利用信息技術優化高職專業課程教學設計探析

向敏

摘? 要 推動信息技術與教育教學深度融合，是當前高職教育教學改革的熱點和現實課題。以高職電氣類專業課“水電站電氣一次部分設計”中“電氣主接線方案設計”這一任務的教學設計為例，闡述其利用信息技術優化教學設計的過程，探討設計類課程的教學改革方式以及與信息技術融合的路徑。

關鍵詞 高職教育;信息技術;教學設計;水電站電氣一次部分設計;電氣主接線方案設計;微信;微課

中圖分類號：G712? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）06-0107-04

Using Information Technology to Optimize Teaching Design of Professional Courses in Higher Vocational Colleges//XIANG Min

Abstract Promoting the deep integration of information technology and education and teaching is a hot and realistic topic in the current

teaching reform of higher vocational education. Taking the instruc-tional design of the task of 揗ain Electrical Connection Design？in

the course of Electricity Once Part Design of Hydropower Station for example， this paper expounds the process of optimizing teaching

design by using information technology， and probes into the teaching

reform methods of design courses and the ways of integrating it with

information technology.

Key words higher vocational education; information technology; teaching design; electricity once part design of hydropower station; main electrical connection design; WeChat; micro-lecture

1 前言

推動信息技術與教育教學深度融合，提高職業院校信息化教學水平，是當前高職教育教學改革的熱點和現實課題[1]。信息化教學不僅是技術的改造過程，更是結構性變革的過程，從而實現信息技術與教育教學的深度融合和內涵式發展[2]。信息化教學設計即通過充分利用信息技術、數字資源和信息化教學環境，解決教學中的重點和難點，完成特定教學任務。本文以高職電氣類專業課“水電站電氣一次部分設計”中“電氣主接線方案設計”這一任務的信息化教學設計為例，闡述其利用信息技術優化教學設計的過程，探討設計類課程的教學改革方式以及與信息技術的融合路徑。

2 教學分析

“電氣主接線方案設計”是高職電氣類專業的核心專業課“水電站電氣一次部分設計”課程中的工作任務之一。參考布魯姆教學目標分類理論[3]，梳理出本任務的教學目標。

1）知識目標：掌握常用電氣主接線的基本形式種類;掌握電氣主接線的基本形式的優缺點。

2）能力目標：能正確地分析電氣主接線基本形式的適用范圍;能設計合理的電氣主接線方案，并規范繪制電氣主接線方案圖紙。

3）素質目標：培養學生自主學習的能力;培養學生嚴謹審慎的態度。

對于95后高職學生，他們對新鮮事物有強烈興趣，但自主學習能力較差;思維活躍，但不善于分析，缺乏設計全局觀;樂于動手，但規范性不夠。分析教學目標和教學內容，得到“能正確分析電氣主接線基本形式的適用范圍”為本任務的教學重點;結合學情分析，確定“能合理規范繪制完整電氣主接線方案圖紙”為本任務的教學難點。想要突破重點、破解難點，依靠傳統的教學手段收效甚微，而合理地運用信息化手段能夠有效達成目標。

3 教學設計與實施

教學整體設計采用以工作過程為導向，符合學生認知規律的線上線下相結合的混合式教學模式。選取某水電站電氣主接線方案設計任務，擬定涵蓋課前、課中和課后的“課前導入—電氣主接線基本形式認知—電站完整主接線方案認知—原始資料分析—仿真設計—圖紙繪制—考核評價—課后擴展”八個學習環節。

課前導入? 在課前導入環節，首先要解決的就是任務布置問題。高職學生的學習時間相對比較自由，與教師見面的時間主要集中在課堂上。因此，設置課程的微信訂閱號來發布任務，便于學生隨時隨地獲取，如圖1所示。在大學生普遍使用手機微信的環境下，利用微信訂閱號來發布任務的方式可以有效提高任務發布的及時性與送達率。同時，要將本任務的學習資源如微課視頻、圖文教學資源也提供給學生。教學實踐證明，僅僅是發布任務與提供學習資源，對于自主學習能力比較欠缺的高職學生而言是不夠的。因此，設置“請解決”環節，以遞進的方式提出本任務需解決的問題，引導學生在學習資源中尋找問題的答案，如圖1所示。本任務設置四個由淺入深的問題：

1）哪些電氣主接線形式可以解決母線故障全站停電的問題？

2）哪些電氣主接線形式可以解決母線故障對應出線長時間停電的問題？

3）哪些電氣主接線形式可以解決出線斷路器檢修，該出線停電的問題？

4）哪些電氣主接線可以解決占地面積大的問題？

這樣可以有效提高學生課前預習的積極性，不僅完成知識目標的培養，也完成本任務素質目標“學生自主學習能力”的培養。

電氣主接線基本形式認知? 從課前“請解決”環節轉入課中學習環節，教師首先測試預習效果，針對共性問題予以解答。在本任務中，多數學生可以通過課前引入正確掌握電氣主接線有哪些基本形式，也能明白應從安全、可靠、經濟、方便四個方面來分析不同主接線形式之間的差別。但面對靜態圖形，學生分析起來枯燥乏味且容易出錯。因此，教師借助電氣主接線形式Flash（圖2），形象觀察停電的時間及范圍、倒閘操作過程，直觀地展示不同電氣主接線基本形式的特征，從而分析得到其對應適用范圍，突破教學重點。

電站完整主接線認知? 電氣主接線基本形式相當于單塊的積木，而要構成完整的建筑，是需要多個積木塊組建而成的。但是對真實電站缺乏了解的學生，往往較難考慮整體布局中的安全性、規范性、實用性要求。針對這個問題，若能夠帶領學生到電站實地觀察，會是有效的解決辦法。但是考慮到電站運行環境的高安全性要求與學生人數較多導致的不可控因素之間的矛盾，利用電站三維實景仿真系統（圖3）更能滿足教學的需要。通過該仿真系統，學生可以將電氣主接線圖與實際電氣設備聯系起來，對電氣主接線方案的認識從抽象到具體。

原始資料分析? 進入原始資料分析環節，學生需要對自己選擇的設計任務從地質氣象、電力系統資料和負荷資料等方面進行分析，根據設計規范確定要使用的電氣主接線基本形式。而厚重的設計手冊不便于攜帶，改為提供電子手冊更簡單快捷，如圖4所示。

仿真設計? 在確定了主接線基本形式之后，學生應完成本任務電氣主接線方案圖的繪制。但是直接運用繪圖軟件制圖一般耗時較長，并且難以規范繪制圖紙。因此，開發電氣主接線仿真設計平臺，學生可以利用平臺中訓練模式提供的接線單元直接拖拽到界面上“組裝”設計圖，如圖5所示。通過模塊化的拼圖操作，能夠加快繪圖速度，降低制圖難度。同時，通過接線單元的限制，規范設計圖中各電氣設備之間的連接，從而使學生能更容易形成正確的設計思路，繪制出規范的電氣主接線方案簡圖，破解教學難點。

圖紙繪制? 通過仿真設計檢查設計方案無誤后，通過比較分析，將最優方案繪制成CAD圖紙。為了增加繪圖環節的趣味性，也培養學生嚴謹審慎的素質目標，設置“請找碴兒”環節，要求不同小組相互檢查設計圖紙并根據出錯數評分。

考核評價? 根據設計圖紙的評分，可以完成本任務能力目標與素質目標的評價，但是不能忽略知識目標的考核。針對學生歷來對知識點訓練和測試積極性不高的問題，自主開發基于手機應用的攻關游戲型課程訓練與測試系統。該系統設置闖關與隨機兩種模式，如圖6所示。闖關模式提供五條生命值，若答題錯誤次數超過給定值則必須重新闖關，如圖7所示。隨機模式實際上是答題無盡模式，答對越多的題則積分越高，在排行榜中的名次越好，如圖8所示。利用闖關模式作為學生完成知識目標考核的必選方式，而利用隨機模式激發學生的競爭意識和多答題意識，熟練鞏固知識目標的學習。

課后擴展? 課后，教師利用微信訂閱號布置拓展任務——某變電站完成電氣主接線方案設計。通過對比，發現水電站與變電站電氣主接線方案設計中的異同。如遇到問題，可通過微信訂閱號提問，方便教師進行實時解答，如圖9所示。

4 教學特色

上述教學設計符合學生的認知規律和學習習慣，多種信息技術的引入，有效解決了設計類課程在利用常規教學手段授課時遇到的困難。水電站三維實景仿真系統幫助學生在絕對安全的前提下全方位立體化地建立整體布局觀;教師自主開發的電氣主接線仿真設計平臺，其圖形化操作幫助初學者實現規范合理設計;同樣自主開發的基于手機應用的攻關游戲型課程訓練及測試系統，提高了學生參與測試與訓練的積極性;運用微信平臺推送資源以及答疑，起到精準控制學習節奏、及時提供學習資源、切實達成交互式學習的目的。通過教學實施，可以證明優化后的教學設計有效激發了學生的學習積極性，改善了教學效果，提高了教學質量。■

參考文獻

[1]馬箐，鮑家澤，包崢嶸.高職院校課程信息化教學設計過程研究[J].揚州教育學院學報，2017，35（4）：64-67.

[2]孔凌鶴.信息化教學的行動研究[J].中國成人教育，2018（8）：87-89.

[3]馮曉虹.高校信息化教學的應用效應探究[J].中國成人教育，2015（12）：133-134.