)生普遍喜歡這種教學(xué)模式，自主學(xué)習(xí)的意識和能力明顯增強，實際動手操作能力得到提高，尤其是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用，滿足了學(xué)生在不同的線路施工情境下對知識技術(shù)的運用。參與調(diào)查的3個班級的126位學(xué)生中，92.4%的學(xué)生認(rèn)為通過學(xué)習(xí)能夠自覺和較為熟練地利用課程教學(xué)資源庫的資源，并且掌握了輸電線路施工的基礎(chǔ)知識和技能，88.6%的學(xué)生認(rèn)為能獨立繪制一般的線路施工圖，編寫相應(yīng)的施工和驗收方案，83.2%的學(xué)生能在團隊中與他人合作完成立塔、架線及附件的安裝；在參與評價的104名學(xué)生中，超過一半的學(xué)生表示，對線路施工中的一般事故情況，能做出分析判斷和初步的處理。由此可見，借鑒翻轉(zhuǎn)課堂理念的信息化教學(xué)模式符合“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的發(fā)展需要，對學(xué)生信息獲取、主動學(xué)習(xí)、動手操作能力以及團結(jié)協(xié)作意識等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)有積極的促進(jìn)作用。

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【作者簡介】王 偉（1981— ），男，山東文登人，廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，工程師，研究方向：輸電工程技術(shù)、職業(yè)教育；黃玉贇（1983— ），女，廣西百色人，廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向：職業(yè)教育；李盛林（1967— ），男，廣西平果人，廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，研究方向：輸配電線路施工運行與維護。

（責(zé)編 王 一）endprint