形象化教學(xué)法在職業(yè)教育中的應(yīng)用

冉洋冰 鄧永果 關(guān)黎 周慧紅 劉繼成

摘 要：通過建設(shè)城市軌道交通受電弓試驗(yàn)平臺，將形象化教學(xué)法在城市軌道交通車輛專業(yè)職業(yè)教育中進(jìn)行應(yīng)用。該平臺能夠真實(shí)地展示地鐵車輛受電弓裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳動原理。通過將受電弓機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制器、計(jì)算機(jī)交互平臺相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)通過人機(jī)交互界面遠(yuǎn)程控制受電弓動作。建設(shè)受電弓試驗(yàn)平臺，可以實(shí)現(xiàn)受電弓上電受控運(yùn)行、檢測檢修等功能，具備試驗(yàn)及教學(xué)條件。結(jié)果表明，受電弓試驗(yàn)平臺建設(shè)能夠通過電氣控制完成機(jī)構(gòu)運(yùn)動狀態(tài)，并且通過人機(jī)交互界面檢測工作狀態(tài)過程中運(yùn)動數(shù)據(jù)，具備試驗(yàn)、培訓(xùn)、教學(xué)等多個(gè)應(yīng)用功能，并利用形象化教學(xué)法在職業(yè)教育教學(xué)過程中起到重要作用。

關(guān)鍵詞：形象化教學(xué)法;實(shí)訓(xùn)平臺;受電弓;城市軌道交通車輛

根據(jù)《國家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》，推動校企合作、打造高水平實(shí)訓(xùn)基地、開展高質(zhì)量的職業(yè)教育已經(jīng)成為各職業(yè)院校的首要任務(wù)。在工科類職業(yè)教育中，根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)，形象化教學(xué)法在教學(xué)中占有舉足輕重的地位。

受電弓與接觸網(wǎng)是城市軌道交通車輛檢修專業(yè)學(xué)生在專業(yè)課程中的必學(xué)內(nèi)容，也是未來從事車輛檢修工作的日常作業(yè)內(nèi)容。搭建受電弓實(shí)訓(xùn)平臺，可真實(shí)地反映接觸網(wǎng)與受電弓結(jié)構(gòu)，同時(shí)，利用形象化教學(xué)方法替代傳統(tǒng)的單一理論式講授教學(xué)，更便于培養(yǎng)職業(yè)院校學(xué)生構(gòu)建真實(shí)情境，在提高學(xué)生的動手能力，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展等方面具有重要意義。

1 研究背景與意義

在職業(yè)教育的實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)更容易受到自身興趣的引導(dǎo)，因此，吸引學(xué)生的注意力，加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是教學(xué)重點(diǎn)，也將直接影響教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。與抽象理論的知識相比，職業(yè)院校學(xué)生更喜歡形象化實(shí)物教學(xué)，呈現(xiàn)的學(xué)習(xí)態(tài)度也較好，并能切實(shí)地感受到知識的實(shí)用性。城市軌道交通車輛檢修專業(yè)屬于工科類專業(yè)，在專業(yè)課程學(xué)習(xí)中，需要具備較好的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)知識、較強(qiáng)的邏輯思考能力以及空間想象能力，對學(xué)生的理科綜合思維有較高的要求。在教學(xué)實(shí)踐中，沒有實(shí)訓(xùn)基地的設(shè)施設(shè)備作為教學(xué)輔助手段，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果都將大打折扣。反之，若在實(shí)際的教學(xué)中采用實(shí)際設(shè)備，采用形象化的教學(xué)方法，將極大地豐富教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，也將抽象的書本知識變得具體，易于學(xué)生理解和掌握。

受電弓裝置是地鐵列車將外部電源平穩(wěn)地引入車輛電源系統(tǒng)，為列車的牽引設(shè)備提供電能的重要電氣設(shè)備[1]。受電弓試驗(yàn)平臺的建設(shè)滿足了受電弓系統(tǒng)基本設(shè)備原理結(jié)構(gòu)認(rèn)知、零部件拆裝、升降弓過程模擬、受電弓故障模擬、設(shè)備檢修作業(yè)教學(xué)、剛性接觸網(wǎng)設(shè)備結(jié)構(gòu)及主要零部件教學(xué)等各個(gè)教學(xué)項(xiàng)目的需要。

2 受電弓試驗(yàn)平臺建設(shè)

受電弓試驗(yàn)平臺可分為五個(gè)基礎(chǔ)部分：教學(xué)平臺（人機(jī)交互平臺）、驅(qū)動箱、可編程邏輯控制器、受電弓、剛性接觸網(wǎng)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，如圖1所示：

受電弓試驗(yàn)平臺是人機(jī)交互的主體，是進(jìn)行教學(xué)演示操作的主要平臺，是整個(gè)培訓(xùn)系統(tǒng)的控制操作中心。受電弓主要的兩個(gè)動作過程是升弓與降弓過程，其動力來源由外部壓縮空氣提供，并由控制裝置控制升弓裝置而完成。在整個(gè)工作過程中，可編程邏輯控制器接收由教學(xué)平臺發(fā)出的指令信號，并進(jìn)行信號處理傳遞給驅(qū)動箱。受電弓及剛性接觸網(wǎng)為機(jī)械部分的基礎(chǔ)裝置，是整個(gè)試驗(yàn)平臺的核心骨架，如圖2所示。

3 形象化教學(xué)的設(shè)計(jì)與方法

3.1 基于崗位前期調(diào)研

受電弓裝置屬于車頂電氣，在城市軌道交通車輛檢修工作業(yè)中屬于車頂作業(yè)，車頂作業(yè)屬于具備一定風(fēng)險(xiǎn)的登高作業(yè)，需要持證上崗，對員工安全素養(yǎng)、專業(yè)素質(zhì)及技能具有較高的要求。調(diào)研過程中，根據(jù)登頂檢修作業(yè)內(nèi)容，了解學(xué)生所需掌握內(nèi)容模塊，確定教學(xué)內(nèi)容。

3.2 基于調(diào)研教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

（1）明確教學(xué)目的。教學(xué)目的是整個(gè)教學(xué)過程的導(dǎo)向，沒有教學(xué)目的作為導(dǎo)向，教學(xué)過程則可能偏離方向，不可能培育出企業(yè)或者社會所需要的人才。根據(jù)城市軌道交通車輛檢修工崗位調(diào)研，梳理該崗位所具備的核心工作技能，根據(jù)崗位所需技能進(jìn)行對應(yīng)的模塊化設(shè)計(jì)，形成教學(xué)內(nèi)容。目的使學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)，樹立安全生產(chǎn)意識，掌握車頂受電弓裝置部分的結(jié)構(gòu)及原理，掌握城市軌道交通車輛檢修工在日常生產(chǎn)作業(yè)中的工作技能，了解并掌握檢修工在關(guān)于車頂檢修時(shí)的注意事項(xiàng)，讓學(xué)生具有知識、技能、素養(yǎng)三方位的儲備，縮短用人單位的員工培養(yǎng)周期，爭取做到畢業(yè)即上崗。以此為目標(biāo)，培養(yǎng)出來的學(xué)生才是合格的工匠型的全方位技能人才。

（2）安全意識及職業(yè)素養(yǎng)教學(xué)環(huán)節(jié)。以車輛檢修工登頂檢修作業(yè)為例，在檢修工開始作業(yè)之前，需要確認(rèn)斷電并且掛接好地線，并且能夠正確穿戴安全衣。針對該環(huán)節(jié)在課程中設(shè)計(jì)安全教育環(huán)節(jié)，進(jìn)行安全思想教育、安全技能教育、事故應(yīng)急處理教育。目的使學(xué)生掌握安全生產(chǎn)的方針政策，掌握必要的安全生產(chǎn)知識及自我保護(hù)和車頂檢修中相關(guān)的應(yīng)急處理方法。

（3）理論知識教學(xué)環(huán)節(jié)。在地鐵車頂作業(yè)的檢修過程中，存在較多項(xiàng)目的目視檢查各個(gè)零部件是否處于正常工作狀態(tài)，這就使得學(xué)生應(yīng)該掌握車頂部分所有的電氣零部件，以及其工作原理。能夠識別各個(gè)結(jié)構(gòu)則是最基本的工作技能，也是最基礎(chǔ)的知識。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，結(jié)構(gòu)的認(rèn)識性教學(xué)是較為抽象的，學(xué)生很難理解。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，較多課堂采用多媒體圖片或者視頻的形式向?qū)W生進(jìn)行展示，降低學(xué)生的理解難度。但對于這種特殊的復(fù)雜電氣裝置在傳統(tǒng)教學(xué)中的教學(xué)效果仍然不太理想，學(xué)生學(xué)習(xí)后也很難將書本知識和現(xiàn)場實(shí)際聯(lián)系起來，在工作現(xiàn)場容易出現(xiàn)知識與實(shí)物對應(yīng)不上的情況。因此采用真實(shí)設(shè)備，利用形象化教學(xué)方法就顯得尤為重要。

基于專業(yè)課程需要，建設(shè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺，作為形象化教學(xué)的最主要方法。在課堂上利用受電弓試驗(yàn)平臺，進(jìn)行實(shí)物展示，并結(jié)合相關(guān)結(jié)構(gòu)和原理知識進(jìn)行講解。比如受電弓結(jié)構(gòu)原理如圖3所示，在課堂教學(xué)中讓學(xué)生將結(jié)構(gòu)原理圖與實(shí)物進(jìn)行一一對照進(jìn)行培訓(xùn)學(xué)習(xí)。

受電弓試驗(yàn)平臺實(shí)物裝置如圖4所示：

（4）技能教學(xué)環(huán)節(jié)。技能有動作技能和智力技能兩大類，而在車輛檢修生產(chǎn)作業(yè)中的技能基本屬于智力技能。智力技能的學(xué)習(xí)則要求能夠使學(xué)生建立起活動程序計(jì)劃，教師的示范要標(biāo)準(zhǔn)正確，講解清晰，動作指令明確，采用形象化教學(xué)法可以較好地達(dá)到技能教學(xué)目的，主要教學(xué)內(nèi)容包括幾個(gè)方面：①零部件的形態(tài)檢查，注意零部件中緊固件的松動、零件裂紋或缺口的檢查。②鉸鏈關(guān)節(jié)部分的運(yùn)動性能檢查，主要包括運(yùn)行性能是否良好，觀察鉸鏈處軸承潤滑情況。③關(guān)鍵零部件的檢查流程，如碳滑板的腐蝕、氧化、裂損的檢查方法，厚度參數(shù)的測量方法，以及碳滑板的更換標(biāo)準(zhǔn)及更換方法。④其他零部件的檢查方法流程，如：受電弓弓頭、支撐絕緣子、升弓裝置氣囊、各個(gè)閥體、ADD裝置、鋼絲繩、氣路軟管、鋁托架等等。⑤關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)或指標(biāo)，如：碳滑板厚度指標(biāo)、劃痕寬度、弓角磨耗值、軟連線斷股百分比、絕緣子表面灼傷面積等等。