利用信息技術(shù)優(yōu)化高職專業(yè)課程教學(xué)設(shè)計探析

向敏

摘? 要 推動信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，是當(dāng)前高職教育教學(xué)改革的熱點(diǎn)和現(xiàn)實課題。以高職電氣類專業(yè)課“水電站電氣一次部分設(shè)計”中“電氣主接線方案設(shè)計”這一任務(wù)的教學(xué)設(shè)計為例，闡述其利用信息技術(shù)優(yōu)化教學(xué)設(shè)計的過程，探討設(shè)計類課程的教學(xué)改革方式以及與信息技術(shù)融合的路徑。

關(guān)鍵詞 高職教育;信息技術(shù);教學(xué)設(shè)計;水電站電氣一次部分設(shè)計;電氣主接線方案設(shè)計;微信;微課

中圖分類號：G712? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）06-0107-04

Using Information Technology to Optimize Teaching Design of Professional Courses in Higher Vocational Colleges//XIANG Min

Abstract Promoting the deep integration of information technology and education and teaching is a hot and realistic topic in the current

teaching reform of higher vocational education. Taking the instruc-tional design of the task of 揗ain Electrical Connection Design？in

the course of Electricity Once Part Design of Hydropower Station for example， this paper expounds the process of optimizing teaching

design by using information technology， and probes into the teaching

reform methods of design courses and the ways of integrating it with

information technology.

Key words higher vocational education; information technology; teaching design; electricity once part design of hydropower station; main electrical connection design; WeChat; micro-lecture

1 前言

推動信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，提高職業(yè)院校信息化教學(xué)水平，是當(dāng)前高職教育教學(xué)改革的熱點(diǎn)和現(xiàn)實課題[1]。信息化教學(xué)不僅是技術(shù)的改造過程，更是結(jié)構(gòu)性變革的過程，從而實現(xiàn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合和內(nèi)涵式發(fā)展[2]。信息化教學(xué)設(shè)計即通過充分利用信息技術(shù)、數(shù)字資源和信息化教學(xué)環(huán)境，解決教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，完成特定教學(xué)任務(wù)。本文以高職電氣類專業(yè)課“水電站電氣一次部分設(shè)計”中“電氣主接線方案設(shè)計”這一任務(wù)的信息化教學(xué)設(shè)計為例，闡述其利用信息技術(shù)優(yōu)化教學(xué)設(shè)計的過程，探討設(shè)計類課程的教學(xué)改革方式以及與信息技術(shù)的融合路徑。

2 教學(xué)分析

“電氣主接線方案設(shè)計”是高職電氣類專業(yè)的核心專業(yè)課“水電站電氣一次部分設(shè)計”課程中的工作任務(wù)之一。參考布魯姆教學(xué)目標(biāo)分類理論[3]，梳理出本任務(wù)的教學(xué)目標(biāo)。

1）知識目標(biāo)：掌握常用電氣主接線的基本形式種類;掌握電氣主接線的基本形式的優(yōu)缺點(diǎn)。

2）能力目標(biāo)：能正確地分析電氣主接線基本形式的適用范圍;能設(shè)計合理的電氣主接線方案，并規(guī)范繪制電氣主接線方案圖紙。

3）素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力;培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)審慎的態(tài)度。

對于95后高職學(xué)生，他們對新鮮事物有強(qiáng)烈興趣，但自主學(xué)習(xí)能力較差;思維活躍，但不善于分析，缺乏設(shè)計全局觀;樂于動手，但規(guī)范性不夠。分析教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，得到“能正確分析電氣主接線基本形式的適用范圍”為本任務(wù)的教學(xué)重點(diǎn);結(jié)合學(xué)情分析，確定“能合理規(guī)范繪制完整電氣主接線方案圖紙”為本任務(wù)的教學(xué)難點(diǎn)。想要突破重點(diǎn)、破解難點(diǎn)，依靠傳統(tǒng)的教學(xué)手段收效甚微，而合理地運(yùn)用信息化手段能夠有效達(dá)成目標(biāo)。

3 教學(xué)設(shè)計與實施

教學(xué)整體設(shè)計采用以工作過程為導(dǎo)向，符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式。選取某水電站電氣主接線方案設(shè)計任務(wù)，擬定涵蓋課前、課中和課后的“課前導(dǎo)入—電氣主接線基本形式認(rèn)知—電站完整主接線方案認(rèn)知—原始資料分析—仿真設(shè)計—圖紙繪制—考核評價—課后擴(kuò)展”八個學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。

課前導(dǎo)入? 在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)，首先要解決的就是任務(wù)布置問題。高職學(xué)生的學(xué)習(xí)時間相對比較自由，與教師見面的時間主要集中在課堂上。因此，設(shè)置課程的微信訂閱號來發(fā)布任務(wù)，便于學(xué)生隨時隨地獲取，如圖1所示。在大學(xué)生普遍使用手機(jī)微信的環(huán)境下，利用微信訂閱號來發(fā)布任務(wù)的方式可以有效提高任務(wù)發(fā)布的及時性與送達(dá)率。同時，要將本任務(wù)的學(xué)習(xí)資源如微課視頻、圖文教學(xué)資源也提供給學(xué)生。教學(xué)實踐證明，僅僅是發(fā)布任務(wù)與提供學(xué)習(xí)資源，對于自主學(xué)習(xí)能力比較欠缺的高職學(xué)生而言是不夠的。因此，設(shè)置“請解決”環(huán)節(jié)，以遞進(jìn)的方式提出本任務(wù)需解決的問題，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)資源中尋找問題的答案，如圖1所示。本任務(wù)設(shè)置四個由淺入深的問題：

1）哪些電氣主接線形式可以解決母線故障全站停電的問題？

2）哪些電氣主接線形式可以解決母線故障對應(yīng)出線長時間停電的問題？

3）哪些電氣主接線形式可以解決出線斷路器檢修，該出線停電的問題？

4）哪些電氣主接線可以解決占地面積大的問題？

這樣可以有效提高學(xué)生課前預(yù)習(xí)的積極性，不僅完成知識目標(biāo)的培養(yǎng)，也完成本任務(wù)素質(zhì)目標(biāo)“學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力”的培養(yǎng)。

電氣主接線基本形式認(rèn)知? 從課前“請解決”環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)入課中學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，教師首先測試預(yù)習(xí)效果，針對共性問題予以解答。在本任務(wù)中，多數(shù)學(xué)生可以通過課前引入正確掌握電氣主接線有哪些基本形式，也能明白應(yīng)從安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、方便四個方面來分析不同主接線形式之間的差別。但面對靜態(tài)圖形，學(xué)生分析起來枯燥乏味且容易出錯。因此，教師借助電氣主接線形式Flash（圖2），形象觀察停電的時間及范圍、倒閘操作過程，直觀地展示不同電氣主接線基本形式的特征，從而分析得到其對應(yīng)適用范圍，突破教學(xué)重點(diǎn)。

電站完整主接線認(rèn)知? 電氣主接線基本形式相當(dāng)于單塊的積木，而要構(gòu)成完整的建筑，是需要多個積木塊組建而成的。但是對真實電站缺乏了解的學(xué)生，往往較難考慮整體布局中的安全性、規(guī)范性、實用性要求。針對這個問題，若能夠帶領(lǐng)學(xué)生到電站實地觀察，會是有效的解決辦法。但是考慮到電站運(yùn)行環(huán)境的高安全性要求與學(xué)生人數(shù)較多導(dǎo)致的不可控因素之間的矛盾，利用電站三維實景仿真系統(tǒng)（圖3）更能滿足教學(xué)的需要。通過該仿真系統(tǒng)，學(xué)生可以將電氣主接線圖與實際電氣設(shè)備聯(lián)系起來，對電氣主接線方案的認(rèn)識從抽象到具體。

原始資料分析? 進(jìn)入原始資料分析環(huán)節(jié)，學(xué)生需要對自己選擇的設(shè)計任務(wù)從地質(zhì)氣象、電力系統(tǒng)資料和負(fù)荷資料等方面進(jìn)行分析，根據(jù)設(shè)計規(guī)范確定要使用的電氣主接線基本形式。而厚重的設(shè)計手冊不便于攜帶，改為提供電子手冊更簡單快捷，如圖4所示。

仿真設(shè)計? 在確定了主接線基本形式之后，學(xué)生應(yīng)完成本任務(wù)電氣主接線方案圖的繪制。但是直接運(yùn)用繪圖軟件制圖一般耗時較長，并且難以規(guī)范繪制圖紙。因此，開發(fā)電氣主接線仿真設(shè)計平臺，學(xué)生可以利用平臺中訓(xùn)練模式提供的接線單元直接拖拽到界面上“組裝”設(shè)計圖，如圖5所示。通過模塊化的拼圖操作，能夠加快繪圖速度，降低制圖難度。同時，通過接線單元的限制，規(guī)范設(shè)計圖中各電氣設(shè)備之間的連接，從而使學(xué)生能更容易形成正確的設(shè)計思路，繪制出規(guī)范的電氣主接線方案簡圖，破解教學(xué)難點(diǎn)。

圖紙繪制? 通過仿真設(shè)計檢查設(shè)計方案無誤后，通過比較分析，將最優(yōu)方案繪制成CAD圖紙。為了增加繪圖環(huán)節(jié)的趣味性，也培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)審慎的素質(zhì)目標(biāo)，設(shè)置“請找碴兒”環(huán)節(jié)，要求不同小組相互檢查設(shè)計圖紙并根據(jù)出錯數(shù)評分。

考核評價? 根據(jù)設(shè)計圖紙的評分，可以完成本任務(wù)能力目標(biāo)與素質(zhì)目標(biāo)的評價，但是不能忽略知識目標(biāo)的考核。針對學(xué)生歷來對知識點(diǎn)訓(xùn)練和測試積極性不高的問題，自主開發(fā)基于手機(jī)應(yīng)用的攻關(guān)游戲型課程訓(xùn)練與測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)置闖關(guān)與隨機(jī)兩種模式，如圖6所示。闖關(guān)模式提供五條生命值，若答題錯誤次數(shù)超過給定值則必須重新闖關(guān)，如圖7所示。隨機(jī)模式實際上是答題無盡模式，答對越多的題則積分越高，在排行榜中的名次越好，如圖8所示。利用闖關(guān)模式作為學(xué)生完成知識目標(biāo)考核的必選方式，而利用隨機(jī)模式激發(fā)學(xué)生的競爭意識和多答題意識，熟練鞏固知識目標(biāo)的學(xué)習(xí)。

課后擴(kuò)展? 課后，教師利用微信訂閱號布置拓展任務(wù)——某變電站完成電氣主接線方案設(shè)計。通過對比，發(fā)現(xiàn)水電站與變電站電氣主接線方案設(shè)計中的異同。如遇到問題，可通過微信訂閱號提問，方便教師進(jìn)行實時解答，如圖9所示。

4 教學(xué)特色

上述教學(xué)設(shè)計符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和學(xué)習(xí)習(xí)慣，多種信息技術(shù)的引入，有效解決了設(shè)計類課程在利用常規(guī)教學(xué)手段授課時遇到的困難。水電站三維實景仿真系統(tǒng)幫助學(xué)生在絕對安全的前提下全方位立體化地建立整體布局觀;教師自主開發(fā)的電氣主接線仿真設(shè)計平臺，其圖形化操作幫助初學(xué)者實現(xiàn)規(guī)范合理設(shè)計;同樣自主開發(fā)的基于手機(jī)應(yīng)用的攻關(guān)游戲型課程訓(xùn)練及測試系統(tǒng)，提高了學(xué)生參與測試與訓(xùn)練的積極性;運(yùn)用微信平臺推送資源以及答疑，起到精準(zhǔn)控制學(xué)習(xí)節(jié)奏、及時提供學(xué)習(xí)資源、切實達(dá)成交互式學(xué)習(xí)的目的。通過教學(xué)實施，可以證明優(yōu)化后的教學(xué)設(shè)計有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，改善了教學(xué)效果，提高了教學(xué)質(zhì)量。■

參考文獻(xiàn)

[1]馬箐，鮑家澤，包崢嶸.高職院校課程信息化教學(xué)設(shè)計過程研究[J].揚(yáng)州教育學(xué)院學(xué)報，2017，35（4）：64-67.

[2]孔凌鶴.信息化教學(xué)的行動研究[J].中國成人教育，2018（8）：87-89.

[3]馮曉虹.高校信息化教學(xué)的應(yīng)用效應(yīng)探究[J].中國成人教育，2015（12）：133-134.