“線上線下虛實(shí)結(jié)合”在高職理實(shí)一體課程中的應(yīng)用

陳孝偉 邵聯(lián)合 黃桂梅 許紅兵

摘要：本文以《控制裝置安裝與檢修》理實(shí)一體課程為例，說(shuō)明在混合式教學(xué)大背景下，結(jié)合真實(shí)和虛擬的仿真設(shè)備對(duì)學(xué)生進(jìn)行理論和實(shí)操的訓(xùn)練，同時(shí)將第一課堂知識(shí)縱向延伸至第二課堂，達(dá)到了較好的學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：混合教學(xué);虛實(shí)結(jié)合;理實(shí)一體;第二課堂

《控制裝置安裝與檢修》是電廠熱工自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。在保定電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院的麥克斯年度質(zhì)量報(bào)告中，畢業(yè)生連續(xù)幾年的反饋情況是該課程對(duì)于學(xué)生的工作重要度很高，而學(xué)習(xí)的滿足度相對(duì)較低。針對(duì)這種情況，《控制裝置安裝與檢修》課程組對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行整合改進(jìn)，在理論教學(xué)方面采用線上線下混合式教學(xué)模式，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。在實(shí)操方面，以自主研發(fā)的實(shí)踐平臺(tái)為載體，輔以交互式仿真系統(tǒng)，更大限度的與現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接，提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。同時(shí)積極開(kāi)拓第二課堂，將第一課堂知識(shí)縱向延伸至第二課堂，拓展學(xué)生思維，帶動(dòng)教師、學(xué)生科研能力的提升，達(dá)到了較好的學(xué)習(xí)效果。

一、混合教學(xué)，提高學(xué)習(xí)效率

混合教學(xué)模式在實(shí)施過(guò)程中，需要從教學(xué)的7個(gè)要素進(jìn)行混合教學(xué)模式，不僅需要考慮線上線下虛實(shí)交替的關(guān)系，還要考慮這七要素對(duì)混合式教學(xué)模式的影響，比如教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)方法，教學(xué)組織形式，教學(xué)環(huán)境等。在《控制裝置安裝與檢修》課程改革中，從課程標(biāo)準(zhǔn)，教學(xué)方法和教學(xué)組織形式均進(jìn)行了調(diào)整。首先實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目化教學(xué)，對(duì)課程的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，設(shè)置五個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，項(xiàng)目間的邏輯關(guān)系為：綜合→具體→綜合，任務(wù)間的邏輯關(guān)系為認(rèn)識(shí)→校驗(yàn)→安裝與投運(yùn)→故障檢修，由易到難，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜。同時(shí)根據(jù)企業(yè)調(diào)研、畢業(yè)生反饋修訂了的人才培養(yǎng)方案和課程標(biāo)準(zhǔn)確定教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成，必須有對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，做到可評(píng)可測(cè)。在課程實(shí)施過(guò)程中，以優(yōu)慕課app為平臺(tái)，采取“學(xué)、做、教”一體化教學(xué)模式，充分發(fā)揮學(xué)生主體地位，通過(guò)課前自學(xué)、課中導(dǎo)學(xué)、課后助學(xué)，自主學(xué)習(xí)能力增強(qiáng)。

（一）課前部分

課前教師在平臺(tái)上傳資源、布置任務(wù)，師生交流互動(dòng);根據(jù)課前自測(cè)、作業(yè)評(píng)價(jià)，及時(shí)反饋學(xué)習(xí)情況，確定學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)，便于教師調(diào)整教學(xué)策略。學(xué)生則完成課前準(zhǔn)備，利用手機(jī)APP在線學(xué)習(xí)，完成課前自測(cè)。

（二）課中導(dǎo)學(xué)

在教學(xué)環(huán)節(jié)的組織方面主要包括以下四個(gè)環(huán)節(jié)：（1）課前回顧：分析自測(cè)和答疑情況，引出本次任務(wù)的難點(diǎn)。（2）情境引入：通過(guò)情境引入，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，快速進(jìn)入崗位學(xué)習(xí)狀態(tài)。（3）任務(wù)實(shí)施：該環(huán)節(jié)是整堂課的核心，學(xué)生通過(guò)觀看微課、視頻，自主探究、合作學(xué)習(xí)，解決操作過(guò)程中存在的問(wèn)題。教師在此過(guò)程中巡回指導(dǎo)，遇到共性問(wèn)題集中解析。（4）自測(cè)歸納：在線檢測(cè)學(xué)習(xí)目標(biāo)的掌握程度，分析自測(cè)結(jié)果，指出改進(jìn)方向，保證學(xué)習(xí)效果。通過(guò)“畫(huà)思維導(dǎo)圖”等活動(dòng)，也可鍛煉學(xué)生歸納能力，開(kāi)闊思維，提升文字能力，此環(huán)節(jié)師生共同完成。

（三）課后助學(xué)

（1）鞏固提高：教師、學(xué)生利用優(yōu)慕課互動(dòng)交流，答疑解惑;預(yù)習(xí)了解下次課任務(wù)。（2）遷移拓展：鍛煉學(xué)生技能遷移和搜集資料的能力，拓展專業(yè)知識(shí)。線上自主學(xué)習(xí)、線下實(shí)踐體驗(yàn)，教室即現(xiàn)場(chǎng)，學(xué)習(xí)即工作;規(guī)程引入課堂，案例激發(fā)興趣、動(dòng)畫(huà)展示結(jié)構(gòu)，視頻規(guī)范操作、微課突破難點(diǎn)、實(shí)戰(zhàn)積累經(jīng)驗(yàn)。與往屆學(xué)生相比，參與的主動(dòng)性得到了增強(qiáng)。同時(shí)操作的規(guī)范性得到了強(qiáng)化，工作的責(zé)任心得到了培養(yǎng)，解決問(wèn)題的能力也得到提升。

二、虛實(shí)結(jié)合，提升職業(yè)素養(yǎng)

以真實(shí)任務(wù)為主線，真實(shí)設(shè)備為載體，仿真系統(tǒng)及信息化手段為輔助，錘煉了學(xué)生的實(shí)踐技能。學(xué)-做-教的教學(xué)模式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，主動(dòng)學(xué)習(xí)、創(chuàng)新學(xué)習(xí)、快樂(lè)學(xué)習(xí)。理實(shí)一體課程是理論與實(shí)踐相結(jié)合的一門課程，理論方面采用了翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，達(dá)到較好的學(xué)習(xí)效果。在實(shí)操方面，以自主研發(fā)的實(shí)踐平臺(tái)為載體，配以交互式仿真系統(tǒng)，讓學(xué)生能夠隨時(shí)隨地進(jìn)行操作。整個(gè)課程設(shè)計(jì)是以自主研發(fā)水箱水位控制實(shí)踐平臺(tái)為載體，將測(cè)量，變送，控制及執(zhí)行機(jī)構(gòu)完整的復(fù)制現(xiàn)場(chǎng)。學(xué)生可在系統(tǒng)上進(jìn)行設(shè)備的校驗(yàn)，操作及安裝，與工作現(xiàn)場(chǎng)零距離。但是僅靠真實(shí)的實(shí)踐平臺(tái)教學(xué)效果不佳，究其原因，有以下幾點(diǎn)：一，正常的安裝，投運(yùn)等工作能夠很好地滿足學(xué)生的要求，但是很難在設(shè)備上進(jìn)行故障的設(shè)置，即使設(shè)置其種類也有限且容易造成設(shè)備損壞，學(xué)生很難從全局上掌握故障處理方法，實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果不佳：其二，實(shí)訓(xùn)設(shè)備由于投資大、占地面積大等，其臺(tái)件數(shù)不能滿足學(xué)生的實(shí)際操作需求，容易造成多人圍觀的現(xiàn)象，實(shí)訓(xùn)效果不理想：其三，受時(shí)間、空間限制，存在安全隱患等，設(shè)備運(yùn)行效率較低，經(jīng)常出現(xiàn)人等設(shè)備或設(shè)備等人的情況：而且，由于課程時(shí)間的限制，學(xué)生可能在沒(méi)有完全熟悉設(shè)備的情況下就操作設(shè)備，存在一定的設(shè)備安全隱患和人身安全隱患。因此，為了解決這些問(wèn)題，我們?cè)趯?shí)踐平臺(tái)的基礎(chǔ)上，引入了交互式故障處理系統(tǒng)，將目前現(xiàn)場(chǎng)可能存在的故障加入故障庫(kù)，學(xué)生可以在虛擬平臺(tái)根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行故障的判別及處理，這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)可以不受時(shí)間和空間的限制，可以隨時(shí)隨地?zé)o限次的進(jìn)行故障處理學(xué)習(xí)。而對(duì)于系統(tǒng)投運(yùn)方面可能存在的問(wèn)題，教學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了基于虛擬DCS的仿真教學(xué)系統(tǒng)，學(xué)生可以在仿真系統(tǒng)上搭建各種控制系統(tǒng)并且進(jìn)行控制器的整定及投運(yùn)，等學(xué)生掌握了整定及投運(yùn)技巧后再進(jìn)行實(shí)際系統(tǒng)的投運(yùn)，這樣避免了可能存在的設(shè)備安全隱患，也能把實(shí)踐平臺(tái)的利用率大大提高。虛擬系統(tǒng)的引入，補(bǔ)充了實(shí)踐平臺(tái)的不足，解決了實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地局限、設(shè)備不足、利用率不高、實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果不佳等教學(xué)難題，不僅大大地提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用效率，而且能使學(xué)生通過(guò)“虛實(shí)結(jié)合”實(shí)驗(yàn)，從全局掌握，達(dá)到“以虛補(bǔ)實(shí)、以虛促實(shí)”的教學(xué)效果。

三、第二課堂，促進(jìn)師生科研

在國(guó)家大力提倡大眾創(chuàng)業(yè)，萬(wàn)眾創(chuàng)新的形勢(shì)下，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)和提高就業(yè)質(zhì)量顯得尤為重要。在進(jìn)行教學(xué)改革、人才培養(yǎng)模式更新時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)科學(xué)合理的教學(xué)體系，明確第一課堂、第二課堂所承載的功能與各自的定位，第二課堂與其相互補(bǔ)充、相互作用，使學(xué)生的主體課程設(shè)置與實(shí)踐活動(dòng)安排相結(jié)合，有意識(shí)的、卓效的增強(qiáng)專業(yè)能力。學(xué)生課堂上的學(xué)習(xí)大部分同學(xué)都能夠掌握。如何提升和拓展學(xué)習(xí)能力突出的同學(xué)的專業(yè)能力，是我們開(kāi)展第二課堂的目的。《控制裝置安裝與檢修》課程的第二課堂以實(shí)踐平 臺(tái)及虛擬交互仿真系統(tǒng)為載體，讓學(xué)生在原來(lái)的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展和補(bǔ)充，提升學(xué)生能力。對(duì)于實(shí)踐平臺(tái)，系統(tǒng)操作時(shí)總會(huì)有這樣那樣的情況出現(xiàn)，讓學(xué)生在故障出現(xiàn)時(shí)積極地去分析并處理，加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)。故障排除永遠(yuǎn)是個(gè)難點(diǎn)，在交互式虛擬平臺(tái)上，構(gòu)建的典型故障有限，但是，現(xiàn)場(chǎng)故障是復(fù)雜多變的，引導(dǎo)學(xué)生和教師一起進(jìn)一步豐富故障資源庫(kù)，構(gòu)建虛擬平臺(tái)，靈活組建檢測(cè)控制系統(tǒng)，模擬更多故障，提升故障排除能力，提升教師和學(xué)生的科研能力?；谔摂MDCS的仿真系統(tǒng)，仿真軟件模擬現(xiàn)場(chǎng)操作，體驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)場(chǎng)景，但模型類別少，不利于拓展學(xué)習(xí)，在第二課堂讓學(xué)生進(jìn)行在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步豐富完善，讓學(xué)生學(xué)以致用。第二課堂是第一課堂的延伸和補(bǔ)充，因此，考核評(píng)價(jià)是在第一課堂的基礎(chǔ)上進(jìn)行加分來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這也是分層教學(xué)的一部分。

四、結(jié)論

教學(xué)改革以線上線下混合式教學(xué)為基礎(chǔ)，學(xué)-做-教的教學(xué)模式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，主動(dòng)學(xué)習(xí)、創(chuàng)新學(xué)習(xí)、快樂(lè)學(xué)習(xí)。在實(shí)訓(xùn)條件方面，傳統(tǒng)的實(shí)踐平臺(tái)和虛擬仿真相結(jié)合打破了學(xué)生實(shí)踐空間和時(shí)間的限制，能夠達(dá)到很好的教學(xué)效果。第二課堂的開(kāi)展，不僅能夠改善教學(xué)條件，豐富實(shí)踐內(nèi)容，保證項(xiàng)目化教學(xué)的有效落地，也助力教師的職業(yè)成長(zhǎng)，帶動(dòng)了教師、學(xué)生科研能力的提升。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉磊.密碼學(xué)與數(shù)學(xué)[J].山東廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2019（4）.

[2]李全城，吳新良.虛實(shí)結(jié)合的智能制造實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)及教學(xué)研究[J].科教文匯，2020（4）.

[3]丁文捷，蔣曉華.“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下高職"儀器分析"課程信息化教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)信息技術(shù)教育，2017（17）.

[4]姜秀麟.“第二課堂”研究簡(jiǎn)述及路徑探索[J].吉林廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2020（3）.