“課堂革命”背景下以行動為導(dǎo)向的混合式教學(xué)模式探索與實踐

高倩霞,盧云林,向賢兵,朱華夏,謝碧蓉

(1.重慶電力高等?？茖W(xué)校,重慶 400053;2.縉云深能環(huán)保有限公司,浙江 麗水 321400;3.國家電投集團(tuán)重慶合川發(fā)電有限公司,重慶 401536)

2020 年 9 月,教育部等9部門聯(lián)合印發(fā)了《職業(yè)教育提質(zhì)培優(yōu)行動計劃(2020—2023 年)》(以下簡稱“《行動計劃》”),為職業(yè)教育改革發(fā)展指明了方向?！缎袆佑媱潯访鞔_指出:“推動職業(yè)學(xué)?！n堂革命’,適應(yīng)生源多樣化特點,將課程教學(xué)改革推向縱深?！盵1]2022年5月1日起施行的《中華人民共和國職業(yè)教育法》更是首次明確了職業(yè)教育是與普通教育具有同等重要地位的教育類型[2]。職業(yè)教育發(fā)展的大環(huán)境發(fā)生了深刻的變化,深化“三教改革”的路線更清晰,要求更加明確[3-4]。課堂革命已經(jīng)被證明是提高教學(xué)質(zhì)量的有效舉措[5-8]。

在國家“雙碳”重大戰(zhàn)略目標(biāo)的驅(qū)動下,數(shù)字化電廠、智能發(fā)電、智慧電廠的建設(shè)已成為電力行業(yè)發(fā)展趨勢,熱工自動化技術(shù)在智慧電廠建設(shè)過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。熱工控制系統(tǒng)試驗與維護(hù)課程為熱工自動化技術(shù)專業(yè)的核心課程,服務(wù)于發(fā)電企業(yè)熱工自動化檢修崗位,主要培養(yǎng)學(xué)生熱工控制系統(tǒng)試驗與方案分析的能力。重慶電力高等?？茖W(xué)校(以下簡稱“重慶電?！?該門課程的授課班級中,學(xué)生來自全國28個省市,包括“三校生”、春招、秋招、退伍軍人等生源,學(xué)生水平參差不齊,傳統(tǒng)項目化教學(xué)模式已不能滿足人才培養(yǎng)的需求。本文將以重慶電專的熱工控制系統(tǒng)試驗與維護(hù)課程為例,詳細(xì)闡述“課堂革命”背景下,以行動為導(dǎo)向的混合式教學(xué)模式的探索與實踐。

1 教學(xué)中存在的問題

1.1 思政主線不清晰,缺乏整體設(shè)計

本課程在教學(xué)中引入了電力生產(chǎn)安全規(guī)定和“兩票三制”的內(nèi)容,對學(xué)生團(tuán)隊合作的意識、嚴(yán)謹(jǐn)求實的工作作風(fēng)及精益求精的工匠精神的培養(yǎng)取得了一定成效,但存在課程思政主線不清晰、缺乏整體設(shè)計的問題。

1.2 教學(xué)內(nèi)容不適應(yīng)電力行業(yè)發(fā)展趨勢

隨著電力行業(yè)朝著數(shù)字化、智能化方向的快速發(fā)展,電力生產(chǎn)企業(yè)對熱工專業(yè)技術(shù)人員的崗位能力提出了更高的要求,原有課程內(nèi)容已不能很好地滿足企業(yè)的用人需求。

1.3 行動導(dǎo)向教學(xué)模式無法滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求

熱工控制系統(tǒng)試驗與維護(hù)課程自2010年開始進(jìn)行行動導(dǎo)向式的項目化教學(xué)模式改革,取得了一定的成效。但實施過程中,教學(xué)人員發(fā)現(xiàn)其存在理論知識不系統(tǒng)、師生互動不充分、難以滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)和個性化學(xué)習(xí)需求的問題。

1.4 技能訓(xùn)練受限,難以突破教學(xué)難點

電力行業(yè)具有在高溫高壓下作業(yè)的特殊性,對安全有著嚴(yán)格要求,所以學(xué)生無法進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行實踐操作。然而控制系統(tǒng)的原理又深奧抽象,僅僅依靠教師分析講授,學(xué)生難以理解和掌握教學(xué)難點。

1.5 教學(xué)評價主觀性強(qiáng),教師工作重復(fù)度大

該課程采用過程性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合的評價方式,克服了傳統(tǒng)考核方式重知識測試,忽視能力考核的弊端,但存在教師主觀打分占比大,教學(xué)評價主觀性強(qiáng),教師工作重復(fù)度高的問題。

2 改革思路

針對該課程所存在問題,結(jié)合學(xué)生特點,堅持以學(xué)生為中心,以立德樹人為根本任務(wù),依托數(shù)字賦能、虛實結(jié)合、項目驅(qū)動、“崗課賽證”融合、德技并修,推動高職熱工自動化技術(shù)專業(yè)“課堂革命”。該課程以培養(yǎng)電力事業(yè)接班人為出發(fā)點,以“厚德強(qiáng)技樂業(yè)、電力點亮人生”為課程思政主線,以培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)和崗位技能為中心,以國家智慧教育平臺和熱工自動化技術(shù)遠(yuǎn)程開放實訓(xùn)平臺為抓手,基于“崗課賽證”融通進(jìn)行項目化教學(xué)改革,實施在線開放課程與項目化課程相結(jié)合的線上線下混合式教學(xué),以打開課堂革命新思路,如圖1所示。

圖1 課程改革思路

2.1 以“厚德強(qiáng)技樂業(yè)、電力點亮人生”為主線,系統(tǒng)設(shè)計課程思政教學(xué)體系

以教育部頒布的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》為依據(jù),結(jié)合重慶電專立足電力,服務(wù)重慶,培養(yǎng)電力高素質(zhì)技術(shù)技能人才的辦學(xué)定位,以及參考熱工自動化技術(shù)專業(yè)科技含量高、技術(shù)更新迅速的特色,培養(yǎng)具有精益求精電力工匠精神的人才的要求,確定以“厚德強(qiáng)技樂業(yè)、電力點亮人生”為課程思政主線,并依據(jù)課程思政主線,由專業(yè)教師、思政教師及企業(yè)導(dǎo)師“三師”協(xié)同設(shè)計開發(fā)知識傳授與價值引領(lǐng)相統(tǒng)一的課程思政教學(xué)體系。

2.2 聚焦電力生產(chǎn)企業(yè)數(shù)字化、智能化發(fā)展趨勢,崗課賽證協(xié)同育人

以熱工自動化技術(shù)國家專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),依托重慶恒泰電廠開展校企合作,在分析熱工自動化檢修崗位工作任務(wù)的基礎(chǔ)上,融入《火力電廠熱工自動化系統(tǒng)檢修運行維護(hù)規(guī)程》(DL/T 774—2015)、“西門子智能制造挑戰(zhàn)賽流程自動化”大賽、“西門子智能制造工業(yè)控制特色專業(yè)”認(rèn)證等內(nèi)容,重構(gòu)課程內(nèi)容,打通“崗課賽證”四位一體綜合育人通道,提高人才培養(yǎng)輸出質(zhì)量。

2.3 開發(fā)數(shù)字課程,構(gòu)建以行動為導(dǎo)向的混合式教學(xué)模式,拓展學(xué)生學(xué)習(xí)時間和空間

校企合作、校校聯(lián)合,共同制作和完善數(shù)字教學(xué)資源,打造優(yōu)質(zhì)數(shù)字課程。依托國家智慧教育公共服務(wù)平臺,構(gòu)建以行動為導(dǎo)向的線上線下混合式教學(xué)模式,通過理論教學(xué)和實踐教學(xué)、課堂學(xué)習(xí)和課外學(xué)習(xí)交替進(jìn)行,滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)和個性化學(xué)習(xí)的需求。

2.4 虛實結(jié)合,開發(fā)熱工自動化技術(shù)遠(yuǎn)程開放實訓(xùn)平臺,突破教學(xué)難點

開發(fā)基于C/S模式的電廠遠(yuǎn)程仿真實訓(xùn)系統(tǒng)和基于B/S模式的過程控制遠(yuǎn)程實時實訓(xùn)系統(tǒng),實現(xiàn)虛擬和真實相結(jié)合,以強(qiáng)化學(xué)生技能,突破教學(xué)難點。電廠遠(yuǎn)程仿真實訓(xùn)系統(tǒng)涵蓋1 000 MW超超臨界機(jī)組等目前國內(nèi)主流的發(fā)電機(jī)組類型,可解決由電力生產(chǎn)安全特殊性導(dǎo)致的學(xué)生無法操作實際設(shè)備的問題。利用過程控制遠(yuǎn)程實時實訓(xùn)系統(tǒng),可開展從單回路到串級等各個復(fù)雜控制系統(tǒng)實訓(xùn)項目,可解決控制系統(tǒng)抽象性問題,增強(qiáng)實訓(xùn)操作的真實感受。

2.5 綜合運行數(shù)字技術(shù),突破技能考核自動評分難點,實現(xiàn)課程評價數(shù)字化、智能化

依托智慧職教平臺建設(shè)課程試題庫,利用其自動評分與統(tǒng)計功能,實現(xiàn)課前任務(wù)、隨堂測驗、課后作業(yè)等的智能考評。利用熱工自動化技術(shù)遠(yuǎn)程實時實訓(xùn)平臺和三級液位仿真軟件自動評分功能,可實現(xiàn)對學(xué)生試驗操作的自動評分,克服技能操作難以自動評分的難點,實現(xiàn)課程評價數(shù)字化、智能化。

3 “課堂革命”實施過程與做法

3.1 繪制課程思政地圖,實現(xiàn)知識傳授和價值引導(dǎo)的有機(jī)統(tǒng)一

以“厚德強(qiáng)技樂業(yè)、電力點亮人生”為課程思政主線,以培養(yǎng)學(xué)生電力報國的家國情懷、嚴(yán)細(xì)求實的職業(yè)素養(yǎng)、精益求精的工匠精神、全面系統(tǒng)的辯證思維為課程思政目標(biāo),專業(yè)教師、思政教師及企業(yè)導(dǎo)師“三師”協(xié)同,系統(tǒng)梳理并挖掘本課程所蘊含的思政元素,繪制“課程思政地圖”。其中每個思政元素均以學(xué)生關(guān)注的、鮮活的現(xiàn)實問題為切入點,以課堂為出發(fā)點,因勢利導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生思考和探究熱點話題背后所蘊含的專業(yè)知識,實現(xiàn)知識傳授與價值引導(dǎo)的有機(jī)統(tǒng)一,達(dá)到潤物無聲、春風(fēng)化雨的育人效果。

3.2 深度挖掘行業(yè)特色,重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

以電力行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《火力電廠熱工自動化系統(tǒng)檢修運行維護(hù)規(guī)程》(DL/T 774—2015)為引領(lǐng),以熱工自動化檢修崗位工作任務(wù)(定期檢查、定期試驗、控制系統(tǒng)邏輯調(diào)試等)為依據(jù),以電廠熱工參數(shù)(壓力、水位、溫度、流量等)為載體,融合“智能制造工業(yè)控制特色專業(yè)”認(rèn)證、“中國智能制造挑戰(zhàn)賽流程自動化”大賽等內(nèi)容,構(gòu)建除氧器壓力控制系統(tǒng)運行與維護(hù)、汽溫控制系統(tǒng)運行與維護(hù)等6個工作項目,18個典型工作任務(wù),實現(xiàn)了生產(chǎn)項目與教學(xué)內(nèi)容相融合。以控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為載體,將教學(xué)內(nèi)容按照單回路控制—串級控制—復(fù)合控制—比值控制—多變量控制的順序,由簡單到復(fù)雜、由易到難序化典型工作項目,符合學(xué)生心理特征和認(rèn)知、技能養(yǎng)成規(guī)律。以電廠熱工控制系統(tǒng)試驗與維護(hù)實際工作過程為線索,在工作項目下設(shè)置對象動態(tài)特性試驗—控制方案分析—性能指標(biāo)測試3個工作任務(wù),為學(xué)生提供體驗完整工作過程的學(xué)習(xí)機(jī)會,逐步實現(xiàn)從學(xué)習(xí)者到工作者的角色轉(zhuǎn)換。

3.3 搭建“名師團(tuán)隊+在線課程+遠(yuǎn)程仿真+國規(guī)教材”課程保障體系

依托重慶市骨干專業(yè)、重慶市優(yōu)質(zhì)院校、重慶市雙高等建設(shè)項目,課程團(tuán)隊配套開發(fā)了“十四五”國家規(guī)劃教材、工作任務(wù)單、遠(yuǎn)程開放式實訓(xùn)平臺、重慶市線上線下混合式一流課程等豐富教學(xué)資源,并引入中國智能制造挑戰(zhàn)賽推薦教材——《小鍋學(xué)過控》《智能制造工業(yè)控制特色專業(yè)認(rèn)證課程》,以及《火電廠熱工自動化系統(tǒng)檢修運行維護(hù)規(guī)程》等作為輔助教材,拓寬了學(xué)生視野。建設(shè)熱工控制系統(tǒng)仿真試驗室、過程控制實訓(xùn)室等,改善了教學(xué)環(huán)境及設(shè)施。課程團(tuán)隊通過不斷更新職教理念、強(qiáng)化實踐技能等,提升了教學(xué)能力及數(shù)字素養(yǎng),成為重慶市市級教學(xué)團(tuán)隊,有“黃炎培職業(yè)教育杰出教師”1人、“全國青年崗位技術(shù)能手”1人、“重慶市教育系統(tǒng)優(yōu)秀共產(chǎn)黨員”1人、重慶市中青年骨干教師1人、全國職業(yè)院校技能大賽裁判 1 人、“西門子杯”智能制造挑戰(zhàn)賽優(yōu)秀指導(dǎo)教師2人,并搭建了“名師團(tuán)隊+在線課程+遠(yuǎn)程仿真+國規(guī)教材”的課程保障體系,為“崗課賽證”四位一體綜合育人提供了有力保障。

3.4 數(shù)字賦能、虛實結(jié)合,實施以行動為導(dǎo)向的混合式教學(xué)模式

遵循“以學(xué)生為中心、教師引導(dǎo)”的教學(xué)理念,本課程實施在線開放課程與行動導(dǎo)向相結(jié)合的混合式教學(xué)模式。通過“課前線上導(dǎo)學(xué)—課中合作踐學(xué)—課后鞏固拓學(xué)”3個環(huán)節(jié)開展六步教學(xué),全程滲透思政元素,使學(xué)生在任務(wù)實施過程中實現(xiàn)知識、技能和素養(yǎng)3個目標(biāo)的達(dá)成。本文以汽包水位動態(tài)特性試驗這一任務(wù)為例說明,實施過程如圖2所示。

圖2 汽包水位動態(tài)特性試驗實施過程

1)課前線上導(dǎo)學(xué)

MOOC學(xué)院發(fā)布工作任務(wù)及教學(xué)資源;學(xué)生自主學(xué)習(xí)各知識點并完成隨堂測試,教師引導(dǎo)學(xué)生探究式學(xué)習(xí);教師進(jìn)行線上輔導(dǎo)及答疑,并根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)情況調(diào)整教學(xué)策略。

2)課中合作踐學(xué)

課中,按照“資訊—計劃—決策—實施—檢查—評估”6個步驟實施教學(xué),提升學(xué)生綜合職業(yè)能力。

步驟1:資訊。通過分析講解、分組討論、同伴教學(xué)、限時測試等方法引導(dǎo)學(xué)生掌握完成工作任務(wù)所需理論知識。

步驟2:計劃。各小組自主學(xué)習(xí)MOOC學(xué)院中的技能點、行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和教材,擬定試驗方案并上傳至課程平臺。

步驟3:決策。各小組依次匯報試驗方案,后一組給前一組點評,實現(xiàn)互評。教師進(jìn)行總評,指出小組間未意識到的問題,完善試驗方案。

步驟4:實施。遵守電廠的“兩票三制”,試驗前開工作票,教師扮演工作票簽發(fā)人,學(xué)生扮演值長、熱控值班負(fù)責(zé)人等,完成工作票的開具和簽發(fā)。然后,教師在遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)上講授仿真試驗操作方法及相關(guān)注意事項。最后,學(xué)生在仿真系統(tǒng)上分組進(jìn)行試驗操作,教師巡回指導(dǎo)。

步驟5:檢查。試驗結(jié)束后,教師引導(dǎo)學(xué)生對照試驗評價指標(biāo),檢查并分析試驗結(jié)果,完成試驗報告。

步驟6:評估。針對任務(wù)表現(xiàn)情況,引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)檢查評估表進(jìn)行自評和組內(nèi)互評,教師總評各環(huán)節(jié)學(xué)生表現(xiàn)。

3)課后鞏固拓學(xué)

教師根據(jù)本次任務(wù)學(xué)習(xí)情況及其下個任務(wù)關(guān)聯(lián)點發(fā)布課后拓展任務(wù),各小組查閱資料、討論,形成學(xué)習(xí)PPT或報告,上傳至智慧職教平臺,實現(xiàn)知識遷移及對下個學(xué)習(xí)任務(wù)的鋪墊。

3.5 過程考核和結(jié)果考核并重,構(gòu)建“三階段三維度四主體”課程評價體系

教師通過三階段(課前、課中和課后)、三維度(知識、技能和素養(yǎng))和四主體(教師、同學(xué)、平臺和軟件)對學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評價。

依托智慧職教平臺,搜集并統(tǒng)計學(xué)生課前、課中、課后的學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)時長、在線測試分?jǐn)?shù)、作業(yè)完成情況等教學(xué)過程數(shù)據(jù),利用知識圖譜智能總結(jié)學(xué)生知識掌握情況。課中,教師利用三級液位仿真軟件合理配置評分規(guī)則,可對學(xué)生試驗操作結(jié)果進(jìn)行自動評分,使試驗技能的評定更加實時全面、客觀公正,同時也極大地減輕了教師的工作量。此外,可就學(xué)生是否遵循電力生產(chǎn)安全規(guī)定和電力生產(chǎn)“兩票三制”,工作結(jié)束場地是否清潔、工器具是否擺放整齊等,進(jìn)行教師評價和生生互評,實現(xiàn)對“安全意識”“規(guī)范操作”“團(tuán)隊合作”等職業(yè)素養(yǎng)的評價。

4 “課堂革命”實施效果

4.1 以學(xué)生為中心,課堂活躍度顯著提高

在教學(xué)任務(wù)設(shè)計中,以學(xué)生為中心,注重工學(xué)結(jié)合,將學(xué)生動手操作貫穿始終,使學(xué)生在課前任務(wù)、知識測驗、課堂討論等環(huán)節(jié)的參與積極性大幅提升,極大改善了課內(nèi)外學(xué)習(xí)氛圍。熱工控制系統(tǒng)試驗與維護(hù)課程的在線開放課程已在智慧職教MOOC學(xué)院和超星學(xué)銀在線累積開課8次,共有4 000余名師生參與課程學(xué)習(xí)與交流。資源點擊數(shù)達(dá)到5 708 178次,學(xué)生學(xué)習(xí)時長為32 909.42 h,討論總數(shù)為19 512條,日志總數(shù)為681 511條,教師發(fā)帖總數(shù)為2 142條,課程活躍度達(dá)到97%,課堂互動率達(dá)到100%。這種人人參與課堂的活動,有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

表1 熱工控制系統(tǒng)試驗與維護(hù)課在線開放課程互動交流情況

4.2 學(xué)生職業(yè)技能增強(qiáng),技能競賽捷報頻傳

重慶電專持續(xù)推進(jìn)“以賽促教、以賽促學(xué)”的賽教融合理念,在中國智能制造挑戰(zhàn)賽中捷報頻傳。近5年來,學(xué)生在“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽中獲全國總決賽特等獎2項、一等獎3項、二等獎3項,獲全國初賽特等獎5項、一等獎17項、二等獎25項、三等獎15項,獲獎數(shù)量和等級均位于全國高職院校前列。在2022年舉辦的第十六屆“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽全國總決賽中,有3名學(xué)生取得了“智能制造工程設(shè)計與應(yīng)用類賽項:流程行業(yè)自動化方向(高職組)”特等獎第一名的佳績。

4.3 人才培養(yǎng)質(zhì)量提高,學(xué)生就業(yè)競爭力增強(qiáng)

熱工控制系統(tǒng)試驗與維護(hù)課程作為熱工自動化技術(shù)專業(yè)核心專業(yè)課,有力促進(jìn)了學(xué)生核心能力的培養(yǎng),提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量,增強(qiáng)了就業(yè)競爭力。近5年學(xué)生平均就業(yè)率為99.21%,專業(yè)對口率為93.49%,不少學(xué)生被中廣核、中核、華電集團(tuán)等選用。在2020年、2021年、2022年發(fā)布的金平果排行榜中,重慶電專的熱工自動化專業(yè)連續(xù)3年排名全國第一。

4.4 教師能力提升,教學(xué)成果豐碩

團(tuán)隊教師先后獲得教師教學(xué)能力比賽國家三等獎1項、省級一等獎1項、省級二等獎3項;多名教師獲得“黃炎培職業(yè)教育杰出教師”,重慶市中青年骨干教師、優(yōu)秀黨員,“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽優(yōu)秀指導(dǎo)教師等榮譽稱號。團(tuán)隊還牽頭制訂了熱工自動化技術(shù)專業(yè)國家專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和實訓(xùn)條件建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),獲省部級教科研成果獎3項,主持省部級教研項目3項,主編“十四五”國家規(guī)劃教材2本、全國電力行業(yè)“十四五”規(guī)劃教材3本。

5 小結(jié)

本文以熱工控制系統(tǒng)試驗與維護(hù)課程為例,闡述了“課堂革命”背景下以行動為導(dǎo)向的混合式教學(xué)模式的實踐與探索,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)熱工控制系統(tǒng)的興趣與求知欲,提高了其自主學(xué)習(xí)和分析解決問題的能力,全面提升了其專業(yè)技能和就業(yè)競爭力。該教學(xué)改革研究為熱工控制系統(tǒng)試驗與維護(hù)課程的建設(shè)奠定了堅實的理論和實踐基礎(chǔ),為熱工自動化技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)提供了有益參考。接下來,課程團(tuán)隊將緊跟職業(yè)教育發(fā)展要求和熱工自動化專業(yè)發(fā)展趨勢,不斷豐富和優(yōu)化教學(xué)資源、教法學(xué)法、課程評價模式等,進(jìn)一步推動“課堂革命”走向縱深。