基于問題驅動的信息化教學設計

屠超 程延偉 李久超

摘 要：裝備教學的實裝教學一直是職業技術院校的重點，而在以往的教學中，由于裝備空間小、互動性差等因素導致教學效果很不理想，特別是由于教學方法不得當，導致教員的講授與學員的學習不能有效地形成對接，還沒開始學習，學員已經有了厭倦和畏難情緒。針對這些問題，利用信息化手段解決教學難題，并利用問題驅動的教學方法，始終以學員為主體，教員為輔助，引導學生自己去完成課程的學習，教員只是在恰當的時候創設教學環境，提供教學資源，最終達到良好的教學效果。

關鍵詞：裝備教學 信息化 問題驅動

中圖分類號：G322 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（a）-0150-02

1 背景

某型裝備的信號調整是裝備維護的重要科目，信號調整的好壞直接影響著裝備運行的穩定性和快速性，如何進行有效的調整，就是本節課授課的內容。

在傳統的教學中，信號主要通過坐標板、彈簧秤等簡單工具進行靜態的檢查和調整，而在使用者手中主要通過簡單方式概略進行檢查，這不僅難以滿足復雜使用環境下對裝備的精度要求，更重要的在教學活動中，大大增加了學員認知的難度，降低了學習效率。

為此，在教學條件建設中開發了信號系統綜合聯調平臺。該系統不僅可以模擬裝備在不同路面下行進過程中的振動狀態，還可以對運動軌跡進行實時的監測。這樣不僅可以對信號系統的動態性能進行檢查和調整，還大大提高了授課的效率。下面就以下幾個方面進行本節課的課程設計。

2 教學設計

2.1 教學分析

2.1.1 教學內容

本節課選自某裝備信號系統綜合修理這門課程，本節課在整個課程中處在第二模塊中級修理實施方案的第四單元系統聯調，在前面的課程中已經完成了上裝的吊裝、部件的拆裝和調試，并將其安裝在信號系統聯調平臺上進行聯調。

2.1.2 教學對象

教學對象是維修專業二年級學生，課前，學員已經完成了相關專業的學習，具備了一定的知識儲備和動手能力，初步形成了修理的專業思維。但大部分同學抽象思維較弱，對于信號這種抽象的事物理解起來比較困難。同時，雖然具有一定的知識儲備，但還不能有效地將理論與實踐聯系在一起。不過他們這個年紀對于新生事物的接受比較快，特別是對電子化的一些信息手段興趣濃厚。

2.1.3 教學目標

因此，本節課的教學目標是首先讓學員知道什么是剛性？為什么要調整剛性以及怎樣調整剛性？在此基礎上培養學員獨立完成剛性檢查調整的能力、理論與實踐融會貫通的能力和開展組織訓練的能力，通過學習，提高自主學習自信心并且培養遇到難題不畏懼、不退縮的優良品質。

2.1.4 重點難點

作為實訓課目，如何讓學員熟練掌握剛性的調整方法是本節課的重點。而如何將剛性的外在表現和內在原理融會貫通則是本節課的難點。

2.2 教學設計

2.2.1 信息化應用

在傳統教學中，存在著以下不足：

（1）預習效果差、學員課前準備不足。

（2）裝備少、學員練習次數少。

（3）無法在課堂進行實裝行進間的演示，教學效果不直觀。

（4）信號太抽象，學員理解起來較困難。

（5）裝備不方便觀察，車上車下不能形成很好的交互。

為此，在課堂教學當中引入信息化教學手段以提高教學效果，主要有以下幾方面。

（1）學員利用教學資源網平臺進行課前預習，教員利用網絡平臺的統計功能監測學員的預習情況。

（2）開發了信號系統虛擬仿真軟件，方便學員課前熟悉裝備，利用模擬練習增加學員的練習次數。

（3）建設了信號系統綜合維修平臺，可以模擬不同路況下裝備的振動情況，自動測量運動軌跡，實時測量信號系統狀態參數，在移動終端上給出測量結果。這樣便于對信號系統動態性能的實時觀察和檢測，提高了教學的直觀性。

（4）在裝備內部安裝攝像頭和無線傳輸設備，將車內的影像實時傳輸到大屏幕上，利用車內通話器實現車上和車下的實時通訊。

2.2.2 教學流程

整個教學流程采用課前理論預習、虛擬仿真；課上自主探究、動手實踐；課后深化拓展、考核監測這樣理論、虛擬和實操相結合的一體化教學模式。

2.3 教學實施

通過課前教學資源網的理論預習和虛擬仿真訓練平臺的仿真訓練，學員初步具備了剛性檢查與調整的知識儲備和技術能力。

在課堂上始終以問題為牽引，由學員自己去發現問題、分析原因和解決問題。

2.3.1 觀察現象

首先，由學員自主觀察實裝的性能指標，判斷是否符合標準。通過實時采集的信號曲線和運動軌跡，再結合黑板上的信號流程圖，三位一體地進行信號分析。

2.3.2 分組討論

通過分析，以小組為單位給出解決方案，教員此時只把其中的安全隱患進行去除，至于方案的正確與否全靠學員自己上車進行驗證。

2.3.3 自主驗證

在自主驗證環節，正確的方案可以解決問題，不正確的方案更能讓學員全方位地掌握解決問題的方法。由于受到車下教員和其他學員的實時監控，這樣一個人的問題也就變成了所有人的問題，一個組的收獲也變成了所有組的收獲。在這個環節中，教員要及時引導學員思考，幫助他們不斷修正和完善解決方案。

2.3.4 講解示范

教員在車內進行講解和操作示范，學員在車外通過大屏實時觀看教員的操作過程，以此來規范操作步驟，解決了車內空間狹小、不方便觀察、車上車下不能形成很好的交互的問題。

2.3.5 小結拓展

最后通過小結講評來解決共性問題并留下課后作業，即如果沒有這些先進的監測手段，例如在野外環境下如何進行應急檢查調整？這既對內容進行了拓展也對原理進行了深化，使學員能對所學靈活應用，舉一反三。

2.3.6 課后深化

課后，除了提交課上留下的作業，學員還需要重新在虛擬平臺進行仿真操作。教員根據課前課后兩次模擬操作的數據來分析學員對內容的掌握情況，方便之后查缺補漏。

2.4 教學效果

這種理虛實一體化的教學模式，使信號系統動態性能的檢查與調整更加形象直觀，便于學員在更短的培訓時間內快速達到能力要求。

這種融入了信息化手段的授課較之傳統授課，學員興趣更濃厚，學習效率更高。通過前后考試成績的對比，信息化授課不論是從平均分還是通過率都大大優于傳統授課的成績。同時大大減少了裝備損耗，這不僅達成了課前設定的知識目標，還使學員練就了核心專業技能，更主要的是加深了學員對剛性的理解。

采用問題驅動的教學法，使學員在自主構建、自我否定、自覺完善的循環中不斷探索，不僅形成了思維模式，更增強了他們遇到難題攻堅克難的信心。

參考文獻

[1] 張雪鑫，陳慶文.基于問題驅動的士官高等職業技術教育[M].吉林：吉林大學出版社，2015：121-124.

[2] 金陵.翻轉課堂與微課程教學法[M].北京：北京師范大學出版社，2015：20-25.