“德國常導超高速磁浮列車的工作原理”的信息化教學設計

任瑞琪　朱慧勇　張笛　房楠

摘? ?要：社會經濟的不斷發展對交通運輸工具提出了快捷、安全、舒適及符合環保等更高的要求。以“德國常導超高速磁浮列車的工作原理”為研究對象，從教學環境、教學設計內容、教學方法、教學策略、教學反思5方面進行教學設計，具體展示了其信息化教學的設計過程。

關鍵詞：磁浮列車;信息化教學設計;信息技術

信息化教學就是在信息化環境中，教育者與學習者借助現代教育媒體、教育信息資源和教育技術方法進行的雙邊活動。信息化教學設計的發展趨勢為職業院校教師與學生依據教學標準共同合作，從而設計出適合學生認知特點的學習路徑與方法，為學生學習提供科學、有效、及時的支持與服務[1]。

“直線電機與磁浮驅動”課程是鐵道機車車輛制造與維護專業基礎領域的一門課程，是該專業學生的拓展必修課。在傳統的理論課堂中，教師更多實行“填鴨式”教學，這種滿堂灌的方式極難調動學生的課堂參與性與整個學習思考過程的主動性，從而使學生對一節課的重點與難點很難把握，造成上課效果不佳的后果，因而，急需進行教學方法和教學手段的改進。實施信息化教學對提升教學效果是一種有效的教學改進[2]。本課題以西安鐵路職業技術學院“直線電機與磁浮驅動”課程中“德國常導超高速磁浮列車的工作原理”這節課為例，進行信息化教學設計，以提升教學效果，同時為高職鐵道機車類專業其他相關課程的信息化教學開展提供示范。

1? ? 教學環境

1.1? 學生情況

本次教學設計的教學對象是西安鐵路職業技術學院機車車輛制造專業大二的學生，他們能夠熟練使用計算機、手機等信息化設備與各種網絡技術，是“95后”—信息化時代的原住民。

1.2? 教材

本門課程選用的教材是《直線電機與磁浮驅動》，該教材的主編是西安鐵路職業技術學院省級名師李益民教授，由西南交通大學出版社出版。這本教材也是全國首家介紹磁浮列車原理的高職教材。筆者在對教材內容十分熟悉的基礎上調研了西南交通大學磁浮技術，同時，對長沙磁浮快線進行了參觀與學習，從而對磁浮技術有了較深的理解。

1.3? 課程標準

“磁懸浮與直線驅動”這門課程是鐵道機車車輛制造與維護專業的拓展必修課，主要講述磁懸浮與直線電機的發展及現狀，并簡要介紹磁懸浮與直線電機的結構與工作原理，在“磁懸浮與直線驅動”的課程標準中，德國常導超高速磁浮列車的工作原理占用2課時。

1.4? 教學設備

首先，西安鐵路職業技術學院為每個班級都配備了可以播放PPT與視頻的多媒體教室。其次，教師針對所帶班級建立了一個微信群，在充分發揮網絡作用的同時方便與學生進行交流。最后，讓學生下載安裝藍墨云班課軟件APP，進行課前預習與課后復習，該軟件具有互動、總結、評價、測試等功能。

2? ? 教學設計內容

2.1? 教學目標

本部分教學內容與本節課的教學目標是依據鐵道機車車輛制造與維護專業人才培養方案和“磁懸浮與直線驅動”的課程標準要求確定的。本節課的學習目標是：（1）電磁鐵的工作原理。（2）直線同步電機的工作原理。本節課的能力目標是：掌握德國磁浮列車的懸浮、導向、驅動3大基本原理。

2.2? 教學內容與教學過程

教學內容為德國常導超高速磁浮列車的懸浮、導向與驅動的工作原理。教學過程如下：首先，學生利用藍墨云班課教學平臺，課前預習電磁鐵的工作原理、控制方法以及三相旋轉同步電機的工作原理。其次，在課堂上，先講解電磁鐵的工作原理，之后通過在課堂上演示懸浮原理即使懸浮小球處于穩定懸浮狀態，讓學生明白在實際中怎樣通過電磁鐵來實現控制磁浮列車的懸浮狀態。再次，在課堂中講解導向的原理并通過觀看德國磁懸浮列車視頻，讓學生明白列車如何進行導向。最后，通過現場演示直線同步電機原理與觀看視頻，讓學生明白磁浮列車如何進行驅動。

2.3? 重難點

重點：磁浮列車的懸浮與導向原理。

難點：磁浮列車的驅動原理。

2.4? 教學拓展與教學創新

（1）教學拓展：主要是依靠網絡，播放相關視頻，讓學生進行自主探究式學習。（2）教學創新：演示懸浮控制操作，具體如圖1所示，將實驗帶入課堂，通過生活中非常簡單的實驗，明確清晰易懂的直線同步電機原理，再通過視頻等信息化手段進一步揭示其原理。

3? ? 教學方法

借助信息化教學資源庫中大量的圖片和視頻等信息，采用任務驅動與自主探究的教學方法。

4? ? 教學策略

4.1? 課前準備

策略一：教師利用藍墨云班課教學平臺和微信群發布課前任務，學生接受任務。

策略二：學生通過手機或筆記本等上網工具在相關網站上搜集關于磁浮列車的視頻資料。

策略三：教師利用藍墨云班課教學平臺在線測試，及時了解學生對電磁鐵與三相旋轉同步電機知識的掌握情況，從而針對不同班級做出相應的測試方法，做到因材施教。

4.2? 重點突破

重點：電磁鐵的控制。

策略一：夯實基礎，認真學習電磁鐵控制的相關知識，其中，電磁鐵磁場的大小與有無鐵芯、線圈匝數、電流大小密切相關。

策略二：教師在教室演示懸浮裝置的同時讓學生了解磁浮列車主要是通過控制電機中電流的大小來實現懸浮的，從而理解磁浮列車的懸浮原理。

策略三：教師通過給學生播放磁浮列車導向控制視頻，讓學生了解磁浮列車是通過控制電磁鐵的電流來實現導向的。

以上策略的應用，使學生掌握了磁浮列車的懸浮與導向的基本原理。

4.3? 教學難點突破

策略一：教師現場演示直線同步電機原理，用令人耳目一新的方式使學生理解直線同步電機的工作原理，具體如圖2所示。

4.4? 教學拓展

策略一：課前發布任務，讓學生對電磁鐵與三相同步旋轉電機的工作原理進行復習。

策略二：課前搜索磁浮列車相關視頻，在放視頻的同時激發學生的學習興趣。

策略三：由于部分實驗很容易就能做到，學生在做這些實驗的同時增強了動手能力。

4.5? 教學評價

策略一：教師根據藍墨云班課教學平臺在線測試，及時了解學生對電磁鐵與三相旋轉同步電機工作原理的掌握情況，進行診斷性評價。

策略二：通過課堂上的懸浮小球實驗演示與磁浮列車的相關視頻播放等，加深學生對所學知識的理解，進行效果性評價。

策略三：學生課后在線測試提交成績，教師進行總結性評價。

5? ? 教學反思

教學效果：學生在運用信息化教學設備與技術的課堂中，很容易發揮自己的主動性優勢，教師也很容易啟發學生的探究式思維方式，從而使課堂氣氛活躍，學生樂在其中。

創新點一：將懸浮裝置搬進教室，學生很容易理解懸浮原理，通過簡單實驗來演示同步直線電機工作原理，使學生很容易掌握。

創新點二：通過觀看視頻，學生很容易就能掌握導向與驅動原理。

[參考文獻]

[1]張躍東.職業院校信息化教學設計的程序與方法[J].中國職業技術教育，2018（35）：48-58.

[2]朱慧勇.“超聲波傳感器的應用”的信息化教學設計[J].現代鹽化工，2018，4（2）：134-135.