基于CDIO 理念的“電力機(jī)車控制”課程教學(xué)改革探索

李 燕 吳 冰

0 引言

“電力機(jī)車控制”課程是我校鐵道機(jī)車專業(yè)的一門專業(yè)核心課，內(nèi)容包括電力機(jī)車電氣控制理論知識(shí)與電力機(jī)車的電氣調(diào)試，通過該課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生不但能夠掌握電力機(jī)車控制及試驗(yàn)的專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能，還能夠全面培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)協(xié)作、表達(dá)分析、PDCA 的工作方法等綜合素質(zhì)。使學(xué)生具備機(jī)車運(yùn)用、制造、檢修等崗位所需要的各項(xiàng)工作技能。

1 課程教學(xué)現(xiàn)狀

本門課程開設(shè)在大二下學(xué)期，主要分析電力機(jī)車主電路、輔助電路、控制電路及顯示電路，涉及的知識(shí)點(diǎn)非常多，與之前所學(xué)課程內(nèi)容聯(lián)系緊密，比如在學(xué)習(xí)主電路時(shí)，要用到電工基礎(chǔ)的知識(shí)，電力電子技術(shù)知識(shí)、牽引電器的知識(shí)以及電氣控制的知識(shí)。這其中大部分課程都開在大一下學(xué)期，學(xué)生普遍都忘得差不多了，所以學(xué)新課倍感吃力。忘了舊的，聽不懂新的，因而造成惡性循環(huán)，嚴(yán)重影響教學(xué)效果。

教學(xué)內(nèi)容方面，近幾年學(xué)院也做了調(diào)整，增加了試驗(yàn)的項(xiàng)目，但所占課時(shí)總量仍不多，仍以理論講授為主，我們面對(duì)的高職學(xué)生，不喜歡聽理論，但喜歡動(dòng)手。因此，純理論的課堂上極易走神，玩手機(jī)、聽音樂現(xiàn)象屢禁不止，學(xué)習(xí)效率極低。雖然開設(shè)了試驗(yàn)課，但由于試驗(yàn)時(shí)間少，實(shí)訓(xùn)設(shè)備的限制，加之學(xué)生學(xué)習(xí)積極性本就不高，自制力差，大多數(shù)學(xué)生只看老師操作或其他同學(xué)操作，自己根本沒有動(dòng)過手。所以課程學(xué)完了，好一點(diǎn)的最多能背幾個(gè)電路的工作原理。

在考核方式上，雖然加入了過程考核，但所占比例不大，分?jǐn)?shù)分配也不合理，而且過程考核中學(xué)生實(shí)踐部分和平時(shí)課堂表現(xiàn)各占一半。學(xué)生的最終成績(jī)也還是以期末的理論考試為主。有些學(xué)生為了得高分，就在考試前死記硬背也能有好成績(jī)。因此，學(xué)生學(xué)過之后，到了實(shí)際工作崗位操作時(shí)顯得手足無(wú)措，更不能運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)排查機(jī)車的電氣線路故障，與企業(yè)的要求相差甚遠(yuǎn)。

2 C DIO 模式課程教學(xué)改革

針對(duì)“電力機(jī)車控制”課程目前在教學(xué)中存在的問題，根據(jù)課程人才培養(yǎng)目標(biāo)，本文基于CDIO 理念，對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織、教學(xué)方法、考核方式進(jìn)行了改革探索。

2.1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

CDIO 工程教育模式由麻省理工學(xué)院和瑞典皇家理工學(xué)院創(chuàng)立[1]，它從構(gòu)思（Conceive）-設(shè)計(jì)（Design）- 實(shí)現(xiàn)（Implement）- 運(yùn)作（Operate）4 個(gè)層面將知識(shí)、技能和素質(zhì)的培養(yǎng)緊密結(jié)合起來(lái)。這種模式以工程項(xiàng)目從研發(fā)到完成的全過程為載體，使學(xué)生在實(shí)踐項(xiàng)目中學(xué)習(xí)工程基礎(chǔ)知識(shí)，提升工程實(shí)踐能力、解決復(fù)雜工程問題能力和綜合創(chuàng)新創(chuàng)造能力[2]。CDIO 教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生以實(shí)踐與理論課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)，在此基礎(chǔ)之上不斷激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)而鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)[3]。實(shí)踐證明，這種教育模式在培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力、綜合解決問題能力以及創(chuàng)新能力方面都有顯著的效果，按這種模式培養(yǎng)出來(lái)的高校畢業(yè)生也受到了用人單位的廣泛好評(píng)。

根據(jù)CDIO 工程教育理念，結(jié)合本“電力機(jī)車控制”課程的內(nèi)容特點(diǎn)，以及課程培養(yǎng)目標(biāo)本文將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新整合，以電力機(jī)車試驗(yàn)為載體，分為六個(gè)項(xiàng)目：項(xiàng)目一，總體整備試驗(yàn)，項(xiàng)目二，低壓輔機(jī)試驗(yàn)，項(xiàng)目三，調(diào)速試驗(yàn)，項(xiàng)目四，低壓試驗(yàn)，項(xiàng)目五，高壓試驗(yàn)，項(xiàng)目六，機(jī)車電氣線路故障排查。每個(gè)項(xiàng)目都包含課程標(biāo)準(zhǔn)中所對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，難度由淺到深，層層遞進(jìn)，學(xué)生必須掌握項(xiàng)目中所有的知識(shí)點(diǎn)，才能順利地完成項(xiàng)目中設(shè)定的子任務(wù)，所有的子任務(wù)完成，才能進(jìn)行下一個(gè)項(xiàng)目。

根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)，教學(xué)方法采用線上線下結(jié)合，理論與實(shí)際結(jié)合，讓學(xué)生在學(xué)中做，在做中學(xué)[4]。利用互聯(lián)網(wǎng)、在線開放課程等信息化教學(xué)手段輔助教學(xué)，使老師能與學(xué)生保持時(shí)時(shí)互動(dòng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題，以便調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性，提高學(xué)習(xí)效率。

2.2 實(shí)施過程

下面以低壓試驗(yàn)為例說(shuō)明課程的實(shí)施。

1）課前

在云課堂上發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)。為本課程開發(fā)的在線開放課程中上傳了相應(yīng)的學(xué)習(xí)資料，包括視頻、微課，學(xué)生三人一組分組學(xué)習(xí)，有問題可以在云端討論區(qū)留言，輔導(dǎo)老師在網(wǎng)上逐一回答同學(xué)們的問題，根據(jù)學(xué)生的問題隨時(shí)補(bǔ)充學(xué)習(xí)資源。學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)完成后，要進(jìn)行線上理論測(cè)試，合格后可進(jìn)行線上模擬仿真低壓試驗(yàn)操作。最后將仿真操作中出現(xiàn)的問題和經(jīng)驗(yàn)寫進(jìn)試驗(yàn)報(bào)告上交給老師。

2）課中

實(shí)操環(huán)節(jié)全部在實(shí)訓(xùn)室完成。教師利用云課堂完成簽到，并首先對(duì)課前學(xué)習(xí)情況進(jìn)行總結(jié)，對(duì)學(xué)生疑問較多的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行解答，通過云課堂發(fā)布頭腦風(fēng)暴，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解情況。而后下發(fā)任務(wù)單1。完成以下任務(wù)：

（1）對(duì)照實(shí)物說(shuō)明劈相機(jī)的起動(dòng)過程。（2）對(duì)照實(shí)物說(shuō)明通風(fēng)機(jī)的起動(dòng)現(xiàn)象。

（3）對(duì)照實(shí)物闡述接地保護(hù)電路工作原理。

學(xué)生按老師安排好的三人一組，分工協(xié)作完成任務(wù)：一人在司機(jī)臺(tái)前指示，一人在機(jī)械間指示，一人解說(shuō)。同時(shí)，其他小組做評(píng)委進(jìn)行評(píng)分，教師全程監(jiān)督并根據(jù)各小組同學(xué)的表現(xiàn)分別給分。任務(wù)單1 完成后，下發(fā)任務(wù)單2。任務(wù)單2 有兩個(gè)子任務(wù)：

（1）完成低壓試驗(yàn)工藝文件的編寫。

（2）進(jìn)行低壓試驗(yàn)操作。

第一步，老師要先進(jìn)行演示，說(shuō)明試驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)。然后播放故障視頻，老師分析視頻中出現(xiàn)在故障現(xiàn)象及處理方法。

第二步，由學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成工藝文件，并進(jìn)行實(shí)物操作。學(xué)生操作時(shí)仍然是三人一組，一個(gè)人在司機(jī)操縱臺(tái)前操作，一個(gè)人負(fù)責(zé)排故障，一個(gè)人主筆編寫工藝文件。

3）課后

實(shí)訓(xùn)室采取全天對(duì)學(xué)生開放模式，學(xué)生可以通過預(yù)約進(jìn)入實(shí)訓(xùn)室練習(xí)[5]，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，充分利用學(xué)校的教學(xué)資源，但考慮到安全問題及降低設(shè)備的故障率，學(xué)生必須在電腦上模擬仿真操作沒有問題，才能進(jìn)行實(shí)物演練。

教師在云課堂上發(fā)布拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生經(jīng)過學(xué)習(xí)后，獨(dú)立完成和諧型電力機(jī)車低壓試驗(yàn)操作工藝文件的編寫，鞏固自己課上所學(xué)。

2.3 考核評(píng)價(jià)方式

本次“電力機(jī)車控制”課程改革，增加了對(duì)過程評(píng)價(jià)的考核力度，更注重考核學(xué)生在完成任務(wù)過程中所體現(xiàn)出的個(gè)人職業(yè)素養(yǎng)以及職業(yè)態(tài)度。過程評(píng)價(jià)所占比重80%，包括日?？记冢鱾€(gè)項(xiàng)目子任務(wù)完成情況，以及完成項(xiàng)目過程中的表現(xiàn)；理論考試采用線上測(cè)試的形式占20%。

課程評(píng)價(jià)主體由原來(lái)的單純的教師評(píng)定，增加了學(xué)生小組互評(píng)和學(xué)生自我評(píng)價(jià)的方式。期望通過這種多維度的考核方式能使學(xué)生對(duì)各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)引起重視，從而促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于CDIO 理念的電力機(jī)車控制課程設(shè)計(jì)改革，通過項(xiàng)目式教學(xué)，將課程的所有知識(shí)點(diǎn)融入不同的項(xiàng)目中，鍛煉了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，實(shí)際操作能力，全方位多角度的評(píng)價(jià)機(jī)制，讓學(xué)生在注重知識(shí)技能的同時(shí)，也增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，更加關(guān)注提升自身的組織管理能力、創(chuàng)新能力等其他素質(zhì)。